Zell-Zell-Verbindungen: Funktion & Beispiele | StudySmarter
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Zell-Zell-Verbindungen

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Biologie

Zell-Zell-Verbindung sind vor allem in Epithelien wichtig. Epithelien sind Gewebe, die sich an Grenzflächen des Körpers finden. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie sehr eng beieinander sitzen. Diese Verbindungen ermöglichen, dass Zellen in Zellverbänden zusammenhalten, verhindern die Diffusion von Molekülen oder ermöglichen direkten Stoffaustausch.


Haftkontakt (lat. zonula adhaerens)


Damit sich ein Epithel bilden kann, müssen die Zellen sehr nah beieinander befestigt sein, damit sie eventuellen Zugkräften widerstehen können. Dieser Haftkontakt zwischen den Zellen heißt Zonula adhaerens. Er ist mit den Aktinfilamenten der Zellen verbunden. Das lässt die Zytoplasmamembran verdickt erscheinen.


Desmosomen (lat. macula adherens)


Die Desmosomen sorgen für mehr mechanische Stabilität zwischen den Zellen. Sie sind im Gegensatz zu den Haftkontakten punktförmig und vergleichbar mit Drück- oder Schweißknöpfen.


Wie sind Desmosomen aufgebaut?


Desmosomen setzten sich aus verschiedenen Proteinen zusammen. Diese Proteine sind an einer Plaque befestigt. An der äußeren Seite der Plaque sind Cadherine befestigt. Sie verbinden sich mit denen der benachbarten Zelle und sorgen dadurch für die Stabilisierung der Zell-Zell-Verbindungen. An der Seite, die zum Interzellularraum zeigt, ist die Plaque mit Intermediärfilamenten verbunden.


Damit Du Dir den Aufbau der Desmosomen besser vorstellen kannst, gibt es hier eine Darstellung.
Du kannst an ihr gut erkennen, dass:


  • benachbarte Zellen im extrazellulären Raum über Cadherine fixiert sind.
  • die Plaque innerhalb der Zelle mit Intermediärfilamenten verbunden ist.



Zell-Zell-Verbindungen Aufbau Desmosomen StudySmarterAbbildung 1: Aufbau von Desmosomen, Quelle: biologie-seite.de


Tight Junctions beziehungsweise Verschlusskontakt (lat. zonula occludens)


Tight-Junctions sind die Zell-Zell-Verbindungen, die den Interzellularspalt völlig verschließen können. Deshalb befinden sich in Geweben, die dicht halten müssen, viele Tight Junctions.



Hier eine Darstellung zum Überblick zu den wichtigsten Zell-Zell-Verbindungen. Die Zell-Zell-Verbindungen, die Du bereits kennst, findest Du hier. Die Tight Junctions findest Du über der Zonula adhaerens.


Zell-Zell-Verbindungen Zell-Zell-Kontakte StudySmarterAbbildung 2: Zell-Zell-Kontakte, Quelle: thieme.de


Wo gibt es Tight Junctions?


Tight Junctions befinden sich meist da, wo Körperinneres gegen Körperäußeres abgegrenzt werden muss, da sie den Interzellularspalt sehr dicht verschließen. Sie verhindern dadurch das Ausströmen von Körperflüssigkeiten.


Beispielsweise befinden sie sich im Epithel der Harnblase. Dadurch wird erreicht, dass der Harn nicht in den Bauchraum gelangt. Du findest Tight Junctions auch im Darmepithel und in der Blut-Hirn-Schranke. In der Blut-Hirn-Schranke sind die Tight Junctions in den Endothelzellen der Blutgefäße.


Welche Funktionen haben Tight Junctions?


  • Tight Junctions sind wichtig für die mechanische Stabilität des Epithelzellverbandes. Sie stellen sicher, dass sie dicht zusammenhalten, sodass keine Stoffe zwischen ihnen hindurchdiffundieren können. Sie verhindern den parazellulären Transport.


  • Tight Junctions verhindern das Eindringen und Ausströmen von Molekülen und Flüssigkeiten und dienen als eine undurchlässige Barriere.


  • Sie sind außerdem wichtig für den Schutz empfindlicher Organe gegen eindringende Mikroorganismen.



Gap Junctions (Nexus)


Gap Junctions sind Kommunikationskontakte. Sie ermöglichen den Austausch von Ionen, Wasser und anderen Stoffen zwischen den Zellen über Endo- und Exozytose, sie stellen also die Kommunikation sicher. Dabei können nur kleinere Moleküle Gap Junctions passieren. Gap Junctions finden sich in fast allen Geweben.


