В биологии матрица ( мн.ч.: матрицы ) — это материал (или ткань ) между клетками эукариотического организма .
Строение соединительных тканей представляет собой внеклеточный матрикс . Ногти на руках и ногах растут из матриц. Он содержится в различных соединительных тканях . Вместо цитоплазмы в соединительной ткани он представляет собой желеобразную структуру .
Основными ингредиентами внеклеточного матрикса являются гликопротеины , секретируемые клетками. Наиболее распространенным гликопротеином во внеклеточном матриксе большинства клеток животных является коллаген , который образует прочные волокна вне клеток. Фактически, коллаген составляет около 40% от общего количества белка в организме человека. Коллагеновые волокна встроены в сеть, сотканную из протеогликанов. Молекула протеогликана состоит из небольшого основного белка со многими ковалентно присоединенными углеводными цепями, так что она может состоять до 95% из углеводов. Большие протеогликановые комплексы могут образовываться, когда сотни протеогликанов нековалентно присоединяются к одной длинной молекуле полисахарида . Некоторые клетки прикрепляются к ЕСМ с помощью других гликопротеинов ЕСМ, таких как фибронектин. Фибронектин и другие белки внеклеточного матрикса связываются с белками-рецепторами клеточной поверхности, называемыми интегринами, которые встроены в плазматическую мембрану. Интегрины пронизывают мембрану и связываются на цитоплазматической стороне со связанными белками, прикрепленными к микрофиламентам цитоскелета. Название «интегрин» основано на слове «интеграция», интегрины способны передавать сигналы между ЕСМ и цитоскелетом и, таким образом, интегрировать изменения, происходящие снаружи и внутри клетки. Текущие исследования фибронектина, других молекул ЕСМ и интегринов раскрывают влиятельную роль ЕСМ в жизни клеток. Общаясь с клеткой через интегрины, ЕСМ может регулировать поведение клетки. Например, некоторые клетки развивающегося эмбриона мигрируют по определенным путям, сопоставляя ориентацию своих микрофиламентов с «зернами» волокон внеклеточного матрикса. Исследователи также узнают, что ЕСМ вокруг клетки может влиять на активность генов в ядре. Информация о ЕСМ, вероятно, достигает ядра посредством комбинации механических и химических сигнальных путей. В механической передаче сигналов участвуют фибронектин, интегрины и микрофиламенты цитоскелета. Изменения в цитоскелете, в свою очередь, могут запускать химические сигнальные пути внутри клетки, что приводит к изменениям в наборе белков, вырабатываемых клеткой, и, следовательно, к изменениям в функции клеток. Таким образом, ЕСМ конкретной ткани может помочь координировать поведение всех клеток внутри этой ткани. В этой координации также функционируют прямые связи между клетками. [1]
Кость — это форма соединительной ткани, обнаруженная в организме, состоящая в основном из затвердевшего коллагена, содержащего гидроксиапатит . У более крупных млекопитающих он расположен в участках остеонов . Костный матрикс позволяет сохранять минеральные соли, такие как кальций, и обеспечивает защиту внутренних органов и поддержку передвижения.
Хрящ — это еще одна форма соединительной ткани, обнаруженная в организме, обеспечивающая гладкую поверхность суставов и механизм роста костей во время развития.
В митохондриях матрикс содержит растворимые ферменты , катализирующие окисление пирувата и других небольших органических молекул .
В ядре клетки матрикс представляет собой нерастворимую фракцию, которая остается после экстракции растворимой ДНК .
Матрица Гольджи представляет собой белковый каркас вокруг аппарата Гольджи, состоящий из белков Гольгина, GRASP и других белков на цитоплазматической стороне аппарата Гольджи , участвующих в поддержании его формы и укладки мембран.
Матрица также является средой , в которой выращивают (культивируют) бактерии . Например, чашка Петри с агаром может служить матрицей для культивирования образца, взятого из горла пациента.