胞间连丝:植物细胞之间的桥梁

胞间连丝是通过植物细胞进行通讯的薄通道。...

胞间连丝是通过植物细胞进行通讯的薄通道。

Plasmodesmata

植物细胞在许多方面与动物细胞不同,既有一些内部细胞器,也有植物细胞有细胞壁,而动物细胞没有。这两种细胞类型在相互交流的方式和分子转运的方式上也有所不同。

什么是胞间连丝(plasmodesmata)?

胞间连丝(单数形式:胞间连丝)是仅在植物和藻类细胞中发现的细胞间细胞器(动物细胞的“等价物”称为缝隙连接。)

胞间连丝由气孔或通道组成,位于单个植物细胞之间,连接着植物的共质体空间。它们也可以被称为两个植物细胞之间的“桥梁”。

胞间连丝分离植物细胞的外膜。分隔细胞的实际空气空间称为去颗粒管。

去丝小体有一个贯穿胞间连丝长度的刚性膜。细胞质位于细胞膜和纤毛小体之间。整个胞间连丝被连接细胞的滑面内质网所覆盖。

植物发育过程中细胞分裂形成的胞间连丝。当来自母细胞的部分滑面内质网被困在新形成的植物细胞壁中时,它们就形成了。

初生胞间连丝形成,细胞壁和内质网形成;次级胞间连丝随后形成。次级胞间连丝更为复杂,在能够通过的分子的大小和性质方面可能具有不同的功能特性。

活动与功能

胞间连丝在细胞通讯和分子易位中起作用。植物细胞必须作为多细胞生物(植物)的一部分共同工作;换句话说,单个细胞必须为共同利益而工作。

因此,细胞间的通讯对植物的生存至关重要。植物细胞的问题是细胞壁坚硬。大分子很难穿透细胞壁,这就是为什么胞间连丝是必要的。

胞间连丝将组织细胞彼此连接,因此它们对组织生长和发育具有重要的功能。研究人员在2009年澄清,主要器官的发育和设计依赖于转录因子(帮助将RNA转化为DNA的蛋白质)通过胞间连丝的运输。

胞间连丝以前被认为是营养物质和水分通过的被动孔隙,但现在已经知道有主动动力学参与。

肌动蛋白结构被发现有助于转录因子甚至植物病毒穿过胞间连丝。胞间连丝如何调节营养物质运输的确切机制尚不清楚,但已知一些分子可以使胞间连丝通道更广泛地开放。

荧光探针有助于发现胞间连丝空间的平均宽度约为3-4纳米。然而,这可能因植物种类甚至细胞类型而异。胞间连丝甚至可以向外改变它们的尺寸,以便更大的分子可以被运输。

植物病毒可能通过胞间连丝传播,这对植物来说可能是个问题,因为病毒可以在植物中传播并感染整个植物。这些病毒甚至可以控制胞间连丝的大小,以便更大的病毒颗粒可以通过。

研究人员认为,控制胞间连丝孔闭合机制的糖分子是胼胝质。为了应对病原体入侵等触发因素,胼胝质沉积在胞间连丝孔周围的细胞壁上,孔关闭。

控制胼胝质合成和沉积的基因称为CalS3。因此,胞间连丝密度可能会影响植物对病原菌攻击的诱导抗性反应。

当发现一种名为PDLP5(胞间连丝定位蛋白5)的蛋白质导致水杨酸的产生,从而增强对植物病原细菌攻击的防御反应时,这一观点得到了澄清。

研究历史

1897年,Eduard Tangl注意到胞浆内存在着胞间连丝,但直到1901年Eduard Strasburger将其命名为胞间连丝。

自然,电子显微镜的引入使胞间连丝的研究更加深入。在20世纪80年代,科学家可以用荧光探针研究分子通过胞间连丝的运动。然而,我们对胞间连丝结构和功能的了解还很初步,在完全理解之前还需要进行更多的研究。

由于胞间连丝与细胞壁的关系如此密切,进一步的研究长期受到阻碍。科学家们试图去除细胞壁来描述胞间连丝的化学结构。2011年,这项工作完成,发现并鉴定了许多受体蛋白。

  • 发表于 2021-09-07 01:56
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  • 分类:生物

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