Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

4.12: Gap Junctions
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Gap Junctions
 
TRANSCRIPT

4.12: Gap Junctions

4.12: Gap Junctions

Multicellular organisms employ a variety of ways for cells to communicate with each other. Gap junctions are specialized proteins that form pores between neighboring cells in animals, connecting the cytoplasm between the two, and allowing for the exchange of molecules and ions. They are found in a wide range of invertebrate and vertebrate species, mediate numerous functions including cell differentiation and development, and are associated with numerous human diseases, including cardiac and skin disorders.

Vertebrate gap junctions are composed of transmembrane proteins called connexins (CX), and six connexins form a hemichannel called a connexon. Humans have at least 21 different forms of connexins that are expressed in almost all cell types. A connexon hemichannel is said to be homomeric when all six connexins are the same, and heteromeric when composed of different types.

Most cells express more than one type of connexin. These can form functional connexon hemichannels or a full gap junction channel by pairing up with a counterpart on an adjacent cell. The gap junctions are considered homotypic when each connexon is the same, and heterotypic when they differ. Clusters called gap junction plaques often form where the channels are continually recycled and degraded at the center of the plaques and replaced at the periphery.

Gap junctions allow the passage of ions, second messengers, sugars, and other small molecules between cells. This exchange is selectively permeable and determined by the connexin composition of the channel. They possess the ability, under certain conditions, to switch between open and closed states, allowing cells to regulate the exchange of molecules between them. Factors such as pH and the presence of Ca2+ ions can regulate the communication between cells on a shorter time scale, while differential gene expression controls the type and abundance of connexins in the various cell types in developmental and adult tissues.

Meercellige organismen gebruiken verschillende manieren waarop cellen met elkaar kunnen communiceren. Gap junctions zijn gespecialiseerde eiwitten die poriën vormen tussen naburige cellen bij dieren, het cytoplasma tussen de twee verbinden en de uitwisseling van moleculen en ionen mogelijk maken. Ze komen voor in een breed scala van ongewervelde en gewervelde soorten, bemiddelen talrijke functies, waaronder celdifferentiatie en ontwikkeling, en worden in verband gebracht met talrijke ziekten bij de mens, waaronder hart- en huidaandoeningen.

Gewervelde gap junctions zijn samengesteld uit transmembraaneiwitten die connexins (CX) worden genoemd, en zes connexines vormen een hemikanaal dat een connexon wordt genoemd. Mensen hebben minstens 21 verschillende vormen van connexines die in bijna alle celtypen tot expressie komen. Een connexon-hemikanaal is homomeer als alle zes de connexines hetzelfde zijn, en heteromeer als ze uit verschillende typen zijn samengesteld.

De meeste cellen brengen meer dan één type connexine tot expressie. Deze kunnen functionele connexon hemichan vormennels of een verbindingskanaal met volledige opening door te paren met een tegenhanger op een aangrenzende cel. De gap junctions worden als homotypisch beschouwd als elk connexon hetzelfde is, en heterotypisch als ze verschillen. Clusters die gap junction-plaques worden genoemd, worden vaak gevormd waar de kanalen continu worden gerecycled en afgebroken in het midden van de plaques en aan de periferie worden vervangen.

Gap junctions laten de doorgang van ionen, tweede boodschappers, suikers en andere kleine moleculen tussen cellen toe. Deze uitwisseling is selectief permeabel en wordt bepaald door de connexinesamenstelling van het kanaal. Ze hebben het vermogen om onder bepaalde omstandigheden te schakelen tussen open en gesloten toestanden, waardoor cellen de uitwisseling van moleculen tussen hen kunnen reguleren. Factoren zoals pH en de aanwezigheid van Ca 2+ -ionen kunnen de communicatie tussen cellen op een kortere tijdschaal reguleren, terwijl differentiële genexpressie het type en de hoeveelheid connexines in de verschillende celtypen in ontwikkelings- en adulteHet zijn weefsels.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter