Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Mi az a szakadék-csomópont?
- A hiányos csomópontok típusai
- A szakadási keresztmetszetek fontossága
- Mik a Plasmodesmata?
- A Plasmodesmata funkciói
- A Plasmodesmata szabályozása
- Plasmodesmata variációk
- A sejtek közötti csomópontok más típusai
Az állati és a növényi királyságban a sejteknek képesnek kell lenniük kommunikálni egymással a túlélés biztosítása érdekében. Számos olyan csatorna és csomópont létezik, amelyek áthidalják a sejteket, és lehetővé teszik az anyagok és s keresztezését közöttük. Két fő példa a plazmodesmata és a réscsomópontok, de ezek fontos különbségeket mutatnak.
További információ a növényi és állati sejtek hasonlóságairól és különbségeiről.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Mind a növényekben, mind az állatokban a sejteknek szükségük van a kommunikációra, az immunválasz fontos jeleinek továbbadására és az anyagok membránokon át történő áramlására más sejtekbe. Az állatok és a plazmodesmata növények közötti réscsatlakozások két hasonló típusú csatorna, de különbségek vannak egymástól.
Mi az a szakadék-csomópont?
Hézagcsomópontok az állati sejtekben található összekötő csatorna egy formája. A növényi sejtek nem rendelkeznek réspontokkal.
Egy réscsomópontból áll connexonsvagy hemichannels. A vércsatornákat a sejtek endoplazmatikus retikuluma állítja elő, és a Golgi készülék segítségével áthelyezik a sejtmembránra. Ezeket a molekuláris szerkezeteket transzmembrán fehérjékből állítják, elnevezésű connexinek. A connexonok egymáshoz illeszkedve réscsomópontot képeznek a szomszédos cellák között.
További információ a Golgi készülék működéséről és felépítéséről.
A réscsatlakozások csatornaként szolgálnak olyan kritikus anyagok, mint például kis diffúziós molekulák, mikro RNS-ek (miRNS-ek) és ionok számára. A nagyobb molekulák, mint például a cukrok és fehérjék, nem tudnak átmenni ezeken az apró csatornákon.
A réscsúcsoknak különböző sebességgel kell működniük a cellák közötti kommunikációhoz. Ha gyorsan reagálnak, gyorsan nyithatók és bezárhatók. A foszforiláció szerepet játszik a réspontok szabályozásában.
A hiányos csomópontok típusai
A tudósok eddig három fő típusú réscsomópontot találtak az állati sejtekben. A homotípusos hézagkapcsolatok azonos összekötõkkel rendelkeznek. A heterotípusos réscsatlakozások különféle típusú összekötőkből készülnek. A heteromer réscsomópontok azonos vagy különféle összekötõkkel rendelkezhetnek.
A szakadási keresztmetszetek fontossága
A hézagcsomópontok lehetővé teszik bizonyos anyagok átjutását a szomszédos cellák között. Ez elengedhetetlen a szervezet egészségének fenntartásához. Például a szív miokardiális sejtjeire van szükség gyors kommunikáció ionáramon keresztül a megfelelő működés érdekében.
A hiányos csomópontok szintén nélkülözhetetlenek az immunrendszer válaszaiban. Az immunsejtek réspontokat használnak válaszok generálására egészséges sejtekben, valamint fertőzött vagy rákos sejtekben.
Az immunsejtek közötti réscsatlakozások lehetővé teszik a kalciumionok, peptidek és más hírvivők átjutását. Az egyik ilyen hordozó az adenozin-trifoszfát vagy az ATP, amely az immunsejtek aktiválására szolgál. A kalcium (Ca2 +) és a NAD + egyaránt jelző molekulákként szolgálnak a sejtek működésében az egész sejt életében.
Az RNS-t is megengedi, hogy átmenjenek a réscsomópontokon, de az illesztések szelektíveknek bizonyulnak abban, hogy miRNS-ek megengedettek.
A hézagcsomók fontosak bizonyos rákok és vér rendellenességek, például leukémia esetén is. A kutatók még mindig azt vizsgálják, hogyan működik a kommunikáció a stroma sejtek és a leukémiás sejtek között.
A tudósok további információkat szeretnének felfedezni a réscsomópontok különböző blokkolóiról, hogy új gyógyszereket lehessen előállítani, amelyek elősegíthetik az immunrendszeri rendellenességek és más betegségek kezelését.
Mik a Plasmodesmata?
Mivel a réscsomópontok fontos szerepet játszanak az állati sejtekben, felmerülhet a kérdés, vajon ezek léteznek-e növényi sejtekben is. A növényi sejtekben azonban hiányoznak a rések.
A növényi sejtek úgynevezett csatornákat tartalmaznak plazmodezmata. Edward Tangl először fedezte fel ezeket 1885-ben.Az állati sejtek nem tartalmaznak semmilyen plazmodesmátát, ám a tudósok hasonló csatornát fedeztek fel, amely nem réscsomópont. Számos szerkezeti különbség van a plazmodesmaták és a réscsomópontok között.
Tehát mi a plazmodesmata (ha plazmodesma, ha szinguláris)? A plazmodesmata apró csatornák, amelyek a növényi sejteket összekapcsolják. Ebben a tekintetben nagyon hasonlítanak az állati sejtek réspontjaihoz.
