Par Sara Ryding, B.Sc. Revue par le Dr Surat P, Ph.D.

L’une des différences les plus fondamentales entre les cellules animales et végétales est la paroi cellulaire – une structure rigide entourant les cellules végétales. La paroi cellulaire fournit une résistance et un soutien structurel, mais elle empêche également les cellules végétales d’être en contact direct les unes avec les autres. Pour surmonter cela, les plantes ont des « plasmodesmes » – des connexions intercellulaires qui établissent un pont entre le cytoplasme de deux cellules.

Diagramme des cellules végétales. Crédit image: Sakurra/

Structure

Les plasmodesmes sont un tube reliant une cellule à une autre. Une membrane entoure l’espace ouvert du tube et au centre se trouve le desmotubule, constitué d’un réticulum endoplasmique (ER) étroitement emballé. L’ER est continu entre les deux cellules. Entre le desmotubule et la membrane se trouve le manchon cytoplasmique, où se produit la plupart des transferts de molécules. Le manchon contient diverses structures, telles que l’actine et la myosine, qui fournissent des forces contractiles pour faciliter le transport.

Fonction

Les plasmodesmes facilitent le mouvement des molécules entre les cellules, allant des petits produits photosynthétiques aux grandes protéines et ARNm. Dans les tissus vasculaires, les plasmodesmes sont cruciaux pour le mouvement des nutriments. Ils sont également cruciaux pendant le développement car, contrairement aux cellules animales, les cellules végétales ne bougent pas. L’expression correcte des gènes à la fois temporellement et spatialement est donc importante. Alors que les cellules végétales, comme les cellules animales, sont capables d’interactions récepteur-ligand pour signaler d’autres cellules, les plasmodesmes offrent un contact direct. De plus, la taille du manchon diffère selon les types de cellules et les tissus végétaux. Les plasmodesmes sont donc un composant cellulaire actif dans le transport intercellulaire, pendant le développement et dans le tissu mature.

Évolution indépendante

Des structures de type plasmodesmes sont présentes dans de nombreux organismes multicellulaires à parois cellulaires rigides, mais elles semblent avoir évolué indépendamment dans différentes lignées. Cela indique la connectivité cellulaire qui est critique pour la multicellularité. Comme les parois cellulaires rigides et la multicellularité ont évolué indépendamment plusieurs fois, les vrais plasmodesmes peuvent également avoir évolué indépendamment. Les plasmodesmes des plantes terrestres ne sont pas présents chez leurs ancêtres algaux et on pense qu’ils ont évolué indépendamment. Des études sur des algues qui partagent un ancêtre commun avec des plantes supérieures indiquent que la sélectivité offerte par l’ER dans les plasmodesmes était essentielle pour faire évoluer des structures plus complexes.

Rôles des plasmodesmes Au cours du développement

Croissance

En utilisant des protéines fluorescentes vertes (GFPs), l’ouverture des plasmodesmes a été montrée plus élevée dans le méristème de la pousse (où se produit la croissance) et significativement plus faible dans les cotylédons (feuilles embryonnaires). Cela correspond aux plantes adultes, où la connectivité est plus élevée dans les parties plus jeunes et plus faible dans les parties plus matures, ce qui confirme que les plasmodesmes sont essentiels pendant la croissance et le développement.

Défense contre l’infection

La connectivité des plasmodesmes peut également changer en réponse à certains déclencheurs. La présence de flagelline bactérienne et de chitine fongique peut bloquer les plasmodesmes. Il s’agit d’une défense primaire contre l’infection, car elle scelle efficacement la cellule infectée et bloque le passage de l’agent pathogène vers d’autres cellules.

L’objectif des recherches actuelles est de comprendre comment les plasmodesmes modifient leurs capacités de transport spatialement et temporellement.

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Écrit par

Sara Ryding

Sara est une écrivaine passionnée des sciences de la vie spécialisée en zoologie et en ornithologie. Elle termine actuellement un doctorat à l’Université Deakin en Australie, qui se concentre sur la façon dont le bec des oiseaux change avec le réchauffement climatique.

Citations