Vad är gapskorsningar?
Gapkorsningar är cylindriska kanaler mellan djurceller som tillåter små molekyler och joner att passera från insidan av en cell till insidan av den intilliggande cellen. När de finns i växtceller kallas liknande strukturer plasmodesmata. Utan dessa passager kunde material inte passera genom plasmamembranet, som skiljer insidan av cellen från utsidan. Gapkorsningar hjälper celler att snabbt kommunicera kemiska och elektriska signaler och uppnå homeostas eller fysiologisk balans.
Gapkorsningar låter bara joner eller laddade partiklar och små molekyler upp till cirka 1 000 dalton passera in i nästa cell. Till skillnad från andra cellulära kanaler begränsar gapskärningarna inte vilken typ av material som passerar från cell till cell. Dessa kanaler finns i de flesta typer av djurceller, med undantag av skelettmuskelfibrer och fritt cirkulerande celler såsom röda blodkroppar och cirkulerande lymfocyter.
Gap-korsningar bildas när två motsatta connexons, eller hemichannels, sammanfogar över det intracellulära utrymmet, eller utrymmet mellan två angränsande celler. Nära kanalen smalnar det intracellulära utrymmet till ungefär 30 ångström (1,2e-7in) från cirka 200 ångström (9,8e-7in) eller bredare. Connexons är hexagonala proteinstrukturer som består av sex proteiner som kallas connexins.
De tre huvudfunktionerna för gapövergångar innehåller skadade celler, metabolisk koppling och elektrisk koppling. Om en cell skadas är det viktigt att isolera den från andra celler eller döda den dåliga cellen så att defekten inte sprids. Gapkorsningar kommunicerar dödsignaler mellan celler och stängs av som svar på ökade intracellulära kalciumnivåer och lågt pH. Det föreslås att skada på kommunikation mellan klyftor skapar cancer, eftersom cellerna förlorar sin förmåga att isolera och döda defekta celler. Forskning pågår för att undersöka graden av inblandning i klyftor i att orsaka cancer.
Gapkorsningar är viktiga för att kroppen ska fungera på grund av deras roll i elektrisk koppling. Eftersom de tillåter laddade partiklar, eller joner, att passera från cell till cell, orsakar jonerna den totala laddningen av cellen att förändras. Om cellens laddning blir mer positiv kallas den en depolarisering, och om cellen blir tillräckligt depolariserad eller tillräckligt positiv orsakar den en handlingspotential. Åtgärdspotentialen sätter i sin tur en snabb signalvåg som kulminerar med en muskelsammandragning. Gapkorsningar används i denna kapacitet i glattmuskel och hjärtmuskel.
Elektrisk koppling sker också mellan angränsande neuroner vid specialiserade spaltkorsningar som kallas elektriska synapser. Dessa elektriska synapser överför också neuroner över det intracellulära utrymmet för att skapa en depolarisering, eller en mer positiv laddning i det intilliggande neuronet. Elektrisk signalering är mycket snabbare än kemisk signalering och kan erbjuda sändningssignaler i båda riktningarna.
Gapkorsningar hjälper metabolisk koppling genom att låta kemiska andra budbärare som kalciumjoner och cyklisk adenosinmonofosfat - även känd som cAMP eller cyklisk AMP - passera in i den intilliggande cellens cytoplasma. Cyklisk AMP är en andra messenger-kemikalie härrörande från adenosintrifosfat, mer allmänt känt som ATP. Cyklisk AMP passerar enkelt genom gapskorsningar, vilket gör att den kan överföra meddelandet om hormoner. Hormoner är viktiga budbärarkemikalier, av vilka många inte kan passera genom cellmembran på egen hand och kräver hjälp av sekundära budbärare och kanaler som gapskorsningar.