4.13

Plazmodesmy

30.5K views03:28 min

Plant cells have rigid cell walls that help regulate cell shape and osmotic pressure. These walls create a challenge for communication between neighboring cells.

To overcome this challenge, plant cells connect through small channels called plasmodesmata that allow direct communication from one cell to another.

Each plasmodesma pore is a continuation of the plasma membrane of adjacent cells. Running through the center of the channel is the desmotubule, a narrow extension of the endoplasmic reticulum, or ER, that connects the ER of the neighboring cell.

Between the desmotubule and the surrounding plasma membrane is a space called the cytoplasmic sleeve.

This sleeve forms the main pathway for molecules that move between cells.

The cytosol is connected between the two cells, making a continuous network called the symplast.

Under normal conditions, water and small molecules, such as sugars and ions, can freely pass between cells. The desmotubule itself is tightly compressed, leaving very little, if any, open space in its center for molecules to pass through.

The exchange of larger molecules, such as small RNAs, transcription factors, and other cytosolic proteins, is tightly regulated.

Cells regulate this movement by depositing a polysaccharide called callose at the neck region of the plasmodesma.

When callose accumulates at the neck, the opening narrows, and transport is restricted. When callose breaks down, the opening widens, and larger molecules can pass through the plasmodesma.

In some cases, callose accumulates enough to completely block the channel. This is, for example, beneficial to restrict the movement of plant viruses that use these channels to spread to neighboring cells.

Plasmodesmata can originate in two ways. Primary plasmodesmata form during cell division as the new cell wall develops between daughter cells. These channels may appear individually or in groups, sometimes forming clustered regions called pit fields. Secondary plasmodesmata emerge later in existing cell walls between neighboring cells, adding new connections after cell division.

Overview

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Narządy organizmu wielokomórkowego składają się z tkanek utworzonych przez komórki. Aby spójnie współpracować, komórki muszą się komunikować. Jednym ze sposobów komunikacji komórek jest bezpośredni kontakt z innymi komórkami. Punkty styku łączące sąsiednie komórki nazywane są połączeniami międzykomórkowymi.

Połączenia międzykomórkowe są cechą zarówno komórek grzybów, roślin, jak i zwierząt. Jednakże różne typy połączeń występują w różnych rodzajach komórek. Połączenia międzykomórkowe występujące w komórkach zwierzęcych obejmują połączenia ścisłe, połączenia szczelinowe i desmosomy. Połączenia łączące komórki roślinne nazywane są plazmodesmami. Spośród połączeń występujących w komórkach zwierzęcych połączenia szczelinowe są najbardziej podobne do plazmodesm.

Plazmodesmy to przejścia łączące sąsiadujące komórki roślinne. Tak jak dwa pokoje połączone drzwiami mają wspólną ścianę, tak dwie komórki roślinne połączone plazmodesmą dzielą tę samą ścianę komórkową.

“Drzwi” plazomodesmy tworzą ciągłą sieć cytoplazmy—przypominającą powietrze przepływające pomiędzy pomieszczeniami. To właśnie poprzez sieć cytoplazmatyczną — zwaną symplastem — większość składników odżywczych i cząsteczek jest przenoszona pomiędzy komórkami roślinnymi.

Pojedyncza komórka roślinna ma tysiące plazmodesm perforujących ścianę komórkową, chociaż liczba i struktura plazmodesm może różnić się w zależności od komórki i zmieniać się w poszczególnych komórkach. Kontinuum cytoplazmy utworzone przez plazmodesmy jednoczy większość rośliny.

Większość wody i składników odżywczych przemieszczających się przez roślinę jest transportowana przez tkankę naczyniową — ksylem i łyko. Jednak plazmodesmy transportują również te materiały między komórkami, a ostatecznie w całej roślinie.

Plazmodesmy są wszechstronne i stale zmieniają swoją przepuszczalność. Oprócz wody i małych cząsteczek mogą również transportować pewne makrocząsteczki, takie jak receptorowe kinazy białkowe, cząsteczki sygnalizacyjne, czynniki transkrypcyjne i kompleksy RNA-białko.

W miarę wzrostu komórek gęstość ich plazmodesm zmniejsza się, chyba że wytwarzają one wtórne plazmodesmy. Niektóre rośliny pasożytnicze rozwijają wtórne plazmodesmy, które łączą je z żywicielami, umożliwiając im pobieranie składników odżywczych.

Transcript

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Plant cells have rigid cell walls that help regulate cell shape and osmotic pressure. These walls create a challenge for communication between neighboring cells.

To overcome this challenge, plant cells connect through small channels called plasmodesmata that allow direct communication from one cell to another.

Each plasmodesma pore is a continuation of the plasma membrane of adjacent cells. Running through the center of the channel is the desmotubule, a narrow extension of the endoplasmic reticulum, or ER, that connects the ER of the neighboring cell.

Between the desmotubule and the surrounding plasma membrane is a space called the cytoplasmic sleeve.

This sleeve forms the main pathway for molecules that move between cells.

The cytosol is connected between the two cells, making a continuous network called the symplast.

Under normal conditions, water and small molecules, such as sugars and ions, can freely pass between cells. The desmotubule itself is tightly compressed, leaving very little, if any, open space in its center for molecules to pass through.

The exchange of larger molecules, such as small RNAs, transcription factors, and other cytosolic proteins, is tightly regulated.

Cells regulate this movement by depositing a polysaccharide called callose at the neck region of the plasmodesma.

When callose accumulates at the neck, the opening narrows, and transport is restricted. When callose breaks down, the opening widens, and larger molecules can pass through the plasmodesma.

In some cases, callose accumulates enough to completely block the channel. This is, for example, beneficial to restrict the movement of plant viruses that use these channels to spread to neighboring cells.

Plasmodesmata can originate in two ways. Primary plasmodesmata form during cell division as the new cell wall develops between daughter cells. These channels may appear individually or in groups, sometimes forming clustered regions called pit fields. Secondary plasmodesmata emerge later in existing cell walls between neighboring cells, adding new connections after cell division.

Explore More Videos

Intercellular Junctions

Cytoplasmic Network

Cell Wall Permeability

Nutrient Transport

Macromolecule Transport

Secondary Plasmodesmata

Parasitic Plants