Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Ce este o joncțiune Gap?
- Tipuri de joncțiuni Gap
- Importanța joncțiunilor lipsă
- Ce sunt plasmodesmata?
- Funcțiile plasmodei
- Reglarea plasmodesmatei
- Variații ale plasmodesmelor
- Alte tipuri de joncțiuni între celule
Atât în regnele animale, cât și în cele vegetale, celulele trebuie să poată comunica între ele pentru a asigura supraviețuirea. Există o serie de canale și joncțiuni care pun celulele punți și permit ca substanțele și substanțele să se intersecteze între ele. Două exemple majore includ plasmodesmata și joncțiunile gap, dar acestea prezintă diferențe importante.
Citiți mai multe despre asemănările și diferențele dintre celulele vegetale și animale.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Atât în plante, cât și în animale, celulele au nevoie de o modalitate de a comunica între ele, de a transmite semnale importante pentru răspunsul imun și pentru a permite materialelor să curgă de-a lungul membranelor către alte celule. Joncțiunile lipsă la animale și plante plasmodesmate sunt două tipuri de canale similare, dar au diferențe distincte unele de altele.
Ce este o joncțiune Gap?
Joncțiuni Gap sunt o formă de canal de conectare găsit în celulele animale. Celulele vegetale nu posedă joncțiuni.
O joncțiune este cuprinsă din conexonsau hemicanale. Hemicanelele sunt realizate prin reticulul endoplasmatic al celulelor și relocate pe membrana celulară prin aparatul Golgi. Aceste structuri moleculare sunt realizate din proteine transmembranare numite connexine. Connexii se aliniază pentru a forma o joncțiune între celulele vecine.
Citiți mai multe despre funcția și structura aparatului Golgi.
Joncțiunile Gap servesc ca canale pentru a permite substanțe cruciale, cum ar fi molecule mici difuzibile, micro-ARN-uri (miRNA) și ioni. Molecule mai mari ca zaharurile și proteinele nu pot trece prin aceste canale minuscule.
Joncțiunile Gap trebuie să funcționeze cu viteze diferite pentru comunicarea între celule. Se pot deschide și închide rapid atunci când este nevoie de răspuns rapid. Fosforilarea joacă un rol în reglarea joncțiunilor gap.
Tipuri de joncțiuni Gap
Până în prezent, oamenii de știință au descoperit trei tipuri principale de joncțiuni în celulele animale. Joncțiunile de decalaj homotipic posedă conexiuni identice. Joncțiunile hepatotipice sunt realizate din diferite tipuri de conexiuni. Joncțiunile de diferență heteromerice pot avea fie conexiuni identice, fie altele diferite.
Importanța joncțiunilor lipsă
Joncțiunile Gap funcționează pentru a permite anumite materiale să treacă între celulele vecine. Acest lucru este esențial pentru menținerea sănătății unui organism. De exemplu, celulele miocardice ale inimii au nevoie comunicare rapidă prin fluxul de ioni pentru a funcționa corect.
Joncțiunile Gap sunt, de asemenea, esențiale pentru răspunsurile sistemului imunitar. Celulele imune folosesc joncțiuni pentru a genera răspunsuri în celulele sănătoase, precum și în celulele infectate sau canceroase.
Joncțiunile Gap din celulele imune permit ioni de calciu, peptide și alți mesageri să treacă. Un astfel de mesager este adenozina trifosfat sau ATP, care servește la activarea celulelor imune. Calciul (Ca2 +) și NAD + servesc fiecare ca molecule de semnalizare legate de funcția celulară de-a lungul vieții unei celule.
ARN-ul este, de asemenea, permis să treacă prin joncțiuni gap, dar joncțiunile se dovedesc a fi selective cu privire la care sunt permise miARN.
Joncțiunile Gap sunt, de asemenea, importante în anumite tipuri de cancer și tulburări de sânge, cum ar fi leucemia. Cercetătorii continuă să discute cum funcționează comunicarea dintre celulele stromale și celulele leucemice.
Oamenii de știință încearcă să descopere mai multe informații despre diferiți blocanți ai joncțiunilor, pentru a permite producerea de noi medicamente care pot ajuta la tratarea tulburărilor imunitare și a altor boli.
Ce sunt plasmodesmata?
Având în vedere rolul important al joncțiunilor decalate în celulele animale, s-ar putea să vă întrebați dacă există și în celulele plantelor. Cu toate acestea, joncțiunile gap sunt absente în celulele plantelor.
Celulele vegetale conțin canale numite plasmodesmata. Edward Tangl le-a descoperit pentru prima dată în 1885.Celulele animale nu adăpostesc niciodată plasmodesmata, dar oamenii de știință au descoperit un canal similar care nu este o joncțiune. Există o serie de diferențe structurale între plasmodesmata și joncțiunile gap.
Deci, ce sunt plasmodesmata (plasmodesma dacă este singular)? Plasmodesmata sunt canale minuscule care pun podul între celulele plantelor. În această privință, acestea sunt destul de asemănătoare cu joncțiunile decalate ale celulelor animalelor.
