Plasmodesmata egenskaper, struktur og funksjoner

4295
Jonah Lester
Plasmodesmata egenskaper, struktur og funksjoner

De plasmodesmer er cytosoliske forbindelser som oppstår mellom tilstøtende planteceller, det vil si at de kommuniserer protoplastene (plasmamembran og cytosol) gjennom celleveggen og danner et forenklet kontinuum.

Disse strukturene er funksjonelt analoge eller tilsvarer kløftkryss (gapkryss) som observeres mellom cellene i et dyrevæv, og deres viktigste funksjon er å kommunisere cellene med hverandre og tjene som en kanal for transport av forskjellige typer ioner og molekyler.

De forenklede og apoplastiske banene og involveringen av plasmodesmata (Kilde: Jackacon, vektorisert av Smartse [Public domain] via Wikimedia Commons)

Plasmodesmata ble beskrevet for mer enn 100 år siden av Tangl, og siden den gang har det blitt publisert hundrevis av studier der deres driftsmekanisme, deres struktur og andre relaterte aspekter er detaljert..

For tiden er det kjent at disse cytosoliske "kanaler" eller "forbindelser" mellom celler er strukturer under strenge kontrollmekanismer, og det er også blitt bestemt at de hovedsakelig består av integrerte membranproteiner, kaperonproteiner og andre proteiner spesialisert i transport av stoffer..

Artikkelindeks

  • 1 Kjennetegn ved plasmodesmata
  • 2 Struktur
    • 2.1 Primær plasmodesmata
    • 2.2 Sekundær plasmodesmata
  • 3 funksjoner
  • 4 Referanser

Kjennetegn ved plasmodesmata

Plasmodesmata forbinder celler som hører til det samme "forenklede domenet" i et plantevev, noe som betyr at ikke alle celler i en plante er koblet til hverandre, men det er forskjellige spesifikke "regioner" i et vev der cellene som er der, utveksler informasjon permanent.

Dette er svært dynamiske strukturer; deres antall, struktur og funksjon kan modifiseres som svar på et spesifikt funksjonelt krav til et vev.

I tillegg kan disse kanalene brytes ned eller "forsegles" i noen cellulære grensesnitt (rommet mellom to celler), noe som innebærer dannelse av en forenklet "barriere" mellom cellene i noen plantevev og favoriserer isolering av definerte regioner i en vev.

Noen bibliografiske sitater antyder at plasmodesmata er strukturer så komplekse som de såkalte kjernepore-kompleksene, som utfører lignende funksjoner, men i translokasjon av molekylær informasjon fra det cytosoliske miljøet til det indre av kjernen..

Struktur

Et raskt blikk på plantevev er nok til å verifisere at det finnes flere typer plasmodesmata..

Ifølge noen forfattere kan disse klassifiseres som primære og sekundære, i henhold til øyeblikket de dannes i løpet av en celle; eller så enkelt og forgrenet, avhengig av morfologien til kanalene som dannes mellom celle og celle.

Uansett hvilken type plasmodesmus det er snakk om, er dens "strukturelle arkitektur" mer eller mindre ekvivalent, siden det nesten alltid er snakk om kanaler med en diameter som varierer mellom 20 og 50 nm, hvis innganger eller åpninger er litt smalere, utgjør det som er kjent som en "innsnevring av flaskehalsen".

Noen forskere har foreslått at slik innsnevring i plasmodesmata-åpningene deltar i reguleringen av strømmen av stoffer gjennom dem, det vil si at deres utvidelse (utvidelse) eller innsnevring (reduksjon i diameter) bestemmer mengden og hastigheten på strømningen..

Disse "flaskehalsene" er sammensatt av et stoff kjent som kallose (β-1,3-glukan), og som det kan utledes, finnes de i områdene nærmest veggen av planteceller forbundet med disse kanalene..

Grafisk fremstilling av plasmodesmata (Kilde: Bruker: Zlir'a [CC0] via Wikimedia Commons)

Primær plasmodesmata

Primær plasmodesmata dannes i "celleplaten" under cytokinesis, som er tiden for mitose der de to dattercellene skilles. Imidlertid kan disse gjennomgå strukturelle modifikasjoner og endre distribusjonen og driften under utviklingen av anlegget de tilhører..

