Que sont les plasmodesmes?

Les plasmodesmes sont un mince canal à travers les cellules végétales qui leur permet de communiquer.

Les cellules végétales diffèrent à bien des égards des cellules animales, à la fois en termes de certaines de leurs organelles et le fait que les cellules végétales ont des parois cellulaires, contrairement aux cellules animales. Les deux types de cellules diffèrent également dans la façon dont ils communiquent entre eux et dans la façon dont ils transloculent les molécules.

Les plasmodesmes (forme singulière: plasmodesma) sont des organites intercellulaires trouvés uniquement dans les cellules végétales et algales. (La cellule animale "équivalente" est appelée jonctions lacunaires.)

Les plasmodesmes sont constitués de pores, ou canaux, situés entre les cellules végétales individuelles, et relient l'espace symplastique de la plante. Ils peuvent également être appelés "ponts" entre deux cellules végétales.

Les plasmodesmes séparent l'extérieur membranes cellulaires des cellules végétales. L'espace aérien réel séparant les cellules est appelé desmotubule.

Le desmotubule possède une membrane rigide qui s'étend sur toute la longueur du plasmodesma. Le cytoplasme se situe entre la membrane cellulaire et le desmotubule. L'ensemble du plasmodesma est recouvert de la réticulum endoplasmique lisse des cellules connectées.

Des plasmodesmes se forment pendant la division cellulaire du développement des plantes. Ils se forment lorsque des parties du réticulum endoplasmique lisse des cellules parentales sont piégées dans le nouveau cellule de plante mur.

Des plasmodesmes primaires se forment tandis que la paroi cellulaire et le réticulum endoplasmique se forment également; des plasmodesmes secondaires se forment ensuite. Les plasmodesmes secondaires sont plus complexes et peuvent avoir des propriétés fonctionnelles différentes en termes de taille et de nature des molécules capables de passer.

Les plasmodesmes jouent un rôle à la fois dans la communication cellulaire et dans la translocation des molécules. Les cellules végétales doivent travailler ensemble dans le cadre d'un organisme multicellulaire (la plante); en d'autres termes, les cellules individuelles doivent travailler pour le bien commun.

Par conséquent, la communication entre les cellules est cruciale pour la survie des plantes. Le problème avec les cellules végétales est la paroi cellulaire rigide et rigide. Il est difficile pour des molécules plus grosses de pénétrer la paroi cellulaire, c'est pourquoi des plasmodesmes sont nécessaires.

Les plasmodesmes lient les cellules tissulaires entre elles, elles ont donc une importance fonctionnelle pour la croissance et le développement des tissus. Des chercheurs clarifié en 2009 que le développement et la conception des principaux organes dépendaient du transport des facteurs de transcription (protéines qui aident à convertir l'ARN en ADN) à travers les plasmodesmes.

On pensait auparavant que les plasmodesmes étaient des pores passifs à travers lesquels les nutriments et l'eau se déplaçaient, mais maintenant on sait qu'il y a une dynamique active impliquée.

Les structures d'actine se sont avérées aider à déplacer les facteurs de transcription et même virus végétaux à travers le plasmodesma. Le mécanisme exact de la façon dont les plasmodesmes régulent le transport des nutriments n'est pas bien compris, mais il est connu que certaines molécules peuvent provoquer une ouverture plus large des canaux plasmodesmes.

Les sondes fluorescentes ont permis de constater que la largeur moyenne de l'espace plasmodesmal est d'environ 3-4 nanomètres. Cependant, cela peut varier entre les espèces végétales et même les types de cellules. Les plasmodesmes peuvent même être capables de modifier leurs dimensions vers l'extérieur afin que des molécules plus grosses puissent être transportées.

Les virus végétaux peuvent être capables de se déplacer à travers les plasmodesmes, ce qui peut être problématique pour la plante car les virus peuvent se déplacer et infecter la plante entière. Les virus peuvent même être capables de manipuler la taille du plasmodesma afin que de plus grandes particules virales puissent se déplacer.

Les chercheurs pensent que la molécule de sucre contrôlant le mécanisme de fermeture du pore plasmodésmal est la callose. En réponse à un déclencheur tel qu'un envahisseur pathogène, la callose est déposée dans la paroi cellulaire autour du pore plasmodesmal et le pore se ferme.

Le gène qui donne l'ordre de synthétiser et de déposer la callose est appelé CalS3. Par conséquent, il est probable que la densité des plasmodesmes affecte la réponse de résistance induite à l'attaque des agents pathogènes dans les plantes.

Cette idée a été clarifiée lorsqu'il a été découvert qu'une protéine, nommée PDLP5 (protéine 5 située dans les plasmodesmes), provoque la production d'acide salicylique, qui améliore la réponse de défense contre les attaques bactériennes pathogènes des plantes.

En 1897, Eduard Tangl a remarqué la présence des plasmodesmes dans le symplasme, mais ce n'est qu'en 1901 qu'Eduard Strasburger les a nommés plasmodesmes.

Naturellement, l'introduction du microscope électronique a permis d'étudier de plus près les plasmodesmes. Dans les années 1980, les scientifiques ont pu étudier le mouvement des molécules à travers les plasmodesmes à l'aide de sondes fluorescentes. Cependant, notre connaissance de la structure et de la fonction des plasmodesmes reste rudimentaire, et davantage de recherches doivent être effectuées avant que tout soit pleinement compris.

La poursuite des recherches a longtemps été entravée car les plasmodesmes sont associés si étroitement à la paroi cellulaire. Les scientifiques ont tenté de retirer la paroi cellulaire pour caractériser la structure chimique des plasmodesmes. En 2011, cela a été accompliet de nombreuses protéines réceptrices ont été trouvées et caractérisées.