Cu toate acestea, în celulele plantelor, plasmodesmata trebuie să traverseze pereții celulari primari și secundari pentru a permite semnale și materiale. Celulele animale nu posedă pereți celulari. Deci plantele au nevoie de o modalitate de a trece prin pereții celulari, deoarece membranele plasmatice ale plantelor nu se contactează direct între celulele plantelor.
Plasmodesmata sunt în general cilindrice și căptușite cu membrană plasmatică. Acestea posedă desmotubule, tuburi înguste din reticul endoplasmic neted. Plasmodesmata primară recent formată tind să se grupeze împreună. Plasmodesmata secundară se dezvoltă pe măsură ce celulele se extind.
Funcțiile plasmodei
Plasmodesmata permite trecerea moleculelor specifice între celulele plantelor. Fără plasmodesmata, materialele necesare nu ar putea trece între pereții celulari rigizi ai plantelor. Materiale importante care trec prin plasmodesmata includ ioni, nutrienți și zaharuri, molecule de semnalizare pentru răspuns imun, ocazional molecule mai mari precum proteinele și unele ARN-uri.
De asemenea, în general, servesc ca un fel de filtru pentru a preveni moleculele și agenții patogeni mult mai mari. Cu toate acestea, invadatorii pot forța plasmodesmata să deschidă și să depășească acest mecanism de apărare a plantelor. Această modificare a permeabilității plasmodesmata este doar un exemplu de adaptabilitate a acestora.
Reglarea plasmodesmatei
Plasmodesmata poate fi reglementată. Un polimer de reglementare proeminent este calozitate. Callose se construiește în jurul plasmodesmata și funcționează pentru a controla ceea ce poate intra în ele. Cantitățile crescute de caloză au ca rezultat o mai mică mișcare a moleculelor prin plasmodesmata. Face acest lucru prin stoarcerea în esență a diametrului porilor. Permeabilitatea poate fi crescută atunci când există mai puțină caloză.
Uneori, molecule mai mari pot trece prin plasmodesmata, lărgind dimensiunea porilor sau dilatându-le. Din păcate, uneori, acesta profită de viruși. Cercetătorii încă învață despre machiajul molecular exact al plasmodesmate și modul în care acestea funcționează.
Variații ale plasmodesmelor
Plasmodesmata posedă forme diferite în roluri diferite în celulele plantelor. La forma lor de bază, acestea sunt canale simple. Cu toate acestea, plasmodesmata poate face canale mai avansate și de ramificare. Aceste ultime plasmodesmate funcționează mai mult ca filtre care controlează mișcarea în funcție de tipul țesutului plantelor. Unele plasmodesmate funcționează ca sită, în timp ce altele funcționează ca o pâlnie.
Alte tipuri de joncțiuni între celule
În celulele umane se pot găsi patru tipuri de joncțiuni intracelulare. Joncțiunile Gap sunt una dintre acestea. Celelalte trei sunt desmosomi, joncțiuni aderente și joncțiuni ocluzante.
Desmosomii sunt mici conectori necesari între două celule care deseori rezistă la expunere, cum ar fi celulele epiteliale. Conexiunea este formată din cadherine sau proteine de legătură.
Joncțiunile ocazionale se mai numesc joncțiuni strânse. Ele apar atunci când membranele plasmatice ale două celule fuzionează. Nu multe substanțe pot trece prin joncțiunea ocluzală sau strânsă. Garnitura rezultată servește o barieră de protecție împotriva agenților patogeni; cu toate acestea, acestea pot fi uneori depășite, deschizând celulele pentru a ataca.
Joncțiunile aderente pot fi găsite sub joncțiunile ocluzive. Cadherinele leagă aceste două tipuri de joncțiuni. Joncțiunile aderente sunt alăturate prin filamente de actină.
Un alt conector este hemidesmosomul, care folosește integrină și nu cadherine.
Recent, oamenii de știință au descoperit că atât celulele animale, cât și bacteriile conțin canale similare ale membranei celulare plasmodesmate, care nu sunt joncțiuni. Acestea se numesc nanotuburi de tunelare sau TNT-uri. În celulele animale, aceste TNT pot permite mișcarea organelelor veziculare între celule.
În timp ce există numeroase diferențe între joncțiunile gap și plasmodesmata, ambele joacă un rol în a permite comunicare intracelulară. Ele trec semnalele celulare și pot fi reglate pentru a permite sau refuza anumite molecule să se încrucișeze. Uneori, virușii sau alți vectori ai bolii le pot manipula și le pot modifica permeabilitatea.
Pe măsură ce oamenii de știință află mai multe despre machiajul biochimic al ambelor tipuri de canale, pot ajusta mai bine sau pot face noi produse farmaceutice care pot preveni bolile. Este clar că porii căptușiți cu membrană intracelulară sunt predominante la multe specii și pare probabil că încă nu se descoperă noi canale la bacterii, plante și animale.