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原生質絲

八月 16, 2023

原生質絲（英語：Plasmodesmata）為植物細胞和部分藻類細胞壁間貫穿細胞壁的特有孔道，可以讓相鄰細胞的細胞質相互流通。[2][3][4]有微小孔道，為細胞間物質運輸與信息傳遞的重要通道，通道中有一連接兩細胞內質網的連絲微管，細胞質可經由原生質絲交流及運輸，此過程稱為共質體運輸。

原生質絲示意圖。
分子經原生質絲在細胞間交流的行為稱共質體途徑（藍色部分），經由細胞壁運輸稱為質體外途徑（橙色部分）
原生質絲的基本構造：
CW=細胞壁（Cell wall）
CA=胼胝質（Callose）
PM=細胞膜（Plasma membrane）
ER=內質網（Endoplasmic reticulum）
DM=连丝微管（Desmotubule）
紅圈處=肌動蛋白
紫色點=其他蛋白質[1]

目前已知擁有原生質絲的包含植物界的所有物種，以及藻類中輪藻綱、輪藻目（英语：Charales）、褐藻綱和鞘毛藻目（英语：Coleochaetales）。[5]

植物細胞擁有動物細胞所沒有的細胞壁，鄰近的細胞藉由薄板相互分隔。雖然細胞壁對於部分蛋白質及溶質具有穿透性，但原生質絲對於共質體內的胞內運輸更可以控制原生質流的流向以及穿透的物質。

原生質絲有分兩種：初生原生質絲（primary plasmodesmata）及次生原生質絲（secondary plasmodesmata）。初生原生質絲在細胞分裂期間出現，而次生原生質絲是真正溝通成熟植物細胞的通道。[6]

動物也有類似的構造，允許動物細胞間的物質交流，包含間隙連接（gap junctions）[7]和膜奈米管（英语：membrane nanotubes）（membrane nanotubes）[8][9]

組成

原生質絲是當植物細胞分裂時，部份的高基氏體釋出的囊泡附於中膠層上。分裂時，中膠層上會產生一些小孔，可以溝通原生質，即為初生原生質絲，而在植物細胞成熟後，細胞壁逐漸加厚，這些小孔便會成為一條一條的管狀構造，即為次級原生質絲。[10]

構造

原生質絲壁上的細胞膜

一個典型的植物細胞通常有103至105條原生質絲。[11][12]胞質套筒的寬度約50-60 nm。

原生質絲壁可分為三層主層：細胞膜、胞質套筒（英语：cytoplasmic sleeve）（cytoplasmic sleeve）以及連絲微管（英语：desmotubule）（desmotubule）[11]，它們可以穿過約90 nm的細胞壁[12]。

原生質絲壁上的細胞膜是細胞膜的延伸[13]，化學構造與細胞膜相同，都為脂雙層。[13]

胞質套筒（Cytoplasmic sleeve）

胞質套筒是一個被細胞膜包覆的管狀構造，內部充滿液體，可利用擴散作用運輸分子及離子（例如：醣類及胺基酸），此動作無須消耗額外的能量。[14]

大型粒子仍可經由胞質套筒擴散入下一個細胞，但詳細機制仍不清楚。原生質絲對於物質通透性其中一個重要的調控是在原生質絲的管口部分聚集多醣，形成一個硬塊，稱為胼胝質（callose），使原生質絲的管徑縮小，藉此以控制原生質絲的通透性。[13]

連絲微管（Desmotubule）

連絲微管是兩毗鄰細胞間平貼的內質網[15]，部分物質可經由這些通道通過[16]，但這並不被認為是原生質絲的最主要運輸方式。

在連絲微管周圍可觀測到電子密集物質。這些物質會聚集成輪輻狀構造，將原生質絲分成較小的孔道。[15]這些構造可能由肌球蛋白[17][18][19]和肌動蛋白[18][20]構成。肌球蛋白和肌動蛋白是構成細胞骨架的物質，這可能也是原生質絲控制物質運輸的機制之一。

運輸

 
菸草鑲嵌病毒的運動蛋白-30（MP-30）鎖定原生質絲的位置。

原生質絲可以讓蛋白質（包括轉錄因子）、小干擾RNA、mRNA和病毒的基因組在細胞內流通。其中一個病毒的運動蛋白例子是MP-30。MP-30可結合病毒的基因組，並且將病毒的基因組經由原生質絲傳入未受感染的細胞。[14]Flowering Locus T protein（英语：Florigen）也可經由原生質絲從葉部移動至頂芽分生組織以促使開花。[21]

可經由原生質絲傳送的粒子大小並不一定，植物可藉由活躍的調整機制來控制通過顆粒的大小。[6]而相對的某些顆粒也可經由改變自己的大小來穿越原生質絲，如MP-30的大小可在700道耳吞到9400道耳吞之間，藉以協助某些物質傳送到整株植物。[22]

