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Ein mehrzelliger Organismus kann aus Hunderten bis Billionen von Zellen bestehen. Jedes enthält die Organellen und andere Komponenten, die zur Erfüllung aller lebenswichtigen Funktionen erforderlich sind. Die Zellen arbeiten jedoch nicht isoliert, sodass eine Verbindung erforderlich ist. Für den Körper ist es auch wichtig, dass seine Zellen miteinander kommunizieren und reagieren können. Die Gap Junctions und Plasmodesmen unterstützen diese Funktion in tierischen bzw. pflanzlichen Zellen.
Struktur von tierischen und pflanzlichen Zellen
Tier- und Pflanzenzellen sind eukaryotisch und haben viele Komponenten gemeinsam. Beide sind mit einer Plasmamembran oder einer Lipiddoppelschicht ausgekleidet. Neben typischen zellulären Komponenten wie Zellkern, Mitochondrien, endoplasmatischem Retikulum, Ribosomen und Golgi-Komplex weisen Pflanzenzellen auch Chloroplasten und eine starre Zellwand auf. Die Zellwand besteht aus Cellulose, Hemicellulose und anderen Polysacchariden und befindet sich außerhalb der Plasmamembran. Sie kann eine Dicke von 0,1 um oder mehr aufweisen.
Verbindung zwischen Zellen
In tierischen Zellen gibt es verschiedene Arten von interzellulären Verbindungen oder Verbindungen, die unterschiedliche oder sogar entgegengesetzte Rollen haben können. Einige von ihnen dienen dazu, Zellen abzudichten und den Austausch von Material zwischen ihnen zu verhindern, andere unterstützen die Adhäsion von Zellen aneinander oder an die extrazelluläre Matrix und andere ermöglichen den Austausch chemischer und elektrischer Signale direkt zwischen Zellen, wie z. B. Gap Junctions. Die Plasmodesmen von Pflanzenzellen spielen wiederum eine ähnliche Kommunikationsfunktion wie Gap Junctions.
Gap Junctions
Der Gap Junction ist ein Proteinkanal, der sich zwischen den Plasmamembranen zweier Zellen bildet. Eine Proteinuntereinheit, Connexin genannt, dringt in die Plasmamembran jeder Zelle ein und bindet sich dann an andere Connexine. Zwischen dem Zytoplasma zweier Zellen bildet sich ein kontinuierlicher Proteinkanal, der groß genug ist, damit Ionen und kleine Moleküle direkt von einer Zelle zur anderen gelangen können.
Plasmodesmen
Plasmododesmen unterscheiden sich strukturell von Gap Junctions, haben jedoch im Wesentlichen die gleiche Funktion. Jeder Plasmodode ist ein Kanal zwischen zwei Pflanzenzellen, der durch die Zellwand verläuft. Im Gegensatz zu Gap Junctions ist bei einer Plasmodode die Plasmamembran einer Zelle mit der einer anderen Zelle kontinuierlich und bildet einen engen Durchgang zwischen ihnen. Somit ist das Zytoplasma beider Zellen verbunden und kleine Moleküle können von einer Zelle zur anderen transportiert werden. Eine als Desmotubule bezeichnete Struktur findet sich auch häufig in einem Plasmododen - sie verbindet sich mit dem glatten endoplasmatischen Retikulum beider Zellen und ist kontinuierlich.