Skirtumas tarp spragų jungčių ir Plasmodesmata

Tiek gyvūnų, tiek augalų karalystėje ląstelės turi sugebėti bendrauti tarpusavyje, kad užtikrintų išlikimą. Yra keletas kanalų ir jungčių, jungiančių ląsteles ir leidžiančių tarp jų pereiti medžiagas ir pranešimus. Du pagrindiniai pavyzdžiai yra plazmodesmata ir tarpų sandūros, tačiau jie turi svarbių skirtumų.
Skaitykite daugiau apie augalų ir gyvūnų ląstelių panašumus ir skirtumus.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Tiek augalų, tiek gyvūnų ląstelėms reikia būdų bendrauti tarpusavyje, perduoti svarbius imuninio atsako signalus ir leisti medžiagoms tekėti per membranas į kitas ląsteles. Gyvūnų tarpai ir plazmodesmatos augalai yra dviejų panašių kanalų tipai, tačiau jie turi skirtingus skirtumus.

Tarpinės sankryžos yra jungiamojo kanalo forma, randama gyvūnų ląstelėse. Augalų ląstelėse nėra tarpinių jungčių.

Tarpinė sankryža susideda iš sąsajos, arba pusiau kanalai. Hemikanalus gamina endoplazminis ląstelių tinklas, o Golgi aparatas perkelia į ląstelės membraną. Šios molekulinės struktūros yra pagamintos iš transmembraninių baltymų, vadinamų konnekinais. „Connexons“ išsirikiuoja, kad susidarytų tarpų jungtis tarp kaimyninių ląstelių.

Tarpų jungtys tarnauja kaip kanalai, leidžiantys svarbiausioms medžiagoms, tokioms kaip mažos difuzinės molekulės, mikro RNR (miRNR) ir jonai. Didesnės molekulės, tokios kaip cukrus ir baltymai, negali praeiti per šiuos mažus kanalus.

Tarpinės sankryžos, norėdamos bendrauti tarp ląstelių, turi veikti skirtingu greičiu. Jie gali greitai atsidaryti ir užsidaryti, kai reikia greito reagavimo. Fosforilinimas vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant tarpų jungtis.

Iki šiol mokslininkai rado tris pagrindinius gyvūnų ląstelių tarpų sujungimo tipus. Homotipiniai tarpų sandūros turi identiškus ryšius. Heterotipiniai tarpų sandūros daromos iš skirtingų tipų jungčių. Heteromeriniai tarpų sandūros gali turėti vienodus arba skirtingus junginius.

Tarpinės sankryžos veikia tam tikras medžiagas praleisti tarp kaimyninių ląstelių. Tai yra nepaprastai svarbu palaikant organizmo sveikatą. Pavyzdžiui, širdies miokardo ląstelėms reikia greitas bendravimas per jonų srautą, kad galėtų tinkamai veikti.

Tarpinės jungtys taip pat būtinos imuninės sistemos atsakui. Imuninės ląstelės naudoja spragų jungtis, kad sukurtų atsaką sveikose ląstelėse, taip pat užkrėstose ar vėžinėse ląstelėse.

Tarpai imuninėse ląstelėse leidžia praeiti kalcio jonams, peptidams ir kitiems pasiuntiniams. Vienas iš tokių pasiuntinių yra adenozino trifosfatas arba ATP, kurie naudojami imuninėms ląstelėms suaktyvinti. Kalcis (Ca2 +) ir NAD + kiekvienas tarnauja kaip signalinės molekulės, susijusios su ląstelių funkcija per visą ląstelės gyvenimą.

RNR taip pat leidžiama kirsti spragų jungtis, tačiau jungtys pasirenkamos atsižvelgiant į tai, kurios miRNR yra leidžiamos.

Tarpų sandūros taip pat yra svarbios sergant tam tikromis vėžio formomis ir kraujo ligomis, tokiomis kaip leukemija. Tyrėjai vis dar supranta, kaip veikia stromos ląstelių ir leukeminių ląstelių ryšys.

Mokslininkai siekia sužinoti daugiau informacijos apie skirtingus tarpinių blokų blokatorius, kad būtų galima gaminti naujus vaistus, kurie gali padėti gydyti imuninius sutrikimus ir kitas ligas.

Atsižvelgiant į svarbų spragų jungčių vaidmenį gyvūnų ląstelėse, galite pagalvoti, ar jie egzistuoja ir augalų ląstelėse. Tačiau augalų ląstelėse nėra tarpinių jungčių.

Augalų ląstelėse yra vadinamų kanalų plazmodesmata. Pirmą kartą Edwardas Tanglas juos atrado 1885 m. Gyvūnų ląstelėse per se nėra jokių plazmodesmatų, tačiau mokslininkai atrado panašų kanalą, kuris nėra tarpinė jungtis. Yra daug struktūrinių skirtumų tarp plazmodesmatos ir tarpinių jungčių.

Taigi, kas yra plazmodesmata (plazmodesma, jei vienaskaita)? Plasmodesmata yra maži kanalai, jungiantys augalų ląsteles. Šiuo atžvilgiu jie yra gana panašūs į gyvūnų ląstelių spragų jungtis.

