מהן פלסמוסמטה?

Plasmodesmata הוא תעלה דקה דרך תאי צמחים המאפשרת להם לתקשר.

תאי צמחים שונים במובנים רבים מתאי בעלי חיים, שניהם מבחינת חלקם הפנימיים אברונים והעובדה שלתאים צמחיים יש קירות תאים, שבהם תאים מן החי אינם. שני סוגי התאים נבדלים זה מזה באופן שבו הם מתקשרים זה עם זה ובאופן שבו הם מתרגמים מולקולות.

Plasmodesmata (צורה יחידה: plasmodesma) הם אברונים בין תאיים המצויים רק בתאי צמחים ואצות. (תא החי "שווה ערך" נקרא צומת פער.)

הפלסמוסמטה מורכבת מנקבוביות, או תעלות, השוכנות בין תאי צמחים בודדים, ומחברות בין המרחב הסימפלסטי בצמח. אפשר גם לכנות אותם כ"גשרים "בין שני תאי צמח.

הפלסמוסמטה מפרידה בין החיצוני קרומי תאים של תאי הצמח. חלל האוויר בפועל המפריד בין התאים נקרא desmotubule.

התמר-תאי מחזיק בקרום נוקשה העובר לאורך פלסמודסמה. ציטופלסמה שוכנת בין קרום התא לבין התאי-תאי. כל הפלזמוזמה מכוסה ב- תשתית אנדופלמטית חלקה של התאים המחוברים.

צורת Plasmodesmata במהלך חלוקת תאים בהתפתחות הצמח. הם נוצרים כאשר חלקים מהתכנית האנדופלמטית החלקה מתאי האב נלכדים במבנה החדש תא צמח קיר.

Plasmodesmata ראשוני נוצרים בעוד שקיר התא ותכנית הרשת האנדופלסמטית נוצרים גם כן; לאחר מכן נוצרים פלסמוסמטות משניות. פלסמוסמטות משניות מורכבות יותר ועשויות להיות בעלות תכונות פונקציונליות שונות מבחינת גודל ואופי המולקולות המסוגלות לעבור דרכן.

Plasmodesmata ממלאים תפקידים הן בתקשורת הסלולרית והן בתרגום מולקולות. תאי צמחים חייבים לעבוד יחד כחלק מאורגניזם רב-תאי (הצמח); במילים אחרות, התאים האישיים חייבים לעבוד לטובת הכלל.

לכן, תקשורת בין תאים היא קריטית להישרדות הצמח. הבעיה עם תאי הצמח היא דופן התא הקשיחה והנוקשה. למולקולות גדולות יותר קשה לחדור את דופן התא, וזו הסיבה שפלסמוסמטה נחוצה.

הפלזמודסמטה מקשרת בין תאי רקמות זה לזה, כך שיש להם חשיבות תפקודית לצמיחת ופיתוח רקמות. חוקרים הובהר בשנת 2009 שהתפתחות ועיצוב של איברים מרכזיים היו תלויים בהובלת גורמי שעתוק (חלבונים שעוזרים להמיר RNA ל- DNA) דרך הפלזמוסמטה.

בעבר נחשבו כי Plasmodesmata היו נקבוביות פסיביות דרכן נעו חומרים מזינים ומים, אולם כעת ידוע כי יש דינמיקה פעילה.

מבני אקטין נמצאו כמסייעים בהעברת גורמי שעתוק ואף וירוסים צמחיים דרך הפלזמוזמה. אין להבין היטב את המנגנון המדויק של האופן בו הפלסמודסמה מווסתת את הובלת חומרים מזינים, אך ידוע כי מולקולות מסוימות יכולות לגרום לפתיחת תעלות פלסמודסמה רחבה יותר.

בדיקות פלורסנט עזרו למצוא כי הרוחב הממוצע של החלל הפלזמוזמלי הוא כ- 3-4 ננומטר. זה יכול להשתנות בין מיני צמחים ואפילו סוגי תאים, לעומת זאת. יתכן שהפלסמוסמטה מסוגלת לשנות את ממדיהם כלפי חוץ כך שניתן יהיה להעביר מולקולות גדולות יותר.

וירוסים מהצומח עשויים להיות מסוגלים לעבור דרך plasmodesmata, שיכול להיות בעייתי עבור הצמח מכיוון שהנגיפים יכולים להסתובב ולהדביק את הצמח כולו. הנגיפים עשויים אפילו להיות מסוגלים לתפעל את גודל הפלזמוזמה כך שחלקיקים ויראליים גדולים יותר יוכלו לעבור.

החוקרים מאמינים כי מולקולת הסוכר השולטת במנגנון הסגירה של הנקבובית הפלסמודאלית היא קליוזה. בתגובה לטריגר כמו פולש פתוגן, קליוזה מופקד בדופן התא סביב נקבובית הפלזמה והנקבובית נסגרת.

הגן שנותן את הפקודה על סינתזת קליוזה נקרא CalS3. לכן, סביר להניח כי צפיפות plasmodesmata עשויה להשפיע על תגובת התנגדות המושרה להתקף פתוגן בצמחים.

רעיון זה התברר כאשר התגלה כי חלבון, בשם PDLP5 (plasmodesmata ממוקם חלבון 5), גורם לייצור של חומצה סליצילית, מה שמגביר את תגובת ההגנה מפני התקף חיידקי פתוגני של הצמח.

בשנת 1897, אדוארד טנגל הבחין בנוכחות הפלסמודמטה בתוך הסימפלזמה, אך רק בשנת 1901 כינה אותם אדוארד שטרסבורגר פלסמוסמטה.

מטבע הדברים, הצגת מיקרוסקופ האלקטרונים אפשרה ללמוד את פלסמודסמטה מקרוב יותר. בשנות השמונים, מדענים יכלו לחקור את תנועת המולקולות דרך הפלזמוזמטה באמצעות בדיקות ניאון. עם זאת, הידע שלנו במבנה ובתפקוד של plasmodesmata נותר מבודד, ויש צורך לבצע מחקר נוסף לפני שהכול יובן לחלוטין.

מחקר נוסף היה מונע זמן רב מכיוון שפלסמודסות קשורות כה הדוקות לדופן התא. מדענים ניסו להסיר את דופן התא כדי לאפיין את המבנה הכימי של הפלסמוסמטה. ב 2011, זה הושלם, וחלבוני קולטן רבים נמצאו ואופיינו.