„Tight Junction“ – Versionsunterschied

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{{lang|en|'''Tight Junctions'''}} ([[Englische Sprache|engl.]] für „dichte Verbindung“, [[Latein|lat.]] {{lang|la|''Zonula occludens,''}} in deutscher Literatur auch „Schlussleiste“) sind schmale Bänder aus [[Membranprotein]]en, die [[Epithel]]zellen von [[Wirbeltiere]]n vollständig umgürten und mit den Bändern der Nachbarzellen in enger Verbindung stehen. Auf diese Weise verschließen die Tight Junctions den Zellzwischenraum und bilden eine parazelluläre Barriere, genannt [[Diffusion]]sbarriere, die den Fluss von Molekülen über das Epithel kontrolliert.
'''Tight Junctions'''
Außerdem haben sie die Aufgabe, die Polarität der Epithelzellen aufrechtzuerhalten: Sie verhindern, dass Membrankomponenten aus dem [[Anatomische Lage- und Richtungsbezeichnungen|apikalen]] Bereich nach lateral diffundieren und umgekehrt.
([[Englische Sprache|engl.]] „dichte Verbindung“, [[Latein|lat.]] ''Zonula occludens'') sind schmale Bänder aus [[Membranprotein|Membranproteinen]], die [[Epithel|Epithelzellen]] von [[Wirbeltiere|Wirbeltieren]] vollständig umgürten, und mit den Bändern der Nachbarzellen in enger Verbindung stehen. Auf diese Weise verschließen die Tight Junctions den Zellzwischenraum und bilden eine [[parazelluläre Barriere]] genannte [[Diffusion]]sbarriere, die den Fluss von Molekülen über das Epithel kontrolliert.
Außerdem haben sie die Aufgabe, die Polarität der Epithelzellen aufrecht zu erhalten: sie verhindern, dass Membrankomponenten aus dem apikalen Bereich nach lateral diffundieren und umgekehrt.


== Barrierefunktion ==
== Barrierefunktion ==
Tight Junctions befinden sich im [[apikal|apikalen]] (der Außenseite näheren) Bereich der seitlichen Zellmembran und stellen dadurch, dass die Bänder von benachbarten Zellen aneinander binden, einen sehr engen Kontakt zwischen den Membranen zweier benachbarter Zellen her. Diese Kontakte bilden eine [[Diffusion|Diffusionsbarriere]], die den [[Transport (Biologie)|parazellulären Transport]] von Molekülen über das Epithel verhindert bzw. kontrolliert ("''barrier-function''"). Liegen mehrere Tight Junction-Stränge hintereinander, steigt die Undurchlässigkeit logarithmisch an.
Tight Junctions befinden sich im [[Anatomische Lage- und Richtungsbezeichnungen|apikalen]] (der Außenseite näheren) Bereich der seitlichen Zellmembran und stellen dadurch, dass sie die Bänder von benachbarten Zellen aneinanderbinden, einen sehr engen Kontakt zwischen den Membranen zweier benachbarter Zellen her. Diese Kontakte bilden eine [[Diffusion]]sbarriere, die den [[Transport (Biologie)|parazellulären Transport]] von Molekülen über das Epithel verhindert bzw. kontrolliert (Barrierefunktion). Liegen mehrere Tight-Junction-Stränge hintereinander, steigt die Undurchlässigkeit logarithmisch an.
Auf diese Weise können Nahrungsaufnahme und Stofftransport in kontrollierter Weise durch die Epithelzellen erfolgen.
Auf diese Weise können Nahrungsaufnahme und Stofftransport in kontrollierter Weise durch die Epithelzellen erfolgen.


