الفرق بين تقاطعات الفجوة و Plasmodesmata

في كل من المملكتين الحيوانية والنباتية ، يجب أن تكون الخلايا قادرة على التواصل مع بعضها البعض لضمان البقاء على قيد الحياة. يوجد عدد من القنوات والوصلات التي تربط الخلايا وتسمح للمواد والرسائل بالعبور بينها. هناك مثالان رئيسيان يشملان plasmodesmata وتقاطعات الفجوة ، لكنهما يمتلكان اختلافات مهمة.
اقرأ المزيد عن أوجه التشابه والاختلاف بين الخلايا النباتية والحيوانية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

في كل من النباتات والحيوانات ، تحتاج الخلايا إلى وسيلة للتواصل مع بعضها البعض ، لتمرير إشارات مهمة للاستجابة المناعية والسماح للمواد بالتدفق عبر الأغشية إلى الخلايا الأخرى. تقاطعات الفجوات في الحيوانات ونباتات الموديمات الوراثية نوعان متشابهان من القنوات ، لكنهما يمتلكان اختلافات واضحة عن بعضهما البعض.

تقاطعات الفجوة هي شكل من أشكال الاتصال الموجودة في الخلايا الحيوانية. لا تمتلك الخلايا النباتية تقاطعات فجوة.

يتكون تقاطع الفجوة من كونيكسونس، أو القنوات النصفية. يتم تصنيع Hemichannels بواسطة الشبكة الإندوبلازمية للخلايا ، ويتم نقلها إلى غشاء الخلية بواسطة جهاز Golgi. تتكون هذه الهياكل الجزيئية من بروتينات عبر الغشاء تسمى connexins. تصطف Connexons لتشكيل فجوة تقاطع بين الخلايا المجاورة.

تعمل وصلات الفجوة كقنوات للسماح بدخول المواد الحيوية مثل الجزيئات الصغيرة القابلة للانتشار ، والحمض النووي الريبي الصغير (miRNAs) والأيونات. لا يمكن للجزيئات الأكبر مثل السكريات والبروتينات أن تمر عبر هذه القنوات الصغيرة.

يجب أن تعمل تقاطعات الفجوة بسرعات مختلفة للتواصل بين الخلايا. يمكن فتحها وإغلاقها بسرعة عند الحاجة إلى استجابة سريعة. تلعب الفسفرة دورًا في تنظيم تقاطعات الفجوات.

حتى الآن ، وجد العلماء ثلاثة أنواع رئيسية من تقاطعات الفجوات في الخلايا الحيوانية. تمتلك تقاطعات الفجوة المتماثلة ارتباطات متطابقة. تقاطعات الفجوة غير المتجانسة مصنوعة من أنواع مختلفة من الروابط. يمكن أن يكون لتقاطعات الفجوة غير المتجانسة ارتباطات متطابقة أو روابط مختلفة.

تعمل تقاطعات الفجوة للسماح لمواد معينة بالمرور بين الخلايا المجاورة. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على صحة الكائن الحي. على سبيل المثال ، تحتاج خلايا عضلة القلب اتصال سريع عبر تدفق الأيونات من أجل العمل بشكل صحيح.

تعتبر وصلات الفجوة ضرورية أيضًا لاستجابات الجهاز المناعي. تستخدم الخلايا المناعية وصلات فجوة لتوليد استجابات في الخلايا السليمة وكذلك الخلايا المصابة أو السرطانية.

تسمح تقاطعات الفجوات في الخلايا المناعية بمرور أيونات الكالسيوم والببتيدات والرسل الآخرين. أحد هذه الرسائل هو الأدينوزين ثلاثي الفوسفات أو ATP ، والذي يعمل على تنشيط الخلايا المناعية. يعمل كل من الكالسيوم (Ca2 +) و NAD + كجزيئات إشارات مرتبطة بالوظيفة الخلوية طوال حياة الخلية.

يُسمح أيضًا للحمض النووي الريبي بالعبور من خلال تقاطعات الفجوة ، لكن التقاطعات أثبتت أنها انتقائية بشأن الجزيئات الدقيقة المسموح بها.

تعتبر الوصلات الفاصلة مهمة أيضًا في بعض أنواع السرطان واضطرابات الدم مثل اللوكيميا. لا يزال الباحثون يدركون كيف يعمل الاتصال بين الخلايا اللحمية وخلايا ابيضاض الدم.

يسعى العلماء لاكتشاف المزيد من المعلومات حول حواجز مختلفة لتقاطعات الفجوات ، لتمكين إنتاج أدوية جديدة يمكن أن تساعد في علاج الاضطرابات المناعية والأمراض الأخرى.

نظرًا للدور المهم لتقاطعات الفجوات في الخلايا الحيوانية ، فقد تتساءل عما إذا كانت موجودة أيضًا في الخلايا النباتية. ومع ذلك ، فإن تقاطعات الفجوة غائبة في الخلايا النباتية.

تحتوي الخلايا النباتية على قنوات تسمى روابط بلازمية. اكتشف إدوارد تانغل هذه لأول مرة في عام 1885. لا تحتوي الخلايا الحيوانية على أي شكل من أشكال plasmodesmata في حد ذاتها ، لكن العلماء اكتشفوا قناة مماثلة ليست مفترق فجوة. هناك عدد من الاختلافات الهيكلية بين plasmodesmata وتقاطعات الفجوة.

إذن ما هي موديمات الموصلات (plasmodesma إذا كان مفردًا)؟ هي عبارة عن قنوات صغيرة تربط الخلايا النباتية ببعضها البعض. في هذا الصدد ، فهي تشبه إلى حد بعيد تقاطعات الفجوة في خلايا الحيوانات.