Hier eine Darstellung zum Aufbau der Gap Junctions:


Zell-Zell-Verbindungen Aufbau Gap Junctions StudySmarterAbbildung 3: Aufbau von Gap Junctions, Quelle: biologie-seite.de


Wie sind Gap Junctions aufgebaut?


Gap Junctions bestehen aus sechs Einheiten von Connexinen. Das sind Membranproteine, die eine ringförmige Struktur bilden, was als Connexon bezeichnet wird. Wenn sich die Öffnungen der Connexinen zweier Zellen zueinander ausrichten, bildet sich ein Kanal zwischen den Zellen. Diesen Kanal können dann bestimmte Moleküle passieren und die Zellen können miteinander kommunizieren.


Wo sind Gap Junctions vorzufinden?


Gap Junctions findest Du überall da, wo Zellen miteinander in Kontakt treten – also in fast jedem Körpergewebe. Im Herzmuskel entstehen die elektrischen Signale, damit das Herz kontrahiert, wenn Ionen durch die Gap Junctions strömen. Außerdem spielen Gap Junctions im Epithelgewebe, im Nervengewebe und in der Retina eine wichtige Rolle.


Welche Funktion haben Gap Junctions?


Gap Junctions sind wichtig für den Signal- und Stoffaustausch zwischen benachbarten Zellen. Sie sind nur für bestimmte Stoffe durchlässig. Sie lösen elektrische Signale aus und fungieren wie elektrische Synapsen (zum Beispiel im Herzmuskel).



Zell-Zell-Verbindungen - Das Wichtigste


  • Zell-Zell-Verbindungen sind in Epithelien wichtig. Sie sorgen dafür, dass die Zellen in Zellverbänden zusammenhalten, verhindern Diffusion von Stoffen und ermöglichen den Stoffaustausch.

  • Haftkontake (zonula adhaerens) sind mit den Aktinfilamenten der Zellen verbunden. Dadurch erscheint die Plasmamembran verdickt. Sie sorgen dafür, dass Zellen nah bei einander befestigt sind und Zugkräften widerstehen.
  • Desmosomen sorgen für mechanische Stabilität zwischen den Zellen. Sie bestehen aus einer Plaque, an der Proteine angelagert sind. Zum Interzellularraum sind sie mit Intermediärfilamenten verbunden. Im Interzellularspalt sind Cadherine befestigt. Die Cadherine benachbarter Zellen lagern sich zusammen und sorgen für die Stabilisierung der Zell-Zell-Kontakte.
  • Tight Junctions können den Interzellularspalt zwischen zwei Zellen völlig verschließen. Dadurch verhindern sie das Ausströmen von Körperflüssigkeiten und dienen als Schutz vor eindringenden Molekülen. Tight Junctions befinden sich beispielsweise in der Blut-Hirn-Schranke, im Harnepithel und Darmepithel.
  • Gap Junctions sind Kommunikationskontakte. Sie kommen in fast allen Geweben vor und sind aufgebaut aus sechs Connexinen, die ein Connexon bilden. Lagern sich die Connexone zwei benachbarter Zellen aneinander, bilden sie einen Kanal. Hier können Moleküle und Ionen passieren. Du findest sie im Epithelgewebe, in den Herzmuskelzellen, im Nervengewebe und in der Retina. Im Herzen fungieren Gap Junctions als elektrische Synapsen.

Finales Zell-Zell-Verbindungen Quiz

Frage

Beschreibe kurz wie Gap Junctions aufgebaut sind.

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Antwort

Gap Junctions sind aus sechs Connexinen aufgebaut, die ein Connexon bilden. Jeweils ein Connexon (Halbkanal) lagert sich mit einem Connexon der Nachbarzelle zusammen und bildet ein Gap Junction (interzellulärer Kanal).

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Frage

Was bedeutet homotypisch?

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Antwort

Homotypisch bedeutet, dass es nur aus einer Art von Connexinen, bzw. Connexonen zusammengesetzt ist.

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Frage

Was bedeutet heterotypisch?

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Antwort

Heterotypisch bedeutet, dass es aus verschieden Connexinen, bzw. Connexonen zusammengesetzt ist.

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Frage

Wie groß sind Gap Junctions ungefähr?

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Antwort

Gap Junctions haben einen Durchmesser von 1,5 bis 2 Nanometer. Deshalb können auch nur sehr kleine Moleküle oder Ionen passieren.

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Frage

Was unterscheidet Gap Junctions von anderen Kanalsystemen?

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Antwort

Gap durchziehen zwei benachbarte Membranen, verbinden Cytoplasma mit Cytoplasma und sind in der Regel selbst im Ruhezustand geöffnet.

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Frage

Wo kommen Gap Junctions vor?

