W plazmodesmy są cytoplazmatyczne połączenie istniejące pomiędzy sąsiednimi komórkach roślinnych, tj Protoplasty komunikować (cytozolu i błony osocza) przez ściany komórek, tworzące ciągłą symplastic.
Struktury te są funkcjonalnie analogiczne lub równoważne z połączeniami szczelinowymi obserwowanymi między komórkami tkanki zwierzęcej, a ich główną funkcją jest komunikowanie się komórek ze sobą i służą jako kanał do transportu różnych rodzajów jonów i Cząsteczki.
Uproszczone i apoplastyczne szlaki oraz udział plazmodesmata (źródło: Jackacon, wektoryzacja przez Smartse za pośrednictwem Wikimedia Commons)
Plasmodesmata zostały opisane ponad 100 lat temu przez Tangl i od tego czasu opublikowano setki badań, w których szczegółowo opisano mechanizm ich działania, strukturę i inne powiązane aspekty.
Obecnie wiadomo, że te cytozolowe „kanały” lub „połączenia” między komórkami są strukturami podlegającymi ścisłej kontroli i ustalono również, że składają się one głównie z integralnych białek błonowych, białek opiekuńczych i innych białek wyspecjalizowanych w transporcie Substancje.
Charakterystyka plazmodesm
Plasmodesmata łączą komórki należące do tej samej „uproszczonej domeny” w tkance roślinnej, co oznacza, że nie wszystkie komórki rośliny są ze sobą połączone, ale istnieją różne specyficzne „regiony” w tkance, w której obecne tam komórki stale wymieniają informacje.
Są to bardzo dynamiczne struktury; ich liczba, struktura i działanie można modyfikować w odpowiedzi na określone wymagania funkcjonalne tkaniny.
Ponadto kanały te mogą ulec degradacji lub „uszczelnić” w niektórych interfejsach komórkowych (przestrzeń między dwiema komórkami), co implikuje tworzenie uproszczonej „bariery” między komórkami niektórych tkanek roślinnych i promowanie izolacji określonych regionów w tkanka.
Niektóre cytaty bibliograficzne sugerują, że plazmodesmy są strukturami tak złożonymi, jak tak zwane kompleksy porów jądrowych, które pełnią podobne funkcje, ale polegają na translokacji informacji molekularnej ze środowiska cytozolowego do wnętrza jądra.
Struktura
Szybki rzut oka na tkankę roślinną wystarczy, aby sprawdzić, czy istnieje wiele typów plazmodesm.
Zdaniem niektórych autorów można je podzielić na pierwotne i wtórne, w zależności od momentu, w którym powstają w czasie życia komórki; lub tak proste i rozgałęzione, w zależności od morfologii kanałów utworzonych między komórką a komórką.
Niezależnie od typu plazmodesmusu, o którym mowa, jego „architektura strukturalna” jest mniej więcej równoważna, ponieważ prawie zawsze jest to kwestia przewodów o średnicy wahającej się między 20 a 50 nm, których wejścia lub otwory są nieco większe wąskie, stanowiące tak zwane „wąskie gardło”.
Niektórzy naukowcy sugerowali, że takie zwężenie w otworach plazmodesmy uczestniczy w regulacji przepływu substancji przez nie, to znaczy, że ich rozszerzenie (rozszerzenie) lub zwężenie (zmniejszenie średnicy) determinuje wielkość i prędkość przepływu. .
Te „wąskie gardła” składają się z substancji zwanej kalozą (β-1,3-glukan) i, jak można wywnioskować, znajdują się one w obszarach położonych najbliżej ściany komórek roślinnych połączonych tymi kanałami.
Graficzne przedstawienie plasmodesmata (źródło: User: Zlir'a via Wikimedia Commons)
Pierwotne plazmodesmata
Pierwotne plazmodesmy tworzą się w „płytce komórkowej” podczas cytokinezy, czyli w czasie mitozy, w której dwie komórki potomne rozdzielają się. Mogą one jednak podlegać modyfikacjom strukturalnym i zmieniać ich rozmieszczenie i działanie w trakcie rozwoju zakładu, do którego należą.
