Կոննեքսոն

Կենսաբանությունում **կոննեքսոնը** (connexon), որը հայտնի է նաև որպես կոննեքսինային հեմիալիք (connexin hemichannel), վեց՝ կոննեքսիններ կոչվող սպիտակուցներից կազմված համալիր է, որը ձևավորում է հարակից երկու բջիջների ցիտոպլազմաների միջև գտնվող ճեղքային միացման անցքը։ Այս ալիքը թույլ է տալիս իոնների և ազդանշանային մոլեկուլների երկկողմանի հոսքը։ Կոննեքսոնը տվյալ միացման մեկ կողմում գտնվող բջջի կողմից մատակարարվող հեմիալիքն է. հակադիր բջիջներից եկող երկու կոննեքսոնները սովորաբար միանում են իրար՝ կազմելով լիարժեք միջբջջային ճեղքային միացման ալիքը։ Որոշ բջիջներում հենց հեմիալիքն ինքնին ակտիվ է՝ որպես հաղորդիչ ցիտոպլազմայի և արտաբջջային տարածության միջև՝ թույլ տալով իոնների և 1–2 կԴա-ից փոքր մոլեկուլների փոխանցումը։ Կոննեքսոնների այս գործառույթի մասին քիչ բան է հայտնի՝ բացի նոր տվյալներից, որոնք մատնանշում են դրանց առանցքային դերը ներբջջային ազդանշանավորման մեջ։ Այլ բջիջներում էլ ցույց է տրվել, որ կոննեքսոններ առկա են միտոքոնդրիալ թաղանթներում և, կարծես, դեր են խաղում սրտի իշեմիայի ժամանակ։

Նույն տեսակի կոննեքսիններից կազմված կոննեքսոնները համարվում են հոմոմերիկ, իսկ տարբեր տեսակի կոննեքսիններից կազմվածները՝ հետերոմերիկ։

## Կառուցվածք
### Կազմավորում
Ճեղքային միացման վահանիկների համար նախատեսված կոննեքսինների հավաքումը սկսվում է բջջում կոննեքսինների սինթեզից և ավարտվում՝ բջջաթաղանթի վրա ճեղքային միացման ալիքային վահանակների ձևավորմամբ։ Կոննեքսոններ կազմող կոննեքսին ենթամիավոր սպիտակուցները սինթեզվում են բջջի էնդոպլազմային ցանցի թաղանթների վրա։ Այնուհետև այս ենթամիավորները օլիգոմերացվում են (այսինքն՝ միանում են այլ փոքր բաղադրիչների հետ) և Գոլջիի ապարատում վերածվում կոննեքսոնների։ Դրանից հետո կոննեքսոնները տեղափոխվում են իրենց համապատասխան տեղը՝ պլազմային թաղանթի վրա։ Այնտեղ կոննեքսոնները միանում են հարևան բջջից եկող համատեղելի կոննեքսոնների հետ՝ ձևավորելով ճեղքային միացման ալիքային վահանիկներ։ Այս գործընթացի մեծ մասը միջնորդվում է տարբեր ֆերմենտների և սպիտակուցների ֆոսֆորիլացմամբ, որը որոշ փոխազդեցություններ թույլ է տալիս կամ արգելակում։ Բջջի արտաքին միջավայրի հետ հաղորդակցվող կամ միտոքոնդրիայում տեղակայված ալիքներ կազմող կոննեքսոնների համար հավաքման ուղին որոշ չափով փոփոխված կլինի։

