PLASMODESMATA: OMINAISUUDET, RAKENNE JA TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Plasmodesmata ovat sytosolin yhteyksiä, joita esiintyy vierekkäisten kasvisoluissa, ts yhteydessä protoplasteja (sytosolin ja solukalvon) soluseinän läpi, muodostavat jatkuvan symplastista.

Nämä rakenteet ovat toiminnallisesti analogisia tai vastaavia eläinkudoksen solujen välillä havaittujen rakojen liitoskohtien kanssa, ja niiden pääasiallinen tehtävä on kommunikoida solut keskenään ja toimia kanavana erityyppisten ionien ja molekyylejä.

Yksinkertaistetut ja apoplastiset reitit ja plasmodesmatan osallistuminen (Lähde: Jackacon, vektorisoinut Smartse Wikimedia Commonsin kautta)

Tangl kuvasi Plasmodesmatan yli 100 vuotta sitten, ja siitä lähtien on julkaistu satoja tutkimuksia, joissa niiden toimintamekanismi, rakenne ja muut niihin liittyvät näkökohdat on esitetty yksityiskohtaisesti.

Tällä hetkellä tiedetään, että nämä solujen väliset sytosoliset "kanavat" tai "yhteydet" ovat tiukkojen valvontamekanismien alaisia ​​rakenteita, ja on myös määritetty, että ne koostuvat pääasiassa kiinteistä membraaniproteiineista, chaperone-proteiineista ja muista proteiineista, jotka ovat erikoistuneet solujen kuljetukseen. aineita.

Plasmodesmatan ominaisuudet

Plasmodesmat yhdistävät solut, jotka kuuluvat samaan "yksinkertaistettuun domeeniin" kasvakudoksessa, mikä tarkoittaa, että kaikki kasvin solut eivät ole yhteydessä toisiinsa, mutta kudoksessa on erilaisia ​​spesifisiä "alueita", joissa siellä olevat solut vaihtavat tietoja pysyvästi.

Nämä ovat erittäin dynaamisia rakenteita; niiden lukumäärää, rakennetta ja toimintaa voidaan muuttaa vastauksena kankaan erityiseen toiminnalliseen tarpeeseen.

Lisäksi nämä kanavat voivat hajoa tai "sulkea" joissain solun rajapinnoissa (kahden solun välinen tila), mikä merkitsee yksinkertaisen "esteen" muodostumista joidenkin kasvakudosten solujen välillä ja edistää määriteltyjen alueiden eristystä kudosta.

Jotkut bibliografiset viittaukset viittaavat siihen, että plasmodesmat ovat yhtä monimutkaisia ​​rakenteita kuin ns. Ydinhuokoskompleksit, jotka suorittavat samanlaisia ​​toimintoja, mutta siirtäessään molekyylitietoa sytosolisesta ympäristöstä ytimen sisäpuolelle.

Rakenne

Nopea vilkaisu kasvakudokselle on riittävä sen varmistamiseksi, että plasmodesmaatyyppejä on useita.

Joidenkin kirjoittajien mukaan nämä voidaan luokitella primaarisiksi ja toissijaisiksi sen mukaan, mihin ne muodostuvat solun elinaikana; tai yksinkertaisena ja haarautuneena, riippuen niiden solujen ja solujen välillä muodostuneiden kanavien morfologiasta.

Riippumatta kyseisestä plasmodesmus-tyypistä, sen "rakennearkkitehtuuri" on enemmän tai vähemmän ekvivalentti, koska kyse on melkein aina kanavista, joiden halkaisija on 20-50 nm, joiden sisäänmenot tai aukot ovat hiukan enemmän kapea, muodostaen niin kutsutun pullonkaulan supistuksen.

Jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, että tällainen supistuminen plasmodesmatan aukkoissa osallistuu aineiden virtauksen säätelyyn näiden läpi, ts. Että niiden laajentuminen (laajeneminen) tai supistuminen (halkaisijan pieneneminen) määrää virtauksen määrän ja nopeuden.

Nämä "pullonkalat" koostuvat aineesta, joka tunnetaan nimellä kallioosi (β-1,3-glukaani), ja kuten voidaan päätellä, niitä löytyy alueilta, jotka ovat lähinnä kasvisolujen seinämää, jotka on kytketty näiden kanavien kautta.

Plasmodesmatan graafinen esitys (Lähde: Käyttäjä: Zlir'a Wikimedia Commonsin kautta)

Primaarinen plasmodesmata

Primaarinen plasmodesmata muodostuu "solulevyllä" sytokineesin aikana, mikä on mitoosin aika, jolloin kaksi tytärsolua erottuu. Näihin voidaan kuitenkin tehdä rakenteellisia muutoksia ja muuttaa niiden jakautumista ja toimintaa sen laitoksen kehittämisen aikana, johon ne kuuluvat.

