Шта су плазмодесмати?

Пласмодесмата је танки канал кроз биљне ћелије који им омогућава комуникацију.

Биљне ћелије се по много чему разликују од животињских ћелија, како у погледу неких њихових унутрашњих органеле и чињеница да биљне ћелије имају ћелијске зидове, где животињске ћелије немају. Две врсте ћелија се такође разликују у начину на који комуницирају једна с другом и у начину на који транслоцирају молекуле.

Плазмодесмати (сингуларни облик: плазмодесма) су међућелијске органеле које се налазе само у ћелијама биљака и алги. (Животињска ћелија "еквивалент" назива се јаз спајања.)

Плазмодесмати се састоје од пора или канала који леже између појединих биљних ћелија и повезују симпластични простор биљке. Они се такође могу назвати "мостови" између две биљне ћелије.

Плазмодесмати одвајају спољашње ћелијске мембране биљних ћелија. Стварни ваздушни простор који раздваја ћелије назива се десмотубула.

Десмотубул поседује чврсту мембрану која води дужину плазмодесме. Цитоплазма лежи између ћелијске мембране и десмотубула. Читава плазмодесма је прекривена овојницом

Плазмодесмати настају током ћелијске поделе у развоју биљака. Они настају када делови глатког ендоплазматског ретикулума из матичних ћелија постану заробљени у новоформираним биљних ћелија зид.

Примарни плазмодесмати настају док су формирани ћелијски зид и ендоплазматски ретикулум; секундарни плазмодесмати настају након тога. Секундарни плазмодесмати су сложенији и могу имати различита функционална својства у погледу величине и природе молекула које могу проћи.

Плазмодесмати играју улогу и у ћелијској комуникацији и у транслокацији молекула. Биљне ћелије морају радити заједно као део вишећелијског организма (биљка); другим речима, појединачне ћелије морају радити на општем добру.

Стога је комуникација између ћелија пресудна за опстанак биљке. Проблем са биљним ћелијама је чврст, крут ћелијски зид. Већим молекулама је тешко да продру до ћелијске стијенке, због чега су неопходни плазмодесмати.

Плазмодесма повезује ћелије ткива једна са другом, тако да имају функционални значај за раст и развој ткива. Истраживачи разјашњено 2009. године да су развој и дизајн главних органа зависили од транскрипције фактора транскрипције (протеина који помажу претварање РНА у ДНК) кроз плазмодесме.

Раније су се сматрале да су плазмодесмати пасивне поре кроз које су се храњиве материје и вода кретале, али сада се зна да постоји активна динамика.

Пронађене су структуре актина које помажу у померању фактора транскрипције, па чак и код њих биљни вируси кроз плазмодесму. Тачан механизам како плазмодесмати регулишу транспорт хранљивих материја није добро схваћен, али познато је да неки молекули могу узроковати ширење плазмодесмских канала.

Флуоресцентне сонде помогле су да се утврди да је просечна ширина плазмодесмалног простора приближно 3-4 нанометра. Међутим, то може да варира између биљних врста, па чак и ћелија. Плазмодесмати могу чак и да измене своје димензије споља тако да се већи молекули могу транспортовати.

Биљни вируси могу да се крећу кроз плазмодесмате, што може бити проблематично за биљку, јер вируси могу да путују и заразе читаву биљку. Вируси могу чак и да манипулишу величином плазмодесме тако да се веће вирусне честице могу кретати кроз њих.

Истраживачи верују да је молекул шећера који контролира механизам за затварање плазмодесмалних пора калоза. Као одговор на окидач као што је нападач патогена, калоза се таложи у ћелијској стијенци око плазмодесмалних пора и поре се затварају.

Позван је ген који даје наредбу за синтезу и депоновање калозе ЦалС3. Стога је вероватно да густина плазмодесмата може утицати на индуковани одговор отпора до напада патогена у биљкама.

Ова идеја је разјашњена када је откривено да је протеин назван ПДЛП5 (протеин 5 смештен у плазмодесмати), изазива производњу салицилне киселине, што појачава одбрамбени одговор против напада биљних патогених бактерија.

Године 1897. Едуард Тангл приметио је присуство плазмодесмата унутар симплазме, али тек 1901. када их је Едуард Страсбургер именовао плазмодесмата.

Наравно, увођење електронског микроскопа омогућило је детаљније проучавање плазмодесма. Током 1980-их научници су могли да проучавају кретање молекула кроз плазмодесме помоћу флуоресцентних сонди. Међутим, наше знање о структури и функцији плазмодесма остаје рудиментарно и потребно је обавити више истраживања пре него што се све потпуно разуме.

Даљња истраживања дуго су ометала јер су плазмодесмати тако повезани са ћелијском стијенком. Научници су покушали да уклоне ћелијску стијенку како би описали хемијску структуру плазмодесма. У 2011, ово је постигнутои пронађени су и окарактерисани многи рецепторски протеини.