Rozdíl mezi mezerami a plazmodesmaty

V živočišné i rostlinné říši musí být buňky schopny navzájem komunikovat, aby zajistily přežití. Existuje řada kanálů a spojů, které přemosťují buňky a umožňují, aby mezi nimi procházely látky a zprávy. Dva hlavní příklady zahrnují plasmodesmata a gap junctions, ale mají důležité rozdíly.
Přečtěte si více o podobnostech a rozdílech mezi rostlinnými a živočišnými buňkami.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

U rostlin i živočichů potřebují buňky způsob, jak mezi sebou komunikovat, předávat důležité signály pro imunitní reakci a umožnit materiálům proudit přes membrány k dalším buňkám. Mezery mezi zvířaty a rostlinami plasmodesmata jsou dva podobné typy kanálů, ale navzájem se liší.

Mezery na křižovatce jsou formou spojovacího kanálu nacházejícího se ve zvířecích buňkách. Rostlinné buňky nemají mezery.

Mezerník se skládá z spojenínebo hemikanály. Hemikanály jsou vytvářeny endoplazmatickým retikulem buněk a přemístěny do buněčné membrány Golgiho aparátem. Tyto molekulární struktury jsou vyrobeny z transmembránových proteinů nazývaných konexiny. Connexons seřadí a vytvoří mezeru mezi sousedními buňkami.

Gap křižovatky slouží jako kanály, které umožňují v rozhodujících látkách, jako jsou malé difuzní molekuly, mikro RNA (miRNA) a ionty. Větší molekuly jako cukry a bílkoviny nemohou projít těmito malými kanály.

Spoje mezer musí pro komunikaci mezi buňkami fungovat různými rychlostmi. V případě potřeby rychlé reakce se mohou rychle otevřít a zavřít. Fosforylace hraje roli v regulaci mezerových uzlů.

Vědci dosud našli tři hlavní typy křižovatek mezer ve zvířecích buňkách. Homotypické mezery křižovatky mají identické konexony. Heterotypické mezery jsou vytvořeny z různých typů konexonů. Heteromerní mezery mohou mít buď identické konexony, nebo různé.

Spoje mezer umožňují, aby určité materiály procházely mezi sousedními buňkami. To je zásadní pro zachování zdraví organismu. Například, myokardiální buňky srdce potřebují rychlá komunikace iontovým tokem, aby fungoval správně.

Spoje mezer jsou také nezbytné pro reakce imunitního systému. Imunitní buňky používají mezery na generování odpovědí ve zdravých buňkách i v infikovaných nebo rakovinných buňkách.

Mezery v imunitních buňkách umožňují průchod iontů vápníku, peptidů a dalších poslů. Jedním z takových poslů je adenosintrifosfát nebo ATP, který slouží k aktivaci imunitních buněk. Vápník (Ca2 +) a NAD + slouží jako signální molekuly související s buněčnou funkcí po celý život buňky.

RNA je také povoleno procházet mezerovými spoji, ale spoje se ukázaly jako selektivní, pokud jde o to, které miRNA jsou povoleny.

Mezery jsou také důležité u některých druhů rakoviny a poruch krve, jako je leukémie. Vědci stále rozlišují, jak funguje komunikace mezi stromálními buňkami a leukemickými buňkami.

Vědci se snaží objevit více informací o různých blokátorech mezerových uzlů, aby umožnili výrobu nových léků, které mohou pomoci léčit imunitní poruchy a další nemoci.

Vzhledem k důležité roli mezerových spojů v živočišných buňkách byste se možná divili, zda existují také v rostlinných buňkách. Mezery v rostlinných buňkách však chybí.

Rostlinné buňky obsahují volané kanály plasmodesmata. Edward Tangl je poprvé objevil v roce 1885. Živočišné buňky samy o sobě neobsahují žádná plazmodesmata, ale vědci objevili podobný kanál, který není mezerou. Mezi plasmodesmata a gap gap je řada strukturálních rozdílů.

Co jsou tedy plasmodesmata (plasmodesma, pokud jsou singulární)? Plasmodesmata jsou malé kanály, které spojují rostlinné buňky dohromady. V tomto ohledu jsou velmi podobné mezerovým spojům buněk zvířat.

V rostlinných buňkách však musí plazmodesmata procházet přes primární a sekundární buněčné stěny, aby umožňovaly přenos signálů a materiálů. Živočišné buňky nemají buněčné stěny. Rostliny tedy potřebují způsob, jak se dostat skrz buněčné stěny, protože rostlinné plazmatické membrány se v rostlinných buňkách navzájem přímo nedotýkají.

