Ero aukkoyhteyksien ja Plasmodesmatan välillä

Sekä eläin- että kasvikunnassa solujen on kyettävä kommunikoimaan keskenään selviytymisen varmistamiseksi. On olemassa useita kanavia ja risteyksiä, jotka yhdistävät solut ja sallivat aineiden ja viestien siirtymisen niiden välillä. Kaksi suurta esimerkkiä ovat plasmodesmatat ja aukkoliitokset, mutta niillä on merkittäviä eroja.
Lue lisää kasvien ja eläinten solujen samankaltaisuudesta ja eroista.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Sekä kasveissa että eläimissä solut tarvitsevat tapaa kommunikoida keskenään, kulkea tärkeiden immuunivastesignaalien läpi ja antaa materiaalien virrata kalvojen läpi muihin soluihin. Eläinten aukkoyhteydet ja plasmodesmatakasvit ovat kahta samanlaista kanavaa, mutta niillä on selvästi eroja toisistaan.

Ristiliitokset ovat eräänlainen yhdistävä kanava, joka löytyy eläinsoluista. Kasvisoluilla ei ole aukkoyhteyksiä.

Raon risteys muodostuu liitännättai puolikanavat. Hemikanavat valmistetaan solujen endoplasmisella retikulumilla ja siirretään solukalvoon Golgi-laitteella. Nämä molekyylirakenteet on valmistettu transmembraaniproteiineista nimeltä konneksiinit. Liitännät muodostavat aukkoyhteyden naapurisolujen välille.

Rako-liitokset toimivat kanavina päästäkseen tärkeisiin aineisiin, kuten pieniin diffundoituviin molekyyleihin, mikro-RNA: hin (miRNA: t) ja ioneihin. Suuremmat molekyylit, kuten sokerit ja proteiinit, eivät pääse läpi näitä pieniä kanavia.

Rakosiltojen on toimittava eri nopeuksilla solujen välisessä viestinnässä. Ne voivat avautua ja sulkeutua nopeasti, kun tarvitaan nopeaa reagointia. Fosforylaatiolla on rooli aukkoyhteyksien säätelyssä.

Toistaiseksi tutkijat ovat löytäneet eläinsoluista kolme päätyyppiä. Homotyyppisillä aukkoyhteyksillä on identtiset liitännät. Heterotyyppiset aukkoyhteydet tehdään erityyppisistä liitoksista. Heteromeerisillä aukkoyhteyksillä voi olla joko identtiset liitännät tai erilaiset liitokset.

Rako-liitokset toimivat tiettyjen materiaalien kulkemiseksi naapurisolujen välillä. Tämä on ensiarvoisen tärkeää organismin terveyden ylläpitämiselle. Esimerkiksi sydämen sydänlihassolut tarvitsevat nopea viestintä ionivirtauksen kautta toimiakseen kunnolla.

Gap-liitokset ovat myös välttämättömiä immuunijärjestelmän vasteille. Immuunisolut käyttävät aukkoyhdistelmiä tuottamaan vastauksia terveissä soluissa sekä infektoiduissa tai syöpäsoluissa.

Immuunisolujen aukkoliitokset antavat kalsiumionien, peptidien ja muiden lähettiläiden kulkea läpi. Yksi tällainen välittäjäaine on adenosiinitrifosfaatti tai ATP, joka aktivoi immuunisoluja. Kalsium (Ca2 +) ja NAD + toimivat kumpikin solun toimintaan liittyvinä signalointimolekyyleinä koko solun eliniän.

RNA: n annetaan myös ylittää aukkoyhteyksien läpi, mutta risteykset osoittautuvat valikoiviksi miRNA: iden suhteen.

Rako-liitokset ovat tärkeitä myös tietyissä syövissä ja verisairauksissa, kuten leukemiassa. Tutkijat ymmärtävät edelleen, miten stromasolujen ja leukemisten solujen välinen viestintä toimii.

Tutkijat pyrkivät saamaan lisää tietoa erilaisista aukkoyhteyksien salpaajista, jotta voidaan tuottaa uusia lääkkeitä, jotka voivat auttaa immuunihäiriöiden ja muiden sairauksien hoidossa.

Kun otetaan huomioon aukosiltojen tärkeä rooli eläinsoluissa, saatat miettiä, onko niitä olemassa myös kasvisoluissa. Kasvisoluissa ei kuitenkaan ole aukkoja.

Kasvisolut sisältävät kanavia, joita kutsutaan plasmodesmata. Edward Tangl löysi nämä ensimmäisen kerran vuonna 1885. Eläinsoluissa ei ole sinänsä mitään plasmodesmataa, mutta tutkijat ovat löytäneet samanlaisen kanavan, joka ei ole aukkoyhteys. Plasmodesmatan ja aukkoyhteyksien välillä on useita rakenteellisia eroja.

Joten mitä ovat plasmodesmata (plasmodesma, jos yksikkö)? Plasmodesmata ovat pieniä kanavia, jotka yhdistävät kasvisolut yhteen. Tässä suhteessa ne ovat melko samanlaisia ​​kuin eläinten solujen aukkoyhteydet.

Kasvisoluissa plasmodesmatan on kuitenkin ylitettävä primaariset ja sekundääriset soluseinät signaalien ja materiaalien läpäisemiseksi. Eläinsoluilla ei ole soluseiniä. Joten kasvit tarvitsevat keinon päästä läpi soluseinät, koska kasvien plasmamembraanit eivät ole suoraan yhteydessä toisiinsa kasvisoluissa.

