Gap Junction과 Plasmodesmata의 차이점

동물계와 식물계 모두에서 세포는 생존을 보장하기 위해 서로 통신 할 수 있어야합니다. 세포를 연결하고 물질과 메시지가 세포 사이를 교차하도록 허용하는 많은 채널과 접합이 존재합니다. 두 가지 주요 예에는 plasmodesmata 및 gap junction이 포함되지만 중요한 차이점이 있습니다.
식물 세포와 동물 세포의 유사점과 차이점에 대해 자세히 알아보세요.

TL; DR (너무 김; 읽지 않음)

식물과 동물 모두에서 세포는 면역 반응을위한 중요한 신호를 전달하고 물질이 막을 통해 다른 세포로 흐르도록 서로 소통 할 수있는 방법이 필요합니다. 동물과 plasmodesmata 식물의 갭 접합은 두 가지 유사한 유형의 채널이지만 서로 뚜렷한 차이가 있습니다.

갭 접합 동물 세포에서 발견되는 연결 채널의 한 형태입니다. 식물 세포에는 갭 접합부가 없습니다.

갭 접합은 다음으로 구성됩니다. 커 넥슨, 또는 hemichannels. Hemichannels는 세포의 소포체에 의해 만들어지고 Golgi 장치에 의해 세포막으로 재배치됩니다. 이러한 분자 구조는 connexins라는 막 관통 단백질로 만들어집니다. Connexons는 인접한 셀 사이에 갭 접합을 형성하기 위해 정렬됩니다.
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갭 접합은 작은 확산 분자, 마이크로 RNA (miRNA) 및 이온과 같은 중요한 물질을 허용하는 채널 역할을합니다. 당과 단백질과 같은 더 큰 분자는이 작은 채널을 통과 할 수 없습니다.

갭 접합은 셀 간의 통신을 위해 서로 다른 속도로 작동해야합니다. 신속한 대응이 필요할 때 빠르게 열고 닫을 수 있습니다. 인산화는 갭 접합의 조절에 중요한 역할을합니다.

지금까지 과학자들은 동물 세포에서 세 가지 주요 유형의 갭 접합을 발견했습니다. Homotypic gap junction은 동일한 연결을 가지고 있습니다. Heterotypic gap junction은 다양한 유형의 연결로 구성됩니다. 이종 갭 접합은 동일한 연결 또는 다른 연결을 가질 수 있습니다.

갭 접합은 특정 물질이 인접한 셀 사이를 통과 할 수 있도록합니다. 이것은 유기체의 건강을 유지하는 데 가장 중요합니다. 예를 들어, 심장의 심근 세포는 빠른 의사 소통 제대로 작동하려면 이온 흐름을 통해

갭 접합은 또한 면역 체계 반응에 필수적입니다. 면역 세포는 갭 접합을 사용하여 건강한 세포뿐만 아니라 감염된 세포 나 암성 세포에서 반응을 생성합니다.

면역 세포의 갭 접합은 칼슘 이온, 펩타이드 및 기타 메신저가 통과하도록합니다. 그러한 메신저 중 하나는 면역 세포를 활성화시키는 역할을하는 아데노신 삼인산 또는 ATP입니다. 칼슘 (Ca2 +)과 NAD +는 각각 세포 수명 내내 세포 기능과 관련된 신호 분자 역할을합니다.

RNA는 또한 갭 접합을 통과 할 수 있지만 접합은 어떤 miRNA가 허용되는지에 대해 선택적인 것으로 입증되었습니다.

간극 접합은 백혈병과 같은 특정 암 및 혈액 질환에서도 중요합니다. 연구자들은 여전히 ​​간질 세포와 백혈병 세포 사이의 통신이 어떻게 작동하는지 분별하고 있습니다.

과학자들은 면역 장애 및 기타 질병을 치료하는 데 도움이 될 수있는 새로운 약물의 생산을 가능하게하기 위해 갭 접합의 다양한 차단제에 대한 더 많은 정보를 찾고 있습니다.

동물 세포에서 갭 접합의 중요한 역할을 고려할 때 식물 세포에도 존재하는지 궁금 할 수 있습니다. 그러나 식물 세포에는 갭 접합부가 없습니다.

식물 세포에는 플라스 모데 마타. Edward Tangl은 1885 년에 이것을 처음 발견했습니다. 동물 세포는 그 자체로 어떠한 플라스 모데 마타도 가지고 있지 않지만 과학자들은 갭 접합이 아닌 유사한 채널을 발견했습니다. plasmodesmata와 갭 접합 사이에는 많은 구조적 차이가 있습니다.

그렇다면 plasmodesmata (단수 인 경우 Plasmodesma)는 무엇입니까? Plasmodesmata는 식물 세포를 서로 연결하는 작은 채널입니다. 이 점에서 동물 세포의 틈새 접합과 매우 유사합니다.

그러나 식물 세포에서 plasmodesmata는 신호와 물질을 허용하기 위해 1 차 및 2 차 세포벽을 교차해야합니다. 동물 세포에는 세포벽이 없습니다. 따라서 식물은 세포벽을 통과 할 수있는 방법이 필요합니다. 식물 원형질막은 식물 세포에서 서로 직접 접촉하지 않기 때문입니다.

