Tanto no reino animal quanto no vegetal, as células devem ser capazes de se comunicar entre si para garantir a sobrevivência. Existem vários canais e junções que ligam as células e permitem que substâncias e mensagens cruzem entre elas. Dois exemplos principais incluem plasmódios e junções comunicantes, mas eles possuem diferenças importantes.
Leia mais sobre as semelhanças e diferenças entre células vegetais e animais.
TL; DR (muito longo; Não li)
Tanto nas plantas quanto nos animais, as células precisam de uma forma de se comunicarem entre si, de transmitir sinais importantes para a resposta imunológica e permitir que os materiais fluam através das membranas para outras células. As junções de hiato em animais e plantas de plasmodesma são dois tipos semelhantes de canais, mas possuem diferenças distintas entre si.
O que é uma junção de lacuna?
Junções de lacuna são uma forma de canal de conexão encontrada nas células animais. As células vegetais não possuem junções comunicantes.
Uma junção de lacuna é composta por
conexões, ou hemicanais. Os hemicanais são formados pelo retículo endoplasmático das células e realocados para a membrana celular pelo aparelho de Golgi. Essas estruturas moleculares são feitas de proteínas transmembrana chamadas conexinas. Connexons se alinham para formar uma junção de lacuna entre as células vizinhas.Leia mais sobre a função e estrutura do aparelho de Golgi.
As junções gap servem como canais para permitir a entrada de substâncias cruciais, como pequenas moléculas difusíveis, micro RNAs (miRNAs) e íons. Moléculas maiores, como açúcares e proteínas, não conseguem passar por esses minúsculos canais.
As junções de lacuna devem funcionar em velocidades diferentes para a comunicação entre as células. Eles podem abrir e fechar rapidamente quando uma resposta rápida é necessária. A fosforilação desempenha um papel na regulação das junções comunicantes.
Tipos de junções de lacuna
Até agora, os cientistas encontraram três tipos principais de junções comunicantes em células animais. As junções comunicantes homotípicas possuem conexões idênticas. As junções comunicantes heterotípicas são feitas de diferentes tipos de conexões. As junções comunicantes heteroméricas podem ter conexões idênticas ou diferentes.
A importância das junções de lacuna
As junções de lacuna funcionam para permitir que certos materiais passem entre células vizinhas. Isso é fundamental para manter a saúde de um organismo. Por exemplo, as células do miocárdio do coração precisam comunicação rápida via fluxo de íons para funcionar corretamente.
As junções gap também são essenciais para as respostas do sistema imunológico. As células imunológicas usam junções comunicantes para gerar respostas em células saudáveis, bem como em células infectadas ou cancerosas.
As junções de lacuna nas células do sistema imunológico permitem a passagem de íons de cálcio, peptídeos e outros mensageiros. Um desses mensageiros é o trifosfato de adenosina ou ATP, que serve para ativar as células do sistema imunológico. Cálcio (Ca2 +) e NAD + cada um serve como moléculas de sinalização relacionadas à função celular ao longo da vida de uma célula.
O RNA também pode cruzar as junções comunicantes, mas as junções provam ser seletivas sobre quais miRNAs são permitidos.
As junções gap também são importantes em certos tipos de câncer e doenças do sangue, como a leucemia. Os pesquisadores ainda estão discernindo como funciona a comunicação entre as células do estroma e as células leucêmicas.
Os cientistas procuram descobrir mais informações sobre os diferentes bloqueadores das junções comunicantes, para permitir a produção de novos medicamentos que podem ajudar a tratar distúrbios imunológicos e outras doenças.
O que são Plasmodesmata?
Dado o importante papel das junções comunicantes nas células animais, você pode se perguntar se elas também existem nas células vegetais. No entanto, as junções comunicantes estão ausentes nas células vegetais.
As células vegetais contêm canais chamados plasmodesma. Edward Tangl os descobriu pela primeira vez em 1885. As células animais não abrigam nenhum plasmodo per se, mas os cientistas descobriram um canal semelhante que não é uma junção comunicante. Existem várias diferenças estruturais entre os plasmodesmos e as junções comunicantes.
Então, o que são plasmodesmas (plasmodesma se singular)? Os plasmódios são minúsculos canais que unem as células vegetais. Nesse sentido, eles são bastante semelhantes às junções comunicantes das células dos animais.
