Різниця між розривами та плазмодесматами

Як в царствах тварин, так і рослин, клітини повинні мати можливість спілкуватися між собою, щоб забезпечити виживання. Існує ряд каналів і з’єднань, які з’єднують клітини і дозволяють речовинам і повідомленням проходити між ними. Два основних приклади включають плазмодесмати та щілинні переходи, але вони мають важливі відмінності.
Докладніше про подібність та відмінності між клітинами рослин та тварин.

TL; ДР (занадто довгий; Не читав)

Як у рослин, так і у тварин клітинам потрібен спосіб взаємодії між собою, передача важливих сигналів імунної відповіді та забезпечення можливості надходження матеріалів через мембрани до інших клітин. Проміжки у тварин і рослин плазмодесматів - це два подібних типи каналів, але вони мають чіткі відмінності один від одного.

Розриви є формою сполучного каналу, що міститься в клітинах тварин. Рослинні клітини не мають щілинних з’єднань.

Розривний перехід складається з коннексони, або напівканали. Геміканали утворюються ендоплазматичною сіткою клітин і переміщуються до клітинної мембрани апаратом Гольджі. Ці молекулярні структури утворені з трансмембранних білків, що називаються коннексинами. Коннексони шикуються, утворюючи щілинне з'єднання між сусідніми клітинами.

Проміжки з'єднань служать каналами для проникнення важливих речовин, таких як малі дифузійні молекули, мікро РНК (мікроРНК) та іони. Більші молекули, такі як цукру та білки, не можуть пройти через ці крихітні канали.

Розриви з'єднань повинні працювати з різною швидкістю для зв'язку між клітинами. Вони можуть швидко відкриватися і закриватися, коли потрібна швидка реакція. Фосфорилювання відіграє певну роль у регулюванні щілинних з’єднань.

Наразі вчені виявили три основні типи щілинних з’єднань у клітинах тварин. Гомотипові щілинні переходи мають однакові зв’язки. Гетеротипові щілинні сполучення виконані з різних типів коннексонів. Гетеромерні щілинні з’єднання можуть мати як однакові зв’язки, так і різні.

Зазори працюють, щоб пропускати певні матеріали між сусідніми клітинами. Це першорядне значення для збереження здоров’я організму. Наприклад, клітини міокарда серця потребують швидке спілкування через іонний потік, щоб працювати належним чином.

Розриви також є важливими для реакцій імунної системи. Імунні клітини використовують щілинні з'єднання для генерування відповідей у ​​здорових клітинах, а також інфікованих або ракових клітинах.

Проміжки в імунних клітинах пропускають іони кальцію, пептиди та інші індуктори. Одним з таких месенджерів є аденозинтрифосфат або АТФ, який служить для активації імунних клітин. Кальцій (Ca2 +) і NAD + служать сигнальними молекулами, пов'язаними з клітинною функцією протягом усього життя клітини.

РНК також дозволяється проходити через щілинні переходи, але переходи виявляються селективними щодо того, які мікроРНК дозволені.

Розриви також важливі при деяких видах раку та захворюваннях крові, таких як лейкемія. Дослідники все ще розпізнають, як працює зв'язок між стромальними клітинами та лейкозними клітинами.

Вчені прагнуть виявити більше інформації про різні блокатори щілинних з’єднань, щоб забезпечити виробництво нових препаратів, які можуть допомогти лікувати імунні розлади та інші захворювання.

Враховуючи важливу роль щілинних з’єднань у клітинах тварин, ви можете задатися питанням, чи існують вони також у рослинних клітинах. Однак щілинні з'єднання відсутні в рослинних клітинах.

Рослинні клітини містять так звані канали плазмодесмати. Едвард Тангл вперше виявив їх у 1885 році. Клітини тварин не містять жодних плазмодесмат як таких, але вчені виявили подібний канал, який не є щілинним з'єднанням. Існує ряд структурних відмінностей між плазмодесматами та щілинними переходами.

Отже, що таке плазмодесмати (плазмодесма, якщо однина)? Плазмодесмати - це крихітні канали, які з’єднують клітини рослин. У зв’язку з цим вони досить схожі на щілинні сполуки клітин тварин.

