Što su plazmodesmati?

Plasmodesmata je tanki kanal kroz biljne stanice koji im omogućuje komunikaciju.

Stanice biljaka se u mnogočemu razlikuju od životinjskih stanica, kako u pogledu nekih njihovih unutarnjih organele i činjenica da biljne stanice imaju stanične stjenke, gdje životinjske stanice nemaju. Dvije vrste stanica također se razlikuju u načinu međusobne komunikacije i premještanju molekula.

Plazmodesmati (singularni oblik: plazmodesma) su međućelijske organele koje se nalaze samo u stanicama biljaka i algi. (Životinjska stanica "ekvivalent" naziva se jaz spajanja.)

Plazmodesmati se sastoje od pora ili kanala koji se nalaze između pojedinih biljnih stanica i povezuju simplastični prostor u biljci. Oni se također mogu nazvati "mostovi" između dviju biljnih stanica.

Plazmodesmati odvajaju vanjske stanične membrane biljnih stanica. Stvarni zračni prostor koji razdvaja stanice naziva se desmotubula.

Desmotubul posjeduje krutu membranu koja izvodi duljinu plazmodesme. Citoplazma leži između stanične membrane i desmotubula. Čitav plazmodesma je prekriven šupljinom

Plazmodesmati nastaju tijekom stanične diobe u razvoju biljke. Oni nastaju kada dijelovi glatkog endoplazmatskog retikuluma iz matičnih stanica postanu zarobljeni u novoformiranim biljna stanica zid.

Primarni plazmodesmati nastaju dok se formiraju i stanična stijenka i endoplazmatski retikulum; sekundarni plazmodesmati nastaju nakon toga. Sekundarni plazmodesmati složeniji su i mogu imati različita funkcionalna svojstva s obzirom na veličinu i prirodu molekula koje mogu proći.

Plazmodesmati igraju ulogu i u staničnoj komunikaciji i u translokaciji molekula. Biljne stanice moraju raditi zajedno kao dio višećelijskog organizma (biljka); drugim riječima, pojedine ćelije moraju raditi na općem dobru.

Stoga je komunikacija između stanica ključna za opstanak biljke. Problem biljnih stanica je žilava, kruta stanična stijenka. Većim molekulama je teško prodrijeti do stanične stijenke, zbog čega su neophodni plazmodesmati.

Plazmodesma povezuje stanice tkiva jedna s drugom, tako da imaju funkcionalnu važnost za rast i razvoj tkiva. istraživači razjašnjeno 2009. godine da su razvoj i dizajn glavnih organa ovisili o transportu faktora transkripcije (proteina koji pomažu pretvoriti RNA u DNA) kroz plazmodesme.

Ranije su se smatrale da su plazmodesmati pasivne pore kroz koje su se hranjive tvari i voda kretale, ali sada je poznato da je uključena aktivna dinamika.

Pronađene su strukture aktina koje pomažu u premještanju faktora transkripcije biljni virusi kroz plazmodesmu. Točan mehanizam kako plazmodesma regulira transport hranjivih tvari nije dobro razumljiv, ali poznato je da neke molekule mogu uzrokovati širenje plazmodesmskih kanala.

Fluorescentne sonde pomogle su ustanoviti da je prosječna širina plazmodesmalnog prostora približno 3-4 nanometara. Međutim, to može varirati između biljnih vrsta, pa čak i vrsta stanica. Plazmodesmati mogu čak izmijeniti svoje dimenzije prema van tako da se mogu prenijeti veće molekule.

Biljni virusi mogu se kretati kroz plazmodesmate, što može biti problematično za biljku, jer virusi mogu putovati i zaraziti cijelu biljku. Virusi bi čak mogli manipulirati veličinom plazmodesme tako da se veće virusne čestice mogu kretati kroz njih.

Istraživači vjeruju da je molekula šećera koja kontrolira mehanizam za zatvaranje plazmodesmalnih pora kaloza. Kao odgovor na okidač kao što je napadač patogena, kaloza se taloži u staničnoj stijenci oko plazmodesmalnih pora i pore se zatvaraju.

Pozvan je gen koji daje naredbu za sintezu i deponovanje kaloze CalS3. Stoga je vjerojatno da gustoća plazmodesma može utjecati na inducirani otpor otpora do napada patogena u biljkama.

Ta je ideja razjašnjena kada je otkriveno da je protein nazvan PDLP5 (protein 5 smješten u plazmodesmati) uzrokuje proizvodnju salicilne kiseline, što pojačava obrambeni odgovor protiv biljnih patogenih bakterijskih napada.

Godine 1897. Eduard Tangl primijetio je prisutnost plazmodesma u simplazmi, ali tek 1901. kada ih je Eduard Strasburger imenovao plazmodesmata.

Naravno, uvođenje elektronskog mikroskopa omogućilo je pomnije proučavanje plazmodesma. U 1980-ima znanstvenici su mogli proučavati kretanje molekula kroz plazmodesme pomoću fluorescentnih sondi. Međutim, naše znanje o strukturi i funkciji plazmodesma ostaje rudimentarno i potrebno je provesti više istraživanja prije nego što se sve u potpunosti shvati.

Daljnja su istraživanja dugo ometala jer su plazmodesmati tako povezani sa staničnom stijenkom. Znanstvenici su pokušali ukloniti staničnu stijenku kako bi okarakterizirali kemijsku strukturu plazmodesma. U 2011, to je uspjelo, a pronađeni su i karakterizirani mnogi receptorski proteini.