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Plasmodesmen

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Plasmodesmen

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 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.

Die Funktion der Plasmodesmen

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:

  1. Der Desmotubulus bewegt die Moleküle entlang seiner Membran.
  2. Die Moleküle werden über den zytoplasmatischen Bereich der Plasmodesmen bewegt.
  3. 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

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

  1. Plasmodesmen (1999). Spektrum Akademischer Verlag.
  2. Pflanzenforschung.de Plasmodesmen (20.07.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Plasmodesmen

Nein, Plasmodesmen gibt es nur in Pflanzenzellen. Man könnte aber die Gap Junctions, die es nur in Tierzellen gibt, als das tierische Gegenstück betrachten.

Plasmodesmen sind Verbindungen zwischen Pflanzenzellen, durch welche Stoffe transportiert und Informationen weitergegeben werden. Die Moleküle können dabei auf verschiedene Arten ein Plasmadesmos durchqueren.

Plasmodesmen befinden sich in den Tüpfeln (Aussparungen in der Zellwand), aber sind nicht die Tüpfel selbst. Plasmodesmen sind die Stränge, die die Kanäle durchziehen und so die Pflanzenzellen miteinander verbinden.

Plasmodesmen befinden sich in fast allen Pflanzenzellen außer den Schließzellen. Über die Tüpfel verbinden sich die Plasmodesmen.

Finales Plasmodesmen Quiz

Frage

In welchen Zellen kommen Plasmodesmen vor?

Antwort anzeigen

Antwort

Plasmodesmen kommen nur in Pflanzenzellen vor.

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Frage

Was sind Plasmodesmen?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Plasmodesmos ist eine Zell-Zell-Verbindung, die Pflanzenzellen über lange Strecken miteinander verbindet.

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Frage

Woraus bestehen Plasmodesmen?

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Antwort

Plasmodesmen bestehen aus einem dünnen Plasmastrang.

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Frage

Wo sitzen Plasmodesmen?

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Antwort

Alle Plasmodesmen befinden sich in den Aussparungen in den Zellwänden von Pflanzenzellen, die man auch Tüpfel nennt.

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Frage

Wie nennt man die Gesamtheit aller Plasmodesmen?

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Antwort

Die Gesamtheit aller Plasmodesmen wird als Symplast bezeichnet, welches eine zusammenhängende Einheit des Pflanzengewebes ist.

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Frage

Mit welchen Bestandteilen tierischer Zellen kann man Plasmodesmen vergleichen?

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Antwort

Man könnte sagen, dass die Plasmodesmen für Pflanzenzellen das sind, was Gap Junctions für Tierzellen sind.

Frage anzeigen

Frage

In welchen Pflanzenzellen kommen Plasmodesmen nicht vor?

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Antwort

Plasmodesmen verbinden so gut wie alle Pflanzenzellen innerhalb einer Pflanze miteinander, die einzige Ausnahme bilden Schließzellen: das sind Zellen, die meistens an der Unterseite eines Blattes liegen und für die Spaltöffnung verantwortlich sind.

Frage anzeigen

Frage

Was sind die beiden Unterschiede zwischen Plasmodesmen und Gap Junctions?

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Antwort

  • Plasmodesmen kommen nur in Pflanzenzellen vor, Gap Junctions nur in Tierzellen.
  • Plasmodesmen sind mit einer fusionierend wirkenden Plasmamembran ausgekleidet, Gap Junctions nicht.
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Frage

Was ist der Desmotubulus?

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Antwort

Der Plasmastrang, der die Plasmodesmen durchzieht, wird auch Desmotubulus genannt und bildet sozusagen das Cytoskelett der Plasmodesmen.

Frage anzeigen

Frage

Wie verhalten sich Plasmodesmen während der Zellteilung?

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Antwort

Plasmodesmen bleiben während der Zellteilung bestehen und können somit Tochterzellen gleich mit in den Plasmodesmen-Komplex verbinden.

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Frage

Was sind die Eigenschaften und Funktion des Desmotubulus?

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Antwort

Der Desmotubulus ist stäbchenförmig und besteht aus Proteinen. Durch ihn wird der Plasmodesmenkanal stabilisiert. Außerdem ist er mit dem endoplasmatischen Reticulum und der Zellmembran beider Zellen verbunden. Der Desmotubulus kann seine Größe verändern und so bestimmen, welche Moleküle durch den Kanal durchlaufen dürfen.

Frage anzeigen

Frage

Was ist das Gegenstück zum Symplast?

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Antwort

Das Gegenstück zum Symplast ist der Apoplast. Dieser umfasst die Zellwände und Zell-Zwischenräume innerhalb einer Pflanze.

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Frage

Wie sind Apoplast und Symplast am Stofftransport beteiligt?

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Antwort

Während der Apoplast die Aufgabe hat, äußere Moleküle den Zellen zuzuführen (z. B. Aufnahme von Wasser aus dem Boden), so gibt der Symplast die Moleküle zwischen den Zellen weiter. Gemeinsam bilden beide Systeme also den zellulären Raum des Pflanzengewebes.

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Frage

Was ist die Funktion von Plasmodesmen?

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Antwort

Die Funktion von Plasmodesmen ist es, Stoffe zwischen Zellen zu transportieren und Informationen auszutauschen. Dabei können die Moleküle entweder über die Plasmodesmen selbst oder über den Desmotubulus transportiert werden.

Frage anzeigen

Frage

Welche drei Möglichkeiten gibt es, Moleküle über Plasmodesmen zu transportieren?

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Der Desmotubulus bewegt die Moleküle entlang seiner Membran.
  2. Die Moleküle werden über den zytoplasmatischen Bereich der Plasmodesmen bewegt.
  3. 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.
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