Однак у рослинних клітинах плазмодесмати повинні перетинати первинні та вторинні клітинні стінки, щоб пропускати сигнали та матеріали поперек. Клітини тварин не мають клітинних стінок. Отже, рослинам потрібен спосіб проникнення крізь клітинні стінки, оскільки плазматичні мембрани рослин не контактують безпосередньо між собою в рослинних клітинах.

Плазмодесмати, як правило, циліндричні і вистелені плазматичною мембраною. Вони мають десмотубули, вузькі трубки, зроблені з гладкої ендоплазматичної сітки. Новоутворені первинні плазмодесмати мають тенденцію до скупчення. Вторинні плазмодезмати розвиваються в міру розширення клітин.

Плазмодесмати дозволяють проходити певні молекули між клітинами рослин. Без плазмодесматів необхідні матеріали не могли проходити між жорсткими клітинними стінками рослин. Важливі матеріали, що проходять через плазмодесмати, включають іони, поживні речовини та цукри, сигнальних молекул для імунної відповіді іноді більші молекули, такі як білки та деякі РНК.

Вони також, як правило, служать своєрідним фільтром для запобігання набагато більшим молекулам та патогенним мікроорганізмам. Однак загарбники можуть змусити плазмодесмати відкритись і замінити цей захисний механізм рослин. Ця зміна проникності плазмодесматів є лише одним із прикладів їх адаптивності.

Плазмодесмати можна регулювати. Одним з видатних регуляторних полімерів є мозоль. Каллоза накопичується навколо плазмодесматів і працює, щоб контролювати те, що може потрапити в них. Збільшена кількість калози призводить до меншого руху молекул через плазмодесмати. Це робиться, по суті стискаючи діаметр пір. Проникність можна збільшити, коли калози менше.

Іноді більші молекули можуть проходити через плазмодесми, розширюючи розмір пор або розширюючи їх. На жаль, цим іноді користуються віруси. Дослідники все ще дізнаються про точний молекулярний склад плазмодесматів та як вони працюють.

Плазмодесмати мають різні форми в різних ролях у рослинних клітинах. У своїй найосновнішій формі це прості канали. Однак плазмодесмати можуть робити більш просунуті та розгалужені канали. Ці останні плазмодесмати працюють більше як фільтри, які контролюють рух залежно від типу тканини рослини. Деякі плазмодесмати працюють як сито, а інші працюють як лійка.

У клітинах людини можна виявити чотири типи внутрішньоклітинних з’єднань. Розриви є одним із таких. Інші три - це десмосоми, що прилягають до спайок та замикаються.

Десмосоми - це невеликі сполучники, необхідні між двома клітинами, які часто переносять вплив, такими як епітеліальні клітини. З'єднання складається з кадгеринів або лінкерних білків.

Оклюзійні переходи називають також щільними переходами. Вони виникають, коли плазматичні мембрани двох клітин зливаються. Не багато речовин можуть потрапити через закупорювальний або щільний перехід. Отримане ущільнення служить захисним бар’єром проти патогенних мікроорганізмів; однак їх іноді можна подолати, відкриваючи клітини для атаки.

Прикріплені стики можна знайти під закупорювальними переходами. Кадхерини з'єднують ці два види стиків. Прикріплені місця з'єднання примикаються через актинові нитки.

Ще одним сполучником є ​​гемідесмосома, яка використовує інтегрін, а не кадгерини.

Нещодавно вчені виявили, що як клітини тварин, так і бактерії містять подібні канали клітинної мембрани до плазмодесматів, які не є розривними з'єднаннями. Вони називаються тунелюючими нанотрубками, або тротилами. У клітинах тварин ці тротилові залози можуть дозволяти везикулярним органелам рухатися між клітинами.

Незважаючи на те, що між щілинними з’єднаннями та плазмодесматами існує багато відмінностей, вони обидва відіграють певну роль у дозволі внутрішньоклітинний зв’язок. Вони передають клітинні сигнали, і їх можна регулювати, щоб дозволити або заборонити певні молекули перетинатися. Іноді віруси або інші переносники хвороб можуть ними маніпулювати та змінювати їх проникність.

Оскільки вчені дізнаються більше про біохімічний склад обох видів каналів, вони можуть краще регулювати або виготовляти нові фармацевтичні препарати, які можуть запобігти захворюванню. Зрозуміло, що у багатьох видах поширені внутрішньоклітинні мембранні пори, і представляється ймовірним, що нові канали ще не були відкриті у бактерій, рослин і тварин.