PLASMODESMATA: EGENSKAPER, STRUKTUR OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De plasmodesmata är cytosoliska anslutningar som finns mellan intilliggande växtceller, dvs kommunicerande protoplaster (cytosolen och plasmamembranet) genom cellväggen, som bildar en kontinuerlig symplastic.

Dessa strukturer är funktionellt analoga eller ekvivalenta med de gapskorsningar som observeras mellan cellerna i en djurvävnad och deras huvudfunktion är att kommunicera cellerna med varandra och tjäna som en kanal för transport av olika typer av joner och molekyler.

De förenklade och apoplastiska vägarna och involveringen av plasmodesmata (Källa: Jackacon, vektoriserad av Smartse via Wikimedia Commons)

Plasmodesmata beskrevs för mer än 100 år sedan av Tangl och sedan dess har hundratals studier publicerats där deras funktionsmekanism, deras struktur och andra relaterade aspekter har detaljerats i detalj.

För närvarande är det känt att dessa cytosoliska "kanaler" eller "förbindelser" mellan celler är strukturer under strikta kontrollmekanismer och det har också fastställts att de huvudsakligen består av integrerade membranproteiner, chaperonproteiner och andra proteiner specialiserade på transport av ämnen.

Egenskaper hos plasmodesmata

Plasmodesmata förbinder celler som tillhör samma "förenklade domän" i en växtvävnad, vilket innebär att inte alla celler i en växt är anslutna till varandra, men det finns olika specifika "regioner" i en vävnad där cellerna som finns där utbyter information permanent.

Dessa är mycket dynamiska strukturer; deras antal, struktur och funktion kan modifieras som svar på ett specifikt funktionellt krav på ett tyg.

Dessutom kan dessa kanaler nedbrytas eller "förseglas" i vissa cellulära gränssnitt (utrymmet mellan två celler), vilket innebär bildandet av en förenklad "barriär" mellan cellerna i vissa växtvävnader och främjar isolering av definierade regioner i en vävnad.

Vissa bibliografiska citat antyder att plasmodesmata är strukturer som är så komplexa som de så kallade kärnporekomplexen, som utför liknande funktioner men vid omlokalisering av molekylär information från den cytosoliska miljön till det inre av kärnan.

Strukturera

En snabb blick på en växtvävnad räcker för att verifiera att det finns flera typer av plasmodesmata.

Enligt vissa författare kan dessa klassificeras som primära och sekundära, beroende på det ögonblick då de bildas under en cells livslängd; eller så enkelt och grenat, beroende på morfologin för kanalerna som bildas mellan cell och cell.

Oavsett vilken typ av plasmodesmus i fråga är dess "strukturarkitektur" mer eller mindre ekvivalent, eftersom det nästan alltid är en fråga om ledningar med en diameter som varierar mellan 20 och 50 nm, vars ingångar eller öppningar är lite mer smal, utgör vad som kallas en ”flaskhalsförträngning”.

Vissa forskare har föreslagit att sådan sammandragning i plasmodesmatas öppningar deltar i regleringen av ämnets flöde genom dessa, det vill säga att deras utvidgning (expansion) eller sammandragning (minskning i diameter) bestämmer mängden och hastigheten för flödet .

Dessa "flaskhalsar" består av ett ämne som kallas kallos (ß-1,3-glukan) och, som man kan dra slutsatsen, finns de i de områden som ligger närmast väggen i växtceller som är anslutna med dessa kanaler.

Grafisk representation av plasmodesmata (Källa: Användare: Zlir'a via Wikimedia Commons)

Primär plasmodesmata

Primär plasmodesmata bildas i "cellplattan" under cytokinesis, vilket är tiden för mitos där de två dottercellerna skiljer sig. Dessa kan emellertid genomgå strukturella modifieringar och ändra distribution och drift under utvecklingen av den anläggning som de tillhör.

Dessa plasmodesmata är faktiskt membranmiljöer som består av porer i plasmamembranet som bildar en slags bro mellan cellväggen och ett axiellt element i den "fångade" endoplasmiska retikulaturen, känd som desmotubulen.

En demotubule är en cylindrisk struktur med cirka 15 nm i diameter, sammansatt av endoplasmatisk retikulum i en cell som är kontinuerlig med cisterna i endoplasmatisk retikulum i den angränsande cellen som är ansluten genom plasmodesmen.

Mellan "strängen" representerad av desmotubulan och plasmamembranet som utgör det cylindriska hålrummet som är plasmodesmus, finns det ett utrymme känt som "cytoplasmatisk hylsa" (Cytoplasmisk hylsa), genom vilken det tros ske flödet av ämnen från en cell till en annan.

Sekundär plasmodesmata

Dessa är de som kan bilda de novo mellan två cellväggar oberoende av cytokinesis, det vill säga utan att det krävs en celldelningshändelse. Sekundära plasmodesmata anses ha speciella funktionella och strukturella egenskaper.

Sekundära plasmodesmata bildas tack vare sammansmältningen av motsatta ändar av befintliga "halvor" av plasmodesmata, som vanligtvis är etablerade i regioner av cellväggen som har tunnats ut. Varje smält hälft skapar de centrala håligheterna i en plasmodesmus.

De centrala strängarna i denna typ av plasmodesm tillsättes därefter genom passiv "inneslutning" av endoplasmatiska retikulumulor och den resulterande morfologin är mycket lik den hos primära plasmodesmata.

Experter på området föreslår att sekundära plasmodesmata bildas i celler som genomgår omfattande tillväxtprocesser (töjning), det vill säga mellan längsgående cellväggar, för att kompensera för den progressiva "utspädningen" av antalet plasmodesmata som kan uppstå tack vare till tillväxt.

Funktioner

Plasmodesmata representerar en av de viktigaste cell-cellkommunikationsvägarna i växtvävnad. Dessa strukturer erbjuder också en kanal för elektrisk signalering, för diffusion av lipider och små lösliga molekyler och till och med för utbyte av transkriptionsfaktorer och makromolekyler såsom proteiner och nukleinsyror.

Dessa kommunikationsvägar som tillhandahålls av plasmodesmata verkar ha en väsentlig funktion vid programmering av anläggningsutveckling och även för att samordna den fysiologiska funktionen hos en mogen växt.

De deltar i regleringen av frisläppandet av viktiga molekyler från fysiologisk och utvecklingsmässig synvinkel mot floppen (som bär sapen); de ingriper i fysisk isolering av vissa celler och vävnader under utveckling, varför de sägs samordna tillväxt, utveckling och försvar mot patogener.

Efter invasion av en patogen svamp är plasmodesmata också involverade, eftersom de motsvarar de huvudsakliga intracellulära eller förenklade invasionsvägarna i växtvävnader.

referenser

1. Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Primära och sekundära plasmodesmata: struktur, ursprung och funktion. Protoplasma, 216 (1-2), 1.
2. Lucas, WJ, & Lee, JY (2004). Plasmodesmata som ett supracellulärt styrnätverk i växter. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
3. Maule, AJ (2008). Plasmodesmata: struktur, funktion och biogenes. Aktuellt yttrande inom växtbiologi, 11 (6), 680-686.
4. Robards, AW, & Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. Årlig granskning av växtbiologi, 41 (1), 369-419.
5. Roberts, A., & Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata och kontroll av symplastisk transport. Plant, Cell & Environment, 26 (1), 103-124.
6. Turgeon, R. (1996). Phloem-laddning och plasmodesmata. Trends in Plant Science, 1 (12), 418-423.