No entanto, em células vegetais, os plasmodos devem cruzar as paredes celulares primária e secundária para permitir a passagem de sinais e materiais. As células animais não possuem paredes celulares. Portanto, as plantas precisam de uma maneira de atravessar as paredes celulares, uma vez que as membranas plasmáticas das plantas não entram em contato direto entre si nas células vegetais.
Os plasmódios são geralmente cilíndricos e revestidos por membrana plasmática. Eles possuem desmotúbulos, tubos estreitos feitos de retículo endoplasmático liso. Os plasmodos primários recém-formados tendem a se agrupar. Os plasmódios secundários se desenvolvem à medida que as células se expandem.
As funções dos plasmódios
Os plasmódios permitem a passagem de moléculas específicas entre as células vegetais. Sem plasmodesma, os materiais necessários não poderiam passar entre as paredes celulares rígidas das plantas. Materiais importantes que passam pelos plasmódios incluem íons, nutrientes e açúcares, moléculas de sinalização para a resposta imune, ocasionalmente moléculas maiores, como proteínas e alguns RNAs.
Eles também geralmente servem como uma espécie de filtro para prevenir moléculas e patógenos muito maiores. No entanto, os invasores podem forçar os plasmodesmos a abrir e anular este mecanismo de defesa das plantas. Essa mudança na permeabilidade dos plasmódios é apenas um exemplo de sua adaptabilidade.
Regulação de Plasmodesmata
Plasmodesmata pode ser regulado. Um polímero regulador proeminente é calejado. Callose se acumula em torno dos plasmódios e trabalha para controlar o que pode entrar neles. Quantidades maiores de calosidades resultam em menos movimento das moléculas através dos plasmodos. Ele faz isso essencialmente comprimindo o diâmetro do poro. A permeabilidade pode ser aumentada quando houver menos calosidade.
Às vezes, moléculas maiores podem passar pelos plasmódios, alargando o tamanho dos poros ou dilatando-os. Infelizmente, às vezes isso é aproveitado por vírus. Os pesquisadores ainda estão aprendendo sobre a composição molecular exata dos plasmódios e como eles funcionam.
Variações de plasmodesmas
Os plasmódios possuem diferentes formas em diferentes funções nas células vegetais. Em sua forma mais básica, são canais simples. No entanto, os plasmodesmos podem fazer canais mais avançados e ramificados. Esses últimos plasmódios funcionam mais como filtros que controlam o movimento dependendo do tipo de tecido da planta. Alguns plasmodos funcionam como peneira, enquanto outros funcionam como funil.
Outros tipos de junções entre células
Em células humanas, quatro tipos de junções intracelulares podem ser encontrados. Junções de lacuna são uma delas. Os outros três são desmossomos, junções aderentes e junções oclusivas.
Os desmossomos são pequenos conectores necessários entre duas células que freqüentemente resistem à exposição, como as células epiteliais. A conexão é composta de caderinas, ou proteínas de ligação.
As junções de oclusão também são chamadas de junções compactas. Eles ocorrem quando as membranas plasmáticas de duas células se fundem. Poucas substâncias podem passar pela junção oclusiva ou estanque. O selo resultante serve como uma barreira protetora contra patógenos; no entanto, isso às vezes pode ser superado, abrindo as células para o ataque.
Junções aderentes podem ser encontradas abaixo das junções oclusivas. As caderinas conectam esses dois tipos de junções. Junções aderentes são unidas por filamentos de actina.
Ainda outro conector é o hemidesmossomo, que usa integrinas em vez de caderinas.
Recentemente, os cientistas descobriram que tanto as células animais quanto as bactérias contêm canais de membrana celular semelhantes aos plasmodos, que não são junções comunicantes. Eles são chamados de nanotubos de tunelamento ou TNTs. Em células animais, esses TNTs podem permitir que organelas vesiculares se movam entre as células.
Embora existam muitas diferenças entre as junções comunicantes e os plasmodos, ambos desempenham um papel no sentido de permitir comunicação intracelular. Eles passam sinais de células e podem ser regulados para permitir ou recusar a passagem de certas moléculas. Às vezes, vírus ou outros vetores de doenças podem manipulá-los e alterar sua permeabilidade.
À medida que os cientistas aprendem mais sobre a composição bioquímica de ambos os tipos de canais, eles podem ajustar melhor ou fazer novos produtos farmacêuticos que podem prevenir doenças. É claro que os poros revestidos por membrana intracelular prevalecem em muitas espécies e parece provável que novos canais ainda não foram descobertos em bactérias, plantas e animais.