by Sara Ryding, B. Sc.Reviewed by Dr. Surat P, Ph. d.

jedną z najbardziej fundamentalnych różnic między komórkami zwierzęcymi i roślinnymi jest ściana komórkowa – sztywna struktura otaczająca komórki roślinne. Ściana komórkowa zapewnia wytrzymałość i wsparcie strukturalne, ale także utrudnia komórkom roślinnym bezpośredni kontakt ze sobą. Aby to przezwyciężyć, rośliny mają „plazmodesmy” – połączenia międzykomórkowe, które łączą cytoplazmę dwóch komórek.

Plant Cell Diagram. Źródło obrazu: Sakurra /

struktura

Plazmodesma jest rurką łączącą jedną komórkę z drugą. Wokół otwartej przestrzeni rurki znajduje się błona, a biegnąca w centrum desmotubule, która składa się z ciasno upakowanego retikulum endoplazmatycznego (ER). ER jest ciągły między dwoma komórkami. Pomiędzy desmotubulą a błoną znajduje się tuleja cytoplazmatyczna, w której zachodzi większość transferów cząsteczek. Rękaw zawiera różne struktury, takie jak aktyna i miozyna, które zapewniają siły skurczowe, aby pomóc w transporcie.

funkcja

Plazmodesmy ułatwiają ruch cząsteczek między komórkami, od małych produktów fotosyntetycznych po duże białka i mRNA. W tkance naczyniowej plazmodesmy są kluczowe dla ruchu składników odżywczych. Są one również kluczowe podczas rozwoju, ponieważ w przeciwieństwie do komórek zwierzęcych, komórki roślinne nie poruszają się. Prawidłowa ekspresja genów zarówno czasowo, jak i przestrzennie jest zatem ważna. Podczas gdy komórki roślinne, jak komórki zwierzęce, są zdolne do interakcji receptor-ligand do sygnalizowania innych komórek, plazmodesmy oferują bezpośredni kontakt. Ponadto wielkość rękawa różni się w różnych typach komórek i tkankach roślinnych. Plazmodesmy są zatem aktywnym składnikiem komórkowym w transporcie międzykomórkowym, podczas rozwoju i w dojrzałej tkance.

niezależna Ewolucja

struktury podobne do Plazmodesm są obecne w wielu organizmach wielokomórkowych ze sztywnymi ścianami komórkowymi, ale wydaje się, że wyewoluowały niezależnie w różnych liniach. Oznacza to łączność komórkową, która ma kluczowe znaczenie dla wielokomórkowości. Ponieważ zarówno sztywne ściany komórkowe, jak i wielokomórkowość wyewoluowały niezależnie kilka razy, prawdziwe plazmodesmy mogły również wyewoluować niezależnie. Plazmodesmy u roślin lądowych nie występują u ich przodków glonów i uważa się, że wyewoluowały niezależnie. Badania nad glonami, które mają wspólnego przodka z roślinami wyższymi wskazują, że selektywność oferowana przez ER w plazmodesmach była kluczowa dla ewolucji bardziej złożonych struktur.

role Plazmodesm podczas rozwoju

wzrost

wykorzystując zielone fluorescencyjne białka (GFPs), apertura plazmodesm była najwyższa w merystem pędów (gdzie występuje wzrost) i znacznie niższa w liścieniach (liściach zarodkowych). Odpowiada to DOROSŁYM roślinom, gdzie łączność jest wyższa w młodszych częściach i niższa w bardziej dojrzałych częściach, dodając dalsze wsparcie, że plazmodesmy są krytyczne podczas wzrostu i rozwoju.

obrona przed infekcją

łączność Plazmodesm może również ulec zmianie w odpowiedzi na pewne wyzwalacze. Obecność bakteryjnej wici i grzybiczej chityny może blokować plazmodesmy. Jest to podstawowa obrona przed infekcją, ponieważ skutecznie uszczelnia zainfekowaną komórkę i blokuje przejście patogenu do innych komórek.

celem aktualnych badań jest zrozumienie, w jaki sposób plazmodesmy zmieniają swoje zdolności transportowe przestrzennie i czasowo.

Czytaj dalej

• wszystkie Plasmodesmy

Written by

Sara Ryding

Sara jest pasjonatką nauk przyrodniczych, która specjalizuje się w zoologii i ornitologii. Obecnie kończy doktorat na Uniwersytecie Deakin w Australii, który koncentruje się na tym, jak dzioby ptaków zmieniają się wraz z globalnym ociepleniem.

Cytaty