Te plazmodesmaty są w rzeczywistości środowiskami błoniastymi, które składają się z porów w błonie komórkowej, które tworzą rodzaj mostu pomiędzy ścianą komórkową a elementem osiowym „uwięzionej” retikulum endoplazmatycznego, zwanego desmotubulą.
Demotubula jest cylindryczną strukturą o średnicy około 15 nm, składającą się z retikulum endoplazmatycznego jednej komórki, która jest ciągła z cysternami retikulum endoplazmatycznego sąsiedniej komórki, która jest połączona przez plazmodesm.
Pomiędzy „nicią” reprezentowaną przez desmotubule i błoną plazmatyczną, która tworzy cylindryczną wnękę, czyli plazmodesmus, znajduje się przestrzeń znana jako „rękaw cytoplazmatyczny” (z angielskiego rękawa cytoplazmatycznego), przez którą, jak się uważa, występuje przepływ substancji z jednej komórki do drugiej.
Wtórne plasmodesmata
Są to te, które mogą tworzyć się de novo między dwiema ścianami komórkowymi niezależnie od cytokinezy, to znaczy bez potrzeby wystąpienia podziału komórki. Uważa się, że wtórne plazmodesmy mają specjalne właściwości funkcjonalne i strukturalne.
Wtórne plazmodesmy powstają dzięki fuzji przeciwległych końców istniejących wcześniej „połówek” plazmodesm, które zwykle tworzą się w obszarach ściany komórkowej, które zostały pocienione. Każda połączona połowa tworzy centralne wnęki plazmodesmusa.
Centralne nici w tego typu plazmodesmie są następnie dodawane przez bierne „zamknięcie” kanalików retikulum endoplazmatycznego i wynikająca z tego morfologia jest bardzo podobna do pierwotnej plazmodesmy.
Eksperci w tej dziedzinie sugerują, że wtórne plazmodesmaty powstają w komórkach, które podlegają rozległym procesom wzrostu (elongacji), to jest między podłużnymi ścianami komórkowymi, w celu skompensowania postępującego „rozcieńczania” liczby plazmodesm, które mogą wystąpić dzięki do wzrostu.
cechy
Plasmodesmata reprezentuje jeden z głównych szlaków komunikacji komórkowej w tkance roślinnej. Struktury te oferują również kanał dla sygnalizacji elektrycznej, do dyfuzji lipidów i małych rozpuszczalnych cząsteczek, a nawet do wymiany czynników transkrypcyjnych i makrocząsteczek, takich jak białka i kwasy nukleinowe.
Wydaje się, że te ścieżki komunikacyjne zapewniane przez plazmodesmy pełnią zasadniczą funkcję w programowaniu rozwoju roślin, a także w koordynowaniu fizjologicznego funkcjonowania dojrzałej rośliny.
Biorą udział w regulacji uwalniania ważnych z fizjologicznego i rozwojowego punktu widzenia cząsteczek do łyka (przenoszącego sok); interweniują w fizyczną izolację niektórych komórek i tkanek podczas rozwoju, dlatego mówi się, że koordynują wzrost, rozwój i obronę przed patogenami.
Po inwazji patogennego grzyba zaangażowane są również plazmodesmy, ponieważ odpowiadają one głównym wewnątrzkomórkowym lub uproszczonym szlakom inwazji w tkankach roślin.
Bibliografia
- Ehlers, K. i Kollmann, R. (2001). Pierwotne i wtórne plazmodesmy: struktura, pochodzenie i funkcjonowanie. Protoplasm, 216 (1-2), 1.
- Lucas, WJ i Lee, JY (2004). Plasmodesmata jako nadkomórkowa sieć kontrolna w roślinach. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
- Maule, AJ (2008). Plasmodesmata: budowa, funkcja i biogeneza. Aktualna opinia w biologii roślin, 11 (6), 680-686.
- Robards, AW i Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. Coroczny przegląd biologii roślin, 41 (1), 369-419.
- Roberts, A. i Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata i sterowanie transportem symplastycznym. Plant, Cell & Environment, 26 (1), 103-124.
- Turgeon, R. (1996). Ładowanie łyka i plazmodesmata. Trends in Plant Science, 1 (12), 418-423.