PLASMODESMATA : 특성, 구조 및 기능 - 생물학

plasmodesmata를는 연속 symplastic을 형성하는 칸막이 벽을 원형질체 (세포질과 세포막)을 연통 즉 인접한 식물 세포간에 존재하는 세포질 연결이다.

이러한 구조는 동물 조직의 세포 사이에서 관찰되는 갭 접합과 기능적으로 유사하거나 동등하며, 주요 기능은 세포를 서로 소통하고 다양한 유형의 이온을 전달하기위한 채널 역할을하는 것입니다. 분자.

단순하고 아포 플라스틱 경로와 plasmodesmata의 참여 (출처 : Jackacon, Wikimedia Commons를 통해 Smartse에 의해 벡터화 됨)

Plasmodesmata는 100 년 전에 Tangl에 의해 설명되었으며, 그 이후로 기능 메커니즘, 구조 및 기타 관련 측면이 자세히 설명 된 수백 건의 연구가 발표되었습니다.

현재 이러한 세포질 "채널"또는 "연결"은 엄격한 제어 메커니즘하에있는 구조 인 것으로 알려져 있으며 주로 통합 막 단백질, 보호자 단백질 및 기타 수송에 특화된 기타 단백질로 구성되어있는 것으로 확인되었습니다. 물질.

plasmodesmata의 특성

Plasmodesmata는 식물 조직에서 동일한 "단순 도메인"에 속하는 세포를 연결합니다. 즉, 식물의 모든 세포가 서로 연결되어있는 것은 아니지만 조직에는 다른 특정 "영역"이 있습니다. 거기에 존재하는 세포는 정보를 영구적으로 교환합니다.

이들은 매우 역동적 인 구조입니다. 패브릭에 대한 특정 기능 요구에 따라 개수, 구조 및 작동을 수정할 수 있습니다.

또한, 이러한 채널은 일부 세포 인터페이스 (두 세포 사이의 공간)에서 분해되거나 "밀봉"될 수 있으며, 이는 일부 식물 조직의 세포 사이에 단순한 "장벽"이 형성되고 특정 영역의 분리를 촉진하는 것을 의미합니다. 조직.

일부 서지 인용은 plasmodesmata가 유사한 기능을 수행하지만 세포질 환경에서 핵 내부로의 분자 정보 전이에있는 소위 핵 기공 복합체만큼 복잡한 구조임을 시사합니다.

식물 조직을 한 눈에 보는 것만으로도 여러 유형의 플라스 모데 마타가 있는지 확인할 수 있습니다.

일부 저자에 따르면 이들은 세포의 수명 동안 형성되는 순간에 따라 1 차 및 2 차로 분류 될 수 있습니다. 또는 세포와 세포 사이에 형성되는 채널의 형태에 따라 단순하고 분지됩니다.

문제가되는 plasmodesmus의 유형에 관계없이, 그것의 "구조적 구조"는 거의 항상 20 ~ 50nm 사이의 직경을 가진 도관의 문제이고 입구 또는 오리피스가 조금 더 많기 때문에 거의 동등합니다. 좁은, "병목 수축"으로 알려진 구성.

일부 과학자들은 plasmodesmata의 구멍에서 그러한 수축이 물질을 통한 물질의 흐름 조절, 즉 팽창 (팽창) 또는 수축 (직경 감소)이 흐름의 양과 속도를 결정한다고 제안했습니다. .

이러한 "병목"은 칼로스 (β-1,3- 글루칸)로 알려진 물질로 구성되어 있으며 추론 할 수있는 것처럼 이러한 채널로 연결된 식물 세포 벽에 가장 가까운 영역에서 발견됩니다.

plasmodesmata의 그래픽 표현 (출처 : 사용자 : Wikimedia Commons를 통한 Zlir'a)

일차 plasmodesmata는 두 개의 딸 세포가 분리되는 유사 분열 시간 인 사이 토키네 시스 동안 "세포 판"에서 형성됩니다. 그러나 이들은 그들이 속한 플랜트의 개발 중에 구조적 수정을 거쳐 분포 및 작동을 변경할 수 있습니다.

