간극연접

다세포 유기체는 세포가 서로 의사소통하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 간극연접(gap junction)은 동물세포에서 일어나며, 인접한 세포 사이에 구멍을 만들어 둘 사이의 세포질(cytoplasm)을 연결하고, 분자와 이온의 교환을 가능하게 하는 특수 단백질입니다. 간극연접은 무척추동물과 척추동물 종에서 광범위하게 발견되고, 세포 분화(differentiation)와 발달을 포함한 수많은 기능을 중재하며, 심장과 피부 질환을 포함한 수많은 인간 질병과 연관되어 있습니다.

척추동물 간극연접은 커넥신(connexin)이라고 불리는 막관통단백질(transmembrane protein)로 구성되어 있고, 6개의 커넥신은 커넥손(connexon)이라고 불리는 반쪽채널(hemichannel)을 형성합니다. 인간은 거의 모든 세포 유형에서 발현되는 적어도 21가지의 다른 형태의 커넥신을 가지고 있습니다. 커넥손 반쪽채널은 6개의 커넥신이 모두 같을 때는 동형(homomeric), 다른 종류로 구성될 때는 이형(heteromeric)이라고 합니다.

대부분의 세포는 한 유형 이상의 커넥신을 발현합니다. 이 커넥신은 기능적인 커넥손 반쪽채널이나 인접 세포의 헤미채널과 짝을 이루어 온전한 간극연접 채널을 형성합니다. 간극연접은 각 커넥손이 동일할 때 동형(homotypic)으로 간주하고 서로 다를 경우 이형(heterotypic)으로 간주합니다. 간극연접 플라크(gap junction plaque)라고 하는 군집은 플라크의 중심에서 채널이 지속해서 재활용되고 분해되며 주변부에선 새 채널로 교체되는 곳에 형성됩니다.

간극연접은 이온, 2차 전달자(second messenger), 당, 그리고 여러 작은 분자들을 세포들 사이로 통과시킵니다. 이 교환은 선택적 투과를 통해 일어나며, 채널의 커넥신 구성에 따라 결정됩니다. 간극연접은 특정한 조건에서 개방 상태와 폐쇄 상태 사이를 전환하며 세포 간 분자 교환을 조절할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. pH와 Ca²⁺ 이온의 존재와 같은 요인은 짧은 시간 동안 세포 간의 통신을 조절할 수 있고, 차등 유전자 발현(differential gene expression)은 발달 조직과 성체 조직의 다양한 세포 유형에 있는 커넥신의 유형과 풍부함을 조절합니다.