Stell Dir eine große Blumenwiese vor, mit vielen verschiedenen Blumen darauf. Jede dieser Blumen besteht aus unzähligen Pflanzenzellen. Damit Informationen wie die Farbe der Blüte oder Nährstoffe von den Wurzeln in die Zellen gelangen, haben Pflanzenzelle eine spezielle Zell-Zell-Verbindung. Diese Zell-Zell-Verbindung nennt man Plasmodesmos.
Die Plasmodesmen der Pflanzenzellen
Die Plasmodesmen bilden die Grundlage für die Zell-Zell-Verbindung der Pflanzenzellen. Du kannst sie Dir als kleine Plasmastränge in den Pflanzenzellen vorstellen.
Plasmodesmen Definition
Der Begriff Plasmodesmos, der Singular von Plasmodesmen, setzt sich aus dem griechischen Wort plasmo (dt. “Gebilde”) und dem lateinischen Wort desmos (dt. “Band”) zusammen.
Als Plasmodesmen bezeichnet man die Plasmastränge innerhalb von Pflanzenzellen. Sie bilden Zell-Zell-Verbindungen, die von Pflanzenzellen über lange Strecken miteinander verbindet.
Du kannst Dir einen Plasmodesmos wie eine Art Faden aus Plasma, also der Grundsubstanz von Zellen, vorstellen. Dabei ist ein Plasmodesmos mit einer fusionierend wirkenden Plasmamembran ausgekleidet. Über Aussparungen in der Zellwand schafft der Plasmodesmos die Zell-Zell-Verbindung zu den Nachbarzellen, wodurch zahlreiche Stoffe wie Proteine oder Lipide, aber auch Informationen ausgetauscht werden können.
Das Vorkommen von Plasmodesmen
Plasmodesmen kommen so gut wie in allen Pflanzenzellen innerhalb einer Pflanze vor. Sie bilden die Zell-Zell-Verbindungen zwischen den einzelnen Pflanzenzellen und ermöglichen damit den Informations- und Nährstoffaustausch. Eine einzige Ausnahme bilden die Schließzellen, die keine Plasmodesmen besitzen. Schließzellen sind Zellen, die meistens an der Unterseite eines Blattes liegen und für die Spaltöffnung verantwortlich sind. Dadurch wird der Gasaustausch mit der umliegenden Luft ermöglicht.
Anders als bei den Pflanzenzellen spricht man bei Tierzellen nicht von einem Plasmodesmos. Bei Tierzellen spricht man von Gap Junctions. Wenn Du mehr dazu wissen möchtest, schau gleich beim passenden StudySmarter Artikel vorbei!
Der Aufbau von Plasmodesmen
Du kannst Dir einen einzelnen Plasmodesmos als dünnen Plasmastrang merken. Er ist umgeben von Plasmamembran und führt durch eine kleine Aussparung in der Zellenwand, dem sogenannten Tüpfel, zu einer Nachbarzelle.
Als Tüpfel bezeichnet man die Aussparung innerhalb der Sekundärwand. Durch die erweiterte Verdickung der Wand können sogenannte Tüpfelkanäle entstehen, durch die die Plasmodesmen führen. Die Tüpfel werden von der Tüpfelmembran, also der Schließhaut, geschlossen und können bei Bedarf geöffnet werden.
Ein solcher Kanal ist durchschnittlich zwischen 30 und 50 mm breit. In diesen Kanälen befinden sich die Stränge, die das Cytoplasma, oder genauer gesagt das Cytosol (der flüssige Bestandteil des Cytoplasmas), miteinander verbinden.
Der Fachbegriff für diesen Strang ist Desmotubulus und die Zell-Zell-Verbindung zwischen den Zellen kann auch als Plasmabrücke bezeichnet werden.
Eine Pflanzenzelle muss nicht nur ein Plasmodesmos haben: In der Zellwand können sich auch mehrere dieser Plasmodesmen befinden. Plasmodesmen bleiben während der Zellteilung bestehen und können somit Tochterzellen gleich mit in den Plasmodesmen-Komplex verbinden.
Der Desmotubulus der Plasmodesmen
Der Plasmastrang, der den Plasmodesmos durchzieht, wird auch Desmotubulus genannt und bildet sozusagen das Cytoskelett des Plasmodesmos. Er ist stäbchenförmig und besteht aus Proteinen. Durch ihn wird der Plasmodesmenkanal stabilisiert. Außerdem ist er mit dem endoplasmatischen Retikulum und der Zellmembran beider Zellen verbunden. Der Desmotubulus kann seine Größe verändern und so bestimmen, welche Moleküle durch den Kanal durchlaufen dürfen.
Plasmodesmen Funktion
Durch die Plasmodesmen wird eine Zell-Zell-Verbindung zwischen den Zellen ermöglicht. Diese Zell-Zell-Verbindungen dienen dem Austausch von Stoffen und von Informationen zwischen den Zellen. Dabei können die Moleküle entweder über die Plasmodesmen selbst oder über den Desmotubulus transportiert werden.
Für den Transport gibt es drei Möglichkeiten:
- Der Desmotubulus bewegt die Moleküle entlang seiner Membran.
- Die Moleküle werden über den zytoplasmatischen Bereich der Plasmodesmen bewegt.
- Der Desmotubulus bewegt die Moleküle durch seinen Innenraum hindurch. Dabei kann er seine Größe verändern und so bestimmen, welche Moleküle die Plasmodesmen passieren können und welche nicht.
Der Transport von Stoffen beschränkt sich allerdings nicht nur auf Stoffe wie Lipide, sondern ermöglicht es auch Pathogenen sich auszubreiten.
Als Pathogene bezeichnet man krankheitserregende oder krankheitsauslösende Stoffe wie Viren oder Bakterien. Pathogene können durch den Austausch zu verschiedenen Krankheitsbildern bei Pflanzen führen, wie eine Verformung der Blätter oder einer Verkleinerung der Blüte.
Formen des Stofftransportes der Plasmodesmen
Du kannst Dir bei den Plasmodesmen zwei verschiedene Wege des Stofftransportes merken. Gemeinsam bilden sie den zellulären Raum des Pflanzengewebes.
Der Symplast
Der Symplast verbindet das Innere aller Pflanzenzellen durch Plasmodesmen miteinander. Der Symplast bildet daher den Gesamtkomplex der Plasmodesmen. Durch die vielen Zell-Zell-Verbindungen über den Symplast können verschiedene Moleküle und Mineralien direkt zwischen den Protoplasten der Pflanzenzellen weitergegeben werden. Das bedeutet, dass diese Stoffe nicht über die Zellwand weitergegeben werden, sondern direkt über Plasmodesmen.
Der Apoplast
Sein Gegenstück ist der Apoplast. Dieser umfasst die Zellwände und Zell-Zwischenräume innerhalb einer Pflanze. Der Apoplast sorgt dafür, dass verschiedene Moleküle und Mineralien wie Wasser oder Magnesium aufgenommen werden können. Dafür werden die Nährstoffe direkt über den Boden aufgenommen und den Zellen zugeführt.
Plasmodesmen – Das Wichtigste auf einen Blick
- Ein Plasmodesmos ist eine Zell-Zell-Verbindung, die dafür sorgt, dass Pflanzenzellen über lange Strecken miteinander verbunden werden.
- Die Aufgabe von Plasmodesmen ist es, Stoffe zu transportieren und Informationen auszutauschen.
- Plasmodesmen befinden sich in den Tüpfeln von pflanzlichen Zellwänden.
- Der Desmotubulus ist der Plasmastrang, der die Kanäle durchzieht.
- Der Gesamtkomplex aller Plasmodesmen wird als Symplast bezeichnet.
Nachweise
- Plasmodesmen (1999). Spektrum Akademischer Verlag.
- Pflanzenforschung.de Plasmodesmen (20.07.2022)
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