Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Kaj je stičišče vrzeli?
- Vrste priključkov vrzeli
- Pomen stičišč vrzeli
- Kaj so plazmodesmati?
- Funkcije plazmodesmata
- Regulacija plazmodesmata
- Različice plazmodesmata
- Druge vrste stičišč med celicami
V živalskem in rastlinskem kraljestvu morajo biti celice sposobne komunicirati med seboj, da se zagotovi preživetje. Obstajajo številni kanali in stičišča, ki premostijo celice in omogočajo, da se snovi in s prečkajo med njimi. Dva glavna primera vključujeta plazmodesmata in vrzeli, vendar imata pomembne razlike.
Preberite več o podobnosti in razlikah med rastlinskimi in živalskimi celicami.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
V celicah rastlin in živali potrebujejo način, kako medsebojno komunicirati, prenašati pomembne signale za imunski odziv in omogočiti, da materiali tečejo po membranah do drugih celic. Vrzeli pri živalih in rastlinah plazmodesmata sta dve podobni vrsti kanalov, vendar se med seboj razlikujeta.
Kaj je stičišče vrzeli?
Vrzeli so oblika povezovalnega kanala, ki ga najdemo v živalskih celicah. Rastlinske celice nimajo vrzeli.
Sestavljen je vrzel konoksali hemikane. Hemikane tvori endoplazemski retikulum celic, na celično membrano pa jih preseli aparat Golgi. Te molekularne strukture so narejene iz transmembranskih beljakovin, imenovanih koneksini. Connexons se vrstijo tako, da tvorijo vrzeli med sosednjimi celicami.
Preberite več o delovanju in strukturi aparata Golgi.
Razdeljeni stiki služijo kot kanali, ki omogočajo vnos ključnih snovi, kot so majhne difuzne molekule, mikro RNA (miRNA) in ioni. Večje molekule, kot so sladkorji in beljakovine, ne morejo skozi te drobne kanale.
Za komunikacijo med celicami morata vrzeli delovati z različno hitrostjo. Hitro se lahko odprejo in zaprejo, ko je potreben hiter odziv. Fosforilacija igra vlogo pri uravnavanju vrzeli.
Vrste priključkov vrzeli
Doslej so znanstveniki našli tri glavne vrste vrzeli v živalskih celicah. Homotipske križne vrzeli imajo enake povezave. Heterotipske križne vrzeli so narejeni iz različnih vrst konoksov. Heteromerni reže lahko imajo enake koneksone ali različne.
Pomen stičišč vrzeli
Prehodi stičišč delujejo tako, da omogočajo prehod določenih materialov med sosednje celice. To je najpomembnejše za ohranjanje zdravja organizma. Na primer, miokardne celice srca potrebujejo hitra komunikacija prek ionskega pretoka za pravilno delovanje.
Praznine so prav tako bistvene za odzive imunskega sistema. Imunske celice uporabljajo vrzeli za ustvarjanje odzivov v zdravih celicah, pa tudi v okuženih ali rakavih celicah.
Prepadi v imunskih celicah omogočajo prehod kalcijevih ionov, peptidov in drugih glasnikov. Eden takšnih sporočil je adenozin trifosfat ali ATP, ki služi za aktiviranje imunskih celic. Kalcij (Ca2 +) in NAD + vsaka delujeta kot signalne molekule, povezane s celično funkcijo, v celotnem življenju celice.
Prav tako lahko RNA prehaja skozi vrzeli, vendar se kažejo, da so stiki selektivni glede tega, katere miRNA so dovoljene.
Praznine so pomembne tudi pri nekaterih vrstah raka in krvnih obolenj, kot je levkemija. Raziskovalci še vedno ugotavljajo, kako deluje komunikacija med stromalnimi celicami in levkemičnimi celicami.
Znanstveniki želijo odkriti več informacij o različnih zaviralcih vrzeli, da bi omogočili proizvodnjo novih zdravil, ki lahko pomagajo pri zdravljenju imunskih motenj in drugih bolezni.
Kaj so plazmodesmati?
Glede na pomembno vlogo vrzeli v živalskih celicah se lahko vprašate, ali obstajajo tudi v rastlinskih celicah. Vendar so v rastlinskih celicah odseki vrzeli.
Rastlinske celice vsebujejo kanale, imenovane plazmodesmati. Edward Tangl jih je prvič odkril leta 1885.Živalske celice same po sebi ne vsebujejo nobenih plazmodesma, vendar so znanstveniki odkrili podoben kanal, ki ni stičišče vrzeli. Obstajajo številne strukturne razlike med plazmodesmati in vrzeli.
Kaj so torej plazmodesmati (plazmodesma, če so ednine)? Plazmodesmati so drobni kanali, ki povezujejo rastlinske celice skupaj. V tem pogledu so precej podobne vrzeli živalskih celic.
Vendar morajo plazmodesmati v rastlinskih celicah prečkati primarne in sekundarne celične stene, da se omogočijo signali in materiali čez. Živalske celice nimajo celičnih sten. Zato rastline potrebujejo način, da se prebijejo skozi celične stene, saj rastlinske plazemske membrane v rastlinskih celicah ne stikajo neposredno.
Plazmodesmati so na splošno valjasti in obloženi s plazemsko membrano. Imajo desmotubule, ozke cevke iz gladkega endoplazmatskega retikuluma. Novo oblikovani primarni plazmodesmati se navadno združijo. Ko se celice širijo, se razvijejo sekundarni plazmodesmati.
Funkcije plazmodesmata
Plazmodesmati omogočajo prehod specifičnih molekul med rastlinskimi celicami. Brez plazmodesma potrebnih materialov ne bi mogli preiti med toge celične stene rastlin. Pomembni materiali, ki prehajajo skozi plazmodesma, vključujejo ione, hranila in sladkorje oz. signalne molekule za imunski odziv občasno večje molekule, kot so beljakovine in nekatere RNK.
Na splošno služijo tudi kot nekakšen filter za preprečevanje veliko večjih molekul in patogenov. Vendar pa napadalci lahko prisilijo plazmodesme, da odprejo in preglasijo ta obrambni mehanizem rastlin. Ta sprememba prepustnosti plazmodesma je le en primer njihove prilagodljivosti.
Regulacija plazmodesmata
Plazmodeste lahko reguliramo. Eden vidnih regulatornih polimerov je kaloza. Callose se nabira okoli plazmodesmata in nadzira, kaj lahko vanj vnese. Povečane količine kaloze povzročajo manj gibanja molekul skozi plazmodesme. To stori tako, da v bistvu stisne premer por. Prepustnost se lahko poveča, ko je manj kaloze.
Včasih večje molekule lahko prehajajo skozi plazmodesme, tako da povečajo svojo velikost por ali jih razširijo. To na žalost včasih izkoristijo virusi. Raziskovalci se še vedno učijo o natančni molekularni sestavi plazmodesmata in kako delujejo.
Različice plazmodesmata
Plazmodesmati imajo različne oblike v različnih vlogah v rastlinskih celicah. V svoji najbolj osnovni obliki so preprosti kanali. Vendar lahko plazmodesmati ustvarijo bolj napredne in razvejane kanale. Ti plazmodesmati delujejo bolj kot filtri, ki nadzorujejo gibanje, odvisno od vrste rastlinskega tkiva. Nekateri plazmodesmati delujejo kot sito, drugi pa kot lijak.
Druge vrste stičišč med celicami
V človeških celicah najdemo štiri vrste medceličnih stičišč. Vrzeli vrzeli so eden takšnih. Ostali trije so desmozomi, lepi in okluzijski stičišči.
Desmosomi so majhni konektorji, ki so potrebni med dvema celicama, ki pogosto preneseta izpostavljenost, na primer epitelijske celice. Povezava je sestavljena iz kadherinov ali povezovalnih proteinov.
Zaključna križišča imenujemo tudi tesna križišča. Pojavijo se, ko se plazemske membrane dveh celic zlijejo. Skozi okluzivno ali tesno stičišče ne more priti veliko snovi. Nastalo tesnilo služi zaščitni oviri pred patogeni; vendar jih lahko včasih premagamo, če odpremo celice za napad.
Lepljivi križišči lahko najdemo pod okluzijskimi križišči. Kadherini povezujejo ti dve vrsti stičišč. Lepljivi stičišči se mešajo s pomočjo aktinskih filamentov.
Še en priključek je hemidesmosom, ki uporablja integrin in ne kadherine.
Pred kratkim so znanstveniki odkrili, da tako živalske celice kot bakterije vsebujejo podobne kanale celične membrane kot plazmodesmati, ki niso vrzeli. Temu rečemo tuneliranje nanocevk ali TNT. V živalskih celicah lahko ti TNT omogočajo, da se vezikularne organele premikajo med celicami.
Medtem ko obstaja veliko razlik med vrzeli vrzeli in plazmodesmati, imata oba vlogo pri omogočanju medcelična komunikacija. Prenašajo celične signale in jih je mogoče regulirati, da določene molekule dovolijo ali zavrnejo križanje. Včasih virusi ali drugi prenašalci bolezni z njimi lahko manipulirajo in spremenijo njihovo prepustnost.
Ko znanstveniki izvedo več o biokemični sestavi obeh vrst kanalov, se lahko bolje prilagodijo ali izdelajo nova zdravila, ki lahko preprečijo bolezni. Jasno je, da pore med obcestnimi membranami prevladujejo pri številnih vrstah in zdi se verjetno, da je treba pri bakterijah, rastlinah in živalih še odkriti nove kanale.