Mind az állat-, mind a növényvilágban a sejteknek képesnek kell lenniük egymással kommunikálni a túlélés biztosítása érdekében. Számos csatorna és csomópont létezik, amelyek áthidalják a sejteket, és lehetővé teszik az anyagok és üzenetek keresztezését közöttük. Két fő példa a plazmodesmata és a réscsomópont, de ezek jelentős különbségeket mutatnak.
További információ a növényi és állati sejtek közötti hasonlóságokról és különbségekről.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Mind a növényekben, mind az állatokban a sejteknek szükségük van egymással való kommunikációra, az immunválasz fontos szignáljainak továbbadására és az anyagok membránon át történő áramlására más sejtekbe. Az állatok és a plazmodesmata növények réscsomópontjai két hasonló típusú csatorna, de egymástól eltérő különbségek vannak.
Mi az a réspont?
Réspontok az állatsejtekben található összekötő csatorna egy formája. A növényi sejtek nem rendelkeznek réscsatlakozásokkal.
Hézag-kereszteződés áll összefüggésekvagy félcsatornák. A félcsatornákat a sejtek endoplazmatikus retikuluma hozza létre, és a Golgi-berendezés helyezi át a sejtmembránra. Ezeket a molekulaszerkezeteket konnexineknek nevezett transzmembrán fehérjékből készítik. A konnexonok úgy állnak sorba, hogy rés csatlakozást alkossanak a szomszédos cellák között.
További információ a Golgi-készülék működéséről és felépítéséről.
A réscsomópontok csatornákként szolgálnak olyan döntő jelentőségű anyagok megengedésében, mint a kis diffundálódó molekulák, a mikro-RNS-ek (miRNS-ek) és az ionok. Nagyobb molekulák, mint a cukrok és fehérjék, nem tudnak átjutni ezeken az apró csatornákon.
A réseknek különböző sebességgel kell működniük a cellák közötti kommunikációhoz. Gyorsan nyílhatnak és záródhatnak, ha gyors reagálásra van szükség. A foszforilezés szerepet játszik a réscsomópontok szabályozásában.
A résátjárások típusai
Eddig a tudósok három fő típusú rést érintenek az állati sejtekben. A homotípusos réspontok azonos összefüggésekkel rendelkeznek. A heterotípusos rés-csomópontok különböző típusú konnexonokból készülnek. A heteromer rés-csomópontoknak lehetnek azonos konnexonjaik vagy különbözőek.
A réselágazások fontossága
A hézag-kereszteződések lehetővé teszik bizonyos anyagok átjutását a szomszédos cellák között. Ez kiemelten fontos egy szervezet egészségének megőrzéséhez. Például a szív szívizomsejtjeinek szükségük van gyors kommunikáció ionáramlás révén a megfelelő működés érdekében.
A hézagpontok elengedhetetlenek az immunrendszer válaszaihoz is. Az immunsejtek réscsomópontokat használnak, hogy egészséges sejtekben, valamint fertőzött vagy rákos sejtekben válaszokat generáljanak.
Az immunsejtek hézagcsatlakozásai lehetővé teszik a kalciumionok, peptidek és más hírvivők áthaladását. Az egyik ilyen hírvivő az adenozin-trifoszfát vagy ATP, amely az immunsejtek aktiválására szolgál. A kalcium (Ca2 +) és a NAD + a sejt működésével kapcsolatos jelzőmolekulaként szolgál a sejt egész életében.
Az RNS-nek átengedhetők a rés-kereszteződéseken is, de a csomópontok szelektívnek bizonyulnak a miRNS-ek megengedett tekintetében.
A réspontok bizonyos rákos megbetegedések és vérbetegségek, például leukémia esetén is fontosak. A kutatók még mindig felismerik a sztrómasejtek és a leukémiás sejtek közötti kommunikáció működését.
A tudósok több információt kívánnak felfedezni a réspontok különböző blokkolóiról, lehetővé téve új gyógyszerek előállítását, amelyek segíthetnek immunrendellenességek és más betegségek kezelésében.
Mik azok a Plasmodesmata?
Figyelembe véve az állati sejtekben a réscsomópontok fontos szerepét, felmerülhet, hogy léteznek-e a növényi sejtekben is. A növényi sejtekben azonban hiányoznak a réspontok.
A növényi sejtek úgynevezett csatornákat tartalmaznak plazmodesmata. Edward Tangl ezeket először 1885-ben fedezte fel. Az állati sejtek önmagukban nem hordoznak egyetlen plazmodesmatát sem, de a tudósok felfedeztek egy hasonló csatornát, amely nem réspont. Számos strukturális különbség van a plazmodesmata és a réscsomópontok között.
Mi tehát a plazmodesmata (plazmodesma, ha egyes)? A Plasmodesmata apró csatornák, amelyek összekötik a növényi sejteket. E tekintetben meglehetősen hasonlítanak az állatok sejtjeinek réspontjaihoz.
Növényi sejtekben azonban a plazmodesmatáknak keresztezniük kell az elsődleges és a másodlagos sejtfalakat, hogy a jelek és az anyagok átjuthassanak. Az állati sejtek nem rendelkeznek sejtfalakkal. Tehát a növényeknek szükségük van a sejtfalakon való átjutásra, mivel a növényi plazmamembránok közvetlenül nem érintkeznek egymással a növényi sejtekben.
