Բջիջ-բջիջ միացումներ

Եթե դու շենք կառուցեիր, ինչպիսի՞ կապեր կկառուցեիր սենյակների միջև։ Որոշ դեպքերում կցանկանաս, որ մարդիկ մի սենյակից մյուսը քայլելու հնարավորություն ունենան, և դուռ կտեղադրես։ Այլ դեպքերում կցանկանաս, որ երկու հարակից պատերն ամուր կապվեն իրար, այս դեպքում կարող ես տեղադրել ամուր պտուտակներ: Այլ դեպքերում գուցե անհրաժեշտ լինի ապահովել, որ պատերը շատ ամուր ամրացված լինեն իրար, օրինակ՝ կանխելու համար, որ ջուր կաթի նրանց միջև:

Ինչպես պարզվում է, բջիջները նույն հարցերին են բախվում, երբ դասավորված են հյուսվածքի մեջ այլ բջիջների կողքին: Արդյոք նրա՞նց էլ են անհրաժեշտ դռներ, որոնք նրանց ուղղակիորեն կկապեն հարևանների հետ: Պե՞տք է, որ նրանք իրենց հարևաններին շատ ամուր միանան, որպեսզի ամուր շերտ ստեղծեն, կամ որպեսզի ջուրը չանցնի հյուսվածքի միջով: Այս բոլոր գործառույթներն ապահովող միացումները կարելի է գտնել տարբեր տեսակի բջիջներում, և այստեղ մենք հերթով կանդրադառնանք դրանցից յուրաքանչյուրին:

Բուսական բջիջները, պատված լինելով բջջապատերով, չեն շփվում միմյանց հետ պլազմայի թաղանթի լայն ձգումներով, ինչպես կարող են անել կենդանական բջիջները: Սակայն նրանք ունեն հատուկ միացումներ, որոնք կոչվում են պլազմադեսմներ (եզ․՝ պլազմադեսմ)։ Սրանք հատուկ վայրեր են, որտեղ խոռոչ է բացվում բջջապատի վրա՝ թույլ տալով, որ ցիտոպլազման փոխանակվի երկու բջիջների միջև:

Պլազմադեսմները կապված են պլազմային թաղանթի հետ, որը շարունակական է երկու բջիջների թաղանթների հետ: Յուրաքանչյուր պլազմոդեզմ պարունակում է ցիտոպլազմա, որը տարածվում է դրա միջով՝ իր հետ բերելով էնդոպլազմային ցանցի էլ ավելի բարակ մասը (վերը նշված գծապատկերում չի ցուցադրվում):

Որոշակի չափերից փոքր մոլեկուլները (չափի բացառման սահմանը) պասիվ դիֆուզիայով ազատորեն շարժվում են պլազմադեսմային անցուղիներով: Չափի բացառման սահմանը տատանվում է բույսերի մեջ և նույնիսկ բույսի բջիջների տեսակների մեջ: Պլազմադեսմները կարող են ընտրողաբար ընդլայնվել (ընդարձակվել)՝ թույլ տալով որոշակի խոշոր մոլեկուլների անցումը, ինչպիսիք են սպիտակուցները, թեև այս գործընթացը դեռևս լավ ուսումնասիրված չէ$^{1,2}$start superscript, 1, comma, 2, end superscript։

Գործառնական առումով կենդանական բջիջներում անցքերի միջոցով միացումները շատ նման են բույսերի բջիջների պլազմադեսմներին. դրանք անցուղիներ են հարևան բջիջների միջև, որոնք թույլ են տալիս իոնների, ջրի և այլ նյութերի տեղափոխումը$^3$cubed: Սակայն, կառուցվածքային առումով, անցքերի միջոցով միացումները և պլազմադեսմները բավականին տարբեր են:

Ողնաշարավորների մոտ անցքերի միջոցով միացումները զարգանում են, երբ թաղանթային վեց սպիտակուցներ, որոնք կոչվում են կոննեքսիններ, կազմում են երկար բլիթանման կառուցվածք, որը կոչվում է կցորդ: Երբ հարակից կենդանական բջիջներում կցորդները կամ անցքերը կամ «բլիթի անցքերը» հավասարեցվում են, բջիջների միջև անցուղի է ստեղծվում (անողնաշարավորները նույնպես նմանատիպ անցուղիներ են առաջացնում, բայց օգտագործում են սպիտակուցների այլ շարք, որոնք կոչվում են իննեքսիններ)$^4$start superscript, 4, end superscript:

Անցքերի միջոցով միացումները հատկապես կարևոր են սրտամկանի համար․ կծկվելու էլեկտրական ազդանշանն արագորեն տարածվում է սրտամկանի բջիջների միջև, երբ իոններն անցնում են այդ անցքերի միջով՝ թույլ տալով, որ բջիջները համատեղ կծկվեն։

Բջիջների միջև ոչ բոլոր միացումներն են առաջացնում ցիտոպլազմային կապեր: Փոխարենը՝ ամուր միացումները անջրանցիկ հպում են ստեղծում հարակից երկու կենդանական բջիջների միջև:

Ամուր միացման տեղում բջիջները սերտորեն պահվում են միմյանց դիմաց կլաուդիններ կոչվող սպիտակուցների բազմաթիվ խմբերով, որոնցից յուրաքանչյուրը փոխազդում է իր զույգ բջջի բջջաթաղանթում առկա իր գործընկերների խմբի հետ: Խմբերը դասավորված են շղթաներով, որոնք ճյուղավորվելով խիտ ցանց են կազմում՝ ստեղծելով ամուր հպում$^5$start superscript, 5, end superscript.

Ամուր միացումների նպատակն է կանխել բջիջների արանքից հեղուկի արտահոսքը՝ թույլ տալով, որ բջիջների շերտը (օրինակ՝ օրգանի ներսը պատող) հանդես գա որպես անթափանց արգելք:

Կենդանական բջիջները կարող են պարունակել նաև այլ միացումներ՝ դեսմոսոմներ, որոնք հարակից էպիթելային բջիջների միջև գործում են ինչպես կետային զոդումը: Դեսմոսոմը ներառում է սպիտակուցների համալիր: Այս սպիտակուցների մի մասը տարածվում է թաղանթի վրայով, իսկ մյուս մասը խարսխում է բջջի ներսում եղած միացումը։

Կադերինները՝ ադհեզիայի մասնագիտացված սպիտակուցներ են, որոնք հայտնաբերվել են երկու բջիջների թաղանթների վրա և փոխազդում են նրանց միջև տարածության մեջ՝ թաղանթները պահելով միասին: Բջջի ներսում կադերինները կցվում են ցիտոպլազմային սկավառակ կոչվող կառույցին (աջից պատկերված կարմիրը), որը միանում է միջանկյալ ֆիլամենտներին և օգնում խարիսխելու միացումը։

Դեսմոսոմները կապում են հարակից բջիջները միմյանց՝ ապահովելով, որ ձգվող օրգանների և հյուսվածքների բջիջները, ինչպիսիք են մաշկը և սրտամկանը, անխափան մնան իրար միացած։