Hvad er Plasmodesmata?

Plasmodesmata er en tynd kanal gennem planteceller, der giver dem mulighed for at kommunikere.

Plante celler adskiller sig på mange måder fra dyreceller, både hvad angår nogle af deres indre organeller og det faktum, at planteceller har cellevægge, hvor dyreceller ikke gør det. De to celletyper adskiller sig også i den måde, de kommunikerer med hinanden, og på hvordan de translocerer molekyler.

Plasmodesmata (ental form: plasmodesma) er intercellulære organeller, der kun findes i plante- og algerceller. (Dyrecellen "ækvivalent" kaldes gap junction.)

Plasmodesmata består af porer eller kanaler, der ligger mellem individuelle planteceller og forbinder det symplastiske rum i planten. De kan også betegnes som "broer" mellem to planteceller.

Plasmodesmata adskiller det ydre cellemembraner af plantecellerne. Det faktiske luftrum, der adskiller cellerne, kaldes desmotubule.

Desmotubulen har en stiv membran, der løber længden af ​​plasmodesma. Cytoplasma ligger mellem cellemembranen og desmotubulen. Hele plasmodesma er dækket med

Plasmodesmata form under celledeling af planteudvikling. De dannes, når dele af det glatte endoplasmatiske retikulum fra forældercellerne bliver fanget i den nyligt dannede plantecelle væg.

Primære plasmodesmata dannes, medens cellevæggen og endoplasmatisk retikulum også dannes; sekundære plasmodesmata dannes bagefter. Sekundære plasmodesmata er mere komplekse og kan have forskellige funktionelle egenskaber med hensyn til størrelsen og arten af ​​de molekyler, der er i stand til at passere.

Plasmodesmata spiller roller både i cellulær kommunikation og i molekyltranslokation. Plante celler skal arbejde sammen som en del af en flercellig organisme (planten); med andre ord, de enkelte celler skal arbejde for at være til gavn for det fælles gode.

Derfor er kommunikation mellem celler afgørende for plantens overlevelse. Problemet med plantecellerne er den hårde, stive cellevæg. Det er vanskeligt for større molekyler at trænge igennem cellevæggen, hvorfor plasmodesmata er nødvendig.

Plasmodesmata forbinder vævsceller til hinanden, så de har funktionel betydning for vævsvækst og udvikling. Forskere afklaret i 2009 at udvikling og design af større organer var afhængig af transporten af ​​transkriptionsfaktorer (proteiner, der hjælper med at omdanne RNA til DNA) gennem plasmodesmata.

Plasmodesmata blev tidligere antaget at være passive porer, gennem hvilke næringsstoffer og vand bevæges, men nu vides det, at der er en aktiv dynamik involveret.

Man fandt, at aktinstrukturer var med til at bevæge transkriptionsfaktorer og endda plantevirus gennem plasmodesma. Den nøjagtige mekanisme for, hvordan plasmodesmata regulerer transporten af ​​næringsstoffer, er ikke godt forstået, men det er kendt, at nogle molekyler kan få plasmodesma-kanalerne til at åbne mere vidtgående.

Fluorescerende sonder hjalp med at finde, at den gennemsnitlige bredde af det plasmodesmale rum er ca. 3-4 nanometer. Dette kan dog variere mellem plantearter og endog celletyper. Plasmodesmata kan endda være i stand til at ændre deres dimensioner udad, så større molekyler kan transporteres.

Plantevirus kan være i stand til at bevæge sig gennem plasmodesmata, hvilket kan være problematisk for planten, da virusserne kan rejse rundt og inficere hele planten. Virusserne kan endda være i stand til at manipulere plasmodesmastørrelsen, så større virale partikler kan bevæge sig igennem.

Forskere mener, at sukkermolekylet, der styrer mekanismen til lukning af plasmodesmal pore, er callose. Som svar på en trigger, såsom en patogenindtrængende, aflejres kallose i cellevæggen omkring den plasmodesmale pore, og poren lukkes.

Genet, der giver kommandoen for syntese og deponering af kallose, kaldes CalS3. Derfor er det sandsynligt, at plasmodesmata-densiteten kan påvirke induceret resistensrespons til patogenangreb i planter.

Denne idé blev afklaret, da det blev opdaget, at et protein, navngivet PDLP5 (plasmodesmata-lokaliseret protein 5), forårsager produktion af salicylsyre, hvilket forbedrer forsvarsresponset mod plantepatogent bakterieangreb.

I 1897 bemærkede Eduard Tangl tilstedeværelsen af ​​plasmodesmata i symplasmen, men det var først i 1901, da Eduard Strasburger navngav dem plasmodesmata.

Naturligvis gjorde introduktionen af ​​elektronmikroskop det muligt at undersøge plasmodesmata nærmere. I 1980'erne kunne forskere undersøge bevægelsen af ​​molekyler gennem plasmodesmata ved hjælp af lysstofrør. Vores viden om plasmodesmata-struktur og -funktion forbliver imidlertid rudimentær, og mere forskning skal udføres, før alt er fuldt ud forstået.

Yderligere forskning blev længe hindret, fordi plasmodesmata er så tæt forbundet med cellevæggen. Forskere har forsøgt at fjerne cellevæggen for at karakterisere den kemiske struktur af plasmodesmata. I 2011 dette blev gennemførtog mange receptorproteiner blev fundet og karakteriseret.