Plasmodesmen

Plasmodesmen sind mikroskopisch dünne Kanäle, die zwei benachbarte Pflanzenzellen miteinander verbinden und so den direkten Austausch von Stoffen und Signalmolekülen ermöglichen. Diese Plasmastränge durchziehen die Zellwand und stellen eine wichtige Verbindung zwischen den Protoplasten der Zellen dar.

Durch die Plasmodesmen können Nährstoffe, Ionen, Hormone, RNA-Moleküle und andere Stoffe von einer Zelle zur anderen transportiert werden. Leider auch Pflanzenviren, die sogar in der Lage sind, die engen Plasmodesmen so stark zu weiten, dass sie hindurch passen.

Plasmodesmen spielen somit eine entscheidende Rolle bei der interzellulären Kommunikation und der Koordination von Wachstums- und Entwicklungsprozessen in Pflanzen.

Aufbau

Transport von Molekülen durch einen Plasmodesmos
Jackacon, vectorised by Smartse, Public domain, via Wikimedia Commons

Dieses Bild zeigt schon einmal grob den Aufbau eines Plasmodesmos (Singular für Plasmodesmen) ^[1].

Plasmodesmen bestehen aus einem Plasmastrang, der von einer Biomembran umgeben ist. Im Innern eines Plasmodesmos befinden sich aber noch weitere Strukturen, wie das folgende Bild aus der engl. Wikipedia ^[1] nicht ganz perfekt zeigt:

Transport von Molekülen durch einen Plasmodesmos
Smartse, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

In diesem Bild ist die Zellmembran grün gezeichnet, das Zellplasma gelb, und das Plasma innerhalb des Plasmodesmos hellgrün.

Der Plasmastrang wird von einem ER-Tubulus durchzogen, der als Desmotubulus bezeichnet wird (im Bild blau dargestellt). Ein solcher Desmotubulus ist ein "zentraler Strang aus kompakten globulären Proteinen. Sein Innenraum steht mit den Zisternen des Endoplasmatischen Reticulums der benachbarten Zelle in Verbindung" ^[2].

Die globulären Proteine werden in der Abbildung rot und violett dargestellt. Die rot gekennzeichneten Proteine befinden sich direkt am Desmotubulus, während sich die violett dargestellten Proteine in bzw. an der umgebenden Zellmembran befinden.

Der Durchmesser eines Plasmodesmos beträgt ca. 50 bis 60 nm, und eine Pflanzenzelle ist mit ca. 1.000 bis 100.000 Plasmodesmen mit den benachbarten Zellen verbunden. Das Cytoplasma und das endoplasmatische Reticulum der vielen Zellen einer Pflanze bildet somit quasi eine Einheit - im Gegensatz zu tierischen Geweben, wo solche direkten Zell-Zell-Verbindungen unbekannt sind.

Plasmodesmen kommen meistens nicht einzeln vor, sondern sie treten oft in Gruppen auf, die man dann als Tüpfelfelder bezeichnet. Die Zellwände sind im Bereich dieser Tüpfelfelder dann etwas dünner als normalerweise ^[3].