المحتوى
- TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
- ما هو مفرق الفجوة؟
- أنواع تقاطعات الفجوة
- أهمية تقاطعات الفجوة
- ما هي Plasmodesmata؟
- وظائف Plasmodesmata
- تنظيم Plasmodesmata
- الاختلافات في Plasmodesmata
- أنواع الوصلات الأخرى بين الخلايا
في كل من الممالك الحيوانية والنباتية ، يجب أن تكون الخلايا قادرة على التواصل مع بعضها البعض لضمان البقاء على قيد الحياة. يوجد عدد من القنوات والتقاطعات التي تجسر الخلايا وتسمح للمواد والعبور بينها. يشتمل المثالان الرئيسيان على الوصلات البلازمية وفواصل الوصلات ، لكنهما يمتلكان اختلافات مهمة.
اقرأ المزيد عن أوجه التشابه والاختلاف بين الخلايا النباتية والحيوانية.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
في كل من النباتات والحيوانات ، تحتاج الخلايا إلى وسيلة للتواصل مع بعضها البعض ، لتمرير إشارات مهمة للاستجابة المناعية والسماح بتدفق المواد عبر الأغشية إلى خلايا أخرى. تقاطعات الفجوة في الحيوانات ونباتات البلازما هي نوعان متشابهان من القنوات ، لكنهما يتمتعان باختلافات واضحة عن بعضها البعض.
ما هو مفرق الفجوة؟
تقاطعات الفجوة هي شكل من أشكال ربط القناة الموجودة في الخلايا الحيوانية. الخلايا النباتية لا تمتلك تقاطعات الفجوة.
يتكون تقاطع الفجوة من connexons، أو hemichannels. يتم تصنيع الهيماتانيلس بواسطة الشبكة الإندوبلازمية للخلايا ، ويتم نقلها إلى غشاء الخلية بواسطة جهاز جولجي. هذه الهياكل الجزيئية مصنوعة من بروتينات الغشاء المسمى كونيكسين. يصطف Connexons لتشكيل فجوة تقاطع بين الخلايا المجاورة.
اقرأ المزيد عن وظيفة وهيكل جهاز Golgi.
تعمل تقاطعات الفجوات كقنوات للسماح بدخول المواد الهامة مثل الجزيئات الصغيرة القابلة للانتشار ، والرنا الدقيقة (miRNA) والأيونات. لا يمكن لجزيئات أكبر مثل السكريات والبروتينات المرور عبر هذه القنوات الصغيرة.
يجب أن تعمل تقاطعات الفجوات بسرعات مختلفة للتواصل بين الخلايا. يمكن أن تفتح وتغلق بسرعة عند الحاجة إلى استجابة سريعة. يلعب الفسفرة دورًا في تنظيم تقاطعات الفجوات.
أنواع تقاطعات الفجوة
حتى الآن ، وجد العلماء ثلاثة أنواع رئيسية من تقاطعات الفجوة في الخلايا الحيوانية. الوصلات الفجوة المتماثلية تمتلك صلات متطابقة. مصنوعة الوصلات الفجوة غير المتجانسة من أنواع مختلفة من connexons. يمكن أن يكون لتقاطعات فجوة التغاير المغايرة متلازمات متطابقة أو مختلفة.
أهمية تقاطعات الفجوة
تعمل تقاطعات الفجوة للسماح بمرور مواد معينة بين الخلايا المجاورة. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على صحة الكائن الحي. على سبيل المثال ، تحتاج خلايا عضلة القلب للقلب التواصل السريع عبر تدفق أيون من أجل العمل بشكل صحيح.
تقاطعات الفجوة ضرورية أيضًا لاستجابات الجهاز المناعي. تستخدم الخلايا المناعية الوصلات الفاصلة لتوليد استجابات في الخلايا السليمة وكذلك الخلايا المصابة أو السرطانية.
