6.4: Sygnalizacja zależna od kontaktu

Sygnalizacja zależna od kontaktu, jak sama nazwa wskazuje, wymaga, aby komunikujące się komórki były ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Osiąga się to albo poprzez interakcje receptor-ligand, albo przez wyspecjalizowane kanały cytoplazmatyczne, które umożliwiają przepływ małych cząsteczek między komórkami. W komórkach zwierzęcych kanały zwane połączeniami szczelinowymi ułatwiają sygnalizację zależną od kontaktu w niektórych tkankach, podczas gdy plazmodesmy pełnią podobną funkcję u roślin.

Skrzyżowania szczelinowe

W komórkach zwierzęcych połączenia szczelinowe powstają, gdy zestaw sześciu białek zwanych koneksynami układa się, tworząc cylindryczną strukturę w błonie plazmatycznej. Ta cylindryczna struktura nazywana jest koneksonem. Kiedy połączenia sąsiednich komórek zwierzęcych wyrównują się, między dwiema komórkami tworzy się kanał. Otwieranie i zamykanie tych kanałów jest regulowane przez różne enzymy. Selektywność połączeń szczelinowych pozwala pojedynczej komórce regulować komunikację z sąsiadami i koordynować złożoną odpowiedź wielokomórkową. Na przykład połączenia szczelinowe w mięśniach sercowych kontrolują przepływ jonów w rytmiczny sposób. Reguluje to sygnał elektryczny, który przechodzi przez komórki, umożliwiając mięśniom sercowym kurczenie się i rozluźnianie w koordynacji.

Plazmodesmaty (Plasmodesmat)

U roślin sygnalizacja zależna od kontaktu zachodzi przez kanały cytoplazmatyczne zwane plazmodesmatami. Kanały te przechodzą zarówno przez ścianę komórkową, jak i błonę komórkową.

W przeciwieństwie do połączeń szczelinowych, plazmodesmaty są bardziej elastyczne w przepuszczaniu cząsteczek. W centrum większości kanałów plazmodesmatów znajduje się ciągły kanalik retikulum endoplazmatycznego (ER), który biegnie między dwiema komórkami. To przedłużenie ER zwane desmotubulą jest otoczone przez osłonkę cytoplazmatyczną. Tuleja ta umożliwia pasywny i aktywny transport cząsteczek. Jednak w przypadku transportu większych cząsteczek, takich jak czynniki transkrypcyjne, małe RNA lub inne kwasy nukleinowe i białka, plazmodesmaty mogą się rozszerzać. Ze względu na tę zdolność plazmodesmaty odgrywają kluczową rolę w organizacji przestrzennej komórek i ich losie. Niestety, ta zdolność pozwala również na szybkie rozprzestrzenianie się infekcji wirusowej między komórkami.