Tanto en el reino animal como en el vegetal, las células deben poder comunicarse entre sí para garantizar la supervivencia. Existen varios canales y uniones que unen las células y permiten que las sustancias y los mensajes se crucen entre ellos. Dos ejemplos principales incluyen plasmodesmata y uniones de brecha, pero poseen diferencias importantes.
¿Qué es un cruce de brecha?
Las uniones de brecha son una forma de canal de conexión que se encuentra en las células animales. Las células vegetales no poseen uniones huecas.
una unión de brecha está compuesta por conexiones , o hemicanales. Los hemicanales están hechos por el retículo endoplásmico de las células y se reubican en la membrana celular por el aparato de Golgi. estas estructuras moleculares están hechas de proteínas transmembrana llamadas conexinas. las conexiones se alinean para formar una unión de brecha entre las celdas vecinas.
Las uniones de brecha sirven como canales para permitir la entrada de sustancias cruciales, tales como pequeñas moléculas difusibles, micro rnas (mirnas) e iones. Las moléculas más grandes, como los azúcares y las proteínas, no pueden pasar a través de estos pequeños canales.
Las uniones de brecha deben funcionar a diferentes velocidades para la comunicación entre células. se pueden abrir y cerrar rápidamente cuando se necesita una respuesta rápida. La fosforilación desempeña un papel en la regulación de las uniones de brecha.
tipos de uniones de brecha
Hasta ahora, los científicos han encontrado tres tipos principales de uniones en las células animales. Las uniones de huecos homotípicos poseen conexiones idénticas. Las uniones heterotípicas de brecha están hechas de diferentes tipos de conexiones. Las uniones heteroméricas pueden tener conexiones idénticas o diferentes.
La importancia de las uniones gap.
Las uniones de brecha funcionan para permitir que ciertos materiales pasen entre las células vecinas. esto es primordial para mantener la salud de un organismo. por ejemplo, las células miocárdicas del corazón necesitan una comunicación rápida a través del flujo de iones para funcionar correctamente.
Las uniones de brecha también son esenciales para las respuestas del sistema inmunológico. las células inmunes utilizan uniones de brecha para generar respuestas en células sanas, así como en células infectadas o cancerosas.
Las brechas en las células inmunes permiten que los iones de calcio, los péptidos y otros mensajeros pasen a través de ellos. Uno de estos mensajeros es el trifosfato de adenosina o atp, que sirve para activar las células inmunitarias. el calcio (ca2 +) y nad + sirven como moléculas de señalización relacionadas con la función celular a lo largo de la vida de una célula.
También se permite que rna cruce a través de uniones de brecha, pero las uniones demuestran ser selectivas sobre qué mirnas están permitidos.
Las uniones de brecha también son importantes en ciertos cánceres y trastornos de la sangre como la leucemia. Los investigadores aún están discerniendo cómo funciona la comunicación entre las células estromales y las células leucémicas.
los científicos buscan descubrir más información sobre los diferentes bloqueadores de las uniones, para permitir la producción de nuevos fármacos que puedan ayudar a tratar los trastornos inmunitarios y otras enfermedades.
¿Qué son los plasmodesmos?
dado el importante papel de las uniones de brecha en las células animales, podría preguntarse si también existen en las células vegetales. sin embargo, las uniones de brecha están ausentes en las células vegetales.
Las células vegetales contienen canales llamados plasmodesmos . Edward Tangl descubrió esto por primera vez en 1885. Las células animales no albergan ningún plasmodesma en sí, pero los científicos han descubierto un canal similar que no es un cruce de brecha. Hay una serie de diferencias estructurales entre los plasmodesmata y las uniones.
entonces, ¿qué son los plasmodesmos (plasmodesma si son singulares)? plasmodesmas son pequeños canales que unen las células de las plantas. en este sentido, son bastante similares a las uniones de las células de los animales.
sin embargo, en las células vegetales, los plasmodesmas deben cruzar las paredes celulares primarias y secundarias para permitir el paso de señales y materiales. Las células animales no poseen paredes celulares. por lo tanto, las plantas necesitan una forma de atravesar las paredes celulares, ya que las membranas plasmáticas de las plantas no se contactan directamente entre sí en las células vegetales.
