¿Qué Son Los Plasmodesmos?

Los plasmodesmos son un canal delgado a través de las células vegetales que les permite comunicarse.

Las células vegetales difieren de muchas maneras de las células animales, tanto en términos de algunos de sus orgánulos internos como en el hecho de que las células vegetales tienen paredes celulares, donde las células animales no las tienen. Los dos tipos de células también difieren en la forma en que se comunican entre sí y en la forma en que translocan moléculas.

¿Qué Son Los Plasmodesmos?

Los plasmodesmos (forma singular: plasmodesma) son orgánulos intercelulares que se encuentran solo en células de plantas y algas. (El "equivalente" de la célula animal se llama unión de brecha.)

Los plasmodesmos consisten en poros, o canales, que se encuentran entre células vegetales individuales, y conectan el espacio simplástico en la planta. También se pueden denominar "puentes" entre dos células vegetales.

Los plasmodesmos separan las membranas celulares externas de las células vegetales. El espacio de aire real que separa las celdas se llama desmotúbulo.

El desmotúbulo posee una membrana rígida que recorre la longitud del plasmodesma. El citoplasma se encuentra entre la membrana celular y el desmotúbulo. Todo el plasmodesma está cubierto con el retículo endoplásmico liso de las células conectadas.

Los plasmodesmos se forman durante la división celular del desarrollo de las plantas. Se forman cuando partes del retículo endoplásmico liso de las células parentales quedan atrapadas en la pared celular vegetal recién formada.

Los plasmodesmos primarios se forman mientras que la pared celular y el retículo endoplásmico también se forman; los plasmodesmos secundarios se forman después. Los plasmodesmos secundarios son más complejos y pueden tener diferentes propiedades funcionales en términos del tamaño y la naturaleza de las moléculas capaces de atravesar.

Actividad y Función

Los plasmodesmos desempeñan papeles tanto en la comunicación celular como en la translocación de moléculas. Las células vegetales deben trabajar juntas como parte de un organismo multicelular (la planta); en otras palabras, las células individuales deben trabajar para beneficiar el bien común.

Por lo tanto, la comunicación entre las células es crucial para la supervivencia de las plantas. El problema con las células vegetales es la pared celular rígida y resistente. Es difícil que las moléculas más grandes penetren en la pared celular, por lo que los plasmodesmos son necesarios.

Los plasmodesmos unen las células tisulares entre sí, por lo que tienen importancia funcional para el crecimiento y desarrollo de los tejidos. Los investigadores aclararon en 2009 que el desarrollo y el diseño de los órganos principales dependían del transporte de factores de transcripción (proteínas que ayudan a convertir el ARN en ADN) a través de los plasmodesmos.

Anteriormente se pensaba que los plasmodesmos eran poros pasivos a través de los cuales se movían los nutrientes y el agua, pero ahora se sabe que hay dinámicas activas involucradas.

Se descubrió que las estructuras de actina ayudan a mover los factores de transcripción e incluso los virus vegetales a través del plasmodesma. El mecanismo exacto de cómo los plasmodesmos regulan el transporte de nutrientes no se conoce bien, pero se sabe que algunas moléculas pueden hacer que los canales del plasmodesma se abran más ampliamente.

Las sondas fluorescentes ayudaron a encontrar que la anchura media del espacio plasmodesmal es de aproximadamente 3-4 nanómetros. Sin embargo, esto puede variar entre especies de plantas e incluso tipos de células. Los plasmodesmos pueden incluso ser capaces de alterar sus dimensiones hacia el exterior para que se puedan transportar moléculas más grandes.

Los virus vegetales pueden moverse a través de plasmodesmos, lo que puede ser problemático para la planta, ya que los virus pueden viajar e infectar toda la planta. Los virus pueden incluso ser capaces de manipular el tamaño del plasmodesma de modo que las partículas virales más grandes puedan moverse a través de él.

Los investigadores creen que la molécula de azúcar que controla el mecanismo para cerrar el poro plasmodesmal es la calosa. En respuesta a un desencadenante tal como un invasor de patógenos, la callosa se deposita en la pared celular alrededor del poro plasmodesmal y el poro se cierra.

El gen que da la orden de sintetizar y depositar la callosa se llama CalS3. Por lo tanto, es probable que la densidad de plasmodesmos pueda afectar la respuesta de resistencia inducida al ataque de patógenos en las plantas.

Esta idea se aclaró cuando se descubrió que una proteína, denominada PDLP5 (proteína 5 localizada en plasmodesmos), provoca la producción de ácido salicílico, lo que mejora la respuesta de defensa contra el ataque bacteriano patógeno de las plantas.

Historial de Investigación

En 1897, Eduard Tangl notó la presencia de los plasmodesmos dentro del simplasma, pero no fue hasta 1901 cuando Eduard Strasburger los llamó plasmodesmos.

Naturalmente, la introducción del microscopio electrónico permitió estudiar más de cerca los plasmodesmos. En la década de 1980, los científicos pudieron estudiar el movimiento de las moléculas a través de los plasmodesmos utilizando sondas fluorescentes. Sin embargo, nuestro conocimiento de la estructura y función de los plasmodesmos sigue siendo rudimentario, y es necesario realizar más investigaciones antes de que todo se comprenda por completo.

La investigación adicional se vio obstaculizada durante mucho tiempo porque los plasmodesmos están asociados tan estrechamente con la pared celular. Los científicos han intentado eliminar la pared celular para caracterizar la estructura química de los plasmodesmos. En 2011, esto se logró, y se encontraron y caracterizaron muchas proteínas receptoras.