4.12:

Skrzyżowania szczelinowe

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Gap Junctions
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

51,740 Views

01:37 min
August 01, 2019

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.