Back to chapter

4.12:

Junções Comunicantes

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

Languages

Share

As junções de lacuna são proteínas de membrana especializadas que formam canais entre o citoplasma de células animais. Eles contribuem para a sinalização intercelular permitindo a troca de iões, mensageiros secundários, açúcares e outras pequenas moléculas. Esses canais intercelulares são compostos de proteínas transmembrana chamadas conexinas ou CX para abreviar.Seis conexinas formam um hemicanal, um canal meio cheio, chamado de conexão. Quando todas as seis proteínas são iguais, a conexão é considerada sendo homomérica. Por exemplo, uma conexina proeminente no coração, a CX40, pode formar conexões homoméricas.No entanto, CX40 também pode combinar com uma conexina do coração diferente, CX43, para criar uma versão heteromérica que pode ter diferentes funções, como seletividade para moléculas diferentes. Conexonas são formados no aparelho de Golgi e entregues na membrana da célula, onde eles se associam com conexões em células vizinhas adjacentes para completar o canal. Elas costumam formar clusters chamadas placas de junção de lacuna onde os canais são continuamente reciclados.Junções de lacuna são geralmente mantidas em um estado aberto, mas podem ser fechadas sob condições específicas. Por exemplo, na presença de cálcio, as pétalas”das conexinas giram para dentro, e fecham o canal. Essas ações são importantes nas células do coração, chamadas cardiomiócitos, que usam junções de lacuna para eletricamente acoplar grupos de conjuntos de células para gerar contrações rítmicas sincronizadas.

4.12:

Junções Comunicantes

Organismos multicelulares empregam uma variedade de maneiras para as células comunicarem entre si. Junções comunicantes são proteínas especializadas que formam poros entre células vizinhas em animais, conectando o citoplasma entre as duas, e permitindo a troca de moléculas e iões. Elas são encontradas em uma ampla gama de espécies de invertebrados e vertebrados, medeiam inúmeras funções, incluindo diferenciação e desenvolvimento celular, e estão associados a inúmeras doenças humanas, incluindo doenças cardíacas e cutâneas.

As junções comunicantes de vertebrados são compostas por proteínas transmembranares chamadas conexinas (CX), e seis conexinas formam um hemicanal chamado conexon. Os humanos têm pelo menos 21 formas diferentes de conexinas que são expressas em quase todos os tipos de células. Diz-se que um hemicanal conexon é homomérico quando todas as seis conexinas são iguais, e heteromérico quando compostos por tipos diferentes.

A maioria das células expressa mais do que um tipo de conexina. Estas podem formar hemicanais conexon funcionais ou um canal de junção comunicante completo, emparelhando-se com uma contraparte em uma célula adjacente. As junções são consideradas homotípicas quando cada conexon é igual, e heterotípicas quando diferem. Aglomerados chamados placas de junções comunicantes formam-se geralmente onde os canais são continuamente reciclados e degradados no centro das placas e substituídos na periferia.

As junções comunicantes permitem a passagem de iões, segundos mensageiros, açúcares e outras pequenas moléculas entre as células. Esta troca é seletivamente permeável e determinada pela composição de conexinas do canal. Elas possuem a capacidade, sob certas condições, de alternar entre estados abertos e fechados, permitindo que as células regulem a troca de moléculas entre elas. Fatores como o pH e a presença de iões Ca2+ podem regular a comunicação entre as células em menor escala temporal, enquanto que a expressão genética diferencial controla o tipo e a abundância de conexinas nos diversos tipos de células em tecidos em desenvolvimento e adultos.

Suggested Reading

Laird, Dale W., Christian C. Naus, and Paul D. Lampe. "SnapShot: Connexins and disease." Cell 170, no. 6 (2017): 1260-1260. [Source]

Vinken, Mathieu. "Introduction: connexins, pannexins and their channels as gatekeepers of organ physiology." Cellular and Molecular Life Sciences 72, no. 15 (2015): 2775-2778. [Source]