Disse plasmodesmata er egentlig membranmiljøer som består av porer i plasmamembranen som danner en slags bro mellom celleveggen og et aksialt element i det "fangede" endoplasmatiske retikulumet, kjent som desmotubule..

En demotubule er en sylindrisk struktur med mer eller mindre 15 nm i diameter, sammensatt av det endoplasmatiske retikulumet til en celle som er kontinuerlig med cisternene til det endoplasmatiske retikulumet i nabocellen som er koblet gjennom plasmodesmet..

Mellom "strengen" representert av demotubulen og plasmamembranen som utgjør det sylindriske hulrommet som er plasmodesmus, er det et rom kjent som "cytoplasmisk hylse" (fra engelsk Cytoplasmisk erme), som strømmen av stoffer fra en celle til en annen antas å forekomme gjennom.

Sekundær plasmodesmata

Dette er de som kan dannes de novo mellom to cellevegger uavhengig av cytokinese, det vil si uten behov for en celledelinghendelse. Sekundær plasmodesmata anses å ha spesielle funksjonelle og strukturelle egenskaper.

Sekundær plasmodesmata dannes ved fusjon av motsatte ender av eksisterende "halvdeler" av plasmodesmata, som vanligvis etableres i områder av celleveggen som er tynnet. Hver smeltehalvdel skaper de sentrale hulene i en plasmodesmus.

De sentrale trådene i denne typen plasmodesm blir senere lagt til ved passiv "innkapsling" av endoplasmatiske retikulumrør, og den resulterende morfologien er veldig lik den for primær plasmodesmata..

Eksperter på området antyder at sekundære plasmodesmata dannes i celler som gjennomgår omfattende vekstprosesser (forlengelse), det vil si mellom langsgående cellevegger, for å kompensere for den progressive "fortynningen" av antall plasmodesmata som kan oppstå takket være vekst.

Funksjoner

Plasmodesmata representerer en av de viktigste celle-celle kommunikasjonsveiene i plantevev. Disse strukturene tilbyr også en kanal for elektrisk signalering, for diffusjon av lipider og små oppløselige molekyler og til og med for utveksling av transkripsjonsfaktorer og makromolekyler som proteiner og nukleinsyrer..

Disse kommunikasjonsveiene som leveres av plasmodesmata ser ut til å ha en vesentlig funksjon i programmeringen av planteutvikling og også i koordineringen av den fysiologiske funksjonen til en moden plante..

De deltar i reguleringen av frigjøring av viktige molekyler fra det fysiologiske og utviklingsmessige synspunktet mot flommen (som bærer saften); de griper inn i den fysiske isolasjonen av noen celler og vev under utvikling, og det er derfor de sies å koordinere vekst, utvikling og forsvar mot patogener.

Etter invasjon av en patogen sopp er plasmodesmata også involvert, siden de tilsvarer den viktigste intracellulære eller forenklede invasjonsveien i plantevev..

Referanser

  1. Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Primær og sekundær plasmodesmata: struktur, opprinnelse og funksjon. Protoplasma, 216 (1-2), 1.
  2. Lucas, W. J. og Lee, J. Y. (2004). Plasmodesmata som et supracellular kontrollnettverk i planter. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
  3. Maule, A. J. (2008). Plasmodesmata: struktur, funksjon og biogenese. Nåværende mening i plantebiologi, 11 (6), 680-686.
  4. Robards, A. W., og Lucas, W. J. (1990). Plasmodesmata. Årlig gjennomgang av plantebiologi, 41 (1), 369-419.
  5. Roberts, A., & Oparka, K. J. (2003). Plasmodesmata og kontroll av symplastisk transport. Plante, celle og miljø, 26 (1), 103-124.
  6. Turgeon, R. (1996). Floembelastning og plasmodesmata. Trender i plantevitenskap, 1 (12), 418-423.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.