تسمح تقاطعات الثغرات الموجودة في الخلايا المناعية بأيونات الكالسيوم والببتيدات والرسل الآخرين بالمرور. أحد هذه الرسائل هو أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو ATP ، الذي يعمل على تنشيط الخلايا المناعية. تعمل كل من الكالسيوم (Ca2 +) و NAD + كجزيئات إشارة مرتبطة بالوظيفة الخلوية طوال حياة الخلية.
يُسمح أيضًا للحمض النووي الريبي (RNA) بالعبور خلال تقاطعات الفجوات ، لكن يثبت أن الوصلات تكون انتقائية حول أي من الرنا المرسال المسموح به.
تعد تقاطعات الفجوة مهمة أيضًا في بعض أنواع السرطان وأمراض الدم مثل سرطان الدم. لا يزال الباحثون يكتشفون كيف يعمل التواصل بين الخلايا اللحمية والخلايا اللوكيميا.
يسعى العلماء لاكتشاف المزيد من المعلومات حول حاصرات الوصلات المختلفة ، لتمكين إنتاج أدوية جديدة يمكن أن تساعد في علاج اضطرابات المناعة وغيرها من الأمراض.
ما هي Plasmodesmata؟
بالنظر إلى الدور الهام الذي تلعبه تقاطعات الفجوات في الخلايا الحيوانية ، فقد تتساءل عما إذا كانت موجودة أيضًا في الخلايا النباتية. ومع ذلك ، تقاطعات الفجوة غائبة في الخلايا النباتية.
تحتوي الخلايا النباتية على قنوات تسمى روابط بلازمية. اكتشف إدوارد تانغل هذه لأول مرة في عام 1885.لا تحتوي الخلايا الحيوانية على أي بلازموديمماتة في حد ذاتها ، لكن العلماء اكتشفوا قناة مماثلة لا تمثل فجوة تقاطع. هناك عدد من الاختلافات الهيكلية بين الوصلات البلازمية وفواصل الوصلات.
إذن ما هي البلازميدات (بلازما إذا كانت مفردة)؟ Plasmodesmata هي قنوات صغيرة تجسر الخلايا النباتية معًا. في هذا الصدد ، فهي تشبه إلى حد كبير تقاطعات الفجوة بين خلايا الحيوانات.
ومع ذلك ، في الخلايا النباتية ، يجب أن تعبر بلازميداتس جدران الخلايا الأولية والثانوية للسماح للإشارات والمواد عبرها. الخلايا الحيوانية لا تملك جدران الخلايا. لذا تحتاج النباتات إلى وسيلة لتجاوز جدران الخلايا ، لأن أغشية البلازما النباتية لا تتصل مباشرة مع بعضها البعض في الخلايا النباتية.
Plasmodesmata عموما أسطواني واصطف مع غشاء البلازما. لديهم أنابيب مزيلة ، أنابيب ضيقة مصنوعة من الشبكة الإندوبلازمية الملساء. تميل بلازموديمماتا الأولية المشكلة حديثًا إلى التجمع معًا. تتطور البلازميدات الثانوية مع توسع الخلايا.
وظائف Plasmodesmata
Plasmodesmata تسمح بمرور جزيئات محددة بين الخلايا النباتية. بدون بلازموديمماتا ، لا يمكن أن تمر المواد الضرورية بين جدران الخلايا الصلبة للنباتات. تشمل المواد المهمة التي تمر عبر البلازميدات الأيونات والمواد المغذية والسكريات ، إشارة الجزيئات للاستجابة المناعية ، في بعض الأحيان جزيئات أكبر مثل البروتينات وبعض الحمض النووي الريبي.
إنها أيضًا بمثابة نوع من المرشحات لمنع الجزيئات ومسببات الأمراض الأكبر من ذلك بكثير. ومع ذلك ، يمكن للغزاة إجبار plasmodesmata على فتح وتجاوز آلية الدفاع هذه للنباتات. هذا التغيير في نفاذية plasmodesmata هو مجرد مثال واحد على قدرتها على التكيف.