### Ընդհանուր
Կոննեքսոնները նպաստում են ճեղքային միացումների ձևավորմանը և նյարդային ուղիներում էլեկտրական սինապսների կարևոր բաղադրիչն են։  Մեկ ճեղքային միացման ներսում կոննեքսոնները հավաքվում են ջրային միջավայրով հաղորդակցվող ծակոտկեն կառուցվածքի շուրջ՝ ձևավորելով կոննեքսիններից կազմված հեմիալիք։ Կոննեքսիններն այն փոքր սպիտակուցային մոլեկուլներն են, որոնք կազմում են կոննեքսոնները և վճռորոշ դեր ունեն ճեղքային միացումների ձևավորման գործում։ Կառուցվածքային առումով կոննեքսինները կազմված են 4 ալֆա-պարույրաձև տրանսմեմբրանային դոմեններից, որոնք իրար են միացված երկու արտաբջջային օղակներով և մեկ ցիտոպլազմային օղակով, իսկ թե՛ N- և թե՛ C-ծայրերը գտնվում են բջջի ներսում։ Կոննեքսինների տեսակները կարելի է տարբերակել նաև ըստ կանխատեսվող մոլեկուլային քաշի (օր.՝ կոննեքսին 43-ը նշվում է որպես Cx43, քանի որ դրա մոլեկուլային քաշը 43 կԴա է)։ Կոննեքսոնները ձևավորում են ճեղքային միացումը՝ հարակից բջջաթաղանթի վրա գտնվող մեկ հեմիալիքը միացնելով մյուս հեմիալիքին։ Այս փուլում ձևավորվում են միջբջջային ալիքներ, որոնք անցնում են երկու պլազմային թաղանթների միջով։ Հետագայում այս գործընթացը օգնում է ավելի լավ հասկանալ, թե ինչպես են նեյրոնների միջև ապահովվում էլեկտրական սինապսները։ Այդ ժամանակից ի վեր կոննեքսոններն ավելի ու ավելի հաճախ են հայտնաբերվել նաև որպես ալիքներ մեկական թաղանթներում՝ զգալիորեն լայնացնելով դրանց գործառույթների շրջանակը բջիջներում և հյուսվածքներում։

### Քայքայում
Կոննեքսոնի կառուցվածքը քայքայվում է, երբ այն հեռացվում է պլազմային թաղանթից։ Կոննեքսոնները բջջի կողմից ներմուծվում  են որպես երկթաղանթային ալիքային կառուցվածք (քանի որ հեմիալիքները միացած են միմյանց)։ Սա կոչվում է ինտերնալիզացում կամ էնդոցիտոզ։ Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ընդհանուր առմամբ ճեղքային միացումները կարող են էնդոցիտոզի ենթարկվել մի քանի եղանակներով, սակայն ամենահայտնին և ամենաշատ ուսումնասիրվածը կլատրին-միջնորդված էնդոցիտոզն է։  Պարզ ասած՝ այս գործընթացում լիգանդը կապվում է ռեցեպտորին՝ ազդանշան տալով, որպեսզի թաղանթի որոշակի հատված ծածկվի կլատրինով։ Այնուհետև թաղանթի այդ հատվածը «բողբոջում» է դեպի բջջի ներսը՝ ձևավորելով վեզիկուլա։ Բջջի ներսում հայտնվելուց հետո կոննեքսոնները քայքայվում են լիզոսոմային ուղիներով։  Լիզոսոմները կարողանում են քայքայել կոննեքսոնի սպիտակուցները, քանի որ պարունակում են հատուկ ֆերմենտներ, որոնք նախատեսված են  քայքայման համար։ Ենթադրվում է, որ ուբիկվիտինացումը (ubiquitination) բջջում քայքայման ազդանշան է տալիս։

## Բջջային ֆունկցիաներ
### Հատկություններ
Առանձին կոնեքսին սպիտակուցների հատկությունները որոշում են ամբողջ կոնեքսոնային անցուղու ընդհանուր հատկությունները։ Ալիքների թափանցելիությունն ու ընտրողականությունը պայմանավորված են ինչպես դրանց լայնությամբ, այնպես էլ կոննեքսինների մոլեկուլային ընտրողականությամբ՝ օրինակ լիցքային ընտրողականությամբ։ Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ կոննեքսոնները հատկապես թափանցելի են լուծելի երկրորդային հաղորդիչների, ամինաթթուների, նուկլեոտիդների, իոնների և գլյուկոզայի համար։ Ալիքները նույնպես զգայուն են լարման նկատմամբ։ Կոնեքսոնային ալիքներն ունեն լարումից կախված ուղիներ, որոնք բացվում կամ փակվում են՝ կախված երկու բջիջների ներքին մասերի միջև լարման տարբերությունից։ Ուղիները կարող են նաև դրսևորել լարումային զգայունություն՝ կախված բջջի ներքին և արտաքին միջավայրերի լարման տարբերությունից (այսինքն՝ թաղանթային պոտենցիալից)

