Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Mikä on aukkoyhteys?
- Gap-liittymien tyypit
- Gap-liittymien merkitys
- Mitä ovat Plasmodesmata?
- Plasmodesmatan toiminnot
- Plasmodesmatan säätely
- Plasmodesmatan variaatiot
- Muun tyyppiset solujen väliset liitokset
Sekä eläin- että kasvikunnissa solujen on kyettävä kommunikoimaan keskenään selviytymisen varmistamiseksi. On olemassa joukko kanavia ja risteyksiä, jotka yhdistävät solut ja sallivat aineiden ja s: n kulkea niiden välillä. Kaksi suurta esimerkkiä ovat plasmodesmat ja rakoyhteydet, mutta niillä on merkittäviä eroja.
Lue lisää kasvien ja eläinten solujen yhtäläisyyksistä ja eroista.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Sekä kasveissa että eläimissä solut tarvitsevat tavan kommunikoida toistensa kanssa, siirtää tärkeitä signaaleja immuunivasteen suhteen ja antaa materiaalien virtata kalvojen yli muihin soluihin. Aukkoyhteydet eläimissä ja plasmodesmata-kasveissa ovat kahta samanlaista kanavatyyppiä, mutta niillä on selvät erot toisistaan.
Mikä on aukkoyhteys?
Aukko risteykset ovat yhdistelmäkanavan muotoa, jota löytyy eläinsoluista. Kasvisoluilla ei ole rakoyhteyksiä.
Rako-risteys koostuu connexonstai hemichannels. Hemikananelit valmistetaan solujen endoplasmisessa retikulumissa, ja ne siirretään solumembraaniin Golgi-laitteella. Nämä molekyylirakenteet on valmistettu membraanin läpäisevistä proteiineista, joita kutsutaan liiteaineiksi. Connexons riviin muodostuu rako risteys vierekkäisten solujen välillä.
Lue lisää Golgi-laitteen toiminnasta ja rakenteesta.
Gap-liitokset toimivat kanavina tärkeiden aineiden, kuten pienten diffundoituvien molekyylien, mikro-RNA: ien (miRNA: ien) ja ionien, sallimiseksi. Suuremmat molekyylit, kuten sokerit ja proteiinit, eivät pääse näiden pienten kanavien läpi.
Gap-liittymien on toimittava eri nopeuksilla solujen välisessä kommunikoinnissa. Ne voivat avata ja sulkea nopeasti, kun tarvitaan nopeaa reagointia. Fosforylaatiolla on merkitystä rakojen liittymien säätelyssä.
Gap-liittymien tyypit
Toistaiseksi tutkijat ovat löytäneet kolme päätyyppiä rakoyhteyksiä eläinsoluissa. Homotyyppisillä rakoyhdistelmillä on identtiset liitokset. Heterotyyppiset rakojen liitoskohdat on valmistettu erityyppisistä liitoksista. Heteromeerisillä rakoyhteyksillä voi olla joko identtisiä tai erilaisia liitoksia.
Gap-liittymien merkitys
Gap-liitokset toimivat niin, että tietyt materiaalit pääsevät kulkemaan vierekkäisten kennojen välillä. Tämä on ensiarvoisen tärkeää organismin terveyden ylläpitämiselle. Esimerkiksi sydämen sydänlihassolut tarvitsevat nopea viestintä ionivirtauksen kautta toimiakseen oikein.
Gap-liitokset ovat myös välttämättömiä immuunijärjestelmän vasteille. Immuunisolut käyttävät rakoyhteyksiä vasteiden tuottamiseksi terveillä soluilla sekä saastuneilla tai syöpäsoluilla.
Immuunisolujen aukkoyhteydet sallivat kalsiumionien, peptidien ja muiden lähettilääkkeiden kulkea läpi. Yksi sellainen messenger on adenosiinitrifosfaatti tai ATP, joka toimii aktivoimaan immuunisoluja. Kalsium (Ca2 +) ja NAD + toimivat kumpikin signaalimolekyyleinä, jotka liittyvät solun toimintaan koko solun elämän ajan.
RNA: n annetaan myös kulkea rakojen liitoskohtien läpi, mutta liitokset osoittautuvat selektiivisiksi sen suhteen, mitkä miRNA: t ovat sallittuja.
Rakoyhteydet ovat tärkeitä myös tietyissä syövissä ja verihäiriöissä, kuten leukemia. Tutkijat ovat edelleen selvittämässä, kuinka stroomasolujen ja leukemiasolujen välinen viestintä toimii.
Tutkijat pyrkivät löytämään lisätietoja erilaisista rakojen liittymien estäjistä, jotta voidaan tuottaa uusia lääkkeitä, jotka voivat auttaa immuunihäiriöiden ja muiden sairauksien hoidossa.
Mitä ovat Plasmodesmata?
Kun otetaan huomioon rakojen liittymien tärkeä rooli eläinsoluissa, saatat ihmetellä, esiintyykö niitä myös kasvisoluissa. Rakoyhteyksiä ei kuitenkaan ole kasvisoluissa.
Kasvisolut sisältävät kanavia, joita kutsutaan plasmodesmata. Edward Tangl löysi nämä ensimmäisen kerran vuonna 1885.Eläinsoluissa ei sinänsä ole mitään plasmodesmaata, mutta tutkijat ovat löytäneet samanlaisen kanavan, joka ei ole aukkojen liitoskohta. Plasmodesmatan ja rakojen liitosten välillä on joukko rakenteellisia eroja.
Joten mitä ovat plasmodesmat (plasmodesma, jos singular)? Plasmodesmat ovat pieniä kanavia, jotka yhdistävät kasvisolut toisiinsa. Tässä suhteessa ne ovat melko samanlaisia kuin eläinten solujen rakojen liitoskohdat.
