原形質連絡は、植物細胞をつなぐ小さなチャネルです。それらは、小さな分子と大きな分子の移動を通じて、隣接する細胞の細胞質間の相互作用を促進します。それらは、細胞間コミュニケーションの重要な経路です。
植物は多細胞生物です。それらは、一緒に機能する数百から数千の細胞でできており、全体として有機体を構成しています.
生物が機能するためには、その細胞は互いに協調しなければならず、そのためには互いに相互作用する必要があります。ただし、あるセルが別のセルに電話をかけたり、テキスト メッセージを送信したりして、そのセルに話しかけることはできません。
互いに通信するために、植物細胞は原形質連絡を使用する戦略を思いつきました。 
遺伝物質と液胞 (食物を貯蔵する) を取り囲む異なる核を持つ 3 つの植物細胞が上に示されています。原形質連絡は、細胞間の黄色の橋のような構造によって表されます。 (写真提供:Chinthaka_Suraj/Shutterstock)
原形質連絡とは?
Plasmodesmata は、隣接する 2 つのセルを接続するトンネルのようなものであり、2 つの部屋を接続する廊下のようなものです。
隣接する植物細胞間の分子の動きが示されています。 2 つの主な経路がたどられます:アポプラスト経路とシンプラスト経路です。アポプラスト経路は細胞壁に沿った分子の通過であるのに対し、シンプラスト経路は原形質連絡に沿った分子の通過です。 (写真提供:VectorMine/Shutterstock)
Plasmodesma (原形質連絡の単数形) は、膜と膜空間の 2 つのコンポーネントで構成されています。
膜部分は、植物細胞、原形質膜または細胞膜の外被の延長である。膜スペースは、デスモチューブルと呼ばれる両方の細胞間を走る小胞体 (細胞成分) によって形成されます。
膜とデスモチューブルの間のスペースは、分子の移動のためのスペースになります。
構造的には、単管、双生または分岐のいずれかです。
原形質連絡は、植物細胞を接続し、植物が植物活動の適切な機能のために重要な分子を伝達するのを助けるという点で、トンネルのようなものです.
原形質連絡は、それらを通る分子の流れを調節するのにも役立ちます。料金所の存在が道路の適切な交通管理を保証するのと同じように、タンパク質のアクチンとミオシン (筋肉の動きを助けるのと同じタンパク質) は原形質連絡による分子の移動を助けます。
原形質連絡を介した隣接する植物細胞間の分子の移動は、シンプラスト経路と呼ばれます .
どの分子が原形質連絡を通過できますか?
原形質連絡を介した分子の輸送は、トンネルのサイズに依存します。
通常の状態では、糖やアミノ酸など、サイズが 1 kDa (キロダルトン) 未満の小さな分子は原形質連絡を容易に通過できます。
RNA やタンパク質などのより大きな分子は、チャネルのサイズが大きくなった場合にのみ通過できます。これは、植物の発育段階など、外部の影響により発生する可能性があります。原形質連絡の通過は本質的に柔軟であり、必要に応じて簡単に変更できます。
しかし、通路のサイズを規制するものは何ですか?
答えはカロース沈着です。カロースは、植物細胞壁に存在する炭水化物で、植物がさまざまな種類のストレスに耐えるのを助けます.
植物細胞には、カロースの生成と分解のための特定の酵素があります。生成されたカロースは、原形質連絡のネックに沈着し (下の図に示すように)、原形質連絡の細孔サイズを収縮させます。したがって、小さな分子だけが通過できます。逆に、カロースの酵素的破壊は収縮を緩和し、より大きな分子の移動のための通路のサイズを増加させます.
したがって、カロース沈着の変動は原形質連絡を介した分子の輸送を正確に調節します。
キャプション: 図は、2 つの植物細胞間の原形質連絡の存在を示しています。ネック領域のカロース沈着により細孔サイズが制限されて狭くなりますが、カロース沈着のない中央領域では通路が広くなります。
原形質連絡が重要な理由
原形質連絡は、植物細胞が互いに通信するのを助けます。
それらは、栄養素や植物の成長を調節する他の分子などの小分子、およびmRNAやタンパク質などの高分子の輸送を促進します。輸送は双方向です。つまり、分子は必要に応じて前後に移動できます。
それらは、原形質連絡の「可塑性」と呼ばれる通路のサイズを変更することにより、細胞間輸送を調節します。原形質連絡を介した細胞間の接触面積、原形質連絡の数、長さ、断面積などの要因も、転送速度を決定します。
原形質連絡は、光合成中に葉によって生成された栄養素をそれらを必要とする組織に輸送するため、血管輸送において重要な役割を果たします.
輸送に加えて、それらは植物免疫においても重要な役割を果たします。それらは、植物が細菌、ウイルス、真菌の病原体に対抗するのを助けます.植物が病原体に遭遇したとき、最も初期の防御反応の 1 つは原形質連絡の閉鎖です。通路が閉鎖またはブロックされている場合、病原体はもはや細胞に侵入して感染を広げることができません。
