कोशिका आसंजन अणु

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This article is about कोशिका आसंजन अणु. For तंत्रिका अन्तर्ग्रथन और स्थिरीकरण में सीएएम की भूमिका, see गुणसुत्रीसंयोजक स्थिरीकरण.

कोशिका आसंजन अणु (सीएएम), कोशिका सतह प्रोटीन का एक उपसमूह हैं[1] जो अन्य कोशिकाओं या बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स (ईसीएम) के साथ कोशिकाओं के आणविक बंधन में सम्मिलित होते हैं। इस प्रक्रिया को कोशिका आसंजन कहा जाता है।[2] संक्षेप में, सीएएम, कोशिकाओं को एक-दूसरे और उनके परिवेश से चिपके रहने में सहायता करते हैं। ऊतक संरचना और उनके कार्य को बनाए रखने में सीएएम अत्यंत महत्वपूर्ण घटक हैं। पूर्ण रूप से विकसित जानवरों में, ये अणु बल और गति उत्पन्न करने में अभिन्न भूमिका निभाते हैं और परिणामस्वरूप यह सुनिश्चित करते हैं कि अंग अपने कार्यों को सामान्य रूप से निष्पादित करने में सक्षम हैं।[3] आणविक आसंजक के रूप में काम करने के अतिरिक्त, सीएएम विकास, संपर्क निषेध और एपोप्टोसिस के कोशिकीय तंत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सीएएम की असामान्य क्रिया के परिणामस्वरूप शीतदंश से लेकर कैंसर तक कई प्रकार की विकृतियां हो सकती है।[4]


संरचना

सीएएम, सामान्यतः सिंगल-पास ट्रांसमेम्ब्रेन रिसेप्टर होते हैं [5] और तीन संरक्षित क्षेत्रː एक अंतरकोशिकीय क्षेत्र जो कोशिकापंजर के साथ अंतःक्रिया करता है, एक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षेत्र और एक बाह्य कोशिकीय क्षेत्र से निर्मित होते हैं। ये प्रोटीन कई भिन्न-भिन्न विधियों से अंतःक्रिया कर सकते हैं।[6] पहली विधि होमोफिलिक बाँध के माध्यम से है, जहां सीएएम समान सीएएम से युग्मित होतें हैं। वे हेटरोफिलिक बांध में भी सक्षम हैं, जिसका अर्थ है कि किसी कोशिका पर एक सीएएम दूसरे कोशिका पर विभिन्न सीएएम के साथ संयोजित हों सकता है।

सीएएम के समूह

सीएएम के चार प्रमुख सुपरफैमिली या समूह हैं: कोशिका आसंजन अणुओं की इम्युनोग्लोबुलिन समूह (आईजीसीएएम), कैडेरिन, इंटीग्रिन और सी-टाइप के लेक्टिन-जैसे सतह प्रोटीन की समूह। प्रोटियोग्लाइकन को भी सीएएम का एक समूह माना जाता है।

एक वर्गीकरण प्रणाली में कैल्शियम-स्वतंत्र सीएएम और कैल्शियम-निर्भर सीएएम के मध्य अंतर सम्मिलित है।[7] आईजी-सुपरफैमिली सीएएम Ca2+ पर निर्भर नहीं हैं जबकि इंटीग्रिन, कैडेरिन और सेलेक्टिन Ca2+ पर निर्भर करते हैं. इसके अतिरिक्त, इंटीग्रिन कोशिका-मैट्रिक्स अंतःक्रिया में भाग लेते हैं, जबकि अन्य सीएएम समूह कोशिका-कोशिका अंतःक्रिया में भाग लेते हैं।[8]