A növényi sejtekben azonban a plazmodesmatának át kell mennie az elsődleges és a másodlagos sejtfalakon, hogy a jelek és az anyagok átjuthassanak. Az állati sejtek nem rendelkeznek sejtfalakkal. A növényeknek tehát szükségük van arra, hogy átjuthassanak a sejtfalakon, mivel a növényi plazmamembránok közvetlenül nem érintkeznek egymással a növényi sejtekben.
A plazmodesmata általában hengeres és plazmamembránnal bélelt. Desmotubulumokkal, keskeny csövekkel rendelkeznek, amelyek sima endoplazmatikus retikulumból készültek. Az újonnan kialakult primer plazmodesmák hajlamosak összeilleszkedni. A másodlagos plazmodesmata a sejtek bővülésekor alakul ki.
A Plasmodesmata funkciói
A plazmodesmata lehetővé teszi a specifikus molekulák átjutását a növényi sejtek között. Plasmodesmata nélkül a szükséges anyagok nem tudnak átjutni a növények merev sejtfalai között. A plazmodematákon áthaladó fontos anyagok közé tartoznak az ionok, tápanyagok és cukrok, jelző molekulák az immunválasz érdekében esetenként nagyobb molekulák, például fehérjék és egyes RNS-ek.
Általában egyfajta szűrőként szolgálnak a sokkal nagyobb molekulák és kórokozók megelőzésére. A betolakodók azonban arra kényszeríthetik a plazmodesmátát, hogy kinyissa és felülbírálja a növények ezt a védekező mechanizmust. A plazmodesmaták permeabilitásának ez a változása csak egy példa alkalmazkodóképességükre.
A Plasmodesmata szabályozása
A plazmodesmata szabályozható. Az egyik kiemelkedő szabályozó polimer kallóz. A Callose a plazmodesmaták körül épül fel, és ellenőrzi, hogy mi juthat be a bennük. A megnövekedett kallózmennyiség miatt a molekulák kevésbé mozognak a plazmodematákon keresztül. Ez úgy történik, hogy lényegében megszorítja a pórus átmérőjét. A permeabilitás növelhető, ha kevesebb a zsugorodás.
Néha a nagyobb molekulák átjuthatnak a plazmodesmátokon, pórusméretük meghosszabbításával vagy tágításával. Sajnos ezt a vírusok néha kihasználják. A kutatók továbbra is megismerik a plazmodesmaták pontos molekuláris felépítését és működését.
Plasmodesmata variációk
A plazmodesmaták különböző formákban vannak különböző szerepekben a növényi sejtekben. A legalapvetőbb formájukban egyszerű csatornák. A plazmodesmata azonban fejlettebb és elágazóbb csatornákat hozhat létre. Ez utóbbi plazmodesmata inkább szűrőkként működik, amelyek a növényi szövet típusától függően szabályozzák a mozgást. Néhány plazmodesmata szitaként működik, míg mások tölcsérként.
A sejtek közötti csomópontok más típusai
Az emberi sejtekben négy típusú intracelluláris csomópont található. Ezek között vannak a szakadási csomópontok. A másik három desmoszóma, tapadó kereszteződés és elzáró csomópont.
A desmoszómák - például epiteliális sejtek - kicsi csatlakozók, amelyekre szükség van az expozíciót gyakran viselő sejtek között. A kapcsolat cadherineket vagy linker proteineket tartalmaz.
Az elzáró csomópontokat szoros csomópontoknak is nevezzük. Ezek akkor fordulnak elő, amikor két sejt plazmamembránjai megolvadnak. Nem sok anyag juthat át az elzáró vagy szoros kereszteződésen. A kapott pecsét védőgátként szolgál a kórokozók ellen; ezeket azonban néha le lehet küzdeni, így a sejtek támadást nyithatnak meg.
A tapadó kereszteződések az elzáró kereszteződések alatt találhatók. A cadherinek ezt a kétféle csomópontot kötik össze. A tapadó csomópontok aktin filamentumokkal kapcsolódnak egymáshoz.
Még egy csatlakozó a hemidesmoszóma, amely inkább integrint használ, mint Kadherint.
A közelmúltban a tudósok felfedezték, hogy mind az állati sejtek, mind a baktériumok hasonló sejtmembrán csatornákat tartalmaznak, mint a plazmodesmata, amelyek nem réscsomópontok. Ezeket alagút nanocsöveknek vagy TNT-nek nevezzük. Az állati sejtekben ezek a TNT-k lehetővé teszik a vezikuláris organellák mozgását a sejtek között.
Noha sok különbség van a réscsomópontok és a plazmodesmata között, mindkettő szerepet játszik az engedélyezésben intracelluláris kommunikáció. Sejtjeleken haladnak át, és szabályozhatók bizonyos molekulák keresztezésének megengedésére vagy megtagadására. Néha a vírusok vagy más betegség-vektorok manipulálhatják őket, és megváltoztathatják permeabilitását.
Mivel a tudósok többet megtudnak a kétféle csatorna biokémiai összetételéről, jobban alkalmazkodhatnak vagy készíthetnek új gyógyszereket, amelyek megakadályozzák a betegségeket. Nyilvánvaló, hogy az intracelluláris membránnal bélelt pórusok sok fajban elterjedtek, és valószínűnek tűnik, hogy új csatornákat még fel kell fedezni a baktériumokban, növényekben és állatokban.