Plasmodesmen

Pflanzenzellen haben starre Zellwände, die dabei helfen, die Form und Spannkraft der Zelle zu regulieren. Diese Barriere stellt allerdings eine besondere Herausforderung bezüglich der Kommunikation zwischen den Zellen dar. Um diese Herausforderung zu überwinden sind Pflanzenzellen mittels Plasmodesmen verbunden—kleinen Kanälen, die eine Kommunikation von Zelle zu Zelle ermöglichen. Jede Plasmodesma-Pore ist eine Verlängerung der Plasmamembrane der benachbarten Zellen. Im Zentrum befindet sich eine Struktur, die als Desmotubulus bekannt ist – eine Erweiterung des endoplasmatischen Retikulums, oder des ER, verläuft von einer Zelle in die benachbarte Zelle. Das Zytosol ist durchgehend zwischen den beiden verbundenen Zellen. Auf diese Weise erschaffen die Plasmodesmen ein durchgehendes Netzwerk von Zytoplasma, das als Symplast bezeichnet wird. Der Desmotubulus durchdringt den Kanal und schafft eine zytoplasmische Hülle, die geweitet oder zusammengezogen werden kann, um die Durchlässigkeit der Plasmodesmen zu regulieren. Zum Beispiel, unter normalen Bedingungen, können Wasser und kleine Moleküle, wie Zucker und Ionen, unbehindert zwischen Zellen wandern. Der Desmotubulus ist allerdings so fest zusammengepresst, dass nur sehr wenig, wenn überhaupt irgendein Lumen existiert, das einen Durchgang von Molekülen erlaubt. Der Austausch von größeren Molekülen-kleiner RNA, Transkriptionsfaktoren und anderen zytosolischen Proteinen – ist strengstens reguliert. Eine Ansammlung der Polysaccharide-Kallose verengt die Öffnung in der Zellwand, womit der Durchfluss dieser Moleküle verhindert wird. Wenn die Kallose auseinanderbricht, erweitert sich die Öffnung und Makromoleküle können durch die Plasmodesmen passieren. Zusätzlich kann sich Kallose ansammeln und die Bewegung aller Moleküle abriegeln. Das ist zum Beispiel vorteilhaft, um die Bewegung von Pflanzenviren einzuschränken, die die Kanäle dazu verwenden, um sich in die benachbarten Zellen auszubreiten. Plasmodesmen können auf zwei Weisen entstehen. Primäre Plasmodesmen werden während der Zellteilung in der frühen Entwicklung gebildet und finden sich oft in Gruppierungen, die Pit-Felder genannt werden. Sekundäre Plasmodesmen treten während späterer Phasen in bestehenden Zellwänden von benachbarten Zellen in Erscheinung. Schließlich können Plasmodesmen abgebaut werden je nach den Bedürfnissen der Zellen, zum Beispiel, wenn Zellen sich vom Symplast isolieren müssen.