4.15

Нексус

48.8K views02:39 min

Gap junctions are specialized membrane channels between neighboring animal cells. They support intercellular signaling by allowing the exchange of ions, second messengers, sugars, and other small molecules between cells.

These channels are made of transmembrane proteins called connexins, or CX proteins.

Six connexin molecules assemble into a hemichannel, also called a connexon. A connexon makes up one half of a complete gap junction channel.

Connexons can be classified into two types: homomeric and heteromeric. When all six connexins are the same type, the structure is called a homomeric connexon.

For instance, in the heart, CX40 can form homomeric connexons. However, CX40 can also combine with another heart connexin, CX43, to form a heteromeric connexon. This heteromeric connexon may have different functions, such as selectivity for specific molecules.

Connexins are first made in the rough endoplasmic reticulum. Many connexins then move to the Golgi apparatus, where they assemble into connexons. The cell then transports the connexons to the plasma membrane. There, they pair with connexons from neighboring cells.

Together, the two hemichannels form a complete gap junction channel that directly connects the cytoplasm of both cells.

Many of these channels cluster together to form structures called gap junction plaques.

In many tissues, gap junction channels remain open under normal conditions, allowing continuous communication between cells.

In the heart, this open state is essential. Gap junctions allow electrical signals to spread rapidly from one cell to the next. Because ions move directly between neighboring cells, large groups of cardiomyocytes contract together in a coordinated, rhythmic pattern.

However, gap junctions are not permanently open. For example, when intracellular calcium levels rise, conformational changes in the connexin proteins cause the channel to close.

Overview

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Transcript

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gap junctions are specialized membrane channels between neighboring animal cells. They support intercellular signaling by allowing the exchange of ions, second messengers, sugars, and other small molecules between cells.

These channels are made of transmembrane proteins called connexins, or CX proteins.

Six connexin molecules assemble into a hemichannel, also called a connexon. A connexon makes up one half of a complete gap junction channel.

Connexons can be classified into two types: homomeric and heteromeric. When all six connexins are the same type, the structure is called a homomeric connexon.

For instance, in the heart, CX40 can form homomeric connexons. However, CX40 can also combine with another heart connexin, CX43, to form a heteromeric connexon. This heteromeric connexon may have different functions, such as selectivity for specific molecules.

Connexins are first made in the rough endoplasmic reticulum. Many connexins then move to the Golgi apparatus, where they assemble into connexons. The cell then transports the connexons to the plasma membrane. There, they pair with connexons from neighboring cells.

Together, the two hemichannels form a complete gap junction channel that directly connects the cytoplasm of both cells.

Many of these channels cluster together to form structures called gap junction plaques.

In many tissues, gap junction channels remain open under normal conditions, allowing continuous communication between cells.

In the heart, this open state is essential. Gap junctions allow electrical signals to spread rapidly from one cell to the next. Because ions move directly between neighboring cells, large groups of cardiomyocytes contract together in a coordinated, rhythmic pattern.

However, gap junctions are not permanently open. For example, when intracellular calcium levels rise, conformational changes in the connexin proteins cause the channel to close.

Explore More Videos

Connexin Proteins

Connexon Hemichannels

Cell Communication

Molecular Permeability

Gene Expression

Developmental Biology