ومع ذلك ، في الخلايا النباتية ، يجب أن تعبر plasmodesmata جدران الخلايا الأولية والثانوية للسماح بمرور الإشارات والمواد. لا تمتلك الخلايا الحيوانية جدرانًا خلوية. لذلك تحتاج النباتات إلى وسيلة للدخول إلى جدران الخلايا ، لأن أغشية بلازما النبات لا تتصل مباشرة ببعضها البعض في الخلايا النباتية.

تكون البلازموديماتا أسطوانية بشكل عام ومبطنة بغشاء بلازما. لديهم أنابيب مطوية ، أنابيب ضيقة مصنوعة من الشبكة الإندوبلازمية الملساء. تميل البيانات الأولية المكونة حديثًا من plasmodesmata إلى التجمع معًا. تتطور الخلايا الوراثية الثانوية مع توسع الخلايا.

تسمح Plasmodesmata بمرور جزيئات معينة بين الخلايا النباتية. بدون plasmodesmata ، لا يمكن للمواد الضرورية المرور بين جدران الخلايا الصلبة للنباتات. المواد المهمة التي تمر عبر plasmodesmata تشمل الأيونات والمغذيات والسكريات ، جزيئات الإشارات للاستجابة المناعية ، في بعض الأحيان جزيئات أكبر مثل البروتينات وبعض RNAs.

كما أنها تعمل بشكل عام كنوع من المرشحات لمنع الجزيئات ومسببات الأمراض الأكبر حجمًا. ومع ذلك ، يمكن للغزاة إجبار plasmodesmata على فتح وتجاوز آلية الدفاع هذه للنباتات. هذا التغيير في نفاذية plasmodesmata هو مجرد مثال واحد على قدرتها على التكيف.

يمكن تنظيم Plasmodesmata. أحد البوليمرات التنظيمية البارزة هو كالوز. يتراكم الكالوز حول plasmodesmata ويعمل على التحكم في ما يمكن أن يدخلها. تؤدي الكميات المتزايدة من الكالوز إلى حركة أقل للجزيئات عبر plasmodesmata. يقوم بذلك عن طريق الضغط على قطر المسام. يمكن زيادة النفاذية عندما يكون هناك القليل من الكالوز.

في بعض الأحيان ، يمكن للجزيئات الأكبر أن تمر من خلال plasmodesmata ، عن طريق توسيع حجم مسامها أو توسيعها. للأسف ، يتم استغلال هذا أحيانًا بواسطة الفيروسات. لا يزال الباحثون يتعلمون عن التركيب الجزيئي الدقيق للوصلة الوراثية وكيف تعمل.

تمتلك Plasmodesmata أشكالًا مختلفة في أدوار مختلفة في الخلايا النباتية. في أبسط أشكالها ، فهي قنوات بسيطة. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي البيانات الوصفية إلى إنشاء قنوات أكثر تقدمًا ومتفرعة. تعمل هذه البيانات الوصفية الأخيرة كمرشحات تتحكم في الحركة اعتمادًا على نوع الأنسجة النباتية. تعمل بعض بيانات plasmodesmata كمنخل بينما يعمل البعض الآخر كقمع.

في الخلايا البشرية ، يمكن العثور على أربعة أنواع من الوصلات داخل الخلايا. تقاطعات الفجوة هي واحدة من هذه. الثلاثة الآخرون هم ديسموسومات ، ملتصقة وتقاطعات مسدودة.

Desmosomes هي موصلات صغيرة مطلوبة بين خليتين غالبًا ما تتحمل التعرض ، مثل الخلايا الظهارية. يتكون الاتصال من cadherins ، أو بروتينات رابط.

وتسمى أيضًا التقاطعات المتضمنة الوصلات الضيقة. تحدث عندما تندمج أغشية البلازما في خليتين. لا يمكن للعديد من المواد أن تمر عبر الوصلة المغلقة أو الضيقة. يخدم الختم الناتج حاجزًا وقائيًا ضد مسببات الأمراض ؛ ومع ذلك ، يمكن التغلب عليها في بعض الأحيان ، وفتح الخلايا للهجوم.

يمكن العثور على الوصلات الملتصقة تحت الوصلات المغلقة. يربط Cadherins هذين النوعين من التقاطعات. يتم ربط الوصلات الملتصقة عبر خيوط أكتين.

موصل آخر هو hemidesmosome ، الذي يستخدم الإنتجرين بدلاً من الكاديرين.

اكتشف العلماء مؤخرًا أن كلاً من الخلايا الحيوانية والبكتيريا تحتوي على قنوات غشاء خلوي مماثلة لتلك الموجودة في plasmodesmata ، وهي ليست وصلات فجوة. هذه تسمى الأنابيب النانوية النفقية ، أو تي إن تي. في الخلايا الحيوانية ، يمكن أن تسمح TNTs للعضيات الحويصلية بالتنقل بين الخلايا.

في حين أن هناك العديد من الاختلافات بين تقاطعات الفجوة و plasmodesmata ، كلاهما يلعب دورًا في السماح التواصل داخل الخلايا. تمرر إشارات الخلية ، ويمكن تنظيمها للسماح لجزيئات معينة بالعبور أو رفضها. في بعض الأحيان يمكن للفيروسات أو نواقل الأمراض الأخرى التلاعب بها وتغيير نفاذيةها.

نظرًا لأن العلماء يتعلمون المزيد عن التركيب الكيميائي الحيوي لكلا النوعين من القنوات ، يمكنهم تعديل أو صنع أدوية جديدة يمكنها الوقاية من الأمراض بشكل أفضل. من الواضح أن المسام المبطنة بالغشاء داخل الخلايا منتشرة في العديد من الأنواع ، ويبدو من المحتمل أنه لم يتم اكتشاف قنوات جديدة بعد في البكتيريا والنباتات والحيوانات.