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4.12: Jonctions Gap
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Gap Junctions
 
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4.12: Gap Junctions

4.12: Jonctions Gap

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.

Les organismes multicellulaires utilisent une variété de façons pour les cellules de communiquer les uns avec les autres. Les jonctions d’écart sont des protéines spécialisées qui forment des pores entre les cellules voisines chez les animaux, reliant le cytoplasme entre les deux, et permettant l’échange de molécules et d’ions. On les trouve dans un large éventail d’espèces d’invertébrés et de vertébrés, médient de nombreuses fonctions, y compris la différenciation cellulaire et le développement, et sont associés à de nombreuses maladies humaines, y compris les troubles cardiaques et de la peau.

Les jonctions d’écart de vertébrés sont composées de protéines transmembrane appelées connexines (CX), et six connexines forment un hémichannel appelé connexon. Les humains ont au moins 21 formes différentes de connexines qui sont exprimées dans presque tous les types de cellules. On dit qu’un émichannel de connexon est homomérique quand les six connexines sont les mêmes, et hétéromérique lorsqu’il est composé de différents types.

La plupart des cellules expriment plus d’un type de connexine. Ceux-ci peuvent former des hémichannels fonctionnels ou un canal de jonction d’écart complet en s’associant avec une contrepartie sur une cellule adjacente. Les jonctions d’écart sont considérées comme homotypic quand chaque connexon est le même, et hétérotypic quand ils diffèrent. Les grappes appelées plaques de jonction d’écart se forment souvent là où les canaux sont continuellement recyclés et dégradés au centre des plaques et remplacés à la périphérie.

Les jonctions d’écart permettent le passage des ions, des deuxièmes messagers, des sucres, et d’autres petites molécules entre les cellules. Cet échange est sélectivement perméable et déterminé par la composition connexin du canal. Ils possèdent la capacité, sous certaines conditions, de basculer entre les états ouverts et fermés, permettant aux cellules de réguler l’échange de molécules entre eux. Des facteurs tels que le pH et la présence d’ions Ca2+ peuvent réguler la communication entre les cellules sur une échelle de temps plus courte, tandis que l’expression des gènes différentiels contrôle le type et l’abondance des connexines dans les différents types de cellules dans les tissus développementaux et adultes.


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