Forskellen mellem gapkryds og plasmodesmata

I både dyre- og planteriget skal celler være i stand til at kommunikere med hinanden for at sikre overlevelse. Der findes et antal kanaler og knudepunkter, der bygger bro mellem celler og muliggør, at stoffer og meddelelser krydser dem imellem. To store eksempler inkluderer plasmodesmata og gap junctions, men de har vigtige forskelle.
Læs mere om ligheder og forskelle mellem plante- og dyreceller.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

I både planter og dyr har celler brug for en måde at kommunikere med hinanden på, at sende vigtige signaler til immunrespons og at lade materialer strømme gennem membraner til andre celler. Gapkryds i dyr og plasmodesmataplanter er to ens typer af kanaler, men de har forskellige forskelle fra hinanden.

Gap kryds er en form for forbindelseskanal, der findes i dyreceller. Planteceller har ikke hulkryds.

Et hulkryds består af forbindelsereller halvkanaler. Hemichannels fremstilles af det endoplasmatiske reticulum af celler og flyttes til cellemembranen ved hjælp af Golgi-apparatet. Disse molekylære strukturer er lavet af transmembranproteiner ved navn connexins. Forbindelser stiller sig op for at danne et hulkryds mellem naboceller.

Gap-forbindelser tjener som kanaler, der tillader vigtige stoffer som små diffunderbare molekyler, mikro-RNA'er (miRNA'er) og ioner. Større molekyler som sukker og proteiner kan ikke passere gennem disse små kanaler.

Gapkryds skal fungere ved forskellige hastigheder for kommunikation mellem celler. De kan åbne og lukke hurtigt, når der er behov for hurtig reaktion. Fosforylering spiller en rolle i reguleringen af ​​hulkryds.

Indtil videre har forskere fundet tre hovedtyper af hulkryds i dyreceller. Homotypiske hulkryds har identiske forbindelser. Heterotypiske hulkryds er lavet af forskellige typer forbindelser. Heteromere hulkryds kan enten have identiske forbindelser eller forskellige.

Gapkryds fungerer for at tillade, at visse materialer passerer mellem naboceller. Dette er altafgørende for at opretholde en organisms sundhed. For eksempel har hjertets hjerteceller brug for hurtig kommunikation via ionstrøm for at fungere korrekt.

Gapkryds er også vigtige for immunsystemets reaktioner. Immunceller bruger hulkryds til at generere reaktioner i raske celler såvel som inficerede eller kræftceller.

Gapkryds i immunceller tillader calciumioner, peptider og andre budbringere at passere igennem. En sådan messenger er adenosintrifosfat eller ATP, der tjener til at aktivere immunceller. Calcium (Ca2 +) og NAD + tjener hver som signalmolekyler relateret til cellulær funktion gennem en celles levetid.

RNA får også lov til at krydse gennem hulkryds, men krydsene viser sig at være selektive med hensyn til hvilke miRNA'er der er tilladt.

Gapkryds er også vigtige i visse kræftformer og blodproblemer såsom leukæmi. Forskere skelner stadig, hvordan kommunikationen mellem stromaceller og leukæmiceller fungerer.

Forskere forsøger at finde ud af mere information om forskellige blokeringsmidler for hulkryds for at muliggøre produktion af nye lægemidler, der kan hjælpe med at behandle immunforstyrrelser og andre sygdomme.

I betragtning af den vigtige rolle som kløftkryds i dyreceller kan du undre dig over, om de også findes i planteceller. Mellemrumsknudepunkter er imidlertid fraværende i planteceller.

Planteceller indeholder kaldte kanaler plasmodesmata. Edward Tangl opdagede disse først i 1885. Dyreceller huser ikke i sig selv nogen plasmodesmata, men forskere har opdaget en lignende kanal, der ikke er et hulkryds. Der er et antal strukturelle forskelle mellem plasmodesmata og hulkryds.

Så hvad er plasmodesmata (plasmodesma hvis ental)? Plasmodesmata er små kanaler, der bygger bro mellem planteceller. I denne henseende ligner de ret mellemrummene mellem dyrenes celler.

I planteceller skal plasmodesmata imidlertid krydse primære og sekundære cellevægge for at tillade signaler og materialer på tværs. Dyreceller har ikke cellevægge. Så planter har brug for en måde at komme igennem cellevægge, da planteplasmamembraner ikke direkte berører hinanden i planteceller.

Plasmodesmata er generelt cylindrisk og foret med plasmamembran. De har desmotubuli, smalle rør fremstillet af glat endoplasmatisk retikulum. De nydannede primære plasmodesmata har tendens til at klynge sig sammen. Sekundær plasmodesmata udvikler sig, når cellerne udvider sig.

Plasmodesmata tillader passage af specifikke molekyler mellem planteceller. Uden plasmodesmata kunne nødvendige materialer ikke passere mellem de stive cellevægge af planter. Vigtige materialer, der passerer gennem plasmodesmata, inkluderer ioner, næringsstoffer og sukker, signalmolekyler til immunrespons, lejlighedsvis større molekyler som proteiner og nogle RNA'er.

De tjener også generelt som en slags filter for at forhindre meget større molekyler og patogener. Imidlertid kan angribere tvinge plasmodesmata til at åbne op og tilsidesætte denne forsvarsmekanisme af planter. Denne ændring i permeabiliteten af ​​plasmodesmata er blot et eksempel på deres tilpasningsevne.

Plasmodesmata kan reguleres. En fremtrædende regulatorisk polymer er callose. Callose opbygges omkring plasmodesmata og arbejder for at kontrollere, hvad der kan komme ind i dem. Øgede mængder af callose resulterer i mindre bevægelse af molekyler gennem plasmodesmata. Det gør det ved i det væsentlige at presse porens diameter. Permeabilitet kan øges, når der er mindre callose.

Nogle gange kan større molekyler passere gennem plasmodesmata ved at udvide deres porestørrelse eller udvide dem. Desværre udnyttes dette desværre af vira. Forskere lærer stadig om den nøjagtige molekylære sammensætning af plasmodesmata, og hvordan de fungerer.

Plasmodesmata har forskellige former i forskellige roller i planteceller. I deres mest basale form er de enkle kanaler. Plasmodesmata kan dog skabe mere avancerede og forgrenede kanaler. Disse sidstnævnte plasmodesmata fungerer mere som filtre, der styrer bevægelse afhængigt af plantevævstypen. Nogle plasmodesmata fungerer som sigte, mens andre fungerer som en tragt.

I humane celler kan der findes fire typer intracellulære kryds. Gapkryds er en af ​​disse. De andre tre er desmosomer, adhærerende kryds og okkluderende kryds.

Desmosomer er små forbindelser, der er nødvendige mellem to celler, der ofte tåler eksponering, såsom epitelceller. Forbindelsen består af cadheriner eller linkerproteiner.

Okkluderende kryds kaldes også stramme kryds. De opstår, når to cellers plasmamembraner smelter sammen. Ikke mange stoffer kan komme igennem det okkluderende eller tætte kryds. Den resulterende forsegling tjener en beskyttende barriere mod patogener; dog kan disse nogle gange overvindes, hvilket åbner cellerne for at angribe.

Vedhæftende kryds kan findes under okkluderende kryds. Kadheriner forbinder disse to slags kryds. Vedhæftende kryds tilstødes via actinfilamenter.

Endnu et andet stik er hemidesmosomet, der bruger integrin snarere end cadheriner.

For nylig har forskere opdaget, at både dyreceller og bakterier indeholder lignende cellemembrankanaler som plasmodesmata, som ikke er kløftforbindelser. Disse kaldes tunneling nanorør eller TNT'er. I dyreceller kan disse TNT'er tillade vesikulære organeller at bevæge sig mellem celler.

Mens der er mange forskelle mellem hulkryds og plasmodesmata, spiller de begge en rolle i at tillade intracellulær kommunikation. De passerer cellesignaler, og de kan reguleres for at tillade eller nægte, at visse molekyler krydser. Nogle gange kan vira eller andre sygdomsvektorer manipulere dem og ændre deres permeabilitet.

Da forskere lærer mere om den biokemiske sammensætning af begge slags kanaler, kan de bedre tilpasse eller fremstille nye lægemidler, der kan forhindre sygdom. Det er klart, at intracellulære membranforede porer er udbredt i mange arter, og det synes sandsynligt, at nye kanaler endnu ikke er opdaget i bakterier, planter og dyr.