Các plasmodesmata là các kết nối tế bào tồn tại giữa các tế bào thực vật liền kề, tức là, liên lạc với các nguyên bào (cytosol và màng sinh chất) qua thành tế bào, tạo thành một giao hưởng liên tục.
Các cấu trúc này về mặt chức năng là tương tự hoặc tương đương với các khe hở được quan sát giữa các tế bào của mô động vật và chức năng chính của chúng là giao tiếp giữa các tế bào với nhau và đóng vai trò như một kênh vận chuyển các loại ion khác nhau và các phân tử.
Các con đường đơn giản và không linh hoạt và sự tham gia của plasmodesmata (Nguồn: Jackacon, vecto của Smartse qua Wikimedia Commons)
Plasmodesmata đã được Tangl mô tả hơn 100 năm trước và kể từ đó, hàng trăm nghiên cứu đã được công bố trong đó cơ chế hoạt động, cấu trúc và các khía cạnh liên quan khác của chúng đã được trình bày chi tiết.
Hiện nay, người ta biết rằng các "kênh" hoặc "kết nối" giữa các tế bào này là cấu trúc theo cơ chế kiểm soát chặt chẽ và người ta cũng xác định rằng chúng được cấu tạo chủ yếu từ các protein màng tích hợp, protein chaperone và các protein khác chuyên vận chuyển vật liệu xây dựng.
Đặc điểm của plasmodesmata
Plasmodesmata kết nối các tế bào thuộc cùng một "miền đơn giản" trong mô thực vật, có nghĩa là không phải tất cả các tế bào của cây đều được kết nối với nhau, nhưng có những "vùng" cụ thể khác nhau trong một mô các tế bào hiện diện ở đó trao đổi thông tin vĩnh viễn.
Đây là những cấu trúc có tính năng động cao; số lượng, cấu trúc và hoạt động của chúng có thể được sửa đổi để đáp ứng nhu cầu chức năng cụ thể trên một loại vải.
Ngoài ra, các kênh này có thể bị suy giảm hoặc bị "niêm phong" trong một số giao diện tế bào (không gian giữa hai tế bào), điều này ngụ ý sự hình thành "hàng rào" đơn giản giữa các tế bào của một số mô thực vật và thúc đẩy sự cô lập của các vùng xác định trong một mô.
Một số trích dẫn thư mục gợi ý rằng plasmodesmata là cấu trúc phức tạp như cái gọi là phức hợp lỗ hạt nhân, thực hiện các chức năng tương tự nhưng trong việc chuyển thông tin phân tử từ môi trường tế bào vào bên trong nhân.
Kết cấu
Nhìn lướt qua một mô thực vật là đủ để xác minh rằng có nhiều loại plasmodesmata.
Theo một số tác giả, chúng có thể được phân loại là sơ cấp và thứ cấp, tùy theo thời điểm mà chúng được hình thành trong vòng đời của tế bào; hoặc đơn giản và phân nhánh, tùy thuộc vào hình thái của các kênh được hình thành giữa tế bào và tế bào.
Bất kể loại plasmodesmus được đề cập, "kiến trúc cấu trúc" của nó ít nhiều đều tương đương, vì nó hầu như luôn luôn là câu hỏi về các ống dẫn có đường kính thay đổi từ 20 đến 50 nm, có lối vào hoặc lỗ nhiều hơn một chút hẹp, cấu thành cái được gọi là "thắt nút cổ chai".
Một số nhà khoa học đã đề xuất rằng sự co thắt như vậy trong các lỗ của plasmodesmata tham gia vào việc điều chỉnh dòng chảy của các chất qua các lỗ này, tức là sự giãn nở (giãn nở) hoặc co lại (giảm đường kính) của chúng quyết định số lượng và tốc độ của dòng chảy. .
Những "nút thắt cổ chai" này bao gồm một chất được gọi là callose (β-1,3-glucan) và, có thể suy ra, chúng được tìm thấy ở những khu vực gần thành tế bào thực vật nhất được kết nối bởi các kênh này.
Biểu diễn đồ họa của plasmodesmata (Nguồn: Người dùng: Zlir'a qua Wikimedia Commons)
Plasmodesmata chính
Các plasmodesmata sơ cấp hình thành trong "tấm tế bào" trong quá trình cytokinesis, đó là thời gian nguyên phân nơi hai tế bào con tách ra. Tuy nhiên, chúng có thể trải qua các sửa đổi cấu trúc và thay đổi sự phân bố và hoạt động của chúng trong quá trình phát triển của nhà máy mà chúng thuộc về.
Những plasmodesmata này thực sự là môi trường màng bao gồm các lỗ trong màng sinh chất tạo thành một loại cầu nối giữa thành tế bào và một phần tử trục của lưới nội chất "bị mắc kẹt" được gọi là desmotubule.
Demotubule là một cấu trúc hình trụ có đường kính khoảng 15 nm, bao gồm lưới nội chất của một tế bào liên tục với cisternae của lưới nội chất của tế bào lân cận được nối với nhau qua các plasmodesm.
Giữa "sợi" được đại diện bởi desmotubule và màng sinh chất tạo nên khoang hình trụ là plasmodesmus, có một không gian được gọi là "ống bọc tế bào chất" (Cytoplasmiccoat), qua đó nó được cho là xảy ra dòng chảy của các chất từ tế bào này sang tế bào khác.
Plasmodesmata thứ cấp
Đây là những chất có thể hình thành de novo giữa hai thành tế bào một cách độc lập với cytokinesis, tức là không cần sự kiện phân chia tế bào xảy ra. Các plasmodesmata thứ cấp được coi là có các đặc tính chức năng và cấu trúc đặc biệt.
Các plasmodesmata thứ cấp được hình thành nhờ sự hợp nhất của các đầu đối diện của các "nửa" plasmodesmata đã có từ trước, các plasmodesmata này thường được thiết lập trong các vùng của thành tế bào đã bị mỏng đi. Mỗi nửa hợp nhất tạo ra các khoang trung tâm của plasmodesmus.
Các sợi trung tâm trong loại plasmodesm này sau đó được thêm vào bởi "bao vây" thụ động của các ống lưới nội chất và hình thái kết quả là rất giống với hình thái của plasmodesmata sơ cấp.
Các chuyên gia trong lĩnh vực này gợi ý rằng plasmodesmata thứ cấp được hình thành trong các tế bào trải qua quá trình tăng trưởng mở rộng (kéo dài), nghĩa là, giữa các thành tế bào theo chiều dọc, để bù đắp cho sự “pha loãng” ngày càng tăng của số lượng plasmodesmata có thể xảy ra nhờ Tăng trưởng.
Đặc trưng
Plasmodesmata đại diện cho một trong những con đường giao tiếp tế bào chính trong mô thực vật. Những cấu trúc này cũng cung cấp một kênh truyền tín hiệu điện, cho sự khuếch tán của lipid và các phân tử hòa tan nhỏ và thậm chí để trao đổi các yếu tố phiên mã và các đại phân tử như protein và axit nucleic.
Những con đường giao tiếp do plasmodesmata cung cấp dường như có một chức năng thiết yếu trong việc lập trình sự phát triển của cây và cũng như trong việc điều phối hoạt động sinh lý của cây trưởng thành.
Chúng tham gia vào quá trình điều hòa giải phóng các phân tử quan trọng theo quan điểm sinh lý và phát triển về phía phloem (mang nhựa cây); chúng can thiệp vào sự cô lập vật lý của một số tế bào và mô trong quá trình phát triển, đó là lý do tại sao chúng được cho là phối hợp tăng trưởng, phát triển và bảo vệ chống lại mầm bệnh.
Sau khi bị nấm gây bệnh xâm nhập, các plasmodesmata cũng tham gia, vì chúng tương ứng với các con đường xâm nhập nội bào chính hoặc đơn giản trong các mô thực vật.
Người giới thiệu
- Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). Các plasmodesmata sơ cấp và thứ cấp: cấu trúc, nguồn gốc và chức năng. Tế bào chất, 216 (1-2), 1.
- Lucas, WJ & Lee, JY (2004). Plasmodesmata như một mạng lưới kiểm soát siêu tế bào ở thực vật. Nhận xét Bản chất Sinh học Tế bào Phân tử, 5 (9), 712.
- Maule, AJ (2008). Plasmodesmata: cấu trúc, chức năng và sự phát sinh sinh học. Quan điểm hiện tại trong sinh học thực vật, 11 (6), 680-686.
- Robards, AW và Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. Đánh giá hàng năm về sinh học thực vật, 41 (1), 369-419.
- Roberts, A., & Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata và kiểm soát vận chuyển giao hưởng. Thực vật, Tế bào & Môi trường, 26 (1), 103-124.
- Turgeon, R. (1996). Tải phloem và plasmodesmata. Xu hướng Khoa học Thực vật, 1 (12), 418-423.