Plasmodesmata jsou obecně válcovité a lemované plazmatickou membránou. Mají desmotubuly, úzké trubice vyrobené z hladkého endoplazmatického retikula. Nově vytvořené primární plasmodesmata mají tendenci se shlukovat dohromady. Jak se buňky rozšiřují, vyvíjejí se sekundární plazmodesmata.

Plasmodesmata umožňují průchod specifických molekul mezi rostlinnými buňkami. Bez plasmodesmata nemohly potřebné materiály projít mezi tuhými buněčnými stěnami rostlin. Mezi důležité materiály, které procházejí plazmodesmaty, patří ionty, živiny a cukry, signální molekuly pro imunitní odpověď, občas větší molekuly jako proteiny a některé RNA.

Obecně také slouží jako druh filtru k prevenci mnohem větších molekul a patogenů. Útočníci však mohou donutit plazmodesmata, aby se otevřeli a potlačili tento obranný mechanismus rostlin. Tato změna propustnosti plazmodesmat je pouze jedním příkladem jejich adaptability.

Lze regulovat plazmodesmata. Jeden prominentní regulační polymer je callose. Callose se hromadí kolem plasmodesmata a pracuje na řízení toho, co do nich může vstoupit. Zvýšené množství kalózy má za následek menší pohyb molekul plazmodesmaty. Dělá to tak, že v podstatě stlačí průměr póru. Propustnost lze zvýšit, když je méně kalózy.

Někdy větší molekuly mohou procházet plasmodesmata tím, že rozšíří jejich velikost pórů nebo je rozšíří. To bohužel někdy využívají viry. Vědci se stále učí o přesném molekulárním složení plazmodesmat a jak fungují.

Plasmodesmata mají různé formy v různých rolích v rostlinných buňkách. Ve své nejzákladnější formě jsou to jednoduché kanály. Plasmodesmata však mohou vytvářet pokročilejší a větvicí kanály. Tato druhá plasmodesmata fungují spíše jako filtry, které řídí pohyb v závislosti na typu rostlinné tkáně. Některá plazmodesmata fungují jako síto, zatímco jiná jako trychtýř.

V lidských buňkách lze nalézt čtyři typy intracelulárních spojení. Jedním z nich jsou mezery. Další tři jsou desmosomy, ulpívající křižovatky a uzavírající křižovatky.

Desmosomy jsou malé konektory potřebné mezi dvěma buňkami, které často snášejí expozici, jako jsou epiteliální buňky. Spojení se skládá z kadherinů nebo spojovacích proteinů.

Uzavírací křižovatky se také nazývají těsné křižovatky. Vyskytují se, když se spojí plazmatické membrány dvou buněk. Uzávěrem nebo těsným spojem se nemůže dostat mnoho látek. Výsledné těsnění slouží jako ochranná bariéra proti patogenům; ty však mohou být někdy překonány, což otevírá buňky k útoku.

Adherující křižovatky najdete pod okluzními křižovatkami. Kadherinové spojují tyto dva druhy křižovatek. Přilehlé spoje jsou spojeny prostřednictvím aktinových vláken.

Ještě dalším konektorem je hemidesmosom, který používá spíše integrin než kadheriny.

Vědci nedávno zjistili, že jak zvířecí buňky, tak bakterie obsahují podobné kanály buněčných membrán jako plasmodesmata, což nejsou mezery. Nazývají se tunelovací nanotrubice nebo TNT. Ve zvířecích buňkách mohou tyto TNT umožňovat pohyb vezikulárních organel mezi buňkami.

I když existuje mnoho rozdílů mezi mezerami a plasmodesmata, oba hrají roli v povolení intracelulární komunikace. Procházejí buněčnými signály a mohou být regulovány, aby umožnily nebo odmítly procházet určité molekuly. Viry nebo jiné vektory nemocí mohou s nimi někdy manipulovat a měnit jejich propustnost.

Když se vědci dozvědí více o biochemickém složení obou druhů kanálů, mohou se lépe přizpůsobit nebo vyrobit nová léčiva, která mohou předcházet nemocem. Je zřejmé, že intracelulární póry lemované membránou převládají u mnoha druhů a je pravděpodobné, že u bakterií, rostlin a živočichů ještě musí být objeveny nové kanály.