تنظيم Plasmodesmata
يمكن تنظيم Plasmodesmata. البوليمر التنظيمي البارز هو callose. تتراكم Callose حول بلازموديماتا وتعمل على التحكم في ما يمكن أن يدخلها. الكميات الزائدة من الكالوس تؤدي إلى حركة أقل للجزيئات عبر البلازميداتماتا. إنه يقوم بذلك عن طريق عصر قطر المسام. يمكن زيادة النفاذية عندما يكون هناك نقص في النسيج الكلوي.
في بعض الأحيان ، يمكن أن تمر الجزيئات الأكبر حجمًا عبر البلازميدات ، عن طريق توسيع حجم المسام أو توسيعها. للأسف هذا في بعض الأحيان الاستفادة من الفيروسات. لا يزال الباحثون يتعلمون عن التركيب الجزيئي الدقيق للبلازميداتيسما وكيفية عملها.
الاختلافات في Plasmodesmata
تمتلك Plasmodesmata أشكالًا مختلفة في أدوار مختلفة في الخلايا النباتية. في أبسط أشكالها ، فهي قنوات بسيطة. ومع ذلك ، يمكن أن تجعل بلازميداتما قنوات أكثر تطوراً ومتفرعة. تعمل هذه البلازموديمات الأخيرة بشكل أكبر كمرشحات تتحكم في الحركة اعتمادًا على نوع الأنسجة النباتية. تعمل بعض البلازما على غربال بينما يعمل آخرون كقمع.
أنواع الوصلات الأخرى بين الخلايا
في الخلايا البشرية ، يمكن العثور على أربعة أنواع من الوصلات داخل الخلايا. تقاطعات الفجوة هي واحدة من هذه. الثلاثة الأخرى هي ديزموسومات ، والتمسك تقاطعات وتحدث تقاطعات.
الديسموسومات عبارة عن موصلات قليلة مطلوبة بين خليتين غالبا ما تتحمل التعرض ، مثل الخلايا الظهارية. يتكون الاتصال من كادهيرين ، أو بروتينات رابط.
وتسمى تقاطعات أيضا تقاطعات ضيقة. تحدث عند اندماج أغشية البلازما في خليتين. لا يمكن أن تحصل مواد كثيرة على الوصلة الضيقة أو الضيقة. يخدم الختم الناتج حاجزًا واقيًا ضد مسببات الأمراض ؛ ومع ذلك ، يمكن التغلب عليها في بعض الأحيان ، وفتح الخلايا للهجوم.
يمكن العثور على التقاطعات الملتفة تحت يحدث تقاطعات. تربط الكادرين هذين النوعين من الوصلات. يتم الالتصاق تقاطعات عبر خيوط الأكتين.
موصل آخر هو الهيدمسموسوم ، الذي يستخدم الإنتغرين بدلاً من الكادرين.
لقد اكتشف العلماء مؤخرًا أن كل من الخلايا الحيوانية والبكتيريا تحتوي على قنوات مماثلة لأغشية الخلايا إلى البلازميداتمات ، وهي ليست تقاطعات فجوة. وتسمى هذه الأنابيب النانوية النفقية ، أو TNTs. في الخلايا الحيوانية ، يمكن لهذه TNTs السماح لعضيات الحويصلة بالانتقال بين الخلايا.
في حين أن هناك العديد من الاختلافات بين تقاطعات الفجوة و plasmodesmata ، فإن كلاهما يلعب دوراً في السماح التواصل بين الخلايا. إنها تمر بإشارات الخلايا ، ويمكن تنظيمها للسماح بعبور جزيئات معينة أو رفضها. في بعض الأحيان يمكن للفيروسات أو ناقلات الأمراض الأخرى معالجتها وتغيير نفايتها.
بينما يتعلم العلماء المزيد عن التركيب الكيميائي الحيوي لكلا النوعين من القنوات ، يمكنهم تحسين أو تصنيع أدوية جديدة يمكن أن تمنع المرض. من الواضح أن المسام المبطنة بالغشاء داخل الخلايا منتشرة في العديد من الأنواع ، ويبدو أنه من المحتمل أن يتم اكتشاف قنوات جديدة في البكتيريا والنباتات والحيوانات.