### Մոդուլացում
Ճեղքային միացումների միջոցով հաղորդակցությունը կարող է մոդուլացվել/կարգավորվել բազմաթիվ եղանակներով։ Մոդուլացման հիմնական տեսակներն են՝

* **Քիմիական** – քիմիական մոդուլյացիայի տարածված տեսակներից մեկը Ca2+-ի և կոնեքսինների որոշակի դոմենների փոխազդեցությունն է: Թեև այն դեռևս լիովին պարզաբանված չէ, ենթադրվում է, որ այս փոխազդեցության հետևանքով Ca2+-ը արգելափակում է անցուղու ծակոտին: Քիմիական մոդուլյացիայի մեկ այլ ձև է անցուղու արձագանքը թթվայնացմանը (ներբջջային pH-ի նվազմանը): Պարզվել է, որ ներբջջային թթվայնացումն առաջացնում է փոփոխություն կոնեքսինների C-ծայրային դոմենում, ինչն էլ այնուհետև նվազեցնում է անցուղու ակտիվությունը։
* **Սպիտակուցների ֆոսֆորիլացում** – սպիտակուցների ֆոսֆորիլացումը կարգավորում է անցուղիների միջև հաղորդակցությունը բազմաթիվ եղանակներով՝ վերահսկելով կոնեքսինների տեղափոխումը Գոլջիի ապարատից, կոնեքսոնների կուտակումը որոշակի հատվածներում և անպիտան անցուղիների քայքայումը։ Այս գործընթացները շատ բարդ են, սակայն սպիտակուցների ֆոսֆորիլացման մասնակցությունն ապացուցված է։
* **Հումորալ** – ճեղքային միացումների հաղորդակցման հումորալ մոդուլացումն իրականացվում է բազմաթիվ կենսամոլեկուլների միջոցով՝ օրինակ նեյրոմեդիատորների, աճի գործոնների և տարբեր կենսաակտիվ միացությունների։ Նեյրոմեդիատորներ՝ ինչպիսիք են էպինեֆրինը և նորեպինեֆրինը, ազդում են նեյրոնային ճեղքային միացությունների վրա՝ նպաստելով գործողության պոտենցիալների տարածմանը նեյրոնների երկայնքով։ Այսպիսի մոդուլացմամբ ճեղքային միացությունները հաճախ հանդիպում են սրտային հյուսվածքում գտնվող նեյրոններում և ողնաշարավորների ցանցաթաղանթում։

## Ընդհանուր գործառույթներ
Կոնեքսոնները վճռորոշ դեր են խաղում վարքագծի և նյարդաֆիզիոլոգիայի մեջ: Դրանց ախտաբանական գործառույթների հետ կապված շատ մանրամասներ դեռևս անհայտ են, քանի որ հետազոտությունները վերջերս են սկսվել: Կենտրոնական նյարդային համակարգում (ԿՆՀ) կոնեքսոնները կարևոր դեր են խաղում այնպիսի վիճակների ժամանակ, ինչպիսիք են էպիլեպսիան, իշեմիան, բորբոքումը և նեյրոդեգեներացիան։ Վերոնշյալ վիճակներում կոննեքսոնների ներգրավվածության մոլեկուլային մեխանիզմը դեռևս լիովին բացահայտված չէ և շարունակում է ուսումնասիրվել։ ԿՆՀ-ում ունեցած իրենց առանցքային դերից բացի, կոնեքսոնները վճռորոշ նշանակություն ունեն սրտի հյուսվածքների գործունեության համար: Ուղղակի կապը թույլ է տալիս սրտի նեյրոնների արագ և սինխրոնիզացված գրգռում, ինչն էլ բացատրում է սրտի՝ արագ բաբախելու և որոշակի խթաններին ի պատասխան ռիթմը փոխելու ունակությունը։ Կոնեքսոնները էական դեր են խաղում նաև բջջի զարգացման գործում: Մասնավորապես, դրանք կարևոր են նեյրոգենեզի (ուղեղի զարգացման), ինչպես նաև որոշակի հիվանդությունների ու ախտաբանությունների ժամանակ ուղեղի վերականգման գործընթացում՝ նպաստելով ինչպես բջիջների բաժանմանը, այնպես էլ դրանց պրոլիֆերացիային (բազմացմանը): Այն մեխանիզմը, որով կոնեքսոններն օգնում են այս գործընթացներին, դեռևս հետազոտվում է, սակայն ներկայումս ընդունված է, որ այդ մեխանիզմը ներառում է պուրիներգիկ ազդանշանումը (արտաբջջային ազդանշանման ձև, որն իրականացվում է պուրինային նուկլեոտիդների և նուկլեոզիդների միջոցով, ինչպիսիք են ադենոզինը և ԱԵՖ-ը) և թափանցելիությունը ԱԵՖ-ի նկատմամբ։ Կոնեքսոնների մյուս կարևոր դերերն են գլյուկոզի զգայորոշումը և ազդանշանի հաղորդումը: Կոնեքսոններն առաջացնում են արտաբջջային գլյուկոզի կոնցենտրացիայի փոփոխություններ, որոնք ազդում են սնվելու-հագեցածության վարքագծի, քուն-արթնություն ցիկլերի և էներգիայի օգտագործման վրա։  Հետագա ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ կոննեքսոնների միջոցով կարող է միջնորդվել գլյուկոզայի ներծծման աճը (որի մեխանիզմը դեռ լիովին հասկանալի չէ), հատկապես բարձր սթրեսի և բորբոքման պայմաններում։  Վերջին հետազոտությունները նաև ցույց են տվել որ կոնեքսոնները կարող են ազդել սինապտիկ պլաստիկության, ուսումնառության, հիշողության, տեսողության և սենսոմոտոր զտման վրա:

