Plasmodesmen

Die Organe im Körper eines mehrzelligen Organismus bestehen aus Geweben, die von Zellen gebildet werden. Um kohäsiv zusammenarbeiten zu können, müssen Zellen kommunizieren. Eine Möglichkeit, wie Zellen kommunizieren, ist der direkte Kontakt mit anderen Zellen. Die Berührungspunkte, die benachbarte Zellen verbinden, werden Zellverbindungen genannt.

Zellverbindungen sind ein Merkmal der Zellen von Pilzen, Pflanzen und Tieren. Verschiedene Arten der Zellverbindungen finden sich jedoch in verschiedenen Zellentypen. Zu den Zellverbindungen der tierischen Zellen gehören Tight Junctions, Gap Junctions und Desmosomen. Die Zellverbindungen, die Pflanzenzellen verbinden, werden Plasmodesmen genannt. Die Gap Junctions der tierischen Zellen, sind den pflanzlichen Zellverbindungen, den Plasmodesmen am ähnlichsten.

Plasmodesmen sind Gänge, die benachbarte Pflanzenzellen verbinden. So wie sich zwei Räume, die durch eine Tür miteinander verbunden sind, eine Wand teilen, teilen sich zwei Pflanzenzellen, die durch ein Plasmodesmos miteinander verbunden sind, eine Zellwand.

Der Plasmodesmos, eine Tür, schafft ein kontinuierliches Netzwerk des Zytoplasmas – wie Luft, die zwischen Räumen strömt. Durch dieses zytoplasmische Netzwerk – dem sogenannten Symplast – werden die meisten Nährstoffe und Moleküle zwischen Pflanzenzellen übertragen.

Eine einzelne Pflanzenzelle hat Tausende von Plasmodesmen, die ihre Zellwand perforieren, obwohl die Anzahl und Struktur von Plasmodesmen von Zelle zu Zelle variiert und sich in einzelnen Zellen ändern kann. Das von Plasmodesmen erzeugte Kontinuum des Zytoplasmas vereinigt den größten Teil der Pflanze.

Das Wasser und die Nährstoffe, die sich durch eine Pflanze bewegen, werden meistens durch Leitgewebe transportiert – Xylem und Phloem. Die Plasmodesmen transportieren diese Materialien jedoch auch zwischen den Zellen und schließlich in der gesamten Pflanze.

Plasmodesmen sind vielseitig und verändern kontinuierlich ihre Durchlässigkeit. Neben Wasser und kleinen Molekülen können sie auch bestimmte Makromoleküle transportieren, wie z. B. rezeptorartige Proteinkinasen, Signalstoffe, Transkriptionsfaktoren und RNA-Protein-Komplexe.

Wenn Zellen wachsen, nimmt ihre Plasmodesmen-Dichte ab, es sei denn, sie produzieren weitere Plasmodesmen. Bestimmte parasitäre Pflanzen produzieren zusätzliche Plasmodesmen, die sie mit Wirten verbinden, so dass sie Nährstoffe extrahieren können.