ПЛАЗМОДЕСМАТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

У плазмодесмах є цитозольним з'єднанням , які існують між сусідніми клітинами рослин, тобто, суміжно протопластами (цитозоль і плазматичної мембрану) через клітинну стінку, утворюючи безперервну сімпластную.

Ці структури є функціонально аналогічними або еквівалентними розривним з'єднанням, що спостерігаються між клітинами тваринної тканини, і їх основна функція полягає в тому, щоб зв'язувати клітини між собою і служити каналом для транспортування іонів різних типів і молекули.

Спрощений і апопластичний шляхи та участь плазмодесматів (Джерело: Jackacon, векторизований Smartse через Wikimedia Commons)

Плазмодесмати були описані більше 100 років тому Танглом, і з тих пір були опубліковані сотні досліджень, в яких детально описані механізм їх роботи, їх структура та інші пов'язані аспекти.

В даний час відомо, що ці цитозольні "канали" або "зв'язки" між клітинами є структурами, що мають суворі механізми контролю, і також було визначено, що вони складаються в основному з білків інтегральної мембрани, білків шаперону та інших білків, спеціалізованих для транспортування речовин.

Характеристика плазмодесметів

Плазмодесмати з'єднують клітини, що належать до одного і того ж "спрощеного домену" в рослинній тканині, це означає, що не всі клітини рослини з'єднані між собою, але є різні специфічні "регіони" в тканині, в якій присутні там клітини постійно обмінюються інформацією.

Це дуже динамічні структури; їх кількість, структура та експлуатація можуть бути змінені у відповідь на конкретний функціональний попит на тканину.

Крім того, ці канали можуть бути деградовані або «запечатані» в деяких клітинних інтерфейсах (простір між двома клітинами), що передбачає формування спрощеного «бар'єру» між клітинами деяких рослинних тканин і сприяння виділенню визначених областей у тканина.

Деякі бібліографічні цитати припускають, що плазмодесмати - це структури настільки ж складні, як і так звані ядерні порові комплекси, які виконують подібні функції, але при переміщенні молекулярної інформації з цитозольного середовища у внутрішню частину ядра.

Будова

Швидкого огляду рослинної тканини достатньо для того, щоб переконатися в наявності декількох типів плазмодесматів.

На думку деяких авторів, їх можна класифікувати як первинні та вторинні, відповідно до моменту, коли вони формуються протягом життя клітини; або як простий і розгалужений, залежно від морфології каналів, що утворюються між клітиною і клітиною.

Незалежно від типу плазмодезму, його "структурна архітектура" є більш-менш рівнозначною, оскільки майже завжди йдеться про трубопроводи діаметром від 20 до 50 нм, входи чи отвори яких трохи більше вузький, що становить "звуження вузького місця".

Деякі вчені припустили, що таке звуження у отворах плазмодесми бере участь у регуляції потоку речовин через них, тобто, що їх розширення (розширення) або звуження (зменшення в діаметрі) визначає кількість і швидкість течії .

Ці «вузькі місця» складаються з речовини, відомої як калоза (β-1,3-глюкан), і, як можна зробити висновок, вони знаходяться в районах, найближчих до стінки клітин рослин, з'єднаних цими каналами.

Графічне зображення плазмодесмати (Джерело: Користувач: Zlir'a через Wikimedia Commons)

Первинні плазмодесмати

Первинні плазмодесмати утворюються в «клітинній пластинці» під час цитокінезу, що є часом мітозу, коли дві дочірні клітини розділяються. Однак вони можуть зазнати структурних модифікацій та змінити їх розповсюдження та експлуатацію під час розвитку заводу, до якого вони належать.

Ці плазмодесмати - це фактично мембранозні середовища, які складаються з пір у плазматичній мембрані, що утворюють своєрідний міст між клітинною стінкою та осьовим елементом «захопленого» ендоплазматичного ретикулуму, відомим як десмотубула.

Демотубула - це циліндрична структура діаметром близько 15 нм, що складається з ендоплазматичного ретикулума однієї клітини, який є суцільним із цистернами ендоплазматичного ретикулуму сусідньої клітини, що з'єднаний плазмодезмом.

Між "ланцюжком", представленим десмотубулою, і плазматичною мембраною, що складає циліндричну порожнину, яка є плазмодезмом, є простір, відомий як "цитоплазматичний рукав" (цитоплазматичний рукав), через який, як думають, відбувається потік речовин з однієї клітини в іншу.

Вторинні плазмодесмати

Це ті, які можуть утворювати de novo між двома клітинними стінками незалежно від цитокінезу, тобто без необхідності відбуватися події клітинного поділу. Вторинні плазмодесмати вважаються такими, що мають особливі функціональні та структурні властивості.

Вторинні плазмодесмати утворюються завдяки зрощенню протилежних кінців попередньо існуючих «половинок» плазмодесматів, які зазвичай встановлюються в стоншених ділянках клітинної стінки. Кожна зрощена половина створює центральні порожнини плазмодезму.

Центральні ланцюги цього типу плазмодезмів згодом додаються пасивним «огородженням» канальців ендоплазматичного ретикулума, і отримана морфологія дуже схожа на первинні плазмодесмати.

Фахівці в цій галузі припускають, що вторинні плазмодесмати утворюються в клітинах, які проходять обширні процеси росту (подовження), тобто між поздовжніми стінками клітин, щоб компенсувати прогресуюче «розрідження» кількості плазмодесматів, що може відбутися завдяки до зростання.

Особливості

Плазмодесмати являють собою один з основних шляхів зв’язку клітин-клітин у рослинній тканині. Ці структури також пропонують канал для електричної сигналізації, для дифузії ліпідів та малих розчинних молекул і навіть для обміну факторів транскрипції та макромолекул, таких як білки та нуклеїнові кислоти.

Ці шляхи комунікації, що забезпечуються плазмодесматом, мають важливу функцію в програмуванні розвитку рослин, а також у координації фізіологічного функціонування зрілої рослини.

Вони беруть участь у регуляції вивільнення важливих молекул з фізіологічної та розвиткової точки зору у бік флоеми (яка переносить сік); вони втручаються у фізичну ізоляцію деяких клітин і тканин під час розвитку, саме тому, як кажуть, вони координують ріст, розвиток та захист від збудників.

Після інвазії патогенним грибом також беруть участь плазмодесмати, оскільки вони відповідають основним внутрішньоклітинним або спрощеним шляхам інвазії в тканини рослин.

Список літератури

1. Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Первинні та вторинні плазмодесмати: структура, походження та функціонування. Протоплазма, 216 (1-2), 1.
2. Lucas, WJ, & Lee, JY (2004). Плазмодесмати як надклітинна контрольна мережа у рослин. Огляди природи Молекулярна клітинна біологія, 5 (9), 712.
3. Maule, AJ (2008). Плазмодесмати: структура, функція та біогенез. Сучасна думка з біології рослин, 11 (6), 680-686.
4. Robards, AW та Lucas, WJ (1990). Плазмодесмати. Щорічний огляд біології рослин, 41 (1), 369-419.
5. Робертс, А., Опарка, KJ (2003). Плазмодесмати та контроль симпластичного транспорту. Рослини, клітини та довкілля, 26 (1), 103-124.
6. Turgeon, R. (1996). Навантаження флоеми та плазмодесмати. Тенденції в рослинництві, 1 (12), 418-423.