Joncțiunile gap sunt canale cilindrice între celulele animale care permit ca moleculele mici și ionii să treacă din interiorul unei celule în interiorul celulei adiacente. Când se găsesc în celulele vegetale, structuri similare sunt numite plasmodesmate. Fără aceste căi de trecere, materialul nu ar putea trece prin membrana plasmatică, care separă interiorul celulei de exterior. Ele ajută celulele să comunice rapid semnalele chimice și electrice și să atingă homeostazia sau echilibrul fiziologic.
Joncțiunile gap lasă doar ionii, sau particulele încărcate, și moleculele mici de până la aproximativ 1,000 de daltoni să treacă în celula următoare. Spre deosebire de alte canale celulare, acestea nu limitează tipul de material care trece de la celulă la celulă. Aceste canale se găsesc în majoritatea tipurilor de celule animale, cu excepția fibrelor musculare scheletice și a celulelor care circulă liber, cum ar fi celulele roșii din sânge și limfocitele circulante.
Joncțiunile gap se formează atunci când două conexoni opuse, sau hemicanale, se unesc în spațiul intracelular sau spațiul dintre două celule adiacente. În apropierea canalului, spațiul intracelular se îngustează la aproximativ 30 de angstromi (1.2e-7in) de la aproximativ 200 de angstromi (9.8e-7in) sau mai mult. Conexonii sunt structuri proteice hexagonale compuse din șase proteine numite conexine.
Cele trei funcții principale ale joncțiunilor gap sunt conținutul de celule deteriorate, cuplarea metabolică și cuplarea electrică. Dacă o celulă este deteriorată, este important să o izolați de alte celule sau să ucideți celula proastă, astfel încât defectul să nu se răspândească. Joncțiunile comunică semnale de moarte între celule și se închid ca răspuns la nivelurile crescute de calciu intracelular și pH-ul scăzut. Se propune că deteriorarea comunicării cu aceste căi de trecere cauzează cancer, deoarece celulele își pierd capacitatea de a izola și de a ucide celulele defecte.
Joncțiunile interzise sunt esențiale pentru buna funcționare a corpului datorită rolului lor în cuplarea electrică. Deoarece permit particulelor încărcate sau ionilor să treacă de la celulă la celulă, ionii provoacă modificarea încărcăturii totale a celulei. Dacă sarcina celulei devine mai pozitivă, se numește depolarizare, iar dacă celula devine suficient de depolarizată, sau suficient de pozitivă, determină un potențial de acțiune. Potențialul de acțiune, la rândul său, declanșează un val rapid de semnale care culminează cu o contracție musculară. Aceste căi de trecere sunt utilizate în această calitate în mușchii netezi și mușchii cardiaci.
Cuplarea electrică are loc și între neuronii adiacenți la joncțiuni specializate numite sinapse electrice. Aceste sinapse electrice transmit, de asemenea, neuroni în spațiul intracelular pentru a crea o depolarizare sau o sarcină mai pozitivă în neuronul adiacent. Semnalizarea electrică este mult mai rapidă decât semnalizarea chimică și poate oferi semnale de transmisie în ambele direcții.
Joncțiunile gap ajută la cuplarea metabolică, permițând mesagerilor secundari chimici, cum ar fi ionii de calciu și adenozin monofosfat ciclic – cunoscut și sub denumirea de cAMP sau AMP ciclic – să treacă în citoplasma celulei adiacente. AMP ciclic este un al doilea mesager chimic derivat din adenozin trifosfat, cunoscut mai frecvent ca ATP. AMP ciclic trece cu ușurință prin joncțiunile gap, permițându-i să transmită mesajul hormonilor. Hormonii sunt substanțe chimice mesageri importante, dintre care multe nu pot trece prin membranele celulare de la sine și necesită ajutorul mesagerilor secundari și canalelor, cum ar fi joncțiunile gap.