Както в животинското, така и в растителното царство, клетките трябва да могат да комуникират помежду си, за да осигурят оцеляване. Съществуват редица канали и връзки, които свързват клетките и позволяват на веществата и съобщенията да преминават между тях. Два основни примера включват плазмодесмати и междинни връзки, но те притежават важни разлики.
Прочетете повече за приликите и разликите между растителните и животинските клетки.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Както при растенията, така и при животните, клетките се нуждаят от начин да комуникират помежду си, да предават важни сигнали за имунен отговор и да позволяват на материалите да преминават през мембраните към други клетки. Различните връзки при животните и растенията от плазмодесмата са два подобни типа канали, но те имат различни различия един от друг.
Какво е кръстовището?
Пропуски кръстовища са форма на свързващ канал, намиращ се в животинските клетки. Растителните клетки нямат междинни връзки.
Междинното кръстовище се състои от
Прочетете повече за функцията и структурата на апарата на Голджи.
Междинните връзки служат като канали за пропускане на жизненоважни вещества като малки дифузионни молекули, микро РНК (miRNAs) и йони. По-големите молекули като захари и протеини не могат да преминат през тези малки канали.
Пропуските трябва да работят с различна скорост за комуникация между клетките. Те могат да се отварят и затварят бързо, когато е необходима бърза реакция. Фосфорилирането играе роля в регулирането на междинните кръстовища.
Видове разклонения
Досега учените са открили три основни типа междинни връзки в животинските клетки. Хомотипните междинни връзки имат идентични връзки. Хетеротипичните междинни връзки са направени от различни видове съединения. Хетеромерните междинни връзки могат да имат идентични връзки или различни.
Значението на пролуките
Междинните връзки работят, за да позволят на определени материали да преминат между съседните клетки. Това е от първостепенно значение за поддържането на здравето на организма. Например, миокардните клетки на сърцето се нуждаят бърза комуникация чрез йонен поток, за да работи правилно.
Пропуските също са от съществено значение за реакциите на имунната система. Имунните клетки използват междинни връзки, за да генерират отговори в здрави клетки, както и в заразени или ракови клетки.
Междинните връзки в имунните клетки позволяват на калциевите йони, пептиди и други пратеници да преминат. Един такъв пратеник е аденозин трифосфат или АТФ, който служи за активиране на имунните клетки. Калцият (Ca2 +) и NAD + служат като сигнални молекули, свързани с клетъчната функция през целия живот на клетката.
РНК също е разрешено да преминава през междинни връзки, но връзките се оказват селективни относно това кои miRNAs са разрешени.
Пропуските също са важни при някои видове рак и кръвни заболявания като левкемия. Изследователите все още установяват как работи комуникацията между стромални клетки и левкемични клетки.
Учените се стремят да открият повече информация за различни блокери на междинните връзки, за да дадат възможност за производството на нови лекарства, които могат да помогнат за лечение на имунни разстройства и други заболявания.
Какво представляват плазмодесматите?
Като се има предвид важната роля на междинните връзки в животинските клетки, може да се чудите дали те също съществуват в растителните клетки. В растителните клетки обаче липсват междинни връзки.
Растителните клетки съдържат наречени канали плазмодесмати. Едуард Тангл за първи път ги открива през 1885 година. Животинските клетки не съдържат никакви плазмодесмати сами по себе си, но учените са открили подобен канал, който не е междинна връзка. Съществуват редица структурни разлики между плазмодесматите и междинните връзки.
И така, какво са плазмодесматите (плазмодесма, ако са единични)? Плазмодесматите са малки канали, които свързват растителните клетки заедно. В това отношение те са доста сходни с междинните връзки на клетките на животните.
Въпреки това, в растителните клетки плазмодесматите трябва да пресичат първичните и вторичните клетъчни стени, за да позволят сигнали и материали през тях. Животинските клетки не притежават клетъчни стени. Така че растенията се нуждаят от начин да преминат през клетъчните стени, тъй като растителните плазмени мембрани не контактуват директно помежду си в растителните клетки.