이 plasmodesmata는 실제로 세포벽과 desmotubule로 알려진 "갇힌"소포체의 축 요소 사이에 일종의 다리를 형성하는 원형질막의 기공으로 구성된 막 환경입니다.

Demotubule은 직경 약 15nm의 원통형 구조로, plasmodesm을 통해 연결된 이웃 세포의 소포체의 물통과 연속하는 한 세포의 소포체로 구성됩니다.

desmotubule로 표시되는 "가닥"과 plasmodesmus 인 원통형 공동을 구성하는 원형질막 사이에 "세포질 슬리브"(세포질 슬리브)로 알려진 공간이 있으며,이를 통해 발생하는 것으로 생각됩니다. 한 세포에서 다른 세포로의 물질 흐름.

이들은 세포질 분열과 무관하게 두 세포벽 사이에 새로운 형태를 형성 할 수 있습니다. 즉, 세포 분열 사건이 발생하지 않아도됩니다. 이차 plasmodesmata는 특별한 기능 및 구조적 특성을 갖는 것으로 간주됩니다.

이차 plasmodesmata는 일반적으로 얇아진 세포벽의 영역에서 설정되는 plasmodesmata의 기존 "반"의 반대쪽 끝의 융합 덕분에 형성됩니다. 융합 된 각 절반은 plasmodesmus의 중앙 공동을 만듭니다.

이러한 유형의 플라스 모데 즘의 중심 가닥은 소포체 세뇨관의 수동 "인클로저"에 의해 후속 적으로 추가되며 결과 형태는 일차 플라스 모데 마타의 형태와 매우 유사합니다.

이 분야의 전문가들은 다음으로 인해 발생할 수있는 플라스 모데 마타 수의 점진적인 "희석"을 보상하기 위해 광범위한 성장 과정 (신장)을 겪는 세포, 즉 세로 세포벽 사이에서 2 차 플라스 모데 마타가 형성된다고 제안합니다. 성장에.

Plasmodesmata는 식물 조직에서 주요 세포-세포 통신 경로 중 하나를 나타냅니다. 이러한 구조는 또한 전기 신호 전달, 지질 및 작은 용해성 분자의 확산, 심지어 단백질 및 핵산과 같은 전사 인자 및 거대 분자의 교환을위한 채널을 제공합니다.

plasmodesmata가 제공하는 이러한 통신 경로는 식물 개발을 프로그래밍하고 성숙한 식물의 생리적 기능을 조정하는 데 필수적인 기능을하는 것으로 보입니다.

그들은 생리 학적 및 발달 적 관점에서 체관 (수액을 운반하는)을 향한 중요한 분자의 방출 조절에 참여합니다. 그들은 발달 중에 일부 세포와 조직의 물리적 분리에 개입하기 때문에 병원균에 대한 성장, 발달 및 방어를 조정하는 것으로 알려져 있습니다.

병원성 진균에 의한 침입 후, 식물 조직의 주요 세포 내 또는 단순한 침입 경로에 해당하기 때문에 plasmodesmata도 관련됩니다.

Ehlers, K., & Kollmann, R. (2001). 1 차 및 2 차 plasmodesmata : 구조, 기원 및 기능. 원형질, 216 (1-2), 1.
Lucas, WJ, & Lee, JY (2004). Plasmodesmata는 식물의 세포 상 제어 네트워크입니다. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (9), 712.
Maule, AJ (2008). Plasmodesmata : 구조, 기능 및 생물 발생. 식물 생물학의 현재 의견, 11 (6), 680-686.
Robards, AW 및 Lucas, WJ (1990). Plasmodesmata. 식물 생물학의 연례 검토, 41 (1), 369-419.
Roberts, A., & Oparka, KJ (2003). Plasmodesmata 및 symplastic 전송 제어. 식물, 세포 및 환경, 26 (1), 103-124.
Turgeon, R. (1996). 체관 로딩 및 plasmodesmata. 식물 과학 동향, 1 (12), 418-423.