Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Che cos'è un bivio?
- Tipi di giunzioni gap
- L'importanza delle giunzioni gap
- Cosa sono i Plasmodesmata?
- Le funzioni di Plasmodesmata
- Regolamento di Plasmodesmata
- Variazioni di Plasmodesmata
- Altri tipi di giunzioni tra celle
In entrambi i regni animale e vegetale, le cellule devono essere in grado di comunicare tra loro per garantire la sopravvivenza. Esistono numerosi canali e giunzioni che collegano le celle e consentono l'incrocio di sostanze e sostanze. Due esempi principali includono i plasmodesmata e le giunzioni gap, ma presentano differenze importanti.
Maggiori informazioni sulle somiglianze e le differenze tra cellule vegetali e cellule animali.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Sia nelle piante che negli animali, le cellule hanno bisogno di un modo per comunicare tra loro, per trasmettere segnali importanti per la risposta immunitaria e per consentire ai materiali di fluire attraverso le membrane verso altre cellule. Le giunzioni tra gli animali e le piante plasmodesmata sono due tipi simili di canali, ma presentano differenze distinte tra loro.
Che cos'è un bivio?
Svincoli sono una forma di canale di collegamento presente nelle cellule animali. Le cellule vegetali non possiedono giunzioni gap.
È compresa una giunzione gap connexonso emichannel. Gli emichannel sono prodotti dal reticolo endoplasmatico delle cellule e trasferiti alla membrana cellulare dall'apparato del Golgi. Queste strutture molecolari sono costituite da proteine transmembrana chiamate connessine. Le connessioni si allineano per formare una giunzione tra le celle vicine.
Maggiori informazioni sulla funzione e sulla struttura dell'apparato del Golgi.
Le giunzioni di gap servono come canali per consentire in sostanze cruciali come piccole molecole diffusibili, micro RNA (miRNA) e ioni. Le molecole più grandi come gli zuccheri e le proteine non possono passare attraverso questi piccoli canali.
Le giunzioni gap devono funzionare a velocità diverse per la comunicazione tra celle. Possono aprirsi e chiudersi rapidamente quando è necessaria una risposta rapida. La fosforilazione svolge un ruolo nella regolazione delle giunzioni gap.
Tipi di giunzioni gap
Finora, gli scienziati hanno trovato tre tipi principali di giunzioni gap nelle cellule animali. Le giunzioni omotipiche del gap possiedono connessioni identiche. Le giunzioni eterotipiche del gap sono costituite da diversi tipi di connessioni. Le giunzioni gap eteromeriche possono avere connessioni identiche o diverse.
L'importanza delle giunzioni gap
Le giunzioni di gap funzionano per consentire a determinati materiali di passare tra le celle vicine. Questo è fondamentale per mantenere la salute di un organismo. Ad esempio, le cellule del miocardio del cuore hanno bisogno comunicazione rapida tramite flusso ionico per funzionare correttamente.
Le giunzioni di gap sono anche essenziali per le risposte del sistema immunitario. Le cellule immunitarie utilizzano giunzioni gap per generare risposte in cellule sane e cellule infette o cancerose.
Le giunzioni vuote nelle cellule immunitarie consentono il passaggio di ioni calcio, peptidi e altri messaggeri. Uno di questi messaggeri è l'adenosina trifosfato o ATP, che serve ad attivare le cellule immunitarie. Il calcio (Ca2 +) e il NAD + servono ciascuno come molecole di segnalazione correlate alla funzione cellulare durante la vita di una cellula.
L'RNA può anche attraversare le giunzioni gap, ma le giunzioni si rivelano selettive su quali miRNA sono ammessi.
Le giunzioni del gap sono importanti anche in alcuni tumori e disturbi del sangue come la leucemia. I ricercatori stanno ancora discernendo come funziona la comunicazione tra cellule stromali e cellule leucemiche.
Gli scienziati cercano di scoprire maggiori informazioni sui diversi bloccanti delle giunzioni gap, per consentire la produzione di nuovi farmaci che possono aiutare a curare i disturbi del sistema immunitario e altre malattie.
Cosa sono i Plasmodesmata?
Dato l'importante ruolo delle giunzioni gap nelle cellule animali, potresti chiederti se esistono anche nelle cellule vegetali. Tuttavia, le giunzioni gap sono assenti nelle cellule vegetali.
Le cellule vegetali contengono canali chiamati plasmodesmata. Edward Tangl le scoprì per la prima volta nel 1885.Le cellule animali non ospitano alcun plasmodesmata in sé, ma gli scienziati hanno scoperto un canale simile che non è una giunzione gap. Esistono numerose differenze strutturali tra plasmodesmata e gap bunction.
Quindi quali sono i plasmodesmata (plasmodesma se singolare)? I plasmodesmati sono piccoli canali che uniscono le cellule vegetali. A questo proposito, sono abbastanza simili alle giunzioni vuote delle cellule animali.
Tuttavia, nelle cellule vegetali, i plasmodesmata devono attraversare le pareti cellulari primarie e secondarie per consentire segnali e materiali attraverso. Le cellule animali non possiedono pareti cellulari. Quindi le piante hanno bisogno di un modo per attraversare le pareti cellulari, poiché le membrane plasmatiche delle piante non si toccano direttamente nelle cellule vegetali.
I plasmodesmati sono generalmente cilindrici e rivestiti con membrana plasmatica. Possiedono desmotubuli, tubi stretti realizzati con reticolo endoplasmatico liscio. I plasmodesmati primari di nuova formazione tendono a raggrupparsi insieme. I plasmodesmati secondari si sviluppano mentre le cellule si espandono.
Le funzioni di Plasmodesmata
I plasmodesmati consentono il passaggio di molecole specifiche tra le cellule vegetali. Senza plasmodesmata, i materiali necessari non potrebbero passare tra le pareti cellulari rigide delle piante. Materiali importanti che attraversano i plasmodesmati includono ioni, nutrienti e zuccheri, molecole di segnalazione per la risposta immunitaria, a volte molecole più grandi come proteine e alcuni RNA.
Generalmente servono anche come una sorta di filtro per prevenire molecole e agenti patogeni molto più grandi. Tuttavia, gli invasori possono forzare i plasmodesmata ad aprirsi e scavalcare questo meccanismo di difesa delle piante. Questo cambiamento nella permeabilità dei plasmodesmati è solo un esempio della loro adattabilità.
Regolamento di Plasmodesmata
I plasmodesmata possono essere regolati. Un importante polimero regolatorio è callose. Callose si accumula attorno ai plasmodesmata e lavora per controllare ciò che può inserirli. Una maggiore quantità di callosio provoca un minor movimento delle molecole attraverso i plasmodesmata. Lo fa essenzialmente premendo il diametro del poro. La permeabilità può essere aumentata quando c'è meno callo.
A volte molecole più grandi possono passare attraverso i plasmodesmati, allargando la loro dimensione dei pori o dilatandoli. Purtroppo questo a volte viene sfruttato dai virus. I ricercatori stanno ancora imparando l'esatta composizione molecolare dei plasmodesmata e come funzionano.
Variazioni di Plasmodesmata
I plasmodesmati possiedono forme diverse in ruoli diversi nelle cellule vegetali. Nella loro forma più semplice, sono semplici canali. Tuttavia, i plasmodesmata possono rendere i canali più avanzati e ramificati. Questi ultimi plasmodesmati funzionano più come filtri che controllano il movimento in base al tipo di tessuto vegetale. Alcuni plasmodesmata funzionano come setaccio mentre altri funzionano come un imbuto.
Altri tipi di giunzioni tra celle
Nelle cellule umane si possono trovare quattro tipi di giunzioni intracellulari. Le giunzioni di gap sono una di queste. Gli altri tre sono desmosomi, giunzioni aderenti e giunzioni occludenti.
I desmosomi sono piccoli connettori necessari tra due cellule che spesso sopportano l'esposizione, come le cellule epiteliali. La connessione è composta da caderine o proteine di collegamento.
Le giunzioni occludenti sono anche chiamate giunzioni strette. Si verificano quando le membrane plasmatiche di due cellule si fondono. Non molte sostanze possono passare attraverso la giunzione occludente o stretta. Il sigillo risultante serve una barriera protettiva contro i patogeni; tuttavia, a volte questi possono essere superati, aprendo le cellule all'attacco.
Giunzioni aderenti si trovano in giunzioni occludenti. I cadherin collegano questi due tipi di giunzioni. Le giunzioni aderenti sono adiacenti tramite filamenti di actina.
Ancora un altro connettore è l'emidesmosoma, che utilizza integrina piuttosto che caderine.
Di recente, gli scienziati hanno scoperto che sia le cellule animali che i batteri contengono canali della membrana cellulare simili ai plasmodesmata, che non sono giunzioni gap. Questi sono chiamati tunneling di nanotubi o TNT. Nelle cellule animali, questi TNT possono consentire agli organelli vescicolari di spostarsi tra le cellule.
Mentre ci sono molte differenze tra giunzioni gap e plasmodesmata, entrambi svolgono un ruolo nel consentire comunicazione intracellulare. Passano i segnali cellulari e possono essere regolati per consentire o rifiutare l'attraversamento di determinate molecole. A volte virus o altri vettori di malattie possono manipolarli e alterarne la permeabilità.
Man mano che gli scienziati imparano di più sulla composizione biochimica di entrambi i tipi di canali, possono adattarsi meglio o creare nuovi prodotti farmaceutici in grado di prevenire le malattie. È chiaro che i pori rivestiti con membrana intracellulare sono prevalenti in molte specie e sembra probabile che non siano ancora stati scoperti nuovi canali in batteri, piante e animali.