Vlastnosti, struktura a funkce plazmodesmata

3612
Abraham McLaughlin
Vlastnosti, struktura a funkce plazmodesmata

The plazmodesmy jsou cytosolická spojení, která se vyskytují mezi sousedními rostlinnými buňkami, to znamená, že komunikují protoplasty (plazmatickou membránu a cytosol) přes buněčnou stěnu a vytvářejí zjednodušující kontinuum.

Tyto struktury jsou funkčně analogické nebo ekvivalentní rozštěpům (mezery), které jsou pozorovány mezi buňkami zvířecí tkáně a jejich hlavní funkcí je vzájemná komunikace buněk a slouží jako kanál pro transport různých typů iontů a molekul.

Zjednodušující a apoplastické cesty a zapojení plazmodesmat (Zdroj: Jackacon, vektorizováno Smartse [Public domain] přes Wikimedia Commons)

Plasmodesmata popsal před více než 100 lety Tangl a od té doby byly publikovány stovky studií, ve kterých byl 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 strukturami pod přísnými kontrolními mechanismy a bylo také zjištěno, že jsou složeny hlavně z integrálních membránových proteinů, chaperonových proteinů a dalších proteinů specializovaných na transport látek.

Rejstřík článků

  • 1 Charakteristika plazmodesmat
  • 2 Struktura
    • 2.1 Primární plasmodesmata
    • 2.2 Sekundární plasmodesmata
  • 3 funkce
  • 4 Odkazy

Charakteristika plazmodesmat

Plasmodesmata spojují buňky patřící do stejné „zjednodušující domény“ v rostlinné tkáni, což znamená, že ne všechny buňky rostliny jsou vzájemně propojeny, ale existují různé specifické „oblasti“ v tkáni, ve které si tam přítomné buňky vyměňují informace trvale.

Jedná se o vysoce dynamické struktury; jejich počet, strukturu a funkci lze upravit v reakci na konkrétní funkční požadavek na tkáň.

Kromě toho mohou být tyto kanály degradovány nebo „utěsněny“ v některých buněčných rozhraních (prostor mezi dvěma buňkami), což implikuje vytvoření zjednodušující „bariéry“ mezi buňkami některých rostlinných tkání a upřednostnění izolace definovaných oblastí v tkáň.

Některé bibliografické citace naznačují, že plasmodesmata jsou struktury tak složité jako takzvané komplexy jaderných pórů, které plní podobné funkce, ale při translokaci molekulárních informací z cytosolického prostředí do nitra jádra..

Struktura

Stačí krátký pohled na rostlinnou tkáň, aby se ověřilo, že existuje několik typů plazmodesmat..

Podle některých autorů je lze klasifikovat jako primární a sekundární podle toho, v jakém okamžiku se během života buňky tvoří; nebo jako jednoduché a rozvětvené, v závislosti na morfologii kanálů, které se tvoří mezi buňkou a buňkou.

Bez ohledu na typ dotčeného plazmodesmu je jeho „strukturální architektura“ víceméně ekvivalentní, protože téměř vždy jde o potrubí s průměrem, který se pohybuje mezi 20 a 50 nm, jejichž vstupy nebo otvory jsou o něco užší, představující tzv. zúžení hrdla.

Někteří vědci navrhli, aby se takové zúžení v otvorech plazmodesmatů podílelo na regulaci toku látek skrz ně, to znamená, že jejich dilatace (expanze) nebo zúžení (zmenšení průměru) určují množství a rychlost toku..

Tato „úzká místa“ se skládají z látky známé jako kalóza (β-1,3-glukan) a, jak lze odvodit, nacházejí se v oblastech nejblíže ke zdi rostlinných buněk spojených těmito kanály..

Grafické znázornění plasmodesmata (Zdroj: Uživatel: Zlir'a [CC0] přes Wikimedia Commons)

Primární plasmodesmata

Primární plasmodesmata se tvoří v "buněčné plotně" ​​během cytokineze, což je doba mitózy, kdy se dvě dceřiné buňky oddělují. Mohou však během vývoje zařízení, ke kterému patří, projít strukturálními změnami a změnit jejich distribuci a provoz..

Tato plazmodesmata jsou vlastně membránová prostředí sestávající z pórů v plazmatické membráně, která tvoří jakýsi můstek mezi buněčnou stěnou a axiálním prvkem "zachyceného" endoplazmatického retikula známého jako desmotubule..

Demotubule je válcová struktura o průměru více než 15 nm, složená z endoplazmatického retikula buňky, která je spojitá s cisternami endoplazmatického retikula sousední buňky, která je spojena plazmodesm..

Mezi „vláknem“ představovaným demotubulem a plazmatickou membránou, která tvoří válcovitou dutinu, kterou je plazmodesmus, je prostor známý jako „cytoplazmatický rukáv“ (z angličtiny Cytoplazmatický rukáv), kterým se předpokládá tok látek z jedné buňky do druhé.

Sekundární plasmodesmata

To jsou ty, které lze formovat de novo mezi dvěma buněčnými stěnami nezávisle na cytokinezi, to znamená bez nutnosti události buněčného dělení. Sekundární plasmodesmata se považují za speciální funkční a strukturní vlastnosti.

Sekundární plazmodesmata jsou tvořena fúzí protilehlých konců již existujících „polovin“ plasmodesmata, které se obvykle usazují v oblastech buněčné stěny, které byly ztenčeny. Každá fúzující polovina vytváří centrální dutiny plazmodesmu.

Centrální řetězce v tomto typu plazmodesmu jsou později přidány pasivním „uzavřením“ tubulů endoplazmatického retikula a výsledná morfologie je velmi podobná morfologii primárních plasmodesmat..

Odborníci v oboru naznačují, že sekundární plazmodesmata se tvoří v buňkách, které procházejí rozsáhlými růstovými procesy (prodloužením), tj. Mezi podélnými buněčnými stěnami, aby kompenzovaly progresivní „ředění“ počtu plasmodesmata, ke kterému může dojít díky růst.

Funkce

Plasmodesmata představují jednu z hlavních komunikačních cest mezi buňkami 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 plazmodesmaty mají základní 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 floému (který nese mízu); zasahují do fyzické izolace některých buněk a tkání během vývoje, a proto se říká, že koordinují růst, vývoj a obranu proti patogenům.

Po invazi patogenní houby se také účastní plasmodesmata, protože odpovídají hlavní intracelulární nebo zjednodušující invazní cestě v rostlinných tkáních..

Reference

  1. Ehlers, K., a Kollmann, R. (2001). Primární a sekundární plasmodesmata: struktura, původ a fungování. Protoplazma, 216 (1-2), 1.
  2. Lucas, W. J. a Lee, J. Y. (2004). Plasmodesmata jako supracelulární kontrolní síť v rostlinách. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
  3. Maule, A. J. (2008). Plasmodesmata: struktura, funkce a biogeneze. Aktuální názor v biologii rostlin, 11 (6), 680-686.
  4. Robards, A. W., a Lucas, W. J. (1990). Plasmodesmata. Roční přehled biologie rostlin, 41 (1), 369-419.
  5. Roberts, A., & Oparka, K. J. (2003). Plasmodesmata a řízení symplastického transportu. Plant, Cell & Environment, 26 (1), 103-124.
  6. Turgeon, R. (1996). Nakládání floem a plasmodesmata. Trends in Plant Science, 1 (12), 418-423.

Zatím žádné komentáře