Di Sara Ryding, B. Sc.Recensito dal Dr. Surat P, Ph. D.

Una delle differenze più fondamentali tra le cellule animali e vegetali è la parete cellulare – una struttura rigida che circonda le cellule vegetali. La parete cellulare fornisce forza e supporto strutturale, ma impedisce anche alle cellule vegetali di essere in contatto diretto l’una con l’altra. Per superare questo, le piante hanno” plasmodesmata ” – connessioni intercellulari che collegano il citoplasma di due cellule insieme.

Diagramma delle cellule vegetali. Credito di immagine: Sakurra /

Struttura

Plasmodesmata è un tubo che collega una cella all’altra. Che circonda lo spazio aperto del tubo è una membrana e in esecuzione al centro è il desmotubulo, che consiste di reticolo endoplasmatico strettamente imballato (ER). L’ER è continuo tra le due celle. Tra il desmotubulo e la membrana si trova il manicotto citoplasmatico, dove si verifica la maggior parte del trasferimento di molecole. Il manicotto contiene varie strutture, come l’actina e la miosina che forniscono forze contrattili per aiutare nel trasporto.

Funzione

I plasmodesmati facilitano il movimento delle molecole tra le cellule, che vanno da piccoli prodotti fotosintetici a grandi proteine e mRNA. Nel tessuto vascolare, i plasmodesmati sono cruciali per il movimento dei nutrienti. Sono anche cruciali durante lo sviluppo perché, a differenza delle cellule animali, le cellule vegetali non si muovono. La corretta espressione dei geni sia temporalmente che spazialmente è quindi importante. Mentre le cellule vegetali, come le cellule animali, sono in grado di interazioni recettore-ligando per segnalare altre cellule, i plasmodesmata offrono un contatto diretto. Inoltre, la dimensione della manica differisce in diversi tipi di cellule e tessuti vegetali. I plasmodesmati sono quindi una componente cellulare attiva nel trasporto intercellulare, durante lo sviluppo e nel tessuto maturo.

Evoluzione indipendente

Strutture simili a plasmodesmata sono presenti in molti organismi multicellulari con pareti cellulari rigide, ma sembrano essersi evolute indipendentemente in diversi lignaggi. Ciò indica la connettività cellulare che è fondamentale per la multicellularità. Poiché sia le pareti cellulari rigide che la multicellularità si sono evolute indipendentemente diverse volte, anche i veri plasmodesmata possono essersi evoluti indipendentemente. I plasmodesmata nelle piante terrestri non sono presenti nei loro antenati algali e si pensa che si siano evoluti indipendentemente. Studi sulle alghe che condividono un antenato comune con piante superiori indicano che la selettività offerta dall’ER nei plasmodesmata era fondamentale per evolvere strutture più complesse.

Ruoli di Plasmodesmata Durante lo sviluppo

Crescita

Utilizzando proteine fluorescenti verdi (GFP), l’apertura di plasmodesmata è stata dimostrata essere più alta nel meristema di ripresa (dove si verifica la crescita) e significativamente più bassa nei cotiledoni (foglie embrionali). Ciò corrisponde alle piante adulte, dove la connettività è più alta nelle parti più giovani e più bassa nelle parti più mature, aggiungendo ulteriore supporto che i plasmodesmata sono critici durante la crescita e lo sviluppo.

Difesa contro le infezioni

La connettività Plasmodesmata può anche cambiare in risposta a determinati trigger. La presenza di flagellina batterica e chitina fungina può bloccare i plasmodesmata. Questa è una difesa primaria contro l’infezione, in quanto sigilla efficacemente la cellula infetta e blocca il passaggio del patogeno ad altre cellule.

L’obiettivo della ricerca attuale è capire come i plasmodesmati cambiano le loro capacità di trasporto spazialmente e temporalmente.

Ulteriori letture

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Sara Ryding

Scritto da

Sara Ryding

Sara è un’appassionata scrittrice di scienze della vita specializzata in zoologia e ornitologia. Attualmente sta completando un dottorato di ricerca presso la Deakin University in Australia, che si concentra su come i becchi degli uccelli cambiano con il riscaldamento globale.

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