Alagútak a sejtfalban

A  növénytestben a szomszédos sejtek között gyakran húzódnak összeköttetést adó citoplazmával  töltött csatornák  A  sejtek közötti folyamatos kapcsolatokat: anyagmozgást és információcserét  biztosító sejtfalban futó „alagutakat”  plazmodezmáknak nevezzük. Ezek a pályák összekötik az egymástól sejtfallal elkülönült sejtek élő anyagát, lényegében tehát sajátos citoplazma hidak. Méretük nem engedi meg, hogy rajtuk sejtorganellumok közlekedjenek sejtről sejtre, ugyanakkor jelentősen megkönnyítik az anyagok mozgását a szomszéd sejtek között. A plazmodezmákkal összekötött egységes  citoplazma rendszert szimplasztnak, az intercelluláris anyagmozgás ezen formáját pedig szimplaszt transzportnak nevezzük.  A sejtfalak alagúthálózatában a különféle anyagok úgy jutnak el sejtről sejtre, hogy közben nem kell a határfelületeken be-és kilépniük, nem kell a szabad mozgást akadályozó erőket újra meg újra leküzdeniük. A kisebb ellenállást jelentő plazmodezma-rendszeren át a mozgás kevesebb energiát igényel és jóval gyorsabb.

 A plazmodezmák általában a sejtosztódás alatt az új sejt születésekor keletkeznek, de később másodlagosan is létre jöhetnek/ ilyenek pl a jellegzetes tört plazmodezmák, vagy a gazdanövény parazita kölcsönhatásban kialakuló új sejtközötti kapcsolatok/, míg a szaporító sejteknél/ ivarsejtek, spórák/ az egyedfejlődés korai szakaszában az összes plazmodezma bezárul, majd eltűnik.. A régi és új nemzedék sejtjei között nincs citoplazmás kapcsolat!

 Nem meglepő tehát, hogy számuk változó: két szomszédos sejt között általában több ezer plazmodezma csatorna létezik. Számuk ugyanannak a sejtnek különböző falaiban is eltérő, s a kapcsolatban álló sejtek működésétől is függ és módosul. A hidak kialakulásának, elzáródásának szabályozása ma is rejtély, pontosan nem tudjuk miképpen zajlik a növényben.

 Az átlagosnál nagyobb méretű plazmodezmákat pl a körte kősejtjeinek falában fénymikroszkópban is láthatjuk. A konkáv plazmolízisnél gyakori falhoz tapadó plazmaszálak, más néven Hecht-fonalak is megnyúlt, kifeszült plazmodezmák. A sejtfal alagút pontos finom szerkezetéről azonban csak elektronmikroszkóp segítségével alkothatunk fogalmat. A csatorna belsejét a sejteket határoló membrán a plazmalemma burkolja. Az alagút közepén egy hengeres cső – a dezmotubulus –húzódik mely kapcsolatban van a sejt egész élő anyagát gazdagon behálózó membránrendszerrel az endoplazmatikus retikulummal. A csatorna membránjai a csőben levő nagyobb nyomás hatására módosultak: több bennük a fehérje és kevesebb a membránalkotó foszfolipid. A hosszmetszeti képen a plazmodezma két végén szűkületet láthatunk, a közepe pedig gyakran kiöblösödik. A csatorna lehet egyenes, de ismerünk tört, vagy több ágú plazmodezmákat is.. Elágazó plazmodezmákat különösen gyakran találunk a háncselemekben.

 A formai gazdagság ellenére a plazmodezmák egységesen működnek. Alapvető jelentőségük van pl egy szöveten belül a rövidebb távú anyagtranszportban. Víz, tápanyagok és hormonok mozognak ezen az úton a szomszédos sejtek között. A plazmodezmák élő anyagán keresztül történő anyagmozgást szimplaszt transzportnak nevezzük. Ebben a rendszerben a molekulák általában a felhasználás irányában vándorolnak.

Azt már említettük, hogy a plazmodezmákban tulajdonképpen két csatorna van: középen a dezmotubulus , másrészt a körülötte levő citoplazma gyűrű. Lehetséges, hogy a két pályán különböző anyagok haladnak, akár ellentétes irányban is. Az sem kizárt, hogy a dezmotubulus  szelepként működik a nyaki szűkületben és így szabályozza az áramlást a külső csatornában. A gyökerekben jól ismert  ez a kétirányú anyagmozgás: a víz és a szervetlen ionok a sejtfal alagutak  plazmahídjain a gyökér közepe felé haladnak. Velük szemben vándorol a gyökérsejtek fontos energiaforrás tápláléka a nádcukor.

A kertészeti gyakorlatban sok gondot okoz, hogy a plazmodezma a virusok számára is járható pálya. Gyakran kisebb vírus egységek közlekednek rajtuk módosítva a csatornák szerkezetét is. Ráadásul ezek a vírusok néha nemzedékeken át alattomosan lappanganak és csak jóval később a vegetatív szaporításkor aktiválódnak. Ilyenkor tehát nemcsak a növényt, hanem vele együtt a vírust is szaporítjuk. Ennek elkerülésére dolgozták ki a vírusmentes növények vegetatív úton történő előállítására alkalmas eljárást. Ennek lényege, hogy a kevés és szűk plazmodezmát tartalmazó szárcsúcsok osztódó szöveteiből készített szövettenyészetekből nevelnek steril körülmények között  vírusmentes növényeket( vegetatív mikroszaporítás, meriklonozás).

 Növekvő érdeklődés tárgya a plazmodezmák szerepe a biofizikai hírközlésben, hiszen ingerületvezetésre alkalmas membránokat is tartalmaznak. Tudjuk, hogy a mimóza levélkéinek, vagy a rovaremésztő növények rovarcsapda tentákulumainak gyors ingerválasz mozgását a plazmodezma membrán rendszerén végigfutó  bioelektromos potenciálváltozások/akciós potenciálok/ vezérlik A sejtekbe szúrt mikroelektródákkal végzett mérések eredményei azt mutatják, hogy az ingerületvezetés főbb törvényeinek alapjai / ingerküszöb, refrakter stádium, ingersummáció stb/azonosak a növényekben és az állatvilágban. A folyamat sebessége azonban a növényekben nagyságrendekkel kisebb.

 A plazmodezmák sejteket behálózó rendszere izgalmas, számos részletében még ismeretlen világ. Egy kapcsolatokban gazdag, dinamikusan változó alagúthálózat és hírközlési rendszer egyszerre: anyagok és információ áramlik rajta szerteszét, mégis szabályozott módon. A zömében helyhez kötött, az állatvilágtól eltérő táplálkozású növényvilág így alkalmazkodhat változó környezetéhez, így gondoskodhat sejtjei működésének állandóan változó összhangjáról, így tartja fenn saját magát!

Mindebben a plazmodezmák sejtek közötti hálózata ugyanolyan szerepet tölt be, mint valamely területen az úthálózat, a közlekedési rendszer. Ennek fontos voltáról Széchenyi István még a reformkorban írta – talán a plazmodezmákra is érvényes – sorait: „ A közlekedések nem egyebek, mint ütőerek, melyek ha szabadok a test is virágzik, midőn tespednek, lankad az egész organizmus is.”

 Ajánlott kiegészítő link:http://www.plantarium.hu/2012/06/sejttan-plazmodezma

 

A bejegyzés kategóriája: blog, Botanikai szemléltető
Kiemelt szavak: , , , , , , , , , , , .
Közvetlen link.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük