4.12: Skrzyżowania szczelinowe

Organizmy wielokomórkowe wykorzystują różne sposoby komunikowania się komórek ze sobą. Połączenia szczelinowe to wyspecjalizowane białka, które tworzą pory między sąsiednimi komórkami u zwierząt, łącząc cytoplazmę między nimi i umożliwiając wymianę cząsteczek i jonów. Występują w wielu gatunkach bezkręgowców i kręgowców, pośredniczą w wielu funkcjach, w tym w różnicowaniu i rozwoju komórek, i są związane z wieloma chorobami człowieka, w tym chorobami serca i skóry.

Połączenia szczelinowe kręgowców składają się z białek transbłonowych zwanych koneksynami (CX), a sześć połączeń tworzy półkanał zwany koneksonem. Ludzie mają co najmniej 21 różnych form koneksyn, które ulegają ekspresji w prawie wszystkich typach komórek. Mówi się, że półkanał koneksonowy jest homomeryczny, gdy wszystkie sześć połączeń jest takich samych, i heteromeryczny, gdy składa się z różnych typów.

Większość komórek wykazuje ekspresję więcej niż jednego typu koneksyny. Mogą one tworzyć funkcjonalne półkanały połączeń lub kanał z pełną szczeliną, łącząc się z odpowiednikiem w sąsiedniej komórce. Połączenia szczelinowe są uważane za homotypowe, gdy każde połączenie jest takie samo, i heterotypowe, gdy się różnią. Skupiska zwane płytkami węzłowymi często tworzą się, gdy kanały są stale poddawane recyklingowi i degradowane w środku tablic i wymieniane na obrzeżach.

Połączenia szczelinowe umożliwiają przechodzenie jonów, drugich przekaźników, cukrów i innych małych cząsteczek między komórkami. Wymiana ta jest selektywnie przepuszczalna i determinowana przez skład połączenia kanału. Posiadają zdolność, w określonych warunkach, do przełączania się między stanem otwartym i zamkniętym, umożliwiając komórkom regulację wymiany cząsteczek między nimi. Czynniki takie jak pH i obecność jonów Ca²⁺ mogą regulować komunikację między komórkami w krótszej skali czasowej, podczas gdy różnicowa ekspresja genów kontroluje rodzaj i obfitość koneksyn w różnych typach komórek w tkankach rozwojowych i dorosłych.