A Plasmodesmata általában hengeres és plazmamembránnal van bélelve. Dezmotubulusokkal, keskeny csövekkel rendelkeznek, amelyek sima endoplazmatikus retikulumból készülnek. Az újonnan kialakult elsődleges plazmodesmák hajlamosak összegyűlni. A szekunder plazmodesmata a sejtek tágulásával fejlődik ki.
A Plasmodesmata funkciói
A Plasmodesmata lehetővé teszi specifikus molekulák átjutását a növényi sejtek között. Plazmodesmata nélkül a szükséges anyagok nem tudnak átjutni a növények merev sejtfalai között. Fontos anyagok, amelyek átjutnak a plazmodesmatákon, tartalmaznak ionokat, tápanyagokat és cukrokat, jelző molekulák az immunválasz érdekében alkalmanként nagyobb molekulák, például fehérjék és néhány RNS.
Általában egyfajta szűrőként szolgálnak a sokkal nagyobb molekulák és kórokozók megelőzésére is. A betolakodók azonban arra kényszeríthetik a plazmodesmatákat, hogy megnyissák és felülírják a növények ezen védekező mechanizmusát. A plazmodesmata permeabilitásának ez a változása csak egy példa alkalmazkodóképességükre.
A Plasmodesmata szabályozása
A Plasmodesmata szabályozható. Az egyik kiemelkedő szabályozó polimer kallóza. Callose a plazmodesmata köré épül fel, és azon dolgozik, hogy ellenőrizze, mi kerülhet beléjük. A növekvő mennyiségű kallóz a molekulák kevesebb mozgását eredményezi a plazmodesmatákon keresztül. Ezt úgy teszi, hogy lényegében megszorítja a pórus átmérőjét. Az áteresztőképesség növelhető, ha kevesebb a kallóz.
Néha nagyobb molekulák is áthaladhatnak a plazmodesmatákon, pórusméretük kiszélesítésével vagy tágításával. Ezt sajnos a vírusok néha kihasználják. A kutatók még mindig megismerik a plazmodesmata pontos molekuláris felépítését és működését.
A Plasmodesmata variációi
A Plasmodesmata növényi sejtekben különböző formákkal rendelkezik, különböző szerepekben. A legalapvetőbb formájában egyszerű csatornák. A plazmodesmata azonban fejlettebb és elágazó csatornákat hozhat létre. Ez utóbbi plazmodesmata inkább szűrőként működik, amelyek a növényi szövet típusától függően irányítják a mozgást. Egyes plazmodesmák szitaként, mások tölcsérként működnek.
A sejtek közötti csatlakozások egyéb típusai
Az emberi sejtekben négyféle intracelluláris csomópont található. A rés kereszteződések ezek egyike. A másik három deszmoszóma, tapadó csomópontok és elzáródó csomópontok.
A dezmoszómák kevés összekötő elemre van szükségük, amelyek gyakran ki vannak téve az expozíciónak, például a hámsejteknek. A kapcsolat kadherinekből vagy linker fehérjékből áll.
Az elzáró csomópontokat szoros csomópontoknak is nevezzük. Akkor fordulnak elő, amikor két sejt plazmamembránja összeolvad. Nem sok anyag juthat át az elzáródáson vagy a szűk kereszteződésen. A kapott tömítés védőgátat szolgáltat a kórokozókkal szemben; ezek azonban néha leküzdhetők, megnyitva a sejteket a támadáshoz.
Az elzáródó csomópontok alatt tapadó csomópontok találhatók. A kadherinek összekapcsolják ezt a kétféle csomópontot. A tapadó csomópontok aktinszálakon keresztül kapcsolódnak egymáshoz.
Egy másik csatlakozó a hemidoszmosóma, amely inkább integrint, mint kadherineket használ.
A közelmúltban a tudósok felfedezték, hogy az állati sejtek és a baktériumok is tartalmaznak a plazmodesmatához hasonló sejtmembráncsatornákat, amelyek nem hézagcsatlakozások. Ezeket alagút nanocsöveknek vagy TNT-knek nevezzük. Állati sejtekben ezek a TNT-k lehetővé tehetik a vezikuláris organellák mozgását a sejtek között.
Noha sok különbség van a réspontok és a plazmodesmák között, mindkettő szerepet játszik az engedélyezésben sejten belüli kommunikáció. Átadják a sejtjeleket, és szabályozhatók bizonyos molekulák keresztezésének engedélyezésére vagy megtagadására. Néha a vírusok vagy más betegségvektorok manipulálhatják őket, és megváltoztathatják azok permeabilitását.
Amint a tudósok többet megtudnak mindkét típusú csatorna biokémiai összetételéről, jobban beállíthatják vagy új gyógyszereket készíthetnek, amelyek megakadályozhatják a betegségeket. Nyilvánvaló, hogy az intracelluláris membránnal bélelt pórusok sok fajban elterjedtek, és valószínűnek tűnik, hogy új csatornákat kell még felfedezni a baktériumokban, növényekben és állatokban.