Плазмодесматите обикновено са цилиндрични и облицовани с плазмена мембрана. Те притежават десмотубули, тесни тръби, направени от гладък ендоплазмен ретикулум. Новообразуваните първични плазмодесма са склонни да се групират заедно. Вторичните плазмодесмати се развиват, когато клетките се разширяват.
Функциите на плазмодесмата
Плазмодесматите позволяват преминаването на специфични молекули между растителните клетки. Без плазмодесматите необходимите материали не биха могли да преминат между твърдите клетъчни стени на растенията. Важните материали, които преминават през плазмодесматите, включват йони, хранителни вещества и захари, сигнални молекули за имунен отговор, понякога по-големи молекули като протеини и някои РНК.
Те също така обикновено служат като вид филтър за предотвратяване на много по-големи молекули и патогени. Обаче нашествениците могат да принудят плазмодесматите да се отворят и да отменят този защитен механизъм на растенията. Тази промяна в пропускливостта на плазмодесматите е само един пример за тяхната адаптивност.
Регулиране на плазмодесматите
Плазмодесматите могат да се регулират. Един изтъкнат регулаторен полимер е калоза. Калозата се натрупва около плазмодесматите и работи, за да контролира какво може да попадне в тях. Повишените количества калоза водят до по-малко движение на молекулите през плазмодесматите. Това се прави, като по същество изстисква диаметъра на порите. Пропускливостта може да се увеличи, когато има по-малко калоза.
Понякога по-големите молекули могат да преминат през плазмодесматите, като разширят размера на порите си или ги разширят. За съжаление понякога се възползват от вирусите. Изследователите все още научават за точния молекулен състав на плазмодесматите и как те работят.
Вариации на плазмодесмата
Плазмодесматите притежават различни форми в различни роли в растителните клетки. В най-основната си форма те са прости канали. Плазмодесматите обаче могат да направят по-напреднали и разклоняващи се канали. Последните плазмодесмати работят по-скоро като филтри, които контролират движението в зависимост от типа на растителната тъкан. Някои плазмодесмати работят като сито, докато други работят като фуния.
Други видове кръстовища между клетки
В човешките клетки могат да бъдат открити четири вида вътреклетъчни връзки. Пропуските са една от тях. Останалите три са десмозоми, прилепнали кръстовища и оклудиращи кръстовища.
Десмозомите са малки съединители, необходими между две клетки, които често издържат на експозиция, като епителни клетки. Връзката се състои от кадхерини или линкерни протеини.
Затварящите кръстовища се наричат още плътни кръстовища. Те се появяват, когато плазмените мембрани на две клетки се сливат. Не могат много вещества да преминат през затварящото или плътно съединение. Полученият печат служи защитна бариера срещу патогени; те обаче понякога могат да бъдат преодолени, отваряйки клетките за атака.
Прилепналите кръстовища могат да бъдат намерени под запушващи кръстовища. Кадхерините свързват тези два вида кръстовища. Прилепналите кръстовища са свързани с актинови нишки.
Още един съединител е хемидесмосомът, който използва интегрин, а не кадхерини.
Наскоро учените откриха, че както животинските клетки, така и бактериите съдържат сходни клетъчни мембранни канали на плазмодесматите, които не са междинни връзки. Те се наричат тунелни нанотръби или TNT. В животинските клетки тези TNT могат да позволят на везикуларните органели да се движат между клетките.
Въпреки че има много разлики между междинните връзки и плазмодесматите, и двамата играят роля в разрешаването вътреклетъчна комуникация. Те предават клетъчни сигнали и могат да бъдат регулирани, за да позволят или да откажат преминаване на определени молекули. Понякога вирусите или други вектори на болести могат да ги манипулират и да променят тяхната пропускливост.
Докато учените научават повече за биохимичния състав на двата вида канали, те могат по-добре да се адаптират или да направят нови фармацевтични продукти, които могат да предотвратят заболяването. Ясно е, че вътре в клетъчните мембранни пори преобладават много видове и изглежда вероятно нови канали тепърва да бъдат открити при бактерии, растения и животни.