Skip to main content
Global

13.14: צומת פערים

  • Page ID
    208638
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    בניגוד לסוגים אחרים של הידבקות תא-תא, צומת הפער (המכונה לפעמים נקסוס) מחבר לא רק את החלק החיצוני של שני תאים, הוא מחבר גם את הציטופלזמה שלהם. לכל תא יש קונקסון (aka hemichannel) העשוי משישה חלבוני קונקסין. הקונקסינים עשויים להיות כולם מאותו סוג, או שילובים של שונים, מהם 20 ידועים בבני אדם ועכברים. הקונקסון מקיים אינטראקציה עם קונקסון בתא סמוך כדי לחבר את הציטופלזמה של שני התאים בצומת פערים.

    צילום מסך 2019-01-08 בשעה 1.01.22 PM.png
    איור\(\PageIndex{18}\). צומת פערים

    גודל הנקבוביות של צומת הפער משתנה בהתאם לסוג הקונקסינים, אך באופן כללי, המולקולות מתחת ל-1 kDa מסוגלות לעבור בעוד שגדולות יותר אינן יכולות. לכן, תאים המחוברים בצמתים מרווחים מחוברים חשמלית (יונים יכולים לעבור בחופשיות), הם יכולים לחלוק אנרגיה תאית (ATP), ומולקולות איתות שליח שני כמו Ca 2+ או IP 3, אך לא את רוב החלבונים או חומצות הגרעין. הנקבוביות לא תמיד פתוחות, אלא נשלטות על ידי זרחון של מספר סרינים בתחומים התוך תאיים של כל קונקסין.

    למרות שהם נמצאו כיום ברוב סוגי הרקמות המטאזואניות, הם חשובים במיוחד בשריר הלב. כאן, צומת הפער מבטיחים התפשטות יעילה של אותות התכווצות כך שריר הלב יכול להתכווץ בסנכרון. זה חשוב גם בהתפתחות הלב: נוקאאוט גנטי של connexin43, קונקסין הלב הראשוני, מוביל לעיכוב בלולאה של הגפה העולה של צינור הלב העוברי, כלומר מומים במיוחד בחדר הימני, במסתם הטריקוספידי ובדרכי היציאה התת-ריאתית.

    צילום מסך 2019-01-08 בשעה 1.03.53 PM.png
    איור\(\PageIndex{19}\). סקירה כללית של הידבקויות סלולריות. מלמעלה למטה ישנם צמתים הדוקים (סגולים), צמתים דבקים עם f-actin (כחול), דסמוזומים (כתומים) המחוברים לחוטים ביניים וצמתים מרווחים (כחול). ישנם גם המידסמוזומים (כתומים) על המשטח הבסיסי המחובר לקרום המרתף

    כאשר רוב האנשים, כולל רוב הביולוגים, חושבים על קשרים עצביים וסינפסות, הם חושבים על סינפסות כימיות שבהן תא אחד מאותת לאחר על ידי שחרור נוירוטרנסמיטורים. עם זאת, כיום ידוע היטב כי במערכת העצבים המרכזית, סינפסות חשמליות דרך צומת פערים הן חלק משמעותי מהרפרטואר של תקשורת עצבית. הרשתית היא דוגמה מצוינת עם צומת פערים רבים בין נוירונים. למעשה, נוירוטרנסמיטורים המופעלים באור יכולים להפעיל מסלולי חלבון קינאז המזרחים קונקסינים, ובכך לשנות את המוליכות דרך צומת הפערים. דוגמה בולטת היא הצימוד החשמלי המבוסס על צומת פערים של נוירונים פוטורצפטורים של חרוט. הם מחוברים ליד הבסיס של התאים, כך עירור של אחד מניע עירור של כמה אחרים. זה חשוב ביצירת אות חזותי ברור מכיוון שהתגובה העיקרית, פוטוטרנסדוקציה, היא תהליך מלוכלך. בשל נוכחותם הפשוטה של פוטונים אקראיים המקפצים, יחס האות לרעש של עירור המושרה על ידי אור נמוך מאוד. עם זאת, מכיוון שצימוד חשמלי מסכם את האות של שכנים קרובים אך לא את רעשי הרקע, לפלט האות מנוירונים אלה יש שיפור ביחס האות לרעש של ~ 77%! נושא זה נסקר ב בלומפילד וולגי, ביקורות טבע (מדעי המוח), 10:495-506, 2009.