== Zaunfunktion ==
== Zaunfunktion ==
Außerdem haben Tight Junctions eine so genannte "''Zaun-Funktion''" ("''fence-function''"): Sie verhindern die freie Bewegung von Membrankomponenten und erhalten dadurch die [[Zellpolarität]] der Epithelzellen, indem sie sie in apikale und [[Basis|basale]] Bereiche unterteilen. Dies ist von Bedeutung, da z. B. die apikale Zellmembran der Epithelzellen mit den [[Mikrovilli]] eine ganz andere biochemische Zusammensetzung aufweist als die basolaterale Membran. Durch die Tight Junctions sind diese voneinander getrennt - eine notwendige Voraussetzung für gerichtete Stofftransporte.
Außerdem haben Tight Junctions eine so genannte „Zaun-Funktion“ ''({{lang|en|fence-function}})'': Sie verhindern die freie Bewegung von Membrankomponenten und erhalten dadurch die [[Zellpolarität]] der Epithelzellen, indem sie sie in apikale und [[Anatomische Lage- und Richtungsbezeichnungen|basale]] Bereiche unterteilen. Dies ist von Bedeutung, da z. B. die apikale Zellmembran der Epithelzellen mit den [[Mikrovilli]] eine ganz andere biochemische Zusammensetzung aufweist als die basolaterale Membran. Durch die Tight Junctions sind diese voneinander getrennt eine notwendige Voraussetzung für gerichtete Stofftransporte.


== Vorkommen ==
== Vorkommen ==
Tight Junctions kommen in Epithelzellen (z.B. Nieren-, Harnblasen- und Darmepithel) und Gehirnkapillarendothelzellen ([[Blut-Hirn-Schranke]]) von [[Wirbeltiere|Wirbeltieren]] vor. Bei den [[Wirbellose|Invertebraten]] nehmen hingegen ''[[septate junction|Septate Junctions]]'' eine analoge Funktion wahr.
Tight Junctions kommen in Epithelzellen (z. B. Nieren-, Harnblasen- und Darmepithel) und Gehirnkapillarendothelzellen ([[Blut-Hirn-Schranke]]) von [[Wirbeltiere]]n vor. Bei den [[Wirbellose|Invertebraten]] nehmen hingegen {{lang|en|''[[Septate junction|Septate Junctions]]''}} eine analoge Funktion wahr.


== Aufbau ==
== Aufbau ==
Die wichtigsten bisher bekannten Membranproteine der Tight Junctions sind die Familie der [[Claudin]]e sowie das [[Occludin]]. Von der Familie der Claudine sind in Wirbeltieren bislang 24 verschiedene bekannt, in anderen [[Eukaryoten]] wie zum Beispiel dem Fadenwurm ''[[Caenorhabditis elegans]]'' sind es vier und in der Taufliege ''[[Drosophila melanogaster]]'' sieben. Diese integralen Membranproteine sind netzförmig angeordnet und bringen die Membranen zweier Zellen in einer Art Kopf-an-Kopf-Kontakt direkt aneinander. Sie bilden wässrige Poren, die selektiv bestimmte Ionen und Moleküle hindurchlassen, während andere zurückgehalten werden. Die Spezifität der Diffusionbarriere wird dabei durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Claudine den jeweiligen Anforderungen, die das Epithel erfüllen muss, angepasst. Ein spezielles Claudin, Claudin 16, welches im Nierenepithel gefunden wurde, ist notwendig um Mg<sup>2+</sup>-Ionen aus den Nieren in das Blut aufzunehmen. Eine Mutation in dem [[Gen]], das dieses Protein kodiert, kann zu exzessivem Mg<sup>2+</sup> Verlust in den Urin führen. Tight Junctions bilden mal losere (Beispiel: [[Darm]]), mal dichtere Barrieren (Beispiel: [[Blut-Hirn-Schranke]]). Die Tight Junctions des [[Dünndarm|Dünndarms]] sind z.B. 10000 mal durchlässiger für Ionen wie Na<sup>+</sup> als die der [[Harnblase]]. Die Durchlässigkeit zwischen Epithelzellen kann jedoch auch vorübergehend verändert werden, falls ein erhöhter parazellulärer Transport erwünscht ist.
Die wichtigsten bisher bekannten Membranproteine der Tight Junctions sind die Familie der [[Claudin]]e sowie das [[Occludin]]. Von der Familie der Claudine sind in Wirbeltieren bislang 24 verschiedene bekannt, in anderen [[Eukaryoten]] wie zum Beispiel dem Fadenwurm ''[[Caenorhabditis elegans]]'' sind es vier und in der Taufliege ''[[Drosophila melanogaster]]'' sieben. Diese integralen Membranproteine sind netzförmig angeordnet und bringen die Membranen zweier Zellen in einer Art Kopf-an-Kopf-Kontakt direkt aneinander. Sie bilden wässrige Poren, die selektiv bestimmte Ionen und Moleküle hindurchlassen, während andere zurückgehalten werden. Die Spezifität der Diffusionbarriere wird dabei durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Claudine den jeweiligen Anforderungen, die das Epithel erfüllen muss, angepasst. Ein spezielles Claudin, Claudin 16, welches im Nierenepithel gefunden wurde, ist notwendig, um Mg<sup>2+</sup>-Ionen aus den Nieren in das Blut aufzunehmen. Eine Mutation in dem [[Gen]], das dieses Protein kodiert, kann zu exzessivem Mg<sup>2+</sup>-Verlust in den Urin führen. Tight Junctions bilden mal losere (Beispiel: [[Darm]]), mal dichtere Barrieren (Beispiel: [[Blut-Hirn-Schranke]]). Die Tight Junctions des [[Dünndarm]]s sind z.&nbsp;B. 10.000-mal durchlässiger für Ionen wie Na<sup>+</sup> als die der [[Harnblase]]. Die Durchlässigkeit zwischen Epithelzellen kann jedoch auch vorübergehend verändert werden, falls ein erhöhter parazellulärer Transport erwünscht ist.
Claudine und Occludine assoziieren mit intrazellulären Membranproteinen, [[ZO-Protein]]e nach der Zonula Occludens benannt, welche die Verbindung mit dem [[Aktin]]-[[Cytoskelett]] herstellen.
Claudine und Occludine assoziieren mit intrazellulären Membranproteinen, [[ZO-Protein]]e nach der Zonula Occludens benannt, welche die Verbindung mit dem [[Aktin]]-[[Cytoskelett]] herstellen.


==Siehe auch==
== Siehe auch ==
* [[Zellkontakt]] Übersicht über die verschiedenen Arten von Zellkontakt
* [[Zellkontakt]] Übersicht über die verschiedenen Arten von Zellkontakt
* [[Adherens junction]]
* [[Adherens junction]]
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== Weblinks ==
== Weblinks ==
* {{Webarchiv|20071215104806|http://www.nastech.com/nastech/junctions_biology|Thight Junction Biology}} - Bilder und Texte (englisch)
* {{Webarchiv |url=http://www.nastech.com/nastech/junctions_biology |text=Tight Junction Biology |wayback=20071215104806}} Bilder und Texte (englisch)
* [http://www.bu.edu/histology/p/20502ooa.htm Gute Aufnahme eines ''junctional complex'']
* [http://www.bu.edu/histology/p/20502ooa.htm Gute Aufnahme eines ''junctional complex'']


== Literatur ==
== Literatur ==
* Alberts, B. et. al.: ''Molecular Biology of the Cell''. Garland Science, 4. Auflage, 2002. ISBN 0815340729.
* Alberts, B. et al.: ''Molecular Biology of the Cell''. Garland Science, 4. Auflage, 2002. ISBN 0-8153-4072-9.


[[Kategorie:Zellbiologie]]
[[Kategorie:Zellbiologie]]
[[Kategorie:Epithel]]

[[en:Tight junction]]
[[fi:Tiivis liitos]]
[[fr:Jonction serrée]]
[[ja:密着みっちゃく結合けつごう]]
[[lt:Glaudžioji jungtis]]
[[nl:Tight junction]]
[[sl:Tesni stik]]
[[sv:Täta fogar]]
[[tr:Sıkı bağlantı]]

Aktuelle Version vom 21. März 2021, 18:09 Uhr

Schematische Darstellung einer Tight Junction
Elektronenmikroskopische Gefrierbruchaufnahme der Tight Junctions der Blut-Hirn-Schranke einer Ratte

Tight Junctions (engl. für „dichte Verbindung“, lat. Zonula occludens, in deutscher Literatur auch „Schlussleiste“) sind schmale Bänder aus Membranproteinen, die Epithelzellen von Wirbeltieren vollständig umgürten und mit den Bändern der Nachbarzellen in enger Verbindung stehen. Auf diese Weise verschließen die Tight Junctions den Zellzwischenraum und bilden eine parazelluläre Barriere, genannt Diffusionsbarriere, die den Fluss von Molekülen über das Epithel kontrolliert. Außerdem haben sie die Aufgabe, die Polarität der Epithelzellen aufrechtzuerhalten: Sie verhindern, dass Membrankomponenten aus dem apikalen Bereich nach lateral diffundieren und umgekehrt.

Barrierefunktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Tight Junctions befinden sich im apikalen (der Außenseite näheren) Bereich der seitlichen Zellmembran und stellen dadurch, dass sie die Bänder von benachbarten Zellen aneinanderbinden, einen sehr engen Kontakt zwischen den Membranen zweier benachbarter Zellen her. Diese Kontakte bilden eine Diffusionsbarriere, die den parazellulären Transport von Molekülen über das Epithel verhindert bzw. kontrolliert (Barrierefunktion). Liegen mehrere Tight-Junction-Stränge hintereinander, steigt die Undurchlässigkeit logarithmisch an. Auf diese Weise können Nahrungsaufnahme und Stofftransport in kontrollierter Weise durch die Epithelzellen erfolgen.

Zaunfunktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Außerdem haben Tight Junctions eine so genannte „Zaun-Funktion“ (fence-function): Sie verhindern die freie Bewegung von Membrankomponenten und erhalten dadurch die Zellpolarität der Epithelzellen, indem sie sie in apikale und basale Bereiche unterteilen. Dies ist von Bedeutung, da z. B. die apikale Zellmembran der Epithelzellen mit den Mikrovilli eine ganz andere biochemische Zusammensetzung aufweist als die basolaterale Membran. Durch die Tight Junctions sind diese voneinander getrennt – eine notwendige Voraussetzung für gerichtete Stofftransporte.

Vorkommen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Tight Junctions kommen in Epithelzellen (z. B. Nieren-, Harnblasen- und Darmepithel) und Gehirnkapillarendothelzellen (Blut-Hirn-Schranke) von Wirbeltieren vor. Bei den Invertebraten nehmen hingegen Septate Junctions eine analoge Funktion wahr.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die wichtigsten bisher bekannten Membranproteine der Tight Junctions sind die Familie der Claudine sowie das Occludin. Von der Familie der Claudine sind in Wirbeltieren bislang 24 verschiedene bekannt, in anderen Eukaryoten wie zum Beispiel dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans sind es vier und in der Taufliege Drosophila melanogaster sieben. Diese integralen Membranproteine sind netzförmig angeordnet und bringen die Membranen zweier Zellen in einer Art Kopf-an-Kopf-Kontakt direkt aneinander. Sie bilden wässrige Poren, die selektiv bestimmte Ionen und Moleküle hindurchlassen, während andere zurückgehalten werden. Die Spezifität der Diffusionbarriere wird dabei durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Claudine den jeweiligen Anforderungen, die das Epithel erfüllen muss, angepasst. Ein spezielles Claudin, Claudin 16, welches im Nierenepithel gefunden wurde, ist notwendig, um Mg2+-Ionen aus den Nieren in das Blut aufzunehmen. Eine Mutation in dem Gen, das dieses Protein kodiert, kann zu exzessivem Mg2+-Verlust in den Urin führen. Tight Junctions bilden mal losere (Beispiel: Darm), mal dichtere Barrieren (Beispiel: Blut-Hirn-Schranke). Die Tight Junctions des Dünndarms sind z. B. 10.000-mal durchlässiger für Ionen wie Na+ als die der Harnblase. Die Durchlässigkeit zwischen Epithelzellen kann jedoch auch vorübergehend verändert werden, falls ein erhöhter parazellulärer Transport erwünscht ist. Claudine und Occludine assoziieren mit intrazellulären Membranproteinen, ZO-Proteine nach der Zonula Occludens benannt, welche die Verbindung mit dem Aktin-Cytoskelett herstellen.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Tight Junction Biology (Memento vom 15. Dezember 2007 im Internet Archive) – Bilder und Texte (englisch)
  • Gute Aufnahme eines junctional complex

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Alberts, B. et al.: Molecular Biology of the Cell. Garland Science, 4. Auflage, 2002. ISBN 0-8153-4072-9.