Los plasmodesmos son generalmente cilíndricos y revestidos con membrana plasmática. Poseen desmotúbulos, tubos estrechos hechos de retículo endoplásmico liso. Los plasmodesmas primarios recién formados tienden a agruparse. Los plasmodesmos secundarios se desarrollan a medida que las células se expanden.
Las funciones de los plasmodesmos.
Los plasmodesmos permiten el paso de moléculas específicas entre las células vegetales. sin plasmodesmos, los materiales necesarios no podrían pasar entre las paredes celulares rígidas de las plantas. Los materiales importantes que pasan a través de plasmodesmata incluyen iones, nutrientes y azúcares, moléculas de señalización para la respuesta inmune, moléculas ocasionalmente más grandes como las proteínas y algunos rnas.
En general, también sirven como un tipo de filtro para prevenir moléculas y patógenos mucho más grandes. sin embargo, los invasores pueden obligar a los plasmodesmata a abrirse y anular este mecanismo de defensa de las plantas. este cambio en la permeabilidad de plasmodesmata es solo un ejemplo de su adaptabilidad.
regulación de plasmodesmos
Los plasmodesmos pueden ser regulados. Un polímero regulador prominente es la callosa . callose se acumula alrededor de plasmodesmata y trabaja para controlar lo que puede ingresar. mayores cantidades de callosa dan como resultado un menor movimiento de moléculas a través de plasmodesmos. Lo hace esencialmente comprimiendo el diámetro del poro. La permeabilidad se puede aumentar cuando hay menos callosa.
a veces las moléculas más grandes pueden pasar a través de plasmodesmata, ampliando su tamaño de poro o dilatándolos. Desafortunadamente esto es aprovechado a veces por los virus. Los investigadores aún están aprendiendo sobre la composición molecular exacta de los plasmodesmos y cómo funcionan.
variaciones de plasmodesmos
Los plasmodesmos poseen diferentes formas en diferentes roles en las células vegetales. En su forma más básica, son canales simples. Sin embargo, los plasmodesmata pueden hacer canales más avanzados y ramificados. estos últimos plasmodesmos funcionan más como filtros que controlan el movimiento dependiendo del tipo de tejido de la planta. algunos plasmodesmos funcionan como colador, mientras que otros funcionan como un embudo.
Otros tipos de uniones entre células.
En las células humanas, se pueden encontrar cuatro tipos de uniones intracelulares. Uniones de brecha son uno de estos. los otros tres son desmosomas, uniones adherentes y uniones oclusivas.
Los desmosomas son pequeños conectores necesarios entre dos células que a menudo sufren exposición, como las células epiteliales. la conexión se compone de cadherinas, o proteínas enlazadoras.
Las uniones oclusivas también se llaman uniones estrechas. se producen cuando las membranas plasmáticas de dos células se fusionan. No hay muchas sustancias que puedan atravesar la unión oclusiva o cerrada. el sello resultante sirve una barrera protectora contra patógenos; sin embargo, a veces se pueden superar, abriendo las células para atacar.
Las uniones adheridas se pueden encontrar bajo uniones oclusivas. Los cadherins conectan estos dos tipos de uniones. Las uniones adheridas se unen a través de filamentos de actina.
otro conector más es el hemidesmosoma, que utiliza integrina en lugar de cadherinas.
Recientemente, los científicos han descubierto que tanto las células animales como las bacterias contienen canales de membrana celular similares a plasmodesmata, que no son uniones de brecha. estos se llaman nanotubos de túnel, o tnts. En las células animales, estas proteínas pueden permitir que los orgánulos vesiculares se muevan entre las células.
Si bien hay muchas diferencias entre las uniones y los plasmodesmata, ambos desempeñan un papel en permitir la comunicación intracelular . pasan las señales de las células y pueden regularse para permitir o rechazar que ciertas moléculas se crucen. a veces los virus u otros vectores de enfermedades pueden manipularlos y alterar su permeabilidad.
A medida que los científicos aprenden más sobre la composición bioquímica de ambos tipos de canales, pueden adaptarse mejor o crear nuevos productos farmacéuticos que puedan prevenir enfermedades. está claro que los poros revestidos de membrana intracelular son frecuentes en muchas especies, y parece probable que aún no se hayan descubierto nuevos canales en bacterias, plantas y animales.