Plasmodesmata kenmerken, structuur en functies

5089
Jonah Lester
Plasmodesmata kenmerken, structuur en functies

De plasmodesms zijn cytosolische verbindingen die optreden tussen aangrenzende plantencellen, dat wil zeggen, ze communiceren de protoplasten (plasmamembraan en cytosol) door de celwand en vormen een simplistisch continuüm.

Deze structuren zijn functioneel analoog of equivalent aan gespleten overgangen (gap junctions) die worden waargenomen tussen de cellen van een dierlijk weefsel en hun belangrijkste functie is om de cellen met elkaar te communiceren en als kanaal te dienen voor het transport van verschillende soorten ionen en moleculen.

De simplistische en apoplastische routes en de betrokkenheid van plasmodesmata (Bron: Jackacon, gevectoriseerd door Smartse [Public domain] via Wikimedia Commons)

Plasmodesmata werden meer dan 100 jaar geleden beschreven door Tangl en sindsdien zijn honderden onderzoeken gepubliceerd waarin hun werkingsmechanisme, hun structuur en andere gerelateerde aspecten in detail zijn beschreven..

Op dit moment is bekend dat deze cytosolische "kanalen" of "verbindingen" tussen cellen structuren zijn onder strikte controlemechanismen en er is ook vastgesteld dat ze voornamelijk bestaan ​​uit integrale membraaneiwitten, chaperonne-eiwitten en andere eiwitten die gespecialiseerd zijn in het transport van stoffen..

Artikel index

  • 1 Kenmerken van plasmodesmata
  • 2 Structuur
    • 2.1 Primaire plasmodesmata
    • 2.2 Secundaire plasmodesmata
  • 3 functies
  • 4 referenties

Kenmerken van plasmodesmata

Plasmodesmata verbindt cellen die tot hetzelfde "simplistische domein" in een plantenweefsel behoren, wat betekent dat niet alle cellen van een plant met elkaar zijn verbonden, maar er zijn verschillende specifieke "gebieden" in een weefsel waarin de daar aanwezige cellen informatie uitwisselen permanent.

Dit zijn zeer dynamische structuren; hun aantal, structuur en functie kunnen worden gewijzigd als reactie op een specifieke functionele vraag van een tissue.

Bovendien kunnen deze kanalen worden afgebroken of 'verzegeld' in sommige cellulaire interfaces (de ruimte tussen twee cellen), wat de vorming van een simplistische 'barrière' tussen de cellen van sommige plantenweefsels impliceert en de isolatie van gedefinieerde gebieden in een zakdoek.

Sommige bibliografische citaten suggereren dat plasmodesmata structuren zijn die zo complex zijn als de zogenaamde nucleaire poriëncomplexen, die vergelijkbare functies vervullen, maar bij de translocatie van moleculaire informatie van de cytosolische omgeving naar het binnenste van de kern..

Structuur

Een snelle blik op een plantenweefsel is voldoende om te verifiëren dat er meerdere soorten plasmodesmata zijn..

Volgens sommige auteurs kunnen deze worden geclassificeerd als primair en secundair, afhankelijk van het moment waarop ze worden gevormd tijdens de levensduur van een cel; of zo eenvoudig en vertakt, afhankelijk van de morfologie van de kanalen die tussen cel en cel worden gevormd.

Ongeacht het type plasmodesmus in kwestie, de 'structurele architectuur' is min of meer gelijkwaardig, aangezien het bijna altijd gaat om kanalen met een diameter die varieert tussen 20 en 50 nm, waarvan de ingangen of openingen iets smaller zijn, wat bekend staat als een ‘knelpuntvernauwing’ vormt.

Sommige wetenschappers hebben voorgesteld dat een dergelijke vernauwing in de openingen van de plasmodesmata deelneemt aan de regulering van de stroom van stoffen erdoorheen, dat wil zeggen dat hun verwijding (uitzetting) of vernauwing (verkleining van de diameter) de hoeveelheid en snelheid van de stroom bepaalt..

Deze "knelpunten" zijn samengesteld uit een stof die bekend staat als callose (β-1,3-glucaan) en, zoals kan worden afgeleid, worden ze aangetroffen in de gebieden die het dichtst bij de wand van plantencellen liggen die door deze kanalen zijn verbonden..