學者已提出數種原生質絲的模型，認為原生質絲通透性的調節，是藉由與蛋白質或是部分未經折疊的伴隨蛋白的交互作用而調整。[23]

參見

註釋

  1. ^ Maule, Andrew. Plasmodesmata: structure, function and biogenesis. Current Opinion in Plant Biology. December 2008, 11 (6): 680–686. PMID 18824402. doi:10.1016/j.pbi.2008.08.002. 
  2. ^ Oparka, K. J. （2005） Plasmodesmata. Blackwell Pub Professional. ISBN 1-4051-2554-3 ISBN 978-1-4051-2554-3
  3. ^ （www.dictionary.com）. [2016-02-15]. （原始内容于2016-02-22）. 
  4. ^ 存档副本 (PDF). [2015-11-12]. （原始内容 (PDF)于2016-07-29）. 
  5. ^ Graham, LE; Cook, ME; Busse, JS （2000）, Proceedings of the National Academy of Sciences 97, 4535-4540.
  6. ^ 6.0 6.1 http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1692983 The shoot apical meristem: the dynamics of a stable structure. Jan Traas and Teva Vernoux : Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2002 June 29; 357（1422）: 737–747. （page 744）
  7. ^ Bruce Alberts. Molecular biology of the cell 4th. New York: Garland Science. 2002. ISBN 0-8153-3218-1. 
  8. ^ Gallagher KL, Benfey PN. Not just another hole in the wall: understanding intercellular protein trafficking. Genes Dev. January 2005, 19 (2): 189–95 [2013-08-12]. PMID 15655108. doi:10.1101/gad.1271005. （原始内容于2019-09-12）. 
  9. ^ Gray JC, Sullivan JA, Hibberd JM, Hansen MR. Stromules: mobile protrusions and interconnections between plastids. Plant Biology. 2001, 3: 223–33. doi:10.1055/s-2001-15204. 
  10. ^ Lucas W., Ding, B. and Van der Schoot, C. （1993） Tansley Review No.58 "Plasmodesmata and the supracellular Nature of Plants" New Phytologist, Vol. 125, No. 3, pp. 435-476, Stable URL:http://www.jstor.org/stable/2558257 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  11. ^ 11.0 11.1 AW Robards （1975） Plasmodesmata. Annual Review of Plant Physiology 26, 13-29
  12. ^ 12.0 12.1 Lodish, Berk, Zipursky, Matsudaira, Baltimore, Darnell. 22. Molecular Cell Biology 4. 2000: 998. ISBN 0-7167-3706-X. 
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 AW Robards （1976） Plasmodesmata in higher plants. In: Intercellular communications in plants: studies on plasmodesmata. Edited by BES Gunning and AW Robards Springer-Verlag Berlin pps 15-57.
  14. ^ 14.0 14.1 Plasmodesmata and the control of symplastic transport （页面存档备份，存于互联网档案馆） A. G. ROBERTS & K. J. OPARKA
  15. ^ 15.0 15.1 RL Overall, J Wolfe, BES Gunning （1982） Intercellular communication in Azolla roots: I. Ultrastructure of plasmodesmata. Protoplasma 111: 134-150
  16. ^ LC Cantrill, RL Overall and PB Goodwin （1999） Cell-to-cell communication via plant endomembranes. Cell Biology International 23: 653–661
  17. ^ JE Radford and RG White （1998） Localization of a myosin‐like protein to plasmodesmata. Plant Journal 14: 743-750
  18. ^ 18.0 18.1 LM Blackman and RL Overall （1998） Immunolocalisation of the cytoskeleton to plasmodesmata of Chara corallina. Plant Journal 14: 733-741
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  20. ^ RG White, K Badelt, RL Overall and M Vesk （1994） Actin associated with plasmodesmata. Protoplasma 180: 169-184
  21. ^ Corbesier, L., Vincent, C., Jang, S., Fornara, F., Fan, Q.; et al. FT protein movement contributes to long distance signalling in floral induction of Arabidopsis. Science. 2007, 316 (5827): 1030–1033. PMID 17446353. doi:10.1126/science.1141752. 
  22. ^ Movement Protein of Tobacco Mosaic Virus Modifies Plasmodesmatal Size Exclusion Limit Science 20 October 1989: Vol. 246. no. 4928, pp. 377 - 379 SHMUEL WOLF, WILLIAM J. LUCAS, CARL M. DEOM,and ROGER N. BEACHY
  23. ^ (PDF). [2013-08-12]. （原始内容 (PDF)存档于2010-02-16）. 

