Kas yra Plasmodesmata?

Plasmodesmata yra plonas kanalas per augalų ląsteles, leidžiantis jiems susisiekti.

Augalų ląstelės daugeliu atžvilgių skiriasi nuo gyvūninių ląstelių, tiek kai kuriomis savo vidinėmis organelės ir tai, kad augalų ląstelės turi ląstelių sienas, kur gyvūnų ląstelės neturi. Du ląstelių tipai taip pat skiriasi tuo, kaip jie bendrauja vienas su kitu ir kaip jie perkelia molekules.

Plasmodesmata (pavienė forma: plazmodesma) yra tarpląstelinės organelės, randamos tik augalų ir dumblių ląstelėse. (Gyvūninės ląstelės "ekvivalentas" vadinamas tarpo sankryža.)

Plasmodesmata susideda iš porų arba kanalų, esančių tarp atskirų augalų ląstelių, ir sujungia simplastinę erdvę augale. Jie taip pat gali būti vadinami „tiltais“ tarp dviejų augalų ląstelių.

Plasmodesmata atskiria išorinę ląstelių membranos augalų ląstelių. Faktinė ląsteles skirianti erdvė vadinama desmotubuliu.

Desmotubulė turi standžią membraną, einančią pagal plazmodesmos ilgį. Citoplazma yra tarp ląstelės membranos ir desmotubulės. Visa plazmodema yra padengta sklandus endoplazminis retikulumas sujungtų ląstelių.

Augant ląstelėms dalijantis, susidaro plazmodesmata. Jie susidaro, kai sklandžios endoplazminio retikulumo dalys iš motininių ląstelių įstrigusios naujai susidariusiose augalų ląstelė sienos.

Susidaro pirminės plazmodesmos, formuojamos ląstelės sienelė ir endoplazminis retikulumas; po to susidaro antrinės plazmodesmos. Antrinės plazmodesmos yra sudėtingesnės ir gali turėti skirtingas funkcines savybes, atsižvelgiant į molekulių, kurios gali praeiti, dydį ir pobūdį.

Plasmodesmata vaidina tiek ryšį tarp ląstelių, tiek molekulių perkėlimą. Augalo ląstelės turi veikti kartu kaip daugialąsčio organizmo (augalo) dalis; kitaip tariant, atskiros ląstelės turi dirbti naudingos bendram labui.

Todėl ryšys tarp ląstelių yra labai svarbus augalų išlikimui. Augalų ląstelių problema yra kieta, nelanksti ląstelių siena. Didesnėms molekulėms sunku prasiskverbti pro ląstelės sienelę, todėl plazmodesmatos yra būtinos.

Plasmodesmatos susieja audinių ląsteles viena su kita, todėl jos turi funkcinę reikšmę audinių augimui ir vystymuisi. Tyrėjai išaiškinta 2009 m kad pagrindinių organų vystymasis ir dizainas priklausė nuo transkripcijos veiksnių (baltymų, kurie padeda RNR paversti DNR) pernešimo per plazmodesmatą.

Anksčiau buvo manoma, kad plazmodesmata yra pasyvios poros, per kurias judėjo maistinės medžiagos ir vanduo, tačiau dabar žinoma, kad joje vyksta aktyvi dinamika.

Buvo nustatyta, kad aktino struktūros padeda perkelti transkripcijos veiksnius ir net augalų virusai per plazmodemą. Tikslus mechanizmas, kaip plazmodesmata reguliuoja maistinių medžiagų pernešimą, nėra gerai suprantamas, tačiau yra žinoma, kad kai kurios molekulės gali sukelti plazmodesmos kanalų atsidarymą plačiau.

Fluorescenciniai zondai padėjo išsiaiškinti, kad vidutinis plazmodizminio erdvės plotis yra maždaug 3–4 nanometrai. Tačiau tai gali skirtis priklausomai nuo augalų rūšių ir net ląstelių rūšių. Plasmodesmata netgi gali pakeisti savo matmenis į išorę, kad būtų galima pernešti didesnes molekules.

Augalų virusai gali judėti per plazmodesmatą, o tai gali sukelti problemų augalui, nes virusai gali keliauti ir užkrėsti visą augalą. Virusai netgi gali manipuliuoti plazmodesmos dydžiu, kad didesnės viruso dalelės galėtų judėti.

Tyrėjai mano, kad cukraus molekulė, kontroliuojanti plazmodesminių porų uždarymo mechanizmą, yra kaliozė. Reaguodamas į tokį trigerį kaip patogeno įsibrovėlis, kaliozė nusėda ląstelės sienelėje aplink plazmodesmines poras ir pora užsidaro.

Genas, kuris duoda komandą callose sintetinti ir deponuoti, yra vadinamas CalS3. Todėl tikėtina, kad plazmodesmato tankis gali paveikti sukeltas atsparumo atsakas iki patogeno atakos augaluose.

Ši idėja buvo patikslinta, kai buvo išsiaiškinta, kad baltymas pavadintas PDLP5 (5 plazmodesmato išsidėstęs baltymas 5) sukelia salicilo rūgšties, kuri sustiprina gynybinį atsaką nuo augalų patogeninių bakterijų atakos, gamybą.

1897 m. Eduardas Tanglas pastebėjo, kad plazmodesmatos yra simpazmoje, tačiau tik 1901 m., Kai Eduardas Strasburgeris jas pavadino plazmodesmomis.

Natūralu, kad elektronų mikroskopo įvedimas leido plazmodesmatą ištirti atidžiau. Devintajame dešimtmetyje mokslininkai galėjo ištirti molekulių judėjimą per plazmodesmatą, naudodami fluorescencinius zondus. Tačiau mūsų žinios apie plazmodesmatų struktūrą ir funkcijas išlieka pirminės, todėl prieš tai visiškai suprantant, reikia atlikti daugiau tyrimų.

Tolesni tyrimai ilgai trukdė, nes plazmodesmos yra taip glaudžiai susijusios su ląstelės sienele. Norėdami apibūdinti plazmodesmato cheminę struktūrą, mokslininkai bandė pašalinti ląstelės sienelę. 2011 m. tai buvo padarytarasta ir apibūdinta daugybė baltymų receptorių.