कैल्शियम-अनिर्भर

आईजीएसएफ सीएएम

Main article: आईजीएसएफ सीएएम

इम्युनोग्लोबुलिन समूह सीएएम (आईजीएसएफ सीएएम) को सीएएम का सबसे विविध समूह माना जाता है। इस समूह की विशेषता उनके बाह्यकोशिकीय क्षेत्र हैं जिनमें आईजी-जैसे क्षेत्र सम्मिलित हैं। आईजी क्षेत्र के बाद फ़ाइब्रोनेक्टिन प्रकार III क्षेत्र पुनरावर्तित होता है और आईजीएसएफ को जीपीआई मोएटिटी द्वारा झिल्ली से युग्मित किया जाता है। यह समूह होमोफिलिक या हेटरोफिलिक बांध दोनों में सम्मिलित है और इसमें इंटीग्रिन या विभिन्न आईजीएसएफ सीएएम को युग्मित करने की क्षमता है।

कैल्शियम पर निर्भर

इंटीग्रिन्स

Main article: इंटीग्रिन्स

इंटीग्रिन्स, ईसीएम के भीतर प्राप्तकर्ताओ के प्रमुख वर्गों में से एक,[9] कोलेजन, फाइब्रिनोजेन, फ़ाइब्रोनेक्टिन और विट्रोनेक्टिन के साथ कोशिका-ईसीएम अंतःक्रिया में मध्यस्थता करता है।[10] इंटीग्रिन बाह्यकोशिकीय वातावरण और अंतरकोशिकीय संकेतन मार्गों के मध्य आवश्यक संपर्क प्रदान करते हैं, जो एपोप्टोसिस, कोशिकीय भेदभाव, कोशिका भाग्य निर्धारण और प्रतिलेखन जैसे कोशिका व्यवहार में भूमिका निभा सकते हैं।[11]

इंटीग्रिन हेटेरोडिमर हैं, क्योंकि इनमें अल्फा और बीटा उप-इकाइयां होती हैं।[12] वर्तमान में 18 अल्फा उप-इकाई और 8 बीटा उप-इकाई हैं, जो मिलकर 24 भिन्न-भिन्न इंटीग्रिन संयोजन बनाती हैं।[10]प्रत्येक अल्फा और बीटा उप-इकाई के भीतर एक बड़ा बाह्यकोशिकीय क्षेत्र, एक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षेत्र और एक छोटा साइटोप्लाज्मिक क्षेत्र होता है।[13] बाह्यकोशिकीय क्षेत्र वह है जहां लिगैंड द्विसंयोजक ऋणायनों और धनायनों के उपयोग के माध्यम से बंधता है। इंटीग्रिन में बाह्यकोशिकीय क्षेत्र में कई द्विसंयोजक धनायन बांध स्थितियाँ होती हैं। [14] एकीकृत धनायन बंधन स्थलों पर Ca2+ या Mn2+ आयनों का अधिकार हो सकता है। इंटीग्रिंस को निष्क्रिय मुड़ी हुई संरचना से सक्रिय विस्तारित संरचना में परिवर्तित करने के लिए धनायन आवश्यक हैं परंतु पर्याप्त नहीं हैं। विस्तारित संरचना और सहवर्ती सक्रियण प्राप्त करने हेतु इंटीग्रिन के लिए ईसीएम लिगैंड के साथ प्रत्यक्ष भौतिक आसंजन के साथ-साथ कई धनायन बंधन स्थलों से बंधे धनायनों की उपस्थिति आवश्यक है।[15] इस प्रकार, बाह्यकोशिकीय Ca2+ आयनों में वृद्धि इंटीग्रिन हेटेरोडिमर को संयोजित करने का कार्य कर सकती है। अंतरकोशिकीय Ca2+ की स्वतंत्रता को इंटीग्रिन इनसाइड-आउट सक्रियण के लिए महत्वपूर्ण दिखाया गया है।[16] यद्यपि, बाह्यकोशिकीय Ca2+ बंधन इंटीग्रिन के प्रकार और धनायन सांद्रता के आधार पर भिन्न-भिन्न प्रभाव डाल सकता है।[17]

इंटीग्रिन्स, संरचना को परिवर्तित करके शरीर के भीतर अपनी गतिविधि को नियंत्रित करते हैं। अधिकांश कम पृथक्करण स्थिरांक प्रोटीन-लिगैंड बाइंडिंग अवस्था में उपस्थित होते हैं, जिसे बाहरी एगोनिस्ट के माध्यम से उच्च आसंजकता में परिवर्तित किया जा सकता है, जो इंटीग्रिन के भीतर एक गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है, जिससे उनकी आसंजकता बढ़ जाती है।[11]

इसका एक उदाहरण प्लेटलेट्स का एकत्रीकरण है;[11]थ्रोम्बिन या कोलेजन जैसे एगोनिस्ट इंटीग्रिन को उसकी उच्च आसंजकता अवस्था में प्रवर्धित करते हैं, जिससे फाइब्रिनोजेन बांध बढ़ जाता है, जिससे प्लेटलेट एकत्रीकृत होता है।

कैडरिन्स

Main article: कैडरिन्स

कैडेरिन होमोफिलिक Ca2+
-निर्भर ग्लाइकोप्रोटीन हैं ।[18] सरल कैडेरिन (E-, N- और P-) आसंजक युग्म पर केंद्रित होते हैं, जो कैटेनिन नामक विशिष्ट संपर्क प्रोटीन के माध्यम से एक्टिन फिलामेंट नेटवर्क से जुड़ते हैं।[18]

कैडेरिन भ्रूण के विकास में महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, कैडेरिन मध्यजनस्तर , अंतर्जनस्तर तथाबाह्य त्वक स्तर के निर्माण के लिए गैस्ट्रुलेशन में महत्वपूर्ण हैं। कैडेरिन, तंत्रिका तंत्र के विकास में भी महत्वपूर्ण योगदान देते हैं। कैडेरिन का विशिष्ट अस्थायी और स्थानिक स्थानीयकरण इन अणुओं को गुणसुत्रीसंयोजक स्थिरीकरण की प्रक्रिया में प्रमुख घटक के रूप में दर्शाता है। प्रत्येक कैडेरिन ऊतक वितरण का एक विशिष्ट प्रतिरूप प्रदर्शित करता है जिसे कैल्शियम द्वारा सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है। कैडेरिन के विविध समूह में एपिथेलियल (ई-कैडरिन), प्लेसेंटल (पी-कैडरिन), न्यूरल (एन-कैडरिन), रेटिनल (आर-कैडरिन), मस्तिष्क (बी-कैडरिन और टी-कैडरिन), और मांसपेशी ( एम-कैडरिन्स) आदि सम्मिलित हैं।[18]कई कोशिका प्रकार कैडेरिन प्रकारों के संयोजन को व्यक्त करते हैं।

बाह्यकोशिकीय क्षेत्र में प्रमुख पुनरावर्त होते हैं जिन्हें बाह्यकोशिकीय कैडेरिन क्षेत्र (ईसीडी) कहा जाता है। Ca2+
 में सम्मिलित अनुक्रम कोशिका आसंजन के लिए ईसीडी के मध्य बंधन आवश्यक है। साइटोप्लाज्मिक क्षेत्र में विशिष्ट क्षेत्र होते हैं जहां कैटेनिन प्रोटीन आसंजित होते हैं।[19]


सेलेक्टिन

Main article: सेलेक्टिन

सेलेक्टिन हेटरोफिलिक सीएएम का एक समूह है जो आसंजन के लिए फ्यूकोसिलेशन कार्बोहाइड्रेट, जैसे, म्यूकिन्स पर निर्भर हैं। समूह के तीन सदस्य ई सेलेक्टिन(अंतःकला), एल-सेलेक्टिन (ल्यूकोसाइट), और पी सेलेक्टिन (प्लेटलेट) हैं। तीन सेलेक्टिनों के लिए सर्वोत्तम विशेषता वाला लिगैंड पी-सेलेक्टिन ग्लाइकोप्रोटीन लिगैंड-1 (पीएसजीएल -1) है, जो सभी श्वेत रक्त कोशिकाओं पर व्यक्त एक म्यूसीन प्रकार का ग्लाइकोप्रोटीन है। सेलेक्टिन को कई भूमिकाओं में सम्मिलित किया गया है, परंतु वे श्वेत रक्त कोशिका की वापसी और पथ में सहायता करके प्रतिरक्षा प्रणाली में विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।[20]


