Perbedaan Antara Gap Junction & Plasmodesmata

Di kerajaan hewan dan tumbuhan, sel harus dapat berkomunikasi satu sama lain untuk memastikan kelangsungan hidup. Sejumlah saluran dan persimpangan ada yang menjembatani sel dan memungkinkan zat dan pesan untuk menyeberang di antara mereka. Dua contoh utama termasuk plasmodesmata dan gap junction, tetapi mereka memiliki perbedaan penting.
Baca lebih lanjut tentang persamaan dan perbedaan antara sel tumbuhan dan hewan.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Pada tumbuhan dan hewan, sel membutuhkan cara untuk berkomunikasi satu sama lain, untuk menyampaikan sinyal penting untuk respon imun dan untuk memungkinkan bahan mengalir melintasi membran ke sel lain. Gap junction pada hewan dan tumbuhan plasmodesmata adalah dua jenis saluran yang serupa, tetapi mereka memiliki perbedaan yang berbeda satu sama lain.

Persimpangan celah adalah bentuk saluran penghubung yang ditemukan pada sel hewan. Sel tumbuhan tidak memiliki gap junction.

Gap junction terdiri dari: koneksion, atau hemichannel. Hemichannels dibuat oleh retikulum endoplasma sel, dan dipindahkan ke membran sel oleh aparatus Golgi. Struktur molekul ini terbuat dari protein transmembran bernama connexins. Connexon berbaris untuk membentuk gap junction di antara sel-sel tetangga.

Gap junction berfungsi sebagai saluran untuk memungkinkan masuknya zat-zat penting seperti molekul kecil yang dapat menyebar, RNA mikro (miRNA) dan ion. Molekul yang lebih besar seperti gula dan protein tidak dapat melewati saluran kecil ini.

Gap junction harus bekerja pada kecepatan yang berbeda untuk komunikasi antar sel. Mereka dapat membuka dan menutup dengan cepat ketika respon cepat diperlukan. Fosforilasi berperan dalam regulasi gap junction.

Sejauh ini, para ilmuwan telah menemukan tiga jenis utama gap junction pada sel hewan. Gap junction homotipik memiliki koneksi yang identik. Gap junction heterotipik terbuat dari berbagai jenis koneksi. Gap junction heteromerik dapat memiliki koneksi yang identik atau berbeda.

Gap junction bekerja untuk memungkinkan bahan-bahan tertentu lewat di antara sel-sel tetangga. Ini sangat penting untuk menjaga kesehatan organisme. Sebagai contoh, sel-sel miokard jantung membutuhkan komunikasi yang cepat melalui aliran ion agar dapat bekerja dengan baik.

Gap junction juga penting untuk respon sistem imun. Sel kekebalan menggunakan gap junction untuk menghasilkan respons pada sel sehat serta sel yang terinfeksi atau kanker.

Gap junction dalam sel imun memungkinkan ion kalsium, peptida, dan pembawa pesan lainnya melewatinya. Salah satu utusan tersebut adalah adenosin trifosfat atau ATP, yang berfungsi untuk mengaktifkan sel-sel kekebalan. Kalsium (Ca2+) dan NAD+ masing-masing berfungsi sebagai molekul pemberi sinyal yang terkait dengan fungsi seluler sepanjang hidup sel.

RNA juga diizinkan untuk melintasi gap junction, tetapi junction terbukti selektif tentang miRNA mana yang diizinkan.

Gap junction juga penting pada kanker dan kelainan darah tertentu seperti leukemia. Para peneliti masih melihat bagaimana komunikasi antara sel stroma dan sel leukemia bekerja.

Para ilmuwan berusaha menemukan lebih banyak informasi tentang berbagai penghambat gap junction, untuk memungkinkan produksi obat baru yang dapat membantu mengobati gangguan kekebalan dan penyakit lainnya.

Mengingat peran penting dari gap junction dalam sel hewan, Anda mungkin bertanya-tanya apakah mereka juga ada di sel tumbuhan. Namun, gap junction tidak ada dalam sel tumbuhan.

Sel tumbuhan mengandung saluran yang disebut plasmodesmata. Edward Tangl pertama kali menemukan ini pada tahun 1885. Sel-sel hewan tidak memiliki plasmodesmata, tetapi para ilmuwan telah menemukan saluran serupa yang bukan merupakan gap junction. Ada sejumlah perbedaan struktural antara plasmodesmata dan gap junction.

Jadi apa itu plasmodesmata (plasmodesma jika tunggal)? Plasmodesmata adalah saluran kecil yang menjembatani sel tumbuhan. Dalam hal ini, mereka sangat mirip dengan gap junction sel hewan.

Namun, dalam sel tumbuhan, plasmodesmata harus melintasi dinding sel primer dan sekunder untuk memungkinkan sinyal dan materi melintas. Sel hewan tidak memiliki dinding sel. Jadi tumbuhan memerlukan cara untuk menembus dinding sel, karena membran plasma tumbuhan tidak saling bersentuhan secara langsung di dalam sel tumbuhan.

Plasmodesmata umumnya silindris dan dilapisi dengan membran plasma. Mereka memiliki desmotubulus, tabung sempit yang terbuat dari retikulum endoplasma halus. Plasmodesmata primer yang baru terbentuk cenderung mengelompok bersama. Plasmodesmata sekunder berkembang saat sel berkembang.

Plasmodesmata memungkinkan lewatnya molekul tertentu antar sel tumbuhan. Tanpa plasmodesmata, bahan yang diperlukan tidak dapat melewati dinding sel tanaman yang kaku. Bahan penting yang melewati plasmodesmata antara lain ion, nutrisi dan gula, molekul sinyal untuk respon imun, kadang-kadang molekul yang lebih besar seperti protein dan beberapa RNA.

Mereka juga umumnya berfungsi sebagai semacam filter untuk mencegah molekul dan patogen yang jauh lebih besar. Namun, penyerbu dapat memaksa plasmodesmata untuk membuka dan mengesampingkan mekanisme pertahanan tanaman ini. Perubahan permeabilitas plasmodesmata ini hanyalah salah satu contoh kemampuan beradaptasi mereka.

Plasmodesmata dapat diatur. Salah satu polimer pengatur yang menonjol adalah panggilan. Callose menumpuk di sekitar plasmodesmata dan bekerja untuk mengontrol apa yang bisa masuk ke dalamnya. Peningkatan jumlah callose menghasilkan lebih sedikit pergerakan molekul melalui plasmodesmata. Ini dilakukan dengan menekan diameter pori-pori. Permeabilitas dapat ditingkatkan bila ada lebih sedikit callose.

Kadang-kadang molekul yang lebih besar dapat melewati plasmodesmata, dengan memperlebar ukuran porinya atau melebarkannya. Sayangnya hal ini terkadang dimanfaatkan oleh virus. Para peneliti masih mempelajari tentang susunan molekul plasmodesmata yang tepat dan cara kerjanya.

Plasmodesmata memiliki bentuk yang berbeda dalam peran yang berbeda dalam sel tumbuhan. Pada bentuknya yang paling dasar, mereka adalah saluran sederhana. Namun, plasmodesmata dapat membuat saluran yang lebih maju dan bercabang. Plasmodesmata terakhir ini bekerja lebih sebagai filter yang mengontrol gerakan tergantung pada jenis jaringan tanaman. Beberapa plasmodesmata bekerja sebagai saringan sementara yang lain bekerja sebagai corong.

Dalam sel manusia, empat jenis sambungan intraseluler dapat ditemukan. Gap junction adalah salah satunya. Tiga lainnya adalah desmosom, persimpangan melekat dan persimpangan oklusi.

Desmosom adalah konektor kecil yang dibutuhkan antara dua sel yang sering mengalami paparan, seperti sel epitel. Sambungan ini terdiri dari cadherin, atau protein penghubung.

Persimpangan oklusi juga disebut persimpangan ketat. Mereka terjadi ketika membran plasma dua sel menyatu. Tidak banyak zat yang bisa melewati oklusi atau persimpangan ketat. Segel yang dihasilkan berfungsi sebagai penghalang pelindung terhadap patogen; namun, ini terkadang dapat diatasi, membuka sel untuk menyerang.

Adhering junction dapat ditemukan di bawah occluding junction. Cadherin menghubungkan kedua jenis persimpangan ini. Persimpangan yang melekat disatukan melalui filamen aktin.

Namun konektor lain adalah hemidesmosom, yang menggunakan integrin daripada cadherin.

Baru-baru ini, para ilmuwan telah menemukan bahwa baik sel hewan maupun bakteri mengandung saluran membran sel yang mirip dengan plasmodesmata, yang bukan merupakan gap junction. Ini disebut tunneling nanotube, atau TNT. Dalam sel hewan, TNT ini dapat memungkinkan organel vesikular untuk berpindah antar sel.

Meskipun ada banyak perbedaan antara gap junction dan plasmodesmata, keduanya berperan dalam memungkinkan komunikasi intraseluler. Mereka melewati sinyal sel, dan mereka dapat diatur untuk mengizinkan atau menolak molekul tertentu untuk menyeberang. Terkadang virus atau vektor penyakit lain dapat memanipulasinya dan mengubah permeabilitasnya.

Ketika para ilmuwan belajar lebih banyak tentang susunan biokimia dari kedua jenis saluran, mereka dapat menyesuaikan atau membuat obat-obatan baru yang dapat mencegah penyakit dengan lebih baik. Jelas bahwa pori-pori berlapis membran intraseluler lazim di banyak spesies, dan tampaknya saluran baru belum ditemukan pada bakteri, tumbuhan, dan hewan.