Plasmodesmatat ovat yleensä lieriömäisiä ja vuorattu plasmamembraanilla. Heillä on desmotubuluksia, kapeita putkia, jotka on valmistettu sileästä endoplasmisesta verkkokalvosta. Äskettäin muodostuneet primaariset plasmodesmatat pyrkivät klusteroitumaan yhteen. Sekundaariset plasmodesmatat kehittyvät, kun solut laajenevat.

Plasmodesmata sallii spesifisten molekyylien kulkemisen kasvisolujen välillä. Ilman plasmodesmataa tarvittavat materiaalit eivät voineet kulkea kasvien jäykkien soluseinien välillä. Tärkeitä materiaaleja, jotka kulkevat plasmodesmatan läpi, ovat ionit, ravinteet ja sokerit, signalointimolekyylit immuunivastetta varten toisinaan suurempia molekyylejä, kuten proteiineja ja joitain RNA: ita.

Ne toimivat myös yleensä eräänlaisena suodattimena estämään paljon suurempia molekyylejä ja taudinaiheuttajia. Hyökkääjät voivat kuitenkin pakottaa plasmodesmatan avaamaan ja ohittamaan tämän kasvien puolustusmekanismin. Tämä muutos plasmodesmatan läpäisevyydessä on vain yksi esimerkki niiden sopeutumiskyvystä.

Plasmodesmataa voidaan säätää. Yksi merkittävä säätelypolymeeri on kallo. Kelloosa kerääntyy plasmodesmatan ympärille ja pyrkii hallitsemaan, mikä voi päästä niihin. Kalloosin lisääntyneet määrät johtavat molekyylien vähemmän liikkumiseen plasmodesmatan läpi. Se tekee tämän puristamalla olennaisesti huokosten halkaisijaa. Läpäisevyyttä voidaan lisätä, kun kalloosia on vähemmän.

Joskus isommat molekyylit voivat kulkea plasmodesmatan läpi laajentamalla huokoskokoaan tai laajentamalla niitä. Virukset käyttävät valitettavasti tätä joskus. Tutkijat oppivat edelleen plasmodesmatan tarkasta molekyylirakenteesta ja miten ne toimivat.

Plasmodesmatalla on erilaisia ​​muotoja eri rooleissa kasvisoluissa. Perusmuodossaan ne ovat yksinkertaisia ​​kanavia. Plasmodesmata voi kuitenkin tehdä edistyneempiä ja haarautuvia kanavia. Nämä jälkimmäiset plasmodesmat toimivat enemmän suodattimina, jotka kontrolloivat liikettä kasvikudostyypistä riippuen. Jotkut plasmodesmatat toimivat seulana, kun taas toiset suppilona.

Ihmissoluista löytyy neljän tyyppisiä solunsisäisiä liitoksia. Gap-risteykset ovat yksi näistä. Kolme muuta ovat desmosomeja, kiinnittyviä risteyksiä ja tukkeutuvia risteyksiä.

Desmosomit ovat vähän liittimiä, joita tarvitaan kahden altistumisen usein kestävän solun, kuten epiteelisolujen, välillä. Yhteys koostuu kadheriineista tai linkkeriproteiineista.

Suljettavia risteyksiä kutsutaan myös tiukoiksi risteyksiksi. Ne tapahtuvat, kun kahden solun plasmakalvot sulautuvat. Ei monet aineet pääse läpi tukkeutuvan tai tiukan liitoksen. Tuloksena oleva tiiviste toimii suojana patogeenejä vastaan; Nämä voidaan kuitenkin joskus voittaa avaamalla solut hyökkäykseen.

Tarttuvat risteykset löytyvät tukkeutuvien risteysten alla. Kadheriinit yhdistävät nämä kaksi erilaista risteystä. Tarttuvat risteykset liitetään aktiinifilamenttien kautta.

Vielä yksi liitin on hemidesmosomi, joka käyttää integriiniä eikä kadheriineja.

Viime aikoina tutkijat ovat havainneet, että sekä eläinsolut että bakteerit sisältävät samanlaisia ​​solukalvokanavia kuin plasmodesmat, jotka eivät ole aukkoyhteyksiä. Näitä kutsutaan tunnelointiananoputkiksi tai TNT: ksi. Eläinsoluissa nämä TNT: t voivat antaa vesikulaaristen organellien liikkua solujen välillä.

Vaikka aukkoyhteyksien ja plasmodesmattien välillä on monia eroja, niillä molemmilla on merkitys sallimisessa solunsisäinen viestintä. Ne välittävät solusignaaleja, ja niitä voidaan säätää sallimaan tai hylkäämään tietyt molekyylit risteyksestä. Joskus virukset tai muut tautivektorit voivat manipuloida niitä ja muuttaa niiden läpäisevyyttä.

Kun tutkijat oppivat lisää molempien kanavien biokemiallisesta koostumuksesta, he voivat paremmin säätää tai valmistaa uusia lääkkeitä, jotka voivat estää sairauksia. On selvää, että solunsisäiset kalvopäällysteiset huokoset ovat yleisiä monissa lajeissa, ja näyttää todennäköiseltä, että uusia kanavia ei ole vielä löydetty bakteereista, kasveista ja eläimistä.