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${}^{1,2}$‍։

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${}^3$‍: 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)${}^4$‍:

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${}^5$‍.

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։