Поверхность живой клетки
Плазматическую мембрану эукариот отличают от других клеточных мембран две особенности:
Относительное высокое содержание холестерола. Оценить долю холестерола клетки, находящуюся в плазматической мембране, довольно трудно, но ясно, что она весьма существенна. Высоким содержанием холестерола отличаются и другие мембранные структуры эндоцитозного пути (лизосомы, эндосомы). Ещё один липид, содержащийся в значительных количествах в этих мембранах, - сфингомиелин.
Относительное высокое содержание гликопроизводных (гликолиподов и гликопротеинов).
Гликопроизводные содержатся не только в плазматической мембране. Однако в ней они присутствуют в большом количестве. Все углеводные группы гликопротеинов плазматической мембраны находятся на наружной поверхности клетки. Большинство белков плазматической мембраны гликолизированы. Углеводные цепи не выступают над клеточной поверхностью, но вероятно, играют важную роль при взаимодействии клеток с их окружением. Углеводсодержащие соединения придают клеточной поверхности ярко выраженный гидрофильный характер. При этом отрицательный заряд в значительной степени определяется остатками сиаловых кислот, которые составляют семейство производных нейраминовой кислоты. В некоторых случаях сиаловые кислоты маскируют специфические сайты узнавания на молекулах клеточной поверхности. Кроме того, эти специфические компоненты обладают уникальными биологическими свойствами.
Установлено, что углеводные компоненты гликолипидов и гликопротеинов изменяются при развитии и дифференцировке клетки и могут служить антигенными маркерами, ассоциированными с опухолями. Ганглиозиды, представляющие собой содержащие сиаловую кислоту гликосфинголипиды, служат местом связывания холерного и столбнячного токсинов (GM1). Ганглиозиды непосредственно участвуют в регуляции процессов клеточного роста и дифференцировки, а также, по – видимому, воздействуют на фосфорилирование рецептора фактора роста эпидермиса (ФРЭ) – возможно, путём прямого взаимодействия. При этом роль углеводного компонента гликопротеинов, и особенно рецепторных белков, не совсем ясна.
Рецепторы, определяющие клеточную адгезию
Один из основных классов рецепторов клеточной поверхности участвует в клеточной адгезии. Этот класс включает рецепторы, которые необходимы для узнавания клетками друг друга и для их адгезии, а также рецепторы, ответственные за связывание клеток с нерастворимыми компонентами внеклеточного матрикса, такими, как фибронектин или коллаген у животных. За связывание ответственны взаимодействия, как между белками, так и между белками и сахарами. Способность клеток к специфическому взаимному узнаванию и адгезии крайне важна для эмбрионального развития; выявлены некоторые компоненты клеточной поверхности, необходимые для этого. У взрослого животного адгезивные взаимодействия «клетка – клетка» и «клетка – матрикс» продолжают оставаться существенными для поддержания стабильности тканей. Те специфические системы, которые удалось исследовать, включают межклеточное узнавание при иммунном ответе, при миграции лимфоцитов к местам их назначения и при индукции адгезивных свойств у тромбоцитов при свёртывании крови. Большую роль в исследовании этих систем сыграло использование методов молекулярной биологии, выявившее структурные взаимосвязи между рецепторами. Рассмотрим некоторые из рецепторов адгезии.