Щелевые контакты

Щелевой контакт

Щелевое соединение, щелевой контакт (англ. gap junction) — способ соединения клеток в организме с помощью белковых каналов (коннексонов). Через щелевые контакты могут непосредственно передаваться от клетки к клетке электрические сигналы (потенциалы действия), а также малые молекулы (с молекулярной массой примерно до 1.000 Д). Этим щелевые контакты отличаются от плазмодесм, через которые могут транспортироваться макромолекулы и даже органоиды.

Структурную основу щелевого соединения составляют коннексоны — каналы, образуемые шестью белками-коннексинами. В нервной системе щелевое соединение между нейронами встречается в так называемых электрических синапсах. Отдельные коннексоны обычно сосредоточены на ограниченных по площади участках мембран — нексусах, или бляшках (англ. plaque) диаметром 0,5-1 мкм. В области нексуса мембраны соседних клеток сближены, расстояние между ними составляет 2-4 нм.

Белки щелевых контактов

У позвоночных основу щелевых контактов составляют коннексины — первое из описанных семейств белков щелевых контактов. В геноме человека идентифицирован 21 ген щелевых контактов, в геноме мыши — 20 генов.

У беспозвоночных имеется другое семейство белков щелевых контактов, сходных с коннексинами по структуре и функциям. но негомологичных им (имеющих несходную первичную структуру) — иннексины. В геноме Caenorhabditis elegans найдено 25 генов иннексинов, в геноме Drosophila melanogaster — 8.

Позднее выяснилось, что у позвоночных, кроме коннексинов, имеются также белки, гомологичные иннексинам. Эти белки, открытые группой российских ученых,^[1] получили название паннексины. В геноме человека и мыши к настоящему времени идентифицированы 3 гена паннексинов ^[2].

У кишечнополостных и иглокожих есть щелевые контакты, но нет генов ни одного из вышеназванных семейств. Это означает, что существуют ещё не открытые семейства белков щелевых контактов ^[3]

Местонахождения в организме и функции щелевых контактов

Основная функция щелевых контактов - электрическое соединение двух клеток, а также перенос небольших молекул между ними. В различных тканях оно существует с разными задачами. В нервной системе щелевые контакты - один из способов передачи возбуждения между нейронами, электрический синапс. В сердце щелевые контакты соединяют кардиомиоциты для обеспечения синхронности сокращения всех клеток одного отдела. Щелевые контакты встречаются практически во всех тканях. Одним из исключений является поперечно-полосатая мускулатура, где клеткам не требуется электрическая связь, поскольку они там слиты в симпласт (однако щелевые контакты встречаются в сосудах, питающих мышцы). Также щелевые контакты не обнаруживаются у эритроцитов и зрелых сперамтозоидов.^[4] Щелевые контакты даже соединяют клетки фолликула с ооцитом (формально, клетки разных организмов), а разрушение этой связи является одним из сигналов для ооцита при овуляции.^[5] Очень значительную роль в функционировании организма играют так называемые полуканалы - "половинки" щелевых контактов, открытые в межклеточное пространство. Например, они участвуют в создании кальциевой волны в эндотелии, выпуская АТФ наружу из клетки, что способствует поддержанию кровяного давления в сосуде. ^[6]
Изменения щелевых контактов-одна из причин эффекта "свидетеля" при облучении.

Примечания

1. ↑ Panchin Y, Kelmanson I, Matz M, Lukyanov K, Usman N, Lukyanov S. A ubiquitous family of putative gap junction molecules. Curr Biol. 2000 Jun 29;10(13):R473-4 PMID 10898987
2. ↑ Baranova A, Ivanov D, Petrash N, Pestova A, Skoblov M, Kelmanson I, Shagin D, Nazarenko S, Geraymovych E, Litvin O, Tiunova A, Born TL, Usman N, Staroverov D, Lukyanov S, Panchin Y. The mammalian pannexin family is homologous to the invertebrate innexin gap junction proteins. Genomics. 2004 Apr;83(4):706-16 PMID: 15028292
3. ↑ Клетки в сетке или о важности контактов | Журнал «Наука и жизнь»
4. ↑ Rackauskas, M., Neverauskas, V., Skeberdis, V.A., 2010. Diversity and properties of connexin gap junction channels. Medicina (Kaunas) 46, 1–12.
5. ↑ Conti, M., 2010. Signaling networks in somatic cells and oocytes activated during ovulation. Ann. Endocrinol. (Paris) 71, 189–190.
6. ↑ Dahl, G. and Locovei, S. (2006), Pannexin: To gap or not to gap, is that a question?. IUBMB Life, 58: 409–419. doi: 10.1080/15216540600794526

Ссылки

	Щелевые контакты на Викискладе?

• Щелевые контакты — cellbiol.ru

п • Межклеточные контакты Якорные контакты Ассоциированные с актиновым цитосклетеом Адгезионные контакты (клетка-клетка) · Фокальные контакты (клетка-внеклеточный матрикс) Ассоциированные с промежуточными филаментами Десмосомы (клетка-клетка) · Гемидесмосомы (клетка-внеклеточный матрикс) Запирающие контакты Плотные контакты (у позвоночных) · Септированные контакты (у беспозвоночных) Контакты, формирующие каналы Щелевые контакты (у животных) · Плазмодесмы (у растений)