უჯრედშორისი შეერთების ადგილი

შენობას რომ აშენებდეთ, ოთახებს რითი დააკავშირებდით ერთმანეთთან? ზოგ შემთხვევაში სასურველი იქნებოდა, ადამიანებს ერთი ოთახიდან მეორეში გასვლა შეძლებოდათ, ამიტომ შუაში კარს ჩასვამდით. თუკი ორი მოსაზღვრე კედლის ერთმანეთთან მყარად მიმაგრება მოგინდებოდათ, ძლიერი ჭანჭიკებით დააკავშირებდით მათ. ზოგჯერ კი შესაძლოა, საჭირო გამხდარიყო ორი კედლის ძალიან მტკიცედ მიწებება ერთმანეთთან, მაგალითად იმისთვის, რომ მათ შორის წყალი არ ჩასულიყო.

აღმოჩნდა, რომ უჯრედებიც იმავე შეკითხვის წინაშე დგებიან ქსოვილში სხვა უჯრედების მეზობლად განლაგებისას. უნდა ჩაისვას თუ არა კარი შუაში მეზობლებთან პირდაპირ დასაკავშირებლად? იქნებ სხვადასხვა წერტილში უნდა შედუღაბდეს უჯრედების მოსაზღვრე კედლები ან, საერთოდაც, ჰერმეტულად მიეწებოს ისინი ერთმანეთს, რათა ქსოვილმა წყალი არ გაატაროს? სხვადასხვა სახის უჯრედში ამ დანიშნულებების მქონე ყველანაირი კავშირი გვხვდება და ამ სტატიაში ჩვენ მათ რიგრიგობით გავეცნობით.

უჯრედის კედლით შემოსაზღვრული მცენარეული უჯრედები, განსხვავებით ცხოველურისგან, ერთმანეთს პლაზმური მემბრანის ფართო უბნებით არ უკავშირდებიან. ამის ნაცვლად, მათ სპეციალიზებული კავშირები, პლაზმოდესმები (ციტოპლაზმური ჭიმები), აქვთ - უბნები, სადაც უჯრედის კედელი გახვრეტილია და ორ უჯრედს შორის ციტოპლაზმა პირდაპირ მიმოიცვლება.

პლაზმოდესმები პლაზმური მემბრანითაა ამოფენილი, რომელიც ორი უჯრედის მემბრანაში უწყვეტად გრძელდება. თითოეულ პლაზმოდესმაში ციტოპლაზმის ჭიმია განთავსებული, კიდევ უფრო წვრილ ენდოპლაზმური ბადის ჭიმთან ერთად (არ არის მოცემული ზედა სურათზე).

განსაზღვრულ ზომაზე პატარა მოლეკულები (გამორიცხვადობის ზღვარი) თავისუფლად ეტევიან და გადიან პლაზმოდესმას არხში პასიური დიფუზიით. გამორიცხვადობის ზღვარი განსხვავდება მცენარეებში და თავად ერთი მცენარის სხვადასხვა უჯრედს შორისაც კი. პლაზმოდესმებს შეუძლიათ, შერჩევით გაფართოვდნენ (დილატაცია) და ზოგიერთი დიდი მოლეკულაც გაატარონ, მაგალითად ცილები, თუმცა ეს პროცესი ცუდადაა შესწავლილი$^{1,2}$start superscript, 1, comma, 2, end superscript.

ფუნქციურად ცხოველური უჯრედების ნაპრალისებრი კავშირები ძალიან მსგავსია მცენარეული უჯრედების პლაზმოდესმებისა: ისინი მეზობელ უჯრედებს შორის მდებარე არხებია, რომლებითაც იონები, წყალი და სხვა ნივთიერებები გადაადგილდება$^3$cubed. თუმცა, სტრუქტურულად ნაპრალისებრი კავშირები და პლაზმოდესმები საკმაოდ განსხვავდება.