Nämä plasmodesmat ovat itse asiassa kalvoympäristöjä, jotka koostuvat plasmamembraanin huokosista, jotka muodostavat eräänlaisen sillan soluseinän ja "loukkuun jääneen" endoplasmisen retikulumin aksiaalisen elementin välille, joka tunnetaan desmotubulumina.

Demotubuuli on sylinterimäinen rakenne, jonka halkaisija on noin 15 nm, ja se muodostuu yhden solun endoplasmisesta retikulusta, joka on jatkuva naapurisolun endoplasmisen retikulumin cisternaen kanssa, joka on kytketty plasmodesmin kautta.

Desmotubuluksen edustaman "juosteen" ja plasmodesmin muodostavan sylinterimäisen ontelon muodostavan plasmamembraanin välissä on tila, joka tunnetaan nimellä "sytoplasminen holkki" (englanninkielisestä sytoplasmisesta holkista), jonka läpi sen ajatellaan tapahtuvan aineiden virtaus solusta toiseen.

Toissijainen plasmodesmata

Nämä ovat niitä, jotka voivat muodostaa de novon kahden soluseinän väliin sytokiinistä riippumatta, toisin sanoen ilman, että solunjakautumistapahtumaa tulisi tapahtua. Toissijaisilla plasmodesmateilla katsotaan olevan erityisiä toiminnallisia ja rakenteellisia ominaisuuksia.

Toissijaiset plasmodesmatat muodostuvat plasmodesmatan olemassa olevien "puoliskojen" vastakkaisten päiden fuusion ansiosta, jotka yleensä muodostuvat ohennetuista soluseinämän alueista. Jokainen sulatettu puoli luo plasmodesmuksen keskusontelot.

Tämän tyyppisessä plasmodesmissa olevat keskeiset juosteet lisätään myöhemmin endoplasmisen retikulumin tubulaarien passiivisella "sulkemisella" ja tuloksena oleva morfologia on hyvin samanlainen kuin primaarisen plasmodesmatan.

Alan asiantuntijat ehdottavat, että sekundaarisia plasmodesmattoja muodostuu soluihin, joissa käydään läpi laajoja kasvuprosesseja (pidentymistä), ts. Pitkittäissuurten soluseinien välissä, jotta kompensoitaisiin plasmodesmatojen määrän asteittainen "laimeneminen", joka voi tapahtua kasvuun.

ominaisuudet

Plasmodesmat edustavat yhtä tärkeimmistä solu-solu-kommunikaatioreiteistä kasvakudoksessa. Nämä rakenteet tarjoavat myös kanavan sähköiseen signalointiin, lipidien ja pienten liukoisten molekyylien diffuusioon ja jopa transkriptiotekijöiden ja makromolekyylien, kuten proteiinien ja nukleiinihappojen, vaihtoon.

Näillä plasmodesmatan tarjoamilla viestintäreiteillä näyttää olevan olennainen tehtävä kasvien kehityksen ohjelmoinnissa ja myös kypsän kasvin fysiologisen toiminnan koordinoinnissa.

Ne osallistuvat tärkeiden molekyylien vapautumisen säätelyyn fysiologisesta ja kehityksellisestä näkökulmasta kohti floemia (joka kuljettaa mehua); ne puuttuvat joidenkin solujen ja kudosten fyysiseen eristämiseen kehityksen aikana, minkä vuoksi niiden sanotaan koordinoivan kasvua, kehitystä ja suojautumista taudinaiheuttajilta.

Patogeenisen sienen tunkeutumisen jälkeen siihen osallistuu myös plasmodesmaa, koska ne vastaavat tärkeimpiä solunsisäisiä tai yksinkertaistettuja hyökkäysreittejä kasvakudoksissa.

Viitteet

1. Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Primaarinen ja sekundaarinen plasmodesmata: rakenne, alkuperä ja toiminta. Protoplasma, 216 (1-2), 1.
2. Lucas, WJ, ja Lee, JY (2004). Plasmodesmata suprasellulaarisena kontrolliverkkona kasveissa. Luontoarvostelut Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
3. Maule, AJ (2008). Plasmodesmata: rakenne, toiminta ja biogeneesi. Nykyinen lausunto kasvibiologiasta, 11 (6), 680-686.
4. Robards, AW, ja Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. Kasvibiologian vuosikatsaus, 41 (1), 369-419.
5. Roberts, A., ja Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata ja symplastisen kuljetuksen hallinta. Plant, Cell & Environment, 26 (1), 103 - 124.
6. Turgeon, R. (1996). Phloem-lastaus ja plasmodesmata. Trends in Plant Science, 1 (12), 418-423.