## Կապակցված հիվանդություններ
Կոննեքսոնների հետ կապվող որոշ հիվանդություններից են սրտանոթային հիվանդությունները և շաքարախտը (դիաբետը), որը բնութագրվում է բջիջների կողմից գլյուկոզի կլանման համար անհրաժեշտ ինսուլին արտադրելու օրգանիզմի անկարողությամբ։ Կոնեքսոնների փոքր միավորների՝ կոնեքսինների դքայքայումը կարող է հանգեցնել սրտային հիվանդությունների առաջացմանը։  Սրտանոթային հիվանդությունները և շաքարախտը (I և II տիպեր) ազդում են սրտի և ենթաստամոքսային գեղձի բջիջների ներսում համանման տեղակայման վրա։ Այդ տեղակայումը ճեղքային միացումն է,  որտեղ կոննեքսոնները էլեկտրական փոխանցումների միջոցով ապահովում են բջիջից բջիջ արագ փոխազդեցություններ։ Ճեղքային կոնտակտները հաճախ առկա են նյարդային վերջույթներում, օրինակ՝ սրտամկանում, և կարևոր դեր ունեն լյարդի հոմեոստազի պահպանման ու երիկամների բնականոն գործունեության համար։ Ճեղքային կոնտակտն ինքնին կառուցվածք է, որը հանդիսանում է մասնագիտացված տրանսմեմբրանային սպիտակուց՝ ձևավորված կոնեքսոնային կիսաանցուղուց։ Սիրտ-անոթային հիվանդությունները և, հավանաբար, I ու II տիպի շաքարախտը, յուրաքանչյուրը կապված են մի հիմնական սպիտակուցի՝ կոննեքսինի հետ, որը կազմում է ճեղքային միացումը։

Սիրտ-անոթային հիվանդությունների դեպքում կոննեքսին 43ը, որը կոնեքսոնի ենթամիավոր է, հանդիսանում է ճեղքային կոնտակտի հիմնական սպիտակուցը։ Այն խթանում է ներդիր սկավառակների սրտամկանի բջիջները՝ նպաստելով սրտի սինխրոն բաբախմանը։ Սիրտ-անոթային հիվանդությունների առաջացման ժամանակ կոնեքսին 43 ենթամիավորը սկսում է դրսևորել օքսիդատիվ սթրեսի նշաններ. սա սրտի՝ տարիքի կամ սննդակարգի հետևանքով կուտակված վնասակար տոքսիններին հակազդելու ունակության անկումն է, ինչը հանգեցնում է անոթային ֆունկցիաների նվազմանը։ Բացի այդ, կառուցվածքային սրտային հիվանդությունների ժամանակ նկատվում է կոնեքսին 43-ի էքսպրեսիայի (դրսևորման) նվազում անոթային հյուսվածքներում, ինչը կարևոր դեր է խաղում փորոքների վերաձևավորման (ռեմոդելավորման) և սրտամկանի ինֆարկտից հետո վերքերի լավացման գործընթացում։ Այնուամենայնիվ, սրտում կոննեքսին 43-ի գործունեության մեխանիզմները դեռևս քիչ են ուսումնասիրված։ Ընդհանուր առմամբ, կոննեքսին 43-ի էքսպրեսիայի այս փոփոխությունները և օքսիդատիվ սթրեսը կարող են հանգեցնել սրտի համաձայնեցված բաբախման խանգարումների՝ նախատրամադրելով այն սրտային առիթմիաների առաջացմանը։