Grafische weergave van plasmodesmata (bron: gebruiker: Zlir'a [CC0] via Wikimedia Commons)

Primaire plasmodesmata

Primaire plasmodesmata vormen zich in de "celplaat" tijdens cytokinese, het tijdstip van mitose waar de twee dochtercellen zich scheiden. Deze kunnen echter structurele wijzigingen ondergaan en hun distributie en werking veranderen tijdens de ontwikkeling van de plant waartoe ze behoren..

Deze plasmodesmata zijn eigenlijk vliezige omgevingen die bestaan ​​uit poriën in het plasmamembraan die een soort brug vormen tussen de celwand en een axiaal element van het "gevangen" endoplasmatisch reticulum dat bekend staat als de desmotubule..

Een demotubule is een cilindrische structuur met een diameter van ongeveer 15 nm, bestaande uit het endoplasmatisch reticulum van een cel die continu is met de cisternae van het endoplasmatisch reticulum van de naburige cel die via het plasmodesma is verbonden..

Tussen de "streng" weergegeven door de demotubule en het plasmamembraan dat de cilindrische holte vormt die de plasmodesmus is, bevindt zich een ruimte die bekend staat als de "cytoplasmatische huls" (uit het Engels Cytoplasmatische mouw), waardoor wordt gedacht dat de stroom van stoffen van de ene cel naar de andere plaatsvindt.

Secundaire plasmodesmata

Dit zijn degenen die kunnen worden gevormd de novo tussen twee celwanden onafhankelijk van cytokinese, dat wil zeggen zonder dat er een celdelingsgebeurtenis hoeft plaats te vinden. Secundaire plasmodesmata worden geacht speciale functionele en structurele eigenschappen te hebben.

Secundaire plasmodesmata worden gevormd door de fusie van tegenoverliggende uiteinden van reeds bestaande "helften" van plasmodesmata, die gewoonlijk worden gevormd in gebieden van de celwand die zijn verdund. Elke versmeltende helft creëert de centrale holtes van een plasmodesmus.

De centrale strengen in dit type plasmodesm worden later toegevoegd door passieve "omhulling" van endoplasmatisch reticulum tubuli en de resulterende morfologie lijkt sterk op die van primaire plasmodesmata..

Deskundigen in het veld suggereren dat secundaire plasmodesmata worden gevormd in cellen die uitgebreide groeiprocessen ondergaan (verlenging), dat wil zeggen tussen longitudinale celwanden, om de progressieve 'verdunning' van het aantal plasmodesmata te compenseren die kan optreden dankzij groei.

Kenmerken

Plasmodesmata vertegenwoordigen een van de belangrijkste cel-celcommunicatieroutes in plantenweefsel. Deze structuren bieden ook een kanaal voor elektrische signalering, voor de diffusie van lipiden en kleine oplosbare moleculen en zelfs voor de uitwisseling van transcriptiefactoren en macromoleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren..

Deze communicatieroutes die door de plasmodesmata worden verschaft, lijken een essentiële functie te hebben bij het programmeren van de plantontwikkeling en ook bij de coördinatie van het fysiologische functioneren van een volwassen plant..

Ze nemen deel aan de regulering van de afgifte van belangrijke moleculen vanuit fysiologisch en ontwikkelingsoogpunt naar het floëem (dat het sap draagt); ze komen tussen in de fysieke isolatie van sommige cellen en weefsels tijdens de ontwikkeling, en daarom wordt gezegd dat ze de groei, ontwikkeling en verdediging tegen pathogenen coördineren.

Na invasie door een pathogene schimmel zijn ook plasmodesmata betrokken, aangezien ze overeenkomen met de belangrijkste intracellulaire of simplistische invasieroute in plantenweefsels..

Referenties

  1. Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Primaire en secundaire plasmodesmata: structuur, oorsprong en werking. Protoplasma, 216 (1-2), 1.
  2. Lucas, W. J., en Lee, J. Y. (2004). Plasmodesmata als een supracellulair controlenetwerk in planten. Nature beoordelingen Moleculaire celbiologie, 5 (9), 712.
  3. Maule, A. J. (2008). Plasmodesmata: structuur, functie en biogenese. Huidige mening in plantenbiologie, 11 (6), 680-686.
  4. Robards, A. W., en Lucas, W. J. (1990). Plasmodesmata. Jaaroverzicht van plantenbiologie, 41 (1), 369-419.
  5. Roberts, A., & Oparka, K. J. (2003). Plasmodesmata en de controle van symplastisch transport. Plant, Cell & Environment, 26 (1), 103-124.
  6. Turgeon, R. (1996). Floëem laden en plasmodesmata. Trends in Plant Science, 1 (12), 418-423.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.