Плазмодесма – це спеціалізований місток між двома рослинними клітинами, що дозволяє їх вмісту з'єднуватися між собою. Такий тип міжклітинної з'єднання є функціональним аналогом щілинних контактів у тварин. З його допомогою транспортуються іони, низькомолекулярні сполуки і гормони. Плазмодесмы – це комунікаційні структури, характерні тільки для рослинних клітин, особливістю яких є наявність щільної целюлозної оболонки. Формування міжклітинних контактів нерозривно пов'язане з особливостями її будови.

Клітинна стінка і пори

Клітинна стінка рослин складається з геміцелюлози, пектинові і ряду інших полісахаридів, присутніх в меншій кількості. Це дуже міцна конструкція, що виконує захисну, бар'єрну і опорну функції, а також надає клітині фіксовану форму. Проте, крім позитивних властивостей наявність настільки щільної оболонки накладає певні обмеження, в тому числі на можливість прямого транспорту речовин через мембранні контакти. Для вирішення цієї проблеми в рослинній клітині формуються спеціалізовані канали – пори і плазмодесмы.


Перші утворюються за рахунок ділянок клітинної стінки, в яких відсутній вторинний целюлозний шар. Товщина оболонки в цій області не перевищує 05 мкм, а микрофибриллы целюлози розташовані більш рихла, ніж у первинній стінці решті клітинної поверхні. Ці ділянки називають поровыми каналами. У сусідніх клітинах вони розташовуються один навпроти одного. В місцях таких контактів первинні стінки щільно прилягають один до одного, утворюючи замикаючу плівку, розділену дуже тонким шаром міжклітинної речовини. Замикає плівка пронизана безліччю отворів. Через них проходять плазмодесмы, які, на відміну від часу, з допомогою світлової мікроскопії розглянути неможливо.

Особливості комунікації між рослинними клітинами

Плазмодесмы – це єдиний клас міжклітинних контактів у рослин. Ці структури безпосередньо пов'язують цитоплазму сусідніх клітин, забезпечуючи їх комунікацію. Товщина клітинної стінки виключає можливість використання для цих цілей щілинних контактів, які властиві деяким тканин тварин. Сполучені через плазмодесмы протопласты утворюють єдину клітинну мережа – симпласт.


Зазвичай через плазмодесмы рослинні клітини можуть передавати речовини з молекулярною масою не більше 800 дальтон. Проте в деяких випадках це обмеження може долатися. Так, з однієї клітки в іншу можуть переходити білкові фактори транскрипції, а також кодують їх мРНК. Взаємодіючи зі структурними елементами плазмодесм, ці молекули викликають розширення ефективного діаметра отвору і вільно проходять по ньому. Тим же механізмом зараження нових клітин користуються деякі віруси, які кодують білки, що здатні впливати на ширину просвіту з'єднувального каналу. Феномен переміщення макромолекул через міжклітинний контакт є унікальною особливістю рослинних тканин і плазмодесм зокрема. У тваринних клітинах механізми подолання комунікативного бар'єру (молекулярний поріг щілинного контакту становить близько 1000 дальтон) відсутні. Пропускна здатність плазмодесм може змінюватися під контролем клітинних систем, механізм дії яких ще не вивчений. Відомо тільки, що в деяких випадках через морфологічно нормальні контакти утруднений перенесення навіть низькомолекулярних речовин.

Будова плазмодесмы

Плазмодесма являє собою вузький цитоплазматичний канал від 30 до 60 нм в діаметрі. Його стінки вистелені плазматичної мембраною, що переходить з однієї клітини в іншу. У центрі проходить утворена одинадцятьма білковими субодиницями транспортна трубка – десмотубула. Вона з'єднує ендоплазматичний ретикулум сусідніх клітин. Проміжок між десмотуболой мембраною і заповнений гиалоплазмой. Отвори, через які проходять плазмодесмы, можна виявити за допомогою електронної мікроскопії.

Особливості формування

Описуваний тип з'єднання може утворюватися як під час ділення, так і в зрілих клітинах (de novo). Перший спосіб був вивчений за допомогою електронної мікроскопії, яка показала, що під час цитокенеза (поділу дочірніх клітин) в певних ділянках первинних парових полів роз'єднання між цитоплазмами не відбувається. Потім на місці з'єднувальних трубочок формуються структурні елементи плазмодесм. Було доведено, що міжклітинні контакти у рослин присутні не тільки в сестринських клітинах. Утворення таких плазмодесм відбувається за рахунок часткового руйнування клітинної стінки.

Біологічні функції

Багато функції плазмодесмы, як ми вже говорили, аналогічні щілинних контактів тварин клітин. Основна роль цієї структури полягає в забезпеченні активного транспорту метаболітів (компонентів обміну речовин). Однак можуть передаватися також і гормони або електричні сигнали, які координують роботу рослинних клітин в межах однієї тканини. Іноді плазмодесмы транспортують регуляторні білки та інформаційні РНК, таким чином пов'язуючи биосинтетические процеси клітин симпласта.