4.12: Нексус

Многоклеточные организмы используют различные способы взаимодействия клеток друг с другом. Щелевые соединения – это специализированные белки, которые образуют поры между соседними клетками у животных, соединяют цитоплазму между ними и обеспечивают обмен молекулами и ионами. Они встречаются у самых разных видов беспозвоночных и позвоночных, опосредуют множество функций, включая дифференцировку и развитие клеток, и связаны с многочисленными заболеваниями человека, включая сердечные и кожные заболевания.

Щелевые соединения позвоночных состоят из трансмембранных белков, называемых коннексинами (CX), а шесть коннексинов образуют гемиканал, называемый коннексоном. У человека есть по крайней мере 21 форма коннексина, которая экспрессируется почти во всех типах клеток. Полуканал коннексона называется гомомерным, если все шесть коннексинов одинаковы, и гетеромерным, если он состоит из разных типов.

Большинство клеток экспрессируют более одного типа коннексина. Они могут образовывать функциональные полуканалы коннексона или канал с полнощелевым соединением путем образования пары с аналогом на соседней ячейке. Щелевые соединения считаются гомотипическими, когда все соединители одинаковы, и гетеротипическими, когда они отличаются. Кластеры, называемые пластинами щелевого соединения, часто образуются там, где каналы постоянно рециркулируются и разрушаются в центре пластин и заменяются на периферии.

Щелевые соединения позволяют переносить ионы, вторичные мессенджеры, сахара и другие небольшие молекулы между клетками. Этот обмен избирательно проницаем и определяется составом коннексинов в канале. Они обладают способностью при определенных условиях переключаться между открытым и закрытым состояниями, позволяя клеткам регулировать обмен молекулами между ними. Такие факторы, как pH и присутствие ионов Ca ²⁺ , могут регулировать связь между клетками в более коротком временном масштабе, в то время как дифференциальная экспрессия генов контролирует тип и количество коннексинов в различных типах клеток в процессе развития и взрослые ткани.