Tačiau augalų ląstelėse plazmodesmata turi kirsti pirmines ir antrines ląstelių sieneles, kad signalai ir medžiagos galėtų prasiskverbti. Gyvūnų ląstelės neturi ląstelių sienelių. Taigi augalams reikalingas būdas prasiskverbti pro ląstelių sieneles, nes augalų plazmos membranos augalų ląstelėse tiesiogiai nesusiliečia.

Plasmodesmata paprastai yra cilindro formos ir išklotos plazmos membrana. Jie turi desmotubules, siaurus vamzdelius, pagamintus iš lygaus endoplazminio tinklo. Naujai susiformavusios pirminės plazmodesmos yra linkusios susitelkti. Ląstelėms plečiantis vystosi antrinės plazmodesmatos.

Plasmodesmata leidžia praeiti specifinėms molekulėms tarp augalų ląstelių. Be plazmodesmatos reikalingos medžiagos negalėjo praeiti tarp standžių augalų ląstelių sienelių. Svarbios medžiagos, praeinančios per plazmodesmatą, yra jonai, maistinės medžiagos ir cukrus, signalizuojančios molekulės siekiant imuninio atsako, kartais didesnės molekulės, pavyzdžiui, baltymai ir kai kurios RNR.

Jie taip pat paprastai naudojami kaip tam tikras filtras, kad būtų išvengta daug didesnių molekulių ir patogenų. Tačiau įsibrovėliai gali priversti plazmodesmatą atverti ir nepaisyti šio augalų apsaugos mechanizmo. Šis plazmodesmatų pralaidumo pokytis yra tik vienas jų prisitaikymo pavyzdžių.

Plasmodesmata gali būti reguliuojamas. Vienas ryškus reguliavimo polimeras yra kalozė. Kalozė kaupiasi aplink plazmodesmatą ir kontroliuoja, kas gali į jas patekti. Padidėjęs kalozės kiekis lemia mažesnį molekulių judėjimą per plazmodesmatą. Tai daro iš esmės išspausdamas porų skersmenį. Pralaidumą galima padidinti, kai yra mažiau kalozės.

Kartais didesnės molekulės gali prasiskverbti pro plazmodesmatą, padidindamos jų porų dydį arba išsiplėsdamos. Deja, kartais tuo naudojasi virusai. Mokslininkai vis dar sužino apie tikslią plazmodesmatos molekulinę struktūrą ir jų veikimą.

Plasmodesmata augalų ląstelėse turi skirtingas formas ir atlieka skirtingus vaidmenis. Pagrindine forma jie yra paprasti kanalai. Tačiau plazmodesmata gali padaryti labiau pažengusius ir išsišakojusius kanalus. Pastarosios plazmodesmatos labiau veikia kaip filtrai, valdantys judėjimą, atsižvelgiant į augalo audinio tipą. Kai kurios plazmodesmatos veikia kaip sietas, o kitos - piltuvas.

Žmogaus ląstelėse galima rasti keturių tarpląstelinių jungčių tipus. Tarpai yra viena iš tokių. Kiti trys yra desmosomos, prilipusios jungtys ir užsikimšusios jungtys.

Dezmosomos yra nedaug jungčių, reikalingų dviem ląstelėms, kurios dažnai patiria ekspoziciją, pavyzdžiui, epitelio ląstelėms. Junginį sudaro kadherinai arba jungiamieji baltymai.

Uždaromos sankryžos dar vadinamos griežtomis sankryžomis. Jie atsiranda susiliejus dviejų ląstelių plazmos membranoms. Nedaugelis medžiagų negali patekti per okliuzinę ar sandarią sankryžą. Gautas sandariklis yra apsauginis barjeras nuo patogenų; tačiau kartais juos galima įveikti, atveriant ląsteles atakai.

Prikibusių sankryžų galima rasti po okliuzinėmis sankryžomis. Kadherinai jungia šias dvi jungčių rūšis. Prilipusios jungtys sujungiamos per aktino gijas.

Dar viena jungtis yra hemidesmosoma, kurioje naudojamas ne kadherinai, o integrinas.

Neseniai mokslininkai atrado, kad tiek gyvūnų ląstelėse, tiek bakterijose ląstelių membranos kanalai yra panašūs į plazmodesmatos, kurie nėra tarpinės jungtys. Tai vadinama tuneliniais nanovamzdeliais arba TNT. Gyvūnų ląstelėse šie TNT gali leisti vezikuliniams organeliams judėti tarp ląstelių.

Nors tarp spragų ir plazmodesmatų yra daug skirtumų, jos abi vaidina svarbų vaidmenį viduląstelinis bendravimas. Jie perduoda ląstelių signalus ir juos galima reguliuoti, kad tam tikros molekulės leistų kryžmintis arba atsisakytų. Kartais virusai ar kiti ligų pernešėjai gali jais manipuliuoti ir pakeisti jų pralaidumą.

Kai mokslininkai sužino daugiau apie abiejų rūšių kanalų biocheminį sudėtį, jie gali geriau pritaikyti arba gaminti naujus vaistus, kurie gali užkirsti kelią ligoms. Akivaizdu, kad daugelyje rūšių yra paplitusios ląstelių membranomis išklotos poros, ir panašu, kad bakterijose, augaluose ir gyvūnuose dar reikia atrasti naujų kanalų.