Plasmodesmata Podul dintre celulele plantelor

Plasmodesmata este un canal subțire prin celulele plantelor care le permite să comunice.

Celulele vegetale diferă în multe feluri de celulele animale, atât în ​​ceea ce privește unele organele interne, cât și prin faptul că celulele vegetale au pereți celulari, unde celulele animale nu. Cele două tipuri de celule diferă, de asemenea, în felul în care comunică între ele și în modul în care transpun moleculele.

Ce sunt plasmodesmata?

Plasmodesmata (forma singulară: plasmodesma) sunt organele intercelulare care se găsesc doar în celulele vegetale și algice. (Celula animală „echivalentă” se numește joncțiunea distanță.)

Plasmodesmata constă în pori sau canale, situate între celulele plantei individuale și conectează spațiul simplastic din plantă. Ele pot fi, de asemenea, denumite "punți" între două celule vegetale.

Plasmodesmata separă membranele celulare exterioare ale celulelor plantei. Spațiul real de aer care separă celulele se numește desmotubule.

Desmotubulul posedă o membrană rigidă care parcurge lungimea plasmodesmei. Citoplasma se află între membrana celulară și desmotubul. Intreaga plasmodesma este acoperita cu reticulul endoplasmic neted al celulelor conectate.

Plasmodesmata se formează în timpul diviziunii celulare a dezvoltării plantelor. Se formează atunci când părți ale reticulului neted endoplasmic din celulele părinte devin prinse în peretele celulei vegetale nou format.

Plasmodesmata primară se formează în timp ce peretele celular și reticulul endoplasmatic sunt de asemenea formate; plasmodesmata secundară se formează ulterior. Plasmodesmata secundară este mai complexă și poate avea proprietăți funcționale diferite în ceea ce privește dimensiunea și natura moleculelor capabile să treacă.

Activitate și funcție

Plasmodesmata joacă roluri atât în ​​comunicarea celulară, cât și în translocarea moleculelor. Celulele vegetale trebuie să lucreze împreună ca parte a unui organism multicelular (planta); cu alte cuvinte, celulele individuale trebuie să lucreze pentru a beneficia de binele comun.

Prin urmare, comunicarea între celule este crucială pentru supraviețuirea plantelor. Problema cu celulele plantei este peretele celular dur, rigid. Este dificil pentru moleculele mai mari să pătrundă în peretele celular, motiv pentru care sunt necesare plasmodesmate.

Plasmodesmata leagă celulele tisulare între ele, astfel încât acestea au o importanță funcțională pentru creșterea și dezvoltarea țesuturilor. Cercetătorii au clarificat în 2009 că dezvoltarea și proiectarea organelor majore depindeau de transportul factorilor de transcripție (proteine ​​care ajută la transformarea ARN în ADN) prin plasmodesmata.

Plasmodesmata a fost crezută anterior ca fiind pori pasivi prin care s-au deplasat nutrienți și apă, dar acum se știe că există dinamici active implicate.

S-au găsit structuri de actină care ajută la mișcarea factorilor de transcripție și chiar a virusurilor plantelor prin plasmodesma. Mecanismul exact al modului în care plasmodesmata reglementează transportul de nutrienți nu este bine înțeles, dar se știe că unele molecule pot determina deschiderea mai largă a canalelor plasmodesmei.

Sondele fluorescente au ajutat la descoperirea faptului că lățimea medie a spațiului plasmodesmic este de aproximativ 3-4 nanometri. Aceasta poate varia între speciile de plante și chiar tipurile de celule. Plasmodesmata poate chiar să-și poată modifica dimensiunile spre exterior, astfel încât moleculele mai mari să poată fi transportate.

Virusii vegetali pot fi capabili să se deplaseze prin plasmodesmata, ceea ce poate fi problematic pentru plantă, deoarece virusurile pot călători și infecta întreaga plantă. Virusurile pot fi chiar capabile să manipuleze dimensiunea plasmodesmei, astfel încât particulele virale mai mari să poată trece.

Cercetătorii consideră că molecula de zahăr care controlează mecanismul de închidere a porilor plasmodesmici este caloza. Ca răspuns la un declanșator, cum ar fi un patogen invadator, caloza este depusă în peretele celulei în jurul porului plasmodesmal și porul se închide.

Gena care dă comanda ca caloza să fie sintetizată și depusă se numește CalS3. Prin urmare, este probabil ca densitatea plasmodesmata să afecteze răspunsul de rezistență indus la atacul de patogen la plante.

Această idee a fost clarificată când s-a descoperit că o proteină, numită PDLP5 (proteină 5 localizată în plasmodesmata), determină producerea de acid salicilic, ceea ce îmbunătățește răspunsul de apărare împotriva atacului bacterian patogen al plantelor..

Istoria cercetării

În 1897, Eduard Tangl a observat prezența plasmodesmata în cadrul simplasmului, dar nu a fost până în 1901 când Eduard Strasburger i-a numit plasmodesmata.

În mod firesc, introducerea microscopului electronic a permis studierea plasmodesmatelor mai atent. În anii 1980, oamenii de știință au putut studia mișcarea moleculelor prin plasmodesmata folosind sonde fluorescente. Cu toate acestea, cunoștințele noastre despre structura și funcția plasmodesmata rămân rudimentare și trebuie efectuate mai multe cercetări înainte de a înțelege totul.

Cercetările ulterioare au fost împiedicate mult timp, deoarece plasmodesmata este asociată atât de strâns cu peretele celular. Oamenii de știință au încercat să îndepărteze peretele celular pentru a caracteriza structura chimică a plasmodesmatei. În 2011, acest lucru a fost realizat și multe proteine ​​receptor au fost găsite și caracterizate.