Tyto plasmodesmata jsou cytosolické spoje, které existují mezi sousedními rostlinných buněk, tj, komunikující protoplastů (cytosol a plazmatické membrány) přes buněčné stěny, které tvoří souvislý symplastic.
Tyto struktury jsou funkčně analogické nebo ekvivalentní mezerovým spojům pozorovaným mezi buňkami živočišné tkáně a jejich hlavní funkcí je vzájemná komunikace buněk a slouží jako kanál pro transport různých typů iontů a molekuly.
Zjednodušující a apoplastické cesty a zapojení plazmodesmata (Zdroj: Jackacon, Vectorized Smartse přes Wikimedia Commons)
Plasmodesmata popsal před více než 100 lety Tangl a od té doby byly publikovány stovky studií, v nichž byl podrobně podrobně popsán jejich mechanismus fungování, jejich struktura a další související aspekty.
V současné době je známo, že tyto cytosolické "kanály" nebo "spojení" mezi buňkami jsou struktury pod přísnými kontrolními mechanismy a bylo také zjištěno, že jsou složeny hlavně z integrálních membránových proteinů, chaperonových proteinů a dalších proteinů specializovaných na transport látky.
Charakteristika plasmodesmata
Plasmodesmata spojují buňky patřící do stejné „zjednodušující domény“ v rostlinné tkáni, což znamená, že ne všechny buňky rostliny jsou vzájemně propojeny, ale v tkáni, ve které jsou různé specifické „oblasti“, buňky tam přítomné si trvale vyměňují informace.
Jedná se o vysoce dynamické struktury; jejich počet, struktura a operace lze upravit v závislosti na specifické funkční poptávce po tkanině.
Kromě toho mohou být tyto kanály degradovány nebo "utěsněny" v některých buněčných rozhraních (prostor mezi dvěma buňkami), což znamená vytvoření zjednodušující "bariéry" mezi buňkami některých rostlinných tkání a podporu izolace definovaných oblastí v tkáň.
Některé bibliografické citace naznačují, že plasmodesmata jsou struktury stejně složité jako tzv. Komplexy jaderných pórů, které plní podobné funkce, ale v translokaci molekulárních informací z cytosolického prostředí do vnitřku jádra.
Struktura
Rychlý pohled na rostlinnou tkáň je dostačující k ověření, že existuje více typů plazmatických dat.
Podle některých autorů je lze klasifikovat jako primární a sekundární, podle okamžiku, kdy se vytvoří během života buňky; nebo jako jednoduché a rozvětvené, v závislosti na morfologii kanálů, které jsou vytvářeny mezi buňkou a buňkou.
Bez ohledu na typ daného plazmodesmu je jeho „strukturální architektura“ víceméně rovnocenná, protože je téměř vždy otázkou potrubí s průměrem, který se mění mezi 20 a 50 nm, jehož vstupy nebo otvory jsou o něco více úzký, což představuje tzv. „úzké hrdlo“.
Někteří vědci navrhli, že takové zúžení v otvorech plazmodimata se podílí na regulaci toku látek skrze tyto, to znamená, že jejich dilatace (expanze) nebo zúžení (zmenšení průměru) určuje množství a rychlost toku.
Tato „úzká místa“ jsou složena z látky známé jako callosa (P-1,3-glukan) a, jak lze odvodit, nacházejí se v oblastech nejblíže ke stěně rostlinných buněk spojených těmito kanály.
Grafické znázornění plasmodesmata (Zdroj: Uživatel: Zlir'a přes Wikimedia Commons)
Primární plasmodesmata
Primární plasmodesmata se tvoří v "buněčné destičce" během cytokinezy, což je doba mitózy, kdy se oddělují dvě dceřiné buňky. Mohou však procházet strukturálními změnami a měnit jejich distribuci a provoz během vývoje závodu, ke kterému patří.
Tyto plazmodesmata jsou vlastně membránová prostředí, která se skládají z pórů v plazmatické membráně, které tvoří určitý druh můstku mezi buněčnou stěnou a axiálním prvkem "zachyceného" endoplazmatického retikula známého jako desmotubule.
Demotubule je válcová struktura o průměru asi 15 nm, složená z endoplazmatického retikula jedné buňky, která je spojitá s cisternami endoplazmatického retikula sousední buňky, která je spojena přes plazmodm.
Mezi „provazem“ představovaným desmotubulí a plazmatickou membránou, která tvoří válcovou dutinu, což je plazmodesmus, existuje prostor známý jako „cytoplazmatický rukáv“ (Cytoplasmic sleeve), jehož prostřednictvím se předpokládá, že se vyskytuje tok látek z jedné buňky do druhé.
Sekundární plasmodesmata
To jsou ty, které mohou tvořit de novo mezi dvěma buněčnými stěnami nezávisle na cytokineze, to znamená, že není nutné, aby nastala událost dělení buněk. Sekundární plasmodesmata jsou považována za speciální funkční a strukturální vlastnosti.
Sekundární plasmodesmata se vytvářejí fúzí opačných konců dříve existujících „polovin“ plasmodesmata, které se obvykle vyskytují v ztenčených oblastech buněčné stěny. Každá tavená polovina vytváří centrální dutiny plazmodesmusu.
Centrální vlákna v tomto typu plazmidů jsou následně přidána pasivním „uzavřením“ endoplazmatických tubulů retikula a výsledná morfologie je velmi podobná morfologii primárních plasmodesmata.
Odborníci v oboru naznačují, že sekundární plazmodesmata jsou vytvářena v buňkách, které procházejí rozsáhlými růstovými procesy (elongace), tj. Mezi podélnými buněčnými stěnami, aby se kompenzovalo postupné „ředění“ počtu plasmodesmata, ke kterému může dojít díky k růstu.
Funkce
Plasmodesmata představují jednu z hlavních komunikačních cest buněčných buněk v rostlinné tkáni. Tyto struktury také nabízejí kanál pro elektrickou signalizaci, pro difúzi lipidů a malých rozpustných molekul a dokonce pro výměnu transkripčních faktorů a makromolekul, jako jsou proteiny a nukleové kyseliny.
Zdá se, že tyto komunikační cesty poskytované plazmodaty mají zásadní funkci při programování vývoje rostlin a také při koordinaci fyziologického fungování zralé rostliny.
Podílejí se na regulaci uvolňování důležitých molekul z fyziologického a vývojového hlediska směrem k plameni (který nese mízu); během vývoje zasahují do fyzické izolace některých buněk a tkání, proto se říká, že koordinují růst, vývoj a obranu proti patogenům.
Po invazi patogenní houbou jsou zahrnuty také plazmodesmata, protože odpovídají hlavním intracelulárním nebo zjednodušujícím invazivním cestám v rostlinných tkáních.
Reference
- Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Primární a sekundární plasmodesmata: struktura, původ a funkce. Protoplasm, 216 (1-2), 1.
- Lucas, WJ, a Lee, JY (2004). Plasmodesmata jako supracelulární kontrolní síť v rostlinách. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
- Maule, AJ (2008). Plasmodesmata: struktura, funkce a biogeneze. Aktuální názor v biologii rostlin, 11 (6), 680-686.
- Robards, AW a Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. Roční přehled rostlinné biologie, 41 (1), 369-419.
- Roberts, A., a Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata a kontrola symplastického transportu. Plant, Cell & Environment, 26 (1), 103-124.
- Turgeon, R. (1996). Zatížení phloem a plasmodesmata. Trends in Plant Science, 1 (12), 418-423.