Hvad er gap-junctions?
Gapforbindelser er cylindriske kanaler mellem dyreceller, der tillader små molekyler og ioner at passere fra indersiden af en celle til indersiden af den tilstødende celle. Når de findes i planteceller, kaldes lignende strukturer plasmodesmata. Uden disse passager kunne materiale ikke passere gennem plasmamembranen, der adskiller indersiden af cellen fra ydersiden. Gap-kryds hjælper celler med at kommunikere kemiske og elektriske signaler hurtigt og opnå homeostase eller fysiologisk balance.
Gapkryds lader kun ioner eller ladede partikler og små molekyler op til ca. 1.000 dalton passere ind i den næste celle. I modsætning til andre cellulære kanaler begrænser spalteforbindelser ikke, hvilken type materiale der passerer fra celle til celle. Disse kanaler findes i de fleste typer af dyreceller med undtagelse af knoglemuskelfibre og frit cirkulerende celler, såsom røde blodlegemer og cirkulerende lymfocytter.
Gap-kryds dannes, når to modsatrettede forbindelser, eller hæmichannels, samles på tværs af det intracellulære rum, eller mellemrummet mellem to tilstødende celler. I nærheden af kanalen indsnævres det intracellulære rum til ca. 30 ångstrøm (1,2e-7in) fra omkring 200 ångstrømmer (9,8e-7in) eller bredere. Connexons er hexagonale proteinstrukturer, der består af seks proteiner kaldet connexins.
De tre hovedfunktioner af spalteforbindelser indeholder beskadigede celler, metabolisk kobling og elektrisk kobling. Hvis en celle bliver beskadiget, er det vigtigt at isolere den fra andre celler eller dræbe den dårlige celle, så defekten ikke spreder sig. Gap-kryds kommunikerer dødsignaler mellem celler og lukkes som reaktion på forhøjede intracellulære calciumniveauer og lav pH. Det foreslås, at beskadigelse af kommunikation mellem gap-junction forårsager kræft, fordi cellerne mister deres evne til at isolere og dræbe defekte celler. Der pågår forskning for at undersøge graden af gap-junction-involvering i årsag til kræft.
Spalteforbindelser er vigtige for kroppens korrekte funktion på grund af deres rolle i elektrisk kobling. Da de tillader ladede partikler eller ioner at passere fra celle til celle, forårsager ionerne den samlede ladning af cellen til at ændre sig. Hvis cellens ladning bliver mere positiv, kaldes den en depolarisering, og hvis cellen bliver tilstrækkelig depolariseret eller tilstrækkelig positiv, forårsager den et handlingspotentiale. Handlingspotentialet på sin side sætter en hurtig bølge af signaler i gang, der kulminerer med en muskelsammentrækning. Gap-kryds bruges i denne kapacitet i glat muskel og hjertemuskulatur.
Elektrisk kobling forekommer også mellem tilstødende neuroner ved specialiserede spalteforbindelser kaldet elektriske synapser. Disse elektriske synapser transmitterer også neuroner over det intracellulære rum for at skabe en depolarisering eller en mere positiv ladning i det tilstødende neuron. Elektrisk signalering er meget hurtigere end kemisk signalering og kan tilbyde transmissionssignaler i begge retninger.
Gapforbindelser hjælper metabolske koblinger ved at lade kemiske sekundære messenger såsom calciumioner og cyklisk adenosinmonophosphat - også kendt som cAMP eller cyklisk AMP - passere ind i den tilstødende celles cytoplasma. Cyklisk AMP er et andet messenger-kemikalie afledt af adenosintrifosfat, mere almindeligt kendt som ATP. Cyklisk AMP passerer let gennem spalteforbindelser, så den kan overføre budskabet om hormoner. Hormoner er vigtige messenger-kemikalier, hvoraf mange ikke kan passere gennem cellemembraner på egen hånd og kræver hjælp fra sekundære messengers og kanaler, såsom spalteforbindelser.