Un organismo multicellulare può essere composto da centinaia a trilioni di cellule. Ciascuna di queste cellule contiene gli organelli necessari e altri componenti per svolgere tutte le sue funzioni vitali. Tuttavia, le cellule non funzionano in isolamento. Le cellule devono essere in grado di legarsi insieme. È essenziale per l'organismo che le sue cellule siano in grado di comunicare e di rispondere a vicenda. Le giunzioni dei gap e i plasmodesmati aiutano a raggiungere questo obiettivo nelle cellule animali e vegetali, rispettivamente.

Struttura cellulare animale e vegetale

Le cellule animali e vegetali sono cellule eucariotiche e condividono molti degli stessi componenti. Entrambi sono circondati da una membrana plasmatica o doppio strato lipidico. Oltre alle tipiche componenti cellulari, come un nucleo, i mitocondri, il reticolo endoplasmatico, i ribosomi o l'apparato di Golgi, le cellule vegetali contengono anche cloroplasti e una parete cellulare rigida. La parete cellulare è composta da cellulosa, emicellulosa e altri polisaccaridi, ed è esterna alla membrana plasmatica. La parete cellulare può avere uno spessore di 0,1 micrometri o più.

Connessioni tra le celle

Nelle cellule animali esistono diversi tipi di connessioni cellulari o giunzioni. Questi nodi hanno ruoli diversi e talvolta opposti. Alcune giunzioni servono a sigillare le cellule insieme e impedire lo scambio di materiale tra loro. Altre giunzioni aiutano le cellule a legarsi l'una con l'altra o con la matrice extracellulare. Altre giunzioni in realtà consentono lo scambio di segnali chimici ed elettrici direttamente tra le celle. Le giunzioni di gap sono tali giunzioni di comunicazione. I plasmodesmata delle cellule vegetali hanno lo stesso ruolo.

Gap Junctions

Un gap junction è un canale proteico che si forma tra le membrane plasmatiche di due cellule. Una subunità della proteina, chiamata un connexon, penetra nella membrana plasmatica di ogni cellula, e i connexons si uniscono. Esiste quindi un canale continuo tra il citoplasma di una cellula e il citoplasma dell'altra. Questo canale proteico è abbastanza grande da permettere agli ioni e alle piccole molecole di passare direttamente da una cellula all'altra.

Plasmodesmata

I plasmodesmata sono strutturalmente diversi dalle giunzioni del gap, ma svolgono essenzialmente la stessa funzione. Ogni plasmodesma è un canale tra due cellule vegetali che passa attraverso la parete cellulare. A differenza delle giunzioni a gap, in un plasmodesma la membrana plasmatica di una cellula è continua con la membrana plasmatica dell'altra, formando uno stretto passaggio tra di esse. Il citoplasma di entrambe le cellule è quindi connesso e piccole molecole possono passare da una cellula all'altra. Una struttura chiamata desmotubule si trova anche di solito in un plasmodesma: si connette e continua con il reticolo endoplasmatico liscio di entrambe le cellule.