Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Hva er et gap Junction?
- Typer av gap Junctions
- Viktigheten av Gap Junctions
- Hva er Plasmodesmata?
- Funksjonene til Plasmodesmata
- Regulering av Plasmodesmata
- Variasjoner av Plasmodesmata
- Andre typer kryss mellom celler
I både dyre- og planteriket må celler kunne kommunisere med hverandre for å sikre overlevelse. Det finnes en rekke kanaler og veikryss som bygger bro mellom celler og lar stoffer og s krysse mellom dem. To hovedeksempler inkluderer plasmodesmata og gapskryss, men de har viktige forskjeller.
Les mer om likhetene og forskjellene mellom plante- og dyreceller.
TL; DR (for lang; ikke lest)
I både planter og dyr trenger celler en måte å kommunisere med hverandre på, passere viktige signaler for immunrespons og la materialer strømme over membraner til andre celler. Gapskryss i dyr og plasmodesmata planter er to lignende typer kanaler, men de har tydelige forskjeller fra hverandre.
Hva er et gap Junction?
Gap-kryss er en form for forbindelseskanal som finnes i dyreceller. Plantecellene har ikke gapskryss.
Et gapskryss består av connexonseller hemikanneller. Hemikanneller lages ved endoplasmatisk retikulum av celler, og flyttes til cellemembranen av Golgi-apparatet. Disse molekylstrukturene er laget av transmembranproteiner med navnet connexins. Forbindelser stiller opp for å danne et gapskryss mellom naboceller.
Les mer om funksjonen og strukturen til Golgi-apparatet.
Gap-veikryss fungerer som kanaler for å tillate viktige stoffer som små diffunderbare molekyler, mikro-RNA (miRNAs) og ioner. Større molekyler som sukker og proteiner kan ikke passere gjennom disse bittesmå kanalene.
Gap-kryss må fungere i forskjellige hastigheter for kommunikasjon mellom celler. De kan åpne og lukke raskt når det er behov for rask respons. Fosforylering spiller en rolle i reguleringen av gapskryss.
Typer av gap Junctions
Så langt har forskere funnet tre hovedtyper av gapskryss i dyreceller. Homotypiske gapskryss har identiske sammenhenger. Heterotypiske gapskryss er laget av forskjellige typer sammenheng. Heteromere gapskryss kan enten ha identiske forbindelser eller forskjellige.
Viktigheten av Gap Junctions
Gap-kryss fungerer for å la visse materialer passere mellom naboceller. Dette er avgjørende for å opprettholde helsen til en organisme. For eksempel trenger hjerte-hjerteceller rask kommunikasjon via ionestrøm for å fungere ordentlig.
Gapskryss er også viktige for immunsystemets respons. Immunceller bruker gap-veikryss for å generere responser i sunne celler så vel som infiserte eller kreftceller.
Gapskryss i immunceller lar kalsiumioner, peptider og andre budbringere passere. En slik messenger er adenosintrifosfat eller ATP, som tjener til å aktivere immunceller. Kalsium (Ca2 +) og NAD + fungerer hver som signalmolekyler relatert til cellulær funksjon gjennom cellens levetid.
RNA får også lov til å krysse gjennom gapskryss, men kryssene viser seg å være selektive for hvilke miRNA som er tillatt.
Gap-kryss er også viktige ved visse kreftformer og blodsykdommer som leukemi. Forskere vurderer fortsatt hvordan kommunikasjonen mellom stromaceller og leukemiske celler fungerer.
Forskere prøver å oppdage mer informasjon om forskjellige blokkering av gapskryss, for å muliggjøre produksjon av nye medisiner som kan hjelpe til med å behandle immunforstyrrelser og andre sykdommer.
Hva er Plasmodesmata?
Gitt den viktige rollen som gapskryss i dyreceller, kan du lure på om de også finnes i planteceller. Imidlertid er gapskryss fraværende i planteceller.
Plante celler inneholder kanaler som heter plasmodesmata. Edward Tangl oppdaget først disse i 1885.Dyreceller har ingen plasmodesmata per se, men forskere har oppdaget en lignende kanal som ikke er et gapskryss. Det er en rekke strukturelle forskjeller mellom plasmodesmata og gapskryss.
Så hva er plasmodesmata (plasmodesma hvis entall)? Plasmodesmata er små kanaler som bygger bro mellom planteceller. I denne forbindelse er de ganske like gapskryssene mellom dyrenes celler.