ხერხემლიანებში ნაპრალისებრი კავშირები არის ექვს-ექვსად დაწყობილი მემბრანული ცილების, კონექსინების, მიერ შექმნილი წაგრძელებული, დონატის მსგავსი სტრუქტურები, ე.წ. კონექსონები. როცა ორი მეზობელი უჯრედის კონექსონების ხვრელები, ამ „დონატების" ნახვრეტები, ერთმანეთის პირისპირ ლაგდება, უჯრედებს შორის არხი წარმოიქმნება (უხერხემლოებშიც მსგავსად ყალიბდება ნაპრალოვანი კავშირები, მაგრამ ცილებს ინექსინები ეწოდებათ.)$^4$start superscript, 4, end superscript

ნაპრალისებრი კავშირები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გულის კუნთში: შეკუმშისთვის საჭირო ელექტრული სიგნალი სწრაფად ვრცელდება გულის კუნთში იონების ნაპრალისებრ კავშირებში მოძრაობის წყალობით და უჯრედებიც ერთდროულად იკუმშება.

უჯრედშორისი კავშირების ყველა სახე არ აკავშირებს ციტოპლაზმებს ერთმანეთთან. მკვრივი კონტაქტები, იგივე ბრმა სარტყელი, წყალგაუმტარ, ჰერმეტულ კავშირს წარმოქმნის ორ მეზობელ ცხოველურ უჯრედს შორის.

მკვრივი კონტაქტის უბანში უჯრედები ერთმანეთთან მჭიდროდაა დაკავშირებული სპეციალური ცილების, კლაუდინების, განცალკევებული ჯგუფებით. თითოეული ჯგუფი მეზობელი უჯრედის მემბრანაში არსებულ შესაბამის ჯგუფთან ურთიერთქმედებს. ჯგუფები დატოტვილ ჯაჭვებადაა განლაგებული და რაც უფრო მეტია ჯაჭვების რაოდენობა, მით უფრო მტკიცეა კავშირი$^5$start superscript, 5, end superscript.

მკვრივი კონტაქტები ხელს უშლის უჯრედებს შორის სითხის შეღწევას. ისინი უჯრედთა ჰერმეტულ შრეს, შეუღწეველ ბარიერს ქმნის (მაგალითად, ორგანოს ამომფენ შრეს). შარდის ბუშტის ამომფენ უჯრედებს შორის არსებული მკვრივი კონტაქტები ხელს უშლის შარდის შეღწევას უჯრედშორის სივრცეში.

ცხოველური უჯრედების კავშირის კიდევ ერთი სახეა დესმოსომები, რომლებიც შედუღაბების წერტილებივითაა მეზობელ ეპითელურ უჯრედებს შორის. დესმოსომას ცილების კომპლექსი ქმნის. ამ ცილების ნაწილი მემბრანის მიღმა მდებარეობს, ნაწილი კი უჯრედში ღუზასავითაა ჩაშენებული.

კადჰერინები ადჰეზიის სპეციალური ცილებია, რომლებიც ორივე მოკავშირე უჯრედის მემბრანაზე მდებარეობს და მათ შორის არსებულ სივრცეში ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან, რითაც მემბრანებს ერთმანეთთან აფიქსირებს. უჯრედის შიგნით კადჰერინები ციტოპლაზმურ ფოლაქს უკავშირდება (მარჯვენა სურათზე წითლად), რომელიც, თავის მხრივ, შუალედურ ფილამენტებს ემაგრება და კავშირის გამაგრებას უწყობს ხელს.

დესმოსომები მეზობელ უჯრედებს ერთმანეთზე „ჭიკარტით აკრავენ" და უზრუნველყოფენ, რომ იმ ორგანოებისა და ქსოვილების უჯრედები, რომლებსაც გაჭიმვა უწევთ (მაგალითად კანი, გულის კუნთი), ერთმანეთთან გაუწყვეტელ ფენად იყოს დაკავშირებული.