In pflanzlichen Geweben

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Plasmodesmata in pflanzlichen Geweben

Was sind Plasmodesmata?

Plasmodesmata sind feine Kanäle, die durch die pflanzlichen Zellwände hindurch zwei benachbarte Zellen miteinander verbinden. Sie ermöglichen den Austausch von Wasser, Nährstoffen, Signalmolekülen und sogar genetischem Material zwischen den Zellen. Diese Durchgänge sind umgeben von Plasmamembranen und enthalten oft Bestandteile des Endoplasmatischen Retikulums, genannt Desmotubuli.

Plasmodesmata in pflanzlicher Zellwand.1

Strukturelle Eigenschaften

Die Plasmodesmata sind im Grunde genommen Röhren, die von der Zellmembran der benachbarten Zellen gebildet werden. In diesen Röhren finden wir eine Erweiterung des Endoplasmatischen Retikulums, die Desmotubuli genannt wird. Diese Struktur trägt dazu bei, dass sich die Plasmodesmata flexibel an verschiedene physiologische Zustände anpassen können und die mechanische Stabilität gewährleistet wird.

Kallose: Ein Schlüsselregulator

Ein interessantes Detail ist die Kallose, die sich an der Halsregion der Plasmodesmata befindet. Diese Substanz kann die Offenheit der Kanäle regulieren, was für die Pflanze von enormer Bedeutung ist, beispielsweise um sich an Trockenheitsstress anzupassen oder um die Ausbreitung von Pathogenen einzudämmen.

Unterschied zu tierischen Zellen: Plasmodesmata vs. Gap Junctions

Plasmodesmata bei Pflanzen ähneln funktionell den Gap Junctions in tierischen Zellen, da beide interzelluläre Kommunikationswege bieten. Der grundlegende Unterschied liegt jedoch in der strukturellen Ausführung und den darin befindlichen Stoffen wie den Desmotubuli, die es nur in Plasmodesmata gibt. Während Gap Junctions meist kleinere Moleküle und Ionen durchlassen, ermöglichen Plasmodesmata den Transport von wesentlich größeren Molekülen und sogar kompletten Protein-Komplexen.

Biologische und ökologische Bedeutung

Die Fähigkeit der Plasmodesmata, großräumigen Stofftransport zwischen Pflanzenzellen zu erlauben, ist entscheidend für die pflanzliche Entwicklung und Reaktion auf Umweltreize. Sie spielen eine Schlüsselrolle im symplastischen Transport, der als dynamisches Netzwerk für die Verteilung wasserlöslicher Moleküle im pflanzlichen Gewebe funktioniert.

Aufmerksamkeit auf Krankheiten

Das IMPP fragt besonders gerne nach der Rolle der Plasmodesmata bei der Verbreitung von Pathogenen. Ihr solltet verinnerlichen, wie Plasmodesmata Pathogene verteilen können und welche molekularen Mechanismen die Pflanze nutzt, um sich dagegen zu verteidigen, wie zum Beispiel die Modulation der Kallose zur Schließung der Kanäle.

Zusammenführung und Verständnis

Erkennt die bedeutsame Rolle der Plasmodesmata nicht nur als physische Brücken zwischen Pflanzenzellen, sondern auch als essentielle Komponenten in der Kommunikation und Anpassung an Umwelteinflüsse. Obwohl einfach in ihrer Struktur, sind die Auswirkungen ihrer Funktionen auf die Pflanzengesundheit und Entwicklung enorm.

Zusammenfassung

  • Plasmodesmata sind mikroskopische Kanäle, die benachbarte Pflanzenzellen miteinander verbinden, um den Austausch von Wasser, Nährstoffen und Signalmolekülen zu ermöglichen.
  • Die Desmotubuli innerhalb der Plasmodesmata, eine Erweiterung des endoplasmatischen Retikulums, tragen zur mechanischen Stabilität und Anpassungsfähigkeit der Plasmodesmata bei.
  • Kallose, die sich an der Halsregion der Plasmodesmata ansammelt, spielt eine regulatorische Rolle, indem sie die Durchlässigkeit der Kanäle moduliert, besonders wichtig bei Trockenstress oder Pathogenbefall.
  • Im Vergleich zu tierischen Zellen: Plasmodesmata ermöglichen den Transport größerer Moleküle und sogar kompletter Protein-Komplexe, während Gap Junctions vorwiegend kleinere Moleküle und Ionen durchlassen.
  • Biologische und ökologische Bedeutung: Plasmodesmata sind entscheidend für den symplastischen Transport im pflanzlichen Gewebe, unterstützen die Entwicklung der Pflanze und die Reaktion auf Umweltreize.
  • Die Rolle der Plasmodesmata bei der Verbreitung von Pathogenen ist ein kritischer Punkt für das Pflanzenimmune-System, wobei die Pflanze durch die Modulation der Kallose als Abwehrmechanismus reagiert.

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Footnotes

  1. Credits Plasmodesmata in pflanzlicher Zellwand. Grafik: User:Zlira, Plasmodesmata en, CC0 1.0↩︎