31.6
באורגניזם רב תאי, תאים חייבים לתקשר כדי לעבוד יחד בצורה מתואמת. אחת הדרכים שבהן תאים מתקשרים היא באמצעות מגע ישיר עם תאים אחרים. נקודות המגע המקשרות ב…
לתאי צמחים יש דפנות תאים קשיחות השומרות על צורת התא אך מעכבות את התקשורת התאית. תעלות מיקרוסקופיות בדפנות התא הנקראות פלסמודסמאטה מחברות ישירות את הציטופלסמה של תאים סמוכים, ומאפשרות חילופי תקשורת מולקולריים.
פלסמודסמטות ראשוניות נוצרות במהלך חלוקת התא, בעוד פלסמודסמטות משניות נוצרות בין דפנות התאים הקיימות של תאים שכנים.
פלסמודסמטות הן מרופדות קרום, המכילות מבנה מרכזי צר דמוי צינור הנקרא desmotubule. Desmotubule נוצר על ידי הרחבה של ER המחבר תאים סמוכים.
הציטוזול זורם בחופשיות בין שני התאים ויוצר רשת רציפה הנקראת סימפלסט.
תאים שולטים במעבר של מולקולות על ידי ויסות הקוטר של plasmodesmata.
כאשר קלוז, פוליסכריד, מצטבר, התעלה מכווצת, ומאפשרת רק למים ולמולקולות קטנות לעבור.
כאשר קלוזה מתפרקת, התעלה מורחבת, ומאפשרת למולקולות גדולות יותר לעבור דרכה.
על ידי פירוק פלסמודסמטה, תאים מאבדים קישוריות סיפלסטית עם שכניהם.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What are plasmodesmata and why do plant cells need them?
Plasmodesmata are microscopic channels that connect the cytoplasm of adjacent plant cells, enabling direct molecular exchange and communication. Because rigid cell walls maintain plant cell shape but hinder communication, plasmodesmata create a continuous cytoplasmic network called the symplast, allowing nutrients and signaling molecules to flow freely between cells throughout the plant.
Q2: How do primary and secondary plasmodesmata differ in their formation?
Primary plasmodesmata form during cell division, while secondary plasmodesmata develop later between existing cell walls of neighboring cells. Both types create passageways connecting adjacent cells, but secondary plasmodesmata allow cells to establish new communication links after division, enabling flexible network expansion as tissues develop.
Q3: What is the desmotubule and what role does it play in plasmodesmata?
The desmotubule is a narrow, tube-like central structure within plasmodesmata formed by an extension of the endoplasmic reticulum that connects adjacent cells. It divides the plasmodesma into compartments while allowing cytosol to flow freely around it, maintaining the continuous symplastic network essential for plant cell communication.
Q4: How do plants regulate which molecules pass through plasmodesmata?
Plants control plasmodesmata permeability by regulating callose, a polysaccharide that accumulates to constrict channels, restricting passage to water and small molecules. When callose breaks down, channels dilate, allowing larger molecules like proteins and RNA to pass. This dynamic regulation enables selective molecular transport based on cellular needs.
Q5: What macromolecules can be transported through plasmodesmata?
Plasmodesmata transport specific macromolecules including receptor-like protein kinases, signaling molecules, transcription factors, and RNA-protein complexes. Beyond water and small nutrients, these versatile channels enable long-distance communication by moving regulatory molecules that coordinate plant growth, development, and responses to environmental signals.
Q6: How does plasmodesmata density change as plant cells grow?
As plant cells grow, the density of plasmodesmata decreases unless cells produce secondary plasmodesmata to maintain communication networks. This dynamic adjustment ensures adequate cell-to-cell connectivity despite increasing cell size, preventing isolation of growing cells from the symplastic network and preserving coordinated cellular function.
Q7: What happens to plant cells when plasmodesmata are degraded?
When plasmodesmata are degraded, cells lose symplastic connectivity with their neighbors, severing the continuous cytoplasmic network that enables molecular exchange. This disruption prevents communication and isolates affected cells from the broader plant communication system, potentially affecting coordinated cellular functions and nutrient distribution throughout tissues.