Zell-Zell-Verbindungen

Funktionen der Zell-Zell-Verbindungen – Zellkontakte

Die Funktionen von Zell-Zell-Verbindungen können grundlegend in drei Teilaspekte eingeteilt werden. Diese sind die Kommunikation, der Zusammenhalt und die Abdichtung. Je nach Art ihrer Funktion werden Zell-Zell-Verbindungen daher in die folgenden Typen unterschieden:

• Kommunikationskontakte (Kommunikation)
• Haftkontakte (Zusammenhalt und Stabilität)
• Verschlusskontakte (Abdichtung)

Zellkontakte – Kommunikationskontakte

Kommunikationskontakte dienen zu Kommunikation zwischen den Zellen. Hierbei handelt es sich um metabolische und elektrische Kommunikation. Diese kann beispielsweise durch die Übertragung bzw. den Austausch von Metaboliten und Ionen erfolgen.

Häufige Kommunikationskontakte sind in Tierzellen sogenannten Gap Junctions und bei Pflanzenzellen sogenannte Plasmodesmen.

Zellkontakte – Haftkontakte

Haftkontakte (auch Adhäsionskontakte) haben die Funktion, Zellen miteinander oder mit der extrazellulären Matrix zu verbinden. So gewährleisten Haftkontakte den Zusammenhalt und eine ausreichende Stabilität von Zellverbänden.

Zu den wichtigsten Haftkontakten gehören die Desmosomen.

Zellkontakte – Verschlusskontakte

Bei Verschlusskontakten handelt es sich um dichte Zellverbindungen, welche eine lückenlose Aneinanderreihung von Zellen ermöglichen. Häufig sind Verschlusskontakte in der äußersten und abschließenden Zellschichten der Organismen zu finden (Epithel). Also dort, wo inneres vom äußeren des Körpers abgegrenzt werden muss (Beispiel: Darmepithel).

Durch Verschlusskontakte wird gewährleistet, dass keine unerwünschten Stoffe in das Gewebe eintreten, sondern ein Stofftransport nur geregelt über die Biomembran der abschließenden Zellschicht stattfindet. Vielleicht hast Du schon mal von Tight Junctions gehört, sie gehören zu den typischen Verschlusskontakten.

Zell-Zell-Erkennung – Arten

Im folgenden Abschnitt lernst Du die wichtigsten Zell-Zell-Verbindungen kennen.

Gap Junction

Wie Du schon gelernt hast, gehören Gap Junctions zu den Kommunikationskontakten. Gap Junctions sind Proteinröhren, welche von einer Zelle bis in die angelagerte Zelle reichen und somit einen Austausch zwischen den Zellen ermöglichen.

Die Proteinröhren sind aus zwei aneinandergelagerten Connexonen aufgebaut. Die einzelnen Connexonen sind in den jeweiligen Biomembranen der beiden Zellen eingelagert. Diese werden wiederum aus sechs Connexinen gebildet.

Abbildung 1: Gap Junction.

Gap Junctions ermöglichen den Transport von Ionen und Molekülen zwischen zwei Zellen. So gewährleisten Sie den Stofftransport und die Übertragung von elektrischen Signalen.

Plasmodesmen

Plasmodesmen (sg. Plasmodesmos), auch Plasmodesmata (sg. Palsmodesma), sind Zell-Zell-Verbindungen zwischen Pflanzenzellen. So wie bei Gap Junctions sorgen diese Verbindungen für einen Stoffaustausch und für Kommunikation zwischen den Pflanzenzellen. Im Aufbau unterscheiden sich diese Zell-Zell-Verbindungen jedoch voneinander.

Einzelne Plasmodesmen sind tubuläre Durchgänge in der Zellwand. Die Öffnungen der Zellwand werden Tüpfel genannt. Bei diesen Durchgängen handelt es sich um cytoplasmatische Kanäle, welche durch Zellmembrane ausgekleidet sind. Des Weiteren verbinden Ausläufer des endoplasmatisches Retikulums die beiden benachbarten Zellen durch den Durchgang. Zusätzlich sind Plasmodesmen mit Strukturproteinen (Actin und Myosin) ausgekleidet, welche das Öffnen und Schließen gewährleisten.

Desmosomen

Desmosomen (Macula adhaerens) sind punktförmige Strukturen, welche Du Dir als Schweißpunkten zwischen Zellen vorstellen kannst. Sie verbinden Zellen miteinander und sorgen so für Stabilität und Zusammenhalt und gehören damit zu den Haftkontakten.

Die Verbindung zwischen den Zellen wird durch sogenannte Cadherine hergestellt. Diese Cadherine sind in den jeweiligen Zellmembranen integriert und bilden zwischen den Zellen (Interzellulärspalt) Verbindungen aus. Für zusätzliche Stabilität sind die Cadherine innerhalb der Zelle (Intrazellulär) mit weiterer Proteinstrukturen (Plaques und Keratinfilamente) verankert.

Abbildung 3: Schematische Abbildung Desmosom.

Tight Junctions

Tight Junctions (engl. enge Verbindung) (auch Zonula occludens) sind dichte Verknüpfungen zwischen zwei Zellen, welche den Stofftransport im Raum zwischen den Zellen (Interzellulärspalt) verhindern. Sie bilden eine Diffusionsbarriere, damit keine unerwünschten Stoffe in das Gewebe eindringen können. Dort, wo Tight Junctions vorliegen, liegen die Zellmembrane der Zellen so nah beieinander, dass gewissermaßen kein Interzellularraum vorhanden ist.

Proteinkomplexe (Claudine und Occludine), welche in die Membran der aneinander gelagerten Zellen eingelagert und netzartig angeordnet sind, bilden die sehr engen Tight Junctions zwischen den Zellen.

Abbildung 4: Schematische Darstellung Tight Junctions

Übersicht der Zell-Zell-Verbindungen

Zu Übersicht hast Du in folgender Tabelle noch einmal alle vorgestellten Zell-Zell-Verbindungen auf einen Blick vereint.