Plasmodesmata는 일반적으로 원통형이며 원형질막이 늘어서 있습니다. 그들은 부드러운 소포체로 만든 좁은 튜브 인 desmotubules를 가지고 있습니다. 새로 형성된 1 차 plasmodesmata는 함께 군집하는 경향이 있습니다. 이차 plasmodesmata는 세포가 확장됨에 따라 발생합니다.

Plasmodesmata는 식물 세포 사이에서 특정 분자의 통과를 허용합니다. plasmodesmata가 없으면 필요한 물질이 식물의 단단한 세포벽 사이를 통과 할 수 없습니다. plasmodesmata를 통과하는 중요한 물질에는 이온, 영양소 및 설탕이 포함됩니다. 신호 분자 면역 반응을 위해 때때로 단백질 및 일부 RNA와 같은 더 큰 분자.

그들은 또한 일반적으로 훨씬 더 큰 분자와 병원균을 방지하는 일종의 필터 역할을합니다. 그러나 침입자는 plasmodesmata를 강제로 열어 식물의 이러한 방어 메커니즘을 무시할 수 있습니다. plasmodesmata의 투과성의 이러한 변화는 적응성의 한 예일뿐입니다.

Plasmodesmata는 조절 될 수 있습니다. 한 가지 두드러진 규제 중합체는 칼로스. Callose는 plasmodesmata 주위에 축적되어 무엇이 들어갈 수 있는지 제어하기 위해 노력합니다. 칼로스의 양이 증가하면 플라스 모데 마타를 통한 분자 이동이 줄어 듭니다. 이것은 본질적으로 기공의 직경을 짜 냄으로써 이루어집니다. 굳은 살이 적을 때 투과성을 높일 수 있습니다.

때로는 더 큰 분자가 기공 크기를 넓히거나 확장하여 플라스 모데 마타를 통과 할 수 있습니다. 이것은 불행히도 때때로 바이러스에 의해 이용됩니다. 연구원들은 plasmodesmata의 정확한 분자 구성과 작동 방식에 대해 여전히 배우고 있습니다.

Plasmodesmata는 식물 세포에서 다른 역할로 다른 형태를 가지고 있습니다. 가장 기본적인 형태에서는 단순한 채널입니다. 그러나 plasmodesmata는 더 고급 및 분기 채널을 만들 수 있습니다. 후자의 plasmodesmata는 식물 조직 유형에 따라 움직임을 제어하는 ​​필터로 더 많이 작동합니다. 일부 plasmodesmata는 체로 작동하는 반면 다른 일부는 깔때기로 작동합니다.

인간 세포에는 네 가지 유형의 세포 내 접합이 있습니다. 갭 접합은 이들 중 하나입니다. 나머지 세 개는 desmosomes, 접합 접합부 및 폐쇄 접합부입니다.

Desmosome은 상피 세포와 같이 노출을 견디는 두 세포 사이에 필요한 작은 연결기입니다. 연결은 cadherins 또는 링커 단백질로 구성됩니다.

폐쇄 접합은 밀착 접합이라고도합니다. 두 세포의 원형질막이 융합 될 때 발생합니다. 많은 물질이 폐쇄 또는 단단한 접합부를 통과 할 수 없습니다. 결과물 인 씰은 병원균에 대한 보호 장벽 역할을합니다. 그러나 이것은 때때로 극복되어 공격 할 세포를 열어 줄 수 있습니다.

접착 접합은 폐쇄 접합 아래에서 찾을 수 있습니다. 카드 헤린은이 두 종류의 접합부를 연결합니다. 접착 접합부는 액틴 필라멘트를 통해 인접 해 있습니다.

또 다른 커넥터는 cadherins가 아닌 integrin을 사용하는 hemidesmosome입니다.

최근 과학자들은 동물 세포와 박테리아 모두 갭 접합이 아닌 플라스 모데 마타와 유사한 세포막 채널을 포함하고 있음을 발견했습니다. 이를 터널링 나노 튜브 또는 TNT라고합니다. 동물 세포에서 이러한 TNT는 소포 세포 기관이 세포 사이를 이동할 수 있도록합니다.

갭 접합과 plasmodesmata 사이에는 많은 차이가 있지만 둘 다 허용하는 역할을합니다. 세포 내 통신. 그들은 세포 신호를 전달하고 특정 분자가 교차하는 것을 허용하거나 거부하도록 조절할 수 있습니다. 때로는 바이러스 또는 기타 질병 매개체가이를 조작하고 침투성을 변경할 수 있습니다.

과학자들이 두 가지 채널의 생화학 적 구성에 대해 더 많이 알게되면 질병을 예방할 수있는 새로운 의약품을 더 잘 조정하거나 만들 수 있습니다. 세포 내 막으로 둘러싸인 기공이 많은 종에 널리 퍼져 있음이 분명하며, 박테리아, 식물 및 동물에서 아직 새로운 채널이 발견되지 않은 것으로 보입니다.