Կոննեքսոնները կապված են նաև I և II տիպի շաքարախտի հետ։ Կոննեքսին 36-ն  որպես կոննեքսոնի ենթամիավոր, միջնորդում է ինսուլինի արտազատումը և գլյուկոզայով պայմանավորված ինսուլինի արտազատումը՝ լյարդի և ենթաստամոքսային գեղձի ճեղքային միացումների միջոցով։ Լյարդում և ենթաստամոքսային գեղձում հոմեոստազը պահպանվում է բջիջների փոխազդեցությունների բարդ համակարգով, որը կոչվում է էնդոկրին ազդանշանավորում՝ հորմոնների արտազատում արյան հոսքի մեջ՝ հեռավոր օրգանների վրա ազդելու համար։ Սակայն ենթաստամոքսային գեղձում և լյարդում էնդոկրին ազդանշանավորումը կարող է նաև գործել կարճ հեռավորությունների վրա՝ բջջաթաղանթում՝ ազդանշանային ուղիների, իոնային ալիքների, G-սպիտակուցի հետ կապված ռեցեպտորների, թիրոզին-կինազային ռեցեպտորների և բջիջ-բջիջ շփման միջոցով։ Այս հյուսվածքներում առկա ճեղքային միացումները, որոնց աշխատանքին նպաստում է էնդոկրին ազդանշանումը, կարգավորում են միջբջջային ազդակները բջիջների և ավելի մեծ օրգան-համակարգերի միջև՝ հարևան բջիջները միմյանց հետ սերտորեն միացնելու միջոցով: Ճեղքային կոնտակտների այս սերտ միացումն այնպիսին է, որ հյուսվածքի բջիջները կարողանում են հաղորդակցվել ավելի արդյունավետ և պահպանել հոմեոստազը: Այսպիսով, ճեղքային միացման նպատակն է կարգավորել իոնների, սննդանյութերի, մետաբոլիտների (նյութափոխանակության արգասիքների), երկրորդային մեսենջերների և փոքր կենսաբանական մոլեկուլների տեղաշարժը։ Շաքարախտի դեպքում կոննեքսին 36-ի հաջորդական կորուստը կամ դեգրադացիան զգալիորեն արգելակում է ինսուլինի արտադրությունը ենթաստամոքսային գեղձում և գլյուկոզի կարգավորումը լյարդում, ինչը կենսական նշանակություն ունի ամբողջ օրգանիզմի էներգիայի արտադրության համար։ Կոննեքսին 36-ի անբավարարությունը բացասաբար է անդրադառնում այս հյուսվածքներում ճեղքային միացումների գործունեության վրա՝ հանգեցնելով ֆունկցիայի նվազման և հնարավոր հիվանդության։ Ճեղքային միացումների կորստի կամ քայքայման հետ կապված նմանատիպ ախտանիշներ նկատվել են նաև II տիպի շաքարախտի դեպքում, սակայն մարդկանց մոտ I և II տիպի շաքարախտի ժամանակ կոննեքսին 36-ի հստակ գործառույթը դեռևս անհայտ է։ Բացի այդ, կոննեքսին 36 կոնեքսինը կոդավորվում է GJD2 գենով, որն ունի նախատրամադրվածություն II տիպի շաքարախտի և դիաբետիկ համախտանիշի գենային լոկուսում։

## Ծանոթագրություններ

## Գրականություն
* 

Կատեգորիա:Բջջաբանություն
Կատեգորիա:Մոլեկուլային կենսաբանություն