Imidlertid må plasmodesmata i planteceller krysse primære og sekundære cellevegger for å tillate signaler og materialer på tvers. Dyreceller har ikke cellevegger. Så planter trenger en måte å komme seg gjennom cellevegger på, siden planteplasmamembraner ikke direkte kontakter hverandre i planteceller.
Plasmodesmata er vanligvis sylindriske og foret med plasmamembran. De har desmotubuler, smale rør laget av glatt endoplasmatisk retikulum. De nydannede primære plasmodesmataene har en tendens til å klynge seg sammen. Sekundære plasmodesmata utvikler seg når cellene utvider seg.
Funksjonene til Plasmodesmata
Plasmodesmata tillater passering av spesifikke molekyler mellom planteceller. Uten plasmodesmata kunne ikke nødvendige materialer passere mellom de stive celleveggene til planter. Viktige materialer som går gjennom plasmodesmata inkluderer ioner, næringsstoffer og sukker, signalmolekyler for immunrespons, noen ganger større molekyler som proteiner og noen RNA.
De fungerer også generelt som et slags filter for å forhindre mye større molekyler og patogener. Inntrengere kan imidlertid tvinge plasmodesmata til å åpne opp og overstyre denne forsvarsmekanismen for planter. Denne endringen i gjennomslippbarheten til plasmodesmata er bare ett eksempel på deres tilpasningsevne.
Regulering av Plasmodesmata
Plasmodesmata kan reguleres. En fremtredende regulatorisk polymer er callose. Callose bygger seg opp rundt plasmodesmata og jobber for å kontrollere hva som kan komme inn i dem. Økte mengder kallose resulterer i mindre bevegelse av molekyler gjennom plasmodesmata. Det gjør dette ved å trykke på porens diameter. Permeabiliteten kan økes når det er mindre kallose.
Noen ganger kan større molekyler passere gjennom plasmodesmata, ved å utvide porestørrelsen eller utvide dem. Dette blir dessverre noen ganger utnyttet av virus. Forskere lærer fortsatt om nøyaktig molekylær sammensetning av plasmodesmata og hvordan de fungerer.
Variasjoner av Plasmodesmata
Plasmodesmata besitter forskjellige former i forskjellige roller i planteceller. På sin mest grunnleggende form er de enkle kanaler. Imidlertid kan plasmodesmata lage mer avanserte og forgrenende kanaler. Disse sistnevnte plasmodesmataene fungerer mer som filtre som kontrollerer bevegelse avhengig av plantevevstype. Noen plasmodesmata fungerer som sil, mens andre fungerer som en trakt.
Andre typer kryss mellom celler
I humane celler kan fire typer intracellulære veikryss finnes. Gap-kryss er en av disse. De tre andre er desmosomer, festende veikryss og okkluderende kryss.
Desmosomer er små koblinger som trengs mellom to celler som ofte tåler eksponering, for eksempel epitelceller. Forbindelsen består av kadheriner eller linkerproteiner.
Anvendende veikryss kalles også trange kryss. De forekommer når to cellers plasmamembraner smelter sammen. Ikke mange stoffer kan komme gjennom det okkluderende eller tette krysset. Den resulterende forseglingen tjener en beskyttende barriere mot patogener; Imidlertid kan disse noen ganger overvinnes og åpne cellene for å angripe.
Vedheftende kryss finner du under okkluderende kryss. Kadheriner forbinder disse to typer kryss. Vedheftende veikryss sammenføyes via aktinfilamenter.
Nok en kontakt er hemidesmosomet, som bruker integrin i stedet for kadheriner.
Nylig har forskere oppdaget at både dyreceller og bakterier inneholder lignende cellemembrankanaler som plasmodesmata, som ikke er gapskryss. Disse kalles tunneling nanorør, eller TNT-er. I dyreceller kan disse TNT-ene la vesikulære organeller bevege seg mellom celler.
Selv om det er mange forskjeller mellom gapskryss og plasmodesmata, spiller de begge en rolle i å tillate intracellulær kommunikasjon. De gir cellesignaler, og de kan reguleres for å tillate eller nekte bestemte molekyler å krysse. Noen ganger kan virus eller andre sykdomsvektorer manipulere dem og endre permeabiliteten.
Når forskere lærer mer om den biokjemiske sminke av begge typer kanaler, kan de bedre justere eller lage nye legemidler som kan forhindre sykdom. Det er tydelig at intracellulære membranfôrede porer er utbredt i mange arter, og det virker som om det ennå ikke er oppdaget nye kanaler i bakterier, planter og dyr.