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Antwort

Sie kommen in fast allen Körpergeweben vor, wo Zellen miteinander in Kontakt treten. Besonders im Embryonalstadium sind sie wichtig für die Gewebeentwicklung. Beim Erwachsenen kommen sie im Herzmuskel-, Epithel- (z.B. Dünndarm), Nervengewebe und in der Retina vor.


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Frage

Welche Aufgaben haben Gap Junctions?

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Antwort

Gap Junctions sorgen für Signal- und Stoffaustausch zwischen Zellen. Sie ermöglichen die chemische Kommunikation zwischen zwei Zellen.

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Welche Aufgaben haben Gap Junctions?

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Antwort

Die Gap Junctions verhindern, dass Moleküle oder Ionen in den extrazellulären Raum verloren gehen. Gap Junctions sind nur für bestimmte Stoffe durchlässig.

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Frage

Welche Aufgaben haben Gap Junctions?

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Antwort

Gap Junctions fungieren im Herzen, in Neuronen und in der Retina als elektrische Synapsen. 

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Frage

Was passiert bei einer Depolarisation an einer präsynaptischen Zelle?

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Antwort

Die Depolarisation führt zu einem Potentialgefälle zwischen den Zellen, die durch Gap Junctions verbunden sind. Dadurch fließen anschließend Kationen von der präsynaptischen Zelle in Richtung postsynaptische Zelle. Anionen fließen andersherum von der post- zur präsynaptischen Zelle

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Frage

Was passiert wenn der Schwellenwert an der postsynaptischen Membran überschritten wird?


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Antwort

Es kommt zu einem Aktionspotential. Das Signal kann dann ohne Zeitverzögerung weitergegeben werden und macht die Synchronisierung vieler Zellen möglich. Viele dieser Zellen spielen als Rythmusgeber eine wichtige Rolle, wie z.B. im Herzmuskel.

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Frage

Wie sind Tight Junctions aufgebaut?

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Antwort

Tight Junctions bestehten aus integralen Membranproteinen, die sich in Form von Kopf-Kopf-Kontakten zusammenknüpfen. Die Proteine sind dann in Strängen angeordnet und bilden eine sogenannte Diffusionsbarriere. 

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Frage

Was sind die wichtigsten Membranproteine?

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Antwort

Die wichtigsten Membranproteine sind Occludine oder Claudine. 


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Frage

Wie können Tight Junctions unterschiedlich dicht sein?

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Antwort

Je nach dem wie die integralen Membraproteine zusammengesetzt sind, ist die Diffusionsbarriere unterschiedlich dicht.

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Frage

Warum werden Tight Junctions unterschiedlich dicht zusammengesetzt?

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Antwort

Tight Junction bilden abhängig von der Funktion des Epithels unterschiedliche dichte Netzwerke. Im Darm ist das Netzwerk eher lose aufgebaut. In der Blut-Hirn-Schranke sehr dicht. Je dichter des Netzwerk, umso weniger durchlässig ist es. 


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Frage

Wo kommen Tight Junctions vor?

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Antwort

Durch ihre Funktion als Diffusionsbarriere kommen Tight Junction zwischen den Epithelzellen vor. Z.B. im Darmepithel, in der Blut-Hirn-Schranke und im Nierenepithel.


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Frage

Wofür sorgen Tight Junctions im Darmepithel?

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Antwort

Im Darmepithel sorgen sie dafür, dass der Darminhalt nicht durch das Darmepithel ins Blut gelangt. 


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Frage

Wofür sorgen Tight Junctions in der Blut-Hirn-Schranke?

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Antwort

In der Blut-Hirn-Schranke verhindern sie, dass Substanzen unkontrolliert aus dem Blut ins Gehirn gelangen. 

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Frage

Was ist bei der Krankheit "Leaky Gut Syndrome" gestört?

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Antwort

Bei der Krankheit "Leaky Gut Syndrome" ist diese Diffusionbarriere gestört. Dabei können Giftstoffe und Bakterien aus dem Darm ins Blut gelangen und es kommt zu Krankheiten wie Akne, Migräne, und Entzündungen.


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Frage

Beschreibe die Funktion der Tight Junctions als Diffusionsbarriere.

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Antwort

Die Diffusionbarriere ist für bestimmte Moleküle durchlässig (= semipermeabel) und für einige nicht. Sie verhindern die parazelluläre Diffusion (bzw. das Eindringen) von Molekülen oder Ionen durch den Interzellularraum. Genauso verhindern sie das Ausströmen von Körperflüssigkeiten.


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Frage

Erkläre die Zaunfunktion der Tight Junctions.

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Antwort

Sie verhindern die Bewegung von Membrankomponenten und halten so die Zellpolarität aufrecht, indem sie die apikalen und basalen Membrankomponenten von einander separieren


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Frage

Wie sorgen Tight Junctions für mechanische Stabilität?

