PLASMODESMATA: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Cele plasmodesmata sunt conexiuni citosolic care există între celulele vegetale adiacente, adică, comunicarea protoplaști (citosol si membrana plasmatică) prin peretele celular, formând o symplastic continuă.

Aceste structuri sunt analoge funcțional sau echivalente cu joncțiunile gap observate între celulele unui țesut animal și funcția lor principală este de a comunica celulele între ele și de a servi ca canal pentru transportul diferitelor tipuri de ioni și molecule.

Căile simpliste și apoplastice și implicarea plasmodesmata (Sursa: Jackacon, vectorizată de Smartse prin Wikimedia Commons)

Plasmodesmata a fost descrisă în urmă cu mai bine de 100 de ani de către Tangl și, de atunci, sute de studii au fost publicate în care mecanismul lor de funcționare, structura lor și alte aspecte conexe au fost detaliate în detaliu.

În prezent, se știe că aceste „canale” sau „conexiuni” citosolice între celule sunt structuri sub mecanisme stricte de control și, de asemenea, s-a stabilit că acestea sunt compuse în principal din proteine ​​cu membrană integrală, proteine ​​chaperone și alte proteine ​​specializate în transportul substanțe.

Caracteristicile plasmodesmate

Plasmodesmata conectează celulele aparținând aceluiași „domeniu simplist” dintr-un țesut vegetal, ceea ce înseamnă că nu toate celulele unei plante sunt conectate între ele, dar există „regiuni” specifice diferite într-un țesut în care celulele prezente acolo fac schimb de informații permanent.

Acestea sunt structuri extrem de dinamice; numărul, structura și funcționarea lor pot fi modificate ca răspuns la o cerere funcțională specifică pe o țesătură.

În plus, aceste canale pot fi degradate sau „sigilate” în unele interfețe celulare (spațiul dintre două celule), ceea ce implică formarea unei „bariere” simpliste între celulele unor țesuturi vegetale și promovarea izolării regiunilor definite într-o țesut.

Unele citări bibliografice sugerează că plasmodesmata sunt structuri la fel de complexe precum așa-numitele complexe de pori nucleari, care îndeplinesc funcții similare, dar în translocarea informațiilor moleculare din mediul citosolic în interiorul nucleului.

Structura

O privire rapidă la un țesut vegetal este suficientă pentru a verifica dacă există mai multe tipuri de plasmodesmate.

După unii autori, acestea pot fi clasificate ca primare și secundare, în funcție de momentul în care se formează în timpul vieții unei celule; sau la fel de simplu și ramificat, în funcție de morfologia canalelor care se formează între celulă și celulă.

Indiferent de tipul plasmodesmusului în cauză, „arhitectura sa structurală” este mai mult sau mai puțin echivalentă, deoarece este aproape întotdeauna o problemă de conducte cu un diametru care variază între 20 și 50 nm, ale căror intrări sau orificii sunt puțin mai mult îngust, constituind ceea ce este cunoscut sub numele de „constrângerea gâtului de blocaj”.

Unii oameni de știință au propus că o astfel de constrângere în orificiile plasmodesmate participă la reglarea fluxului de substanțe prin acestea, adică că dilatarea (expansiunea) sau constricția lor (reducerea diametrului) determină cantitatea și viteza debitului .

Aceste „blocaje” sunt compuse dintr-o substanță cunoscută sub numele de caloză (β-1,3-glucan) și, după cum se poate deduce, se găsesc în zonele apropiate de peretele celulelor vegetale conectate prin aceste canale.

Reprezentare grafică a plasmodesmata (Sursa: Utilizator: Zlir'a prin Wikimedia Commons)

Plasmodesmata primară

Plasmodesmata primară se formează în "placa celulară" în timpul citokineziei, care este momentul mitozei în care cele două celule fiice se separă. Cu toate acestea, acestea pot suferi modificări structurale și își pot schimba distribuția și funcționarea în timpul dezvoltării instalației din care fac parte.

Aceste plasmodesmate sunt de fapt medii membranoase care constau din porii membranei plasmatice care formează un fel de punte între peretele celular și un element axial al reticulului endoplasmic „prins” cunoscut sub numele de desmotubul.

Un demotubul este o structură cilindrică de aproximativ 15 nm în diametru, compusă din reticulul endoplasmic al unei celule care este continuă cu cisterna reticulului endoplasmic al celulei vecine care este conectată prin plasmodesm.

Între „șuvița” reprezentată de desmotubul și membrana plasmatică care alcătuiește cavitatea cilindrică care este plasmodesmusul, există un spațiu cunoscut sub numele de „mânecă citoplasmatică” (mânecă citoplasmatică), prin care se crede că se produce fluxul de substanțe de la o celulă la alta.

Plasmodesmata secundară

Acestea sunt cele care se pot forma de novo între două pereți celulari, independent de citokineză, adică fără a fi nevoie de un eveniment de diviziune celulară. Plasmodesmata secundară este considerată a avea proprietăți funcționale și structurale speciale.

Plasmodesmata secundară se formează datorită fuziunii capetelor opuse ale „jumătăților” preexistente ale plasmodesmatelor, care sunt de obicei stabilite în regiunile peretelui celular care au fost subțiri. Fiecare jumătate condensată creează cavitățile centrale ale unui plasmodesmus.

Catenele centrale din acest tip de plasmodesm sunt adăugate ulterior prin „închidere” pasivă a tubulelor reticulului endoplasmatic, iar morfologia rezultată este foarte similară cu cea a plasmodesmatei primare.

Experții în domeniu sugerează că plasmodesmata secundară se formează în celule care suferă procese de creștere extinse (alungire), adică între pereții celulari longitudinali, pentru a compensa „diluarea” progresivă a numărului de plasmodesmate care pot apărea datorită la crestere.

Caracteristici

Plasmodesmata reprezintă una dintre căile principale de comunicare celulă-celulă din țesutul plantelor. Aceste structuri oferă, de asemenea, un canal pentru semnalizarea electrică, pentru difuzarea lipidelor și a moleculelor mici solubile și chiar pentru schimbul de factori de transcripție și macromolecule precum proteinele și acizii nucleici.

Aceste căi de comunicare furnizate de plasmodesmata par să joace un rol esențial în programarea dezvoltării plantelor și, de asemenea, în coordonarea funcționării fiziologice a unei plante mature.

Ei participă la reglarea eliberării moleculelor importante din punct de vedere fiziologic și de dezvoltare spre floem (care poartă seva); acestea intervin în izolarea fizică a unor celule și țesuturi în timpul dezvoltării, motiv pentru care se spune că coordonează creșterea, dezvoltarea și apărarea împotriva agenților patogeni.

După invazia de către o ciupercă patogenă, plasmodesmata este de asemenea implicată, deoarece corespunde principalelor căi de invazie intracelulară sau simplistă în țesuturile plantelor.

Referințe

1. Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Plasmodesmata primară și secundară: structură, origine și funcționare. Protoplasmă, 216 (1-2), 1.
2. Lucas, WJ și Lee, JY (2004). Plasmodesmata ca rețea de control supracelular la plante. Nature Review Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
3. Maule, AJ (2008). Plasmodesmata: structură, funcție și biogeneză. Opinia curentă în biologia plantelor, 11 (6), 680-686.
4. Robards, AW, & Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. Revizuirea anuală a biologiei plantelor, 41 (1), 369-419.
5. Roberts, A., & Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata și controlul transportului simplastic. Plantă, celule și mediu, 26 (1), 103-124.
6. Turgeon, R. (1996). Încărcarea phloem și plasmodesmata. Tendințe în știința plantelor, 1 (12), 418-423.