सीएएम का जैविक कार्य

सीएएम में विविधता जैविक समायोजन में इन प्रोटीनों की विविध कार्यक्षमता की ओर अग्रसित करती है। लिम्फोसाइट होमिंग में विशेष रूप से महत्वपूर्ण सीएएमएस में से एक एड्रेसिन है।[21] लिम्फोसाइट होमिंग एक शक्तिशाली प्रतिरक्षा प्रणाली में होने वाली एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। यह शरीर के विशेष क्षेत्रों और अंगों से जुड़े लिम्फोसाइटों को प्रसारित करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करता है।[22] यह प्रक्रिया कोशिका आसंजन अणुओं द्वारा अत्यधिक विनियमित होती है, विशेष रूप से, एड्रेसिन को मैडकैम1 के रूप में भी जाना जाता है। यह एंटीजन उच्च एंडोथेलियम वेन्यूल्स के लिए लिम्फोसाइटों के ऊतक-विशिष्ट आसंजन में अपनी भूमिका के लिए जाना जाता है।[23] इन अंतःक्रियाओं के माध्यम से वे परिसंचारी लिम्फोसाइटों को व्यवस्थित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कैंसर मेटास्टेसिस, सूजन और घनास्त्रता में सीएएम का कार्य इसे एक व्यवहार्य चिकित्सीय लक्ष्य बनाता है जिस पर वर्तमान में विचार किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, वे मेटास्टैटिक कैंसर कोशिकाओं की अतिरिक्त कोशिकाओं और द्वितीयक स्थलों पर स्थापित होने की क्षमता को अवरुद्ध करते हैं। इसे फेफड़ों तक पहुंचने वाले मेटास्टैटिक मेलेनोमा में सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया है। चूहों में, जब फेफड़े के एंडोथेलियम में सीएएम के साथ निर्देशित एंटीबॉडी का उपयोग उपचार के रूप में किया गया तो मेटास्टेटिक स्थलों की संख्या में उल्लेखनीय कमी आई।[24]


यह भी देखें

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संदर्भ

  1. ↑ Cell+Adhesion+Molecules at the US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
  2. ↑ Chothia, C.; Jones, E. Y. (1997). "कोशिका आसंजन अणुओं की आणविक संरचना". Annual Review of Biochemistry. 66: 823–862. doi:10.1146/annurev.biochem.66.1.823. ISSN 0066-4154. PMID 9242926.
  3. ↑ Gumbiner, B. M. (1996-02-09). "Cell adhesion: the molecular basis of tissue architecture and morphogenesis". Cell. 84 (3): 345–357. doi:10.1016/s0092-8674(00)81279-9. ISSN 0092-8674. PMID 8608588.
  4. ↑ Korthuis RJ, Anderson DC, Granger DN (March 1994). "सूजन संबंधी विकारों में न्यूट्रोफिल-एंडोथेलियल कोशिका आसंजन की भूमिका". J Crit Care. 9 (1): 47–71. doi:10.1016/0883-9441(94)90032-9. ISSN 0883-9441. PMID 8199653.
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  6. ↑ Chothia C, Jones EY (1997). "कोशिका आसंजन अणुओं की आणविक संरचना" (PDF). Annu. Rev. Biochem. 66: 823–62. doi:10.1146/annurev.biochem.66.1.823. PMID 9242926. S2CID 6298053.
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  23. ↑ Gorfu G, Rivera-Nieves J, Ley K (September 2009). "Role of beta7 integrins in intestinal lymphocyte homing and retention". Curr. Mol. Med. 9 (7): 836–50. doi:10.2174/156652409789105525. ISSN 1566-5240. PMC 2770881. PMID 19860663.
  24. ↑ Andreoli, Thomas E.; Brown, A. M.; Fambrough, D. M.; Hoffman, Joseph F.; Schultz, Stanley G.; Welsh, Michael J. (2013). झिल्ली परिवहन विकारों की आणविक जीव विज्ञान (in English). Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4613-1143-0.
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