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Antwort

Tight Junctions sorgen für die mechanische Stabilisierung von Zellverbänden, in dem sie die Zytoskelette der Zellen miteinander verbinden. 

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Frage

Welche Krankheiten führen dazu, dass Tight Junctions nicht richtig funktionieren?

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Antwort

 Multiple Sklerose oder Diabetes mellitus.

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Frage

Was passiert bei multipler Sklerose?

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Antwort

Bei Multiple Sklerose entzündet sich das Gehirn immer wieder. Dadurch verliert die Blut-Hirn-Schranke ihre Schutzfunktion. Zellen der körpereigenen Immunabwehr können sie überwinden.


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Frage

Was passiert mit den Tight Junctions bei einem Schlaganfall?

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Antwort

Bei einem Schlaganfall werden Tight Junctions in der Blut-Hirn-Schranke sogar abgebaut. 


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Frage

Warum sind Zell-Zell-Verbindungen wichtig?

Antwort anzeigen

Antwort

Zell-Zell-Verbindungen sind in Epithelien wichtig. Sie sorgen dafür, dass die Zellen in Zellverbänden zusammenhalten, verhindern Diffusion von Stoffen und ermöglichen den Stoffaustausch.

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Frage

Was sind Haftkontakte?

Antwort anzeigen

Antwort

Haftkontake (zonula adhaerens) sind mit den Aktinfilamenten der Zellen verbunden. Dadurch erscheint uns die Plasmamembran verdickt. Sie sorgen dafür, dass Zellen nah bei einander befestigt sind und Zugkräften widerstehen.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Desmosomen?

Antwort anzeigen

Antwort

Desmosomen sind Zell-Zell-Verbindung, die für mehr mechanische Stabilität zwischen den Zellen sorgen. Sie sind im Gegensatz zu den Haftkontakten punktförmig und vergleichbar mit Drück- oder Schweißknöpfen. 

Frage anzeigen

Frage

Wie sind Desmosomen aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Desmosomen bestehen aus einer Plaque, an der Proteine angelagert sind. Zum Interzellularraum sind sie mit Intermediärfilamenten verbunden. Im Interzellularspalt sind Cadherine befestigt. Die Cadherine benachbarter Zellen lagern sich zusammen und sorgen für die Stabilisierung der Zell-Zell-Kontakte.


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Frage

Was sind Tight Junctions?

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Antwort


Tight-Junctions sind die Zell-Zell-Verbindungen, die den Interzellularspalt völlig verschließen können. Es befinden sich in Geweben, die dicht halten müssen, viele Tight Junctions

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Frage

Wo kommen Tight Junction häufig vor?

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Antwort

Tight Junctions befinden sich meist da, wo Körperinneres gegen Körperäußeres abgegrenzt werden muss, da sie den Interzellularspalt sehr dicht verschließen.

Z.B. kommen sie im Epithel der Harnblase, im Darmepithel und in der Blut-Hirn-Schranke vor.

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Frage

Nennen Funktionen der Tight Junctions

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Antwort

  • Tight Junctions sorgen für mechanische Stabiliät des Epithelzellverbandes.
  • Sie verhindern das Eindringen und Ausströmen von Molekülen und Flüssigkeiten.
  • Sie sind wichtig für den Schutz empfindlicher Organe gegen eindringende Mikroorganismen.
Frage anzeigen

Frage

Was sind Gap Junctions?

Antwort anzeigen

Antwort

Gap Junctions sind sogenannte Kommunikationskontakte. Sie ermöglichen den Austausch von Ionen, Wasser und anderen Stoffen zwischen den Zellen über Endo- und Exozytose. Dabei können nur kleinere Moleküle Gap Junctions passieren.

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Frage

Wie sind Gap Junctions aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Gap Junctions sind aufgebaut aus sechs Connexinen, die ein Connexon bilden. Lagern sich die Connexone zwei benachbarter Zellen aneinander bilden sie einen Kanal. Hier können Moleküle und Ionen passieren. 


Frage anzeigen

Frage

Wo kommen Gap Junctions vor?

Antwort anzeigen

Antwort

Gap Junction kommen im Epithelgewebe, in den Herzmuskelzellen, im Nervengewebe und in der Retina vor. Im Herzen fungieren Gap Junctions als elektrische Synapsen.


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Frage

Welche Funktionen haben Gap Junctions?

Antwort anzeigen

Antwort

Gap Junctions sind wichtig für den Signal- und Stoffaustausch zwischen benachbarten Zellen. Sie lösen elektrische Signale aus und fungieren wie elektrische Synapsen (z.B. im Herzmuskel).


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