Kasvisoluissa plasmodesmatan on kuitenkin ylitettävä primaarinen ja toissijainen soluseinämä signaalien ja materiaalien pääsemiseksi poikki. Eläinsoluilla ei ole soluseiniä. Joten kasvit tarvitsevat tavan päästä soluseinien läpi, koska kasvien plasmamembraanit eivät ole suoraan yhteydessä toisiinsa kasvisoluissa.
Plasmodesmat ovat yleensä lieriömäisiä ja vuoratut plasmakalvolla. Heillä on desmotubuluksia, kapeita putkia, jotka on valmistettu sileästä endoplasmisesta retikulusta. Äskettäin muodostetulla primaarisella plasmodesmalla on taipumus klusteroitua yhteen. Toissijainen plasmodesmata kehittyy solujen laajentuessa.
Plasmodesmatan toiminnot
Plasmodesmata mahdollistaa spesifisten molekyylien kulkemisen kasvisolujen välillä. Ilman plasmodesmaata tarvittavat materiaalit eivät voineet kulkea kasvien jäykien soluseinien välillä. Tärkeitä plasmodesmatan läpi kulkevia materiaaleja ovat ionit, ravinteet ja sokerit, signalointimolekyylit immuunivasteen aikaansaamiseksi joskus suurempia molekyylejä, kuten proteiineja ja joitain RNA: ita.
Ne toimivat yleensä myös eräänlaisena suodattimena estämään paljon suurempia molekyylejä ja patogeenejä. Hyökkääjät voivat kuitenkin pakottaa plasmodesmatan avaamaan ja ohittamaan tämän kasvien puolustusmekanismin. Tämä muutos plasmodesmatan läpäisevyydessä on vain yksi esimerkki niiden mukautuvuudesta.
Plasmodesmatan säätely
Plasmodesmattaa voidaan säätää. Yksi näkyvä säätelypolymeeri on callose. Callose kerääntyy plasmodesmatan ympärille ja hallitsee sitä, mitä niihin voi päästä. Lisääntyneet määrät kallioosia johtavat vähemmän molekyylien liikkeisiin plasmodesmatan läpi. Se tekee tämän puristamalla olennaisesti huokosen halkaisijan. Läpäisevyyttä voidaan parantaa, kun kallioosaa on vähemmän.
Joskus suuret molekyylit voivat kulkea plasmodesmatan läpi laajentamalla niiden huokoskokoa tai laajentamalla niitä. Virukset valitettavasti hyödyntävät tätä joskus. Tutkijat oppivat edelleen plasmodesmatan tarkkaa molekyylimaailmaa ja niiden toimintaa.
Plasmodesmatan variaatiot
Plasmodesmatalla on erilaisia muotoja erilaisissa roolissa kasvisoluissa. Perusmuodossaan ne ovat yksinkertaisia kanavia. Plasmodesmata voi kuitenkin tehdä edistyneempiä ja haarautuvia kanavia. Viimeksi mainitut plasmodesmatat toimivat enemmän suodattimina, jotka säätelevät liikettä kasvikudoksen tyypistä riippuen. Jotkut plasmodesmat toimivat seulana, kun taas toiset toimivat suppilona.
Muun tyyppiset solujen väliset liitokset
Ihmisen soluista löytyy neljä tyyppiä solunsisäisiä liitoksia. Gap-liitokset ovat yksi näistä. Muut kolme ovat desmosomeja, kiinnittyviä ja sulkevia risteyksiä.
Desmosomit ovat vähän liittimiä, joita tarvitaan kahden solun välillä, kuten epiteelisolut, jotka usein kestävät altistumisen. Yhteys koostuu kadheriineista tai linkkeriproteiineista.
Sulkevia risteyksiä kutsutaan myös tiukoiksi risteyksiksi. Niitä esiintyy, kun kahden solun plasmakalvot sulautuvat. Useat aineet eivät pääse pääsyn tai tiiviin risteyksen läpi. Tuloksena oleva tiiviste toimii suojaesteenä patogeenejä vastaan; nämä voidaan kuitenkin joskus voittaa, avaamalla solut hyökkäykseen.
Kiinnittyvät risteykset löytyvät sulkevista risteyksistä. Kadheriinit yhdistävät nämä kahden tyyppiset liitokset. Kiinnittyvät liitokset vierekkäin aktiinilankojen kautta.
Vielä yksi liitin on hemidesmosomi, joka käyttää integriiniä kadheriinien sijasta.
Äskettäin tutkijat ovat havainneet, että sekä eläinsolut että bakteerit sisältävät samanlaisia solukalvon kanavia kuin plasmodesmat, jotka eivät ole aukkoyhteyksiä. Näitä kutsutaan tunneloiviksi nanoputkiksi tai TNT: ksi. Eläinsoluissa nämä TNT: t voivat antaa vesikulaaristen organelien liikkua solujen välillä.
Vaikka rakoyhteyksien ja plasmodesmatan välillä on monia eroja, molemmilla on rooli sallinnassa solunsisäinen viestintä. Ne läpäisevät solusignaalit, ja niitä voidaan säätää sallimaan tai estämään tiettyjen molekyylien ylitys. Joskus virukset tai muut sairausvektorit voivat manipuloida niitä ja muuttaa niiden läpäisevyyttä.
Kun tutkijat oppivat lisää molempien kanavien biokemiallisesta meikista, he voivat paremmin säätää tai tehdä uusia lääkkeitä, jotka voivat estää sairauksia. On selvää, että solunsisäiset kalvojen reunustamat huokoset ovat yleisiä monissa lajeissa, ja vaikuttaa todennäköiseltä, että uusia kanavia on vielä löydetty bakteereista, kasveista ja eläimistä.