八月 16, 2023
原生質絲, 英語, plasmodesmata, 為植物細胞和部分藻類細胞壁間貫穿細胞壁的特有孔道, 可以讓相鄰細胞的細胞質相互流通, 有微小孔道, 為細胞間物質運輸與信息傳遞的重要通道, 通道中有一連接兩細胞內質網的連絲微管, 細胞質可經由交流及運輸, 此過程稱為共質體運輸, 示意圖, 分子經在細胞間交流的行為稱共質體途徑, 藍色部分, 經由細胞壁運輸稱為質體外途徑, 橙色部分, 的基本構造, 細胞壁, cell, wall, 胼胝質, callose, 細胞膜, plasma, membrane, 內質網, e. 原生質絲 英語 Plasmodesmata 為植物細胞和部分藻類細胞壁間貫穿細胞壁的特有孔道 可以讓相鄰細胞的細胞質相互流通 2 3 4 有微小孔道 為細胞間物質運輸與信息傳遞的重要通道 通道中有一連接兩細胞內質網的連絲微管 細胞質可經由原生質絲交流及運輸 此過程稱為共質體運輸 原生質絲示意圖 分子經原生質絲在細胞間交流的行為稱共質體途徑 藍色部分 經由細胞壁運輸稱為質體外途徑 橙色部分 原生質絲的基本構造 CW 細胞壁 Cell wall CA 胼胝質 Callose PM 細胞膜 Plasma membrane ER 內質網 Endoplasmic reticulum DM 连丝微管 Desmotubule 紅圈處 肌動蛋白 紫色點 其他蛋白質 1 目前已知擁有原生質絲的包含植物界的所有物種 以及藻類中輪藻綱 輪藻目 英语 Charales 褐藻綱和鞘毛藻目 英语 Coleochaetales 5 植物細胞擁有動物細胞所沒有的細胞壁 鄰近的細胞藉由薄板相互分隔 雖然細胞壁對於部分蛋白質及溶質具有穿透性 但原生質絲對於共質體內的胞內運輸更可以控制原生質流的流向以及穿透的物質 原生質絲有分兩種 初生原生質絲 primary plasmodesmata 及次生原生質絲 secondary plasmodesmata 初生原生質絲在細胞分裂期間出現 而次生原生質絲是真正溝通成熟植物細胞的通道 6 動物也有類似的構造 允許動物細胞間的物質交流 包含間隙連接 gap junctions 7 和膜奈米管 英语 membrane nanotubes membrane nanotubes 8 9 目录 1 組成 2 構造 2 1 原生質絲壁上的細胞膜 2 2 胞質套筒 Cytoplasmic sleeve 2 3 連絲微管 Desmotubule 3 運輸 4 參見 5 註釋組成 编辑原生質絲是當植物細胞分裂時 部份的高基氏體釋出的囊泡附於中膠層上 分裂時 中膠層上會產生一些小孔 可以溝通原生質 即為初生原生質絲 而在植物細胞成熟後 細胞壁逐漸加厚 這些小孔便會成為一條一條的管狀構造 即為次級原生質絲 10 構造 编辑原生質絲壁上的細胞膜 编辑 一個典型的植物細胞通常有103至105條原生質絲 11 12 胞質套筒的寬度約50 60 nm 原生質絲壁可分為三層主層 細胞膜 胞質套筒 英语 cytoplasmic sleeve cytoplasmic sleeve 以及連絲微管 英语 desmotubule desmotubule 11 它們可以穿過約90 nm的細胞壁 12 原生質絲壁上的細胞膜是細胞膜的延伸 13 化學構造與細胞膜相同 都為脂雙層 13 胞質套筒 Cytoplasmic sleeve 编辑 胞質套筒是一個被細胞膜包覆的管狀構造 內部充滿液體 可利用擴散作用運輸分子及離子 例如 醣類及胺基酸 此動作無須消耗額外的能量 14 大型粒子仍可經由胞質套筒擴散入下一個細胞 但詳細機制仍不清楚 原生質絲對於物質通透性其中一個重要的調控是在原生質絲的管口部分聚集多醣 形成一個硬塊 稱為胼胝質 callose 使原生質絲的管徑縮小 藉此以控制原生質絲的通透性 13 連絲微管 Desmotubule 编辑 連絲微管是兩毗鄰細胞間平貼的內質網 15 部分物質可經由這些通道通過 16 但這並不被認為是原生質絲的最主要運輸方式 在連絲微管周圍可觀測到電子密集物質 這些物質會聚集成輪輻狀構造 將原生質絲分成較小的孔道 15 這些構造可能由肌球蛋白 17 18 19 和肌動蛋白 18 20 構成 肌球蛋白和肌動蛋白是構成細胞骨架的物質 這可能也是原生質絲控制物質運輸的機制之一 運輸 编辑 菸草鑲嵌病毒的運動蛋白 30 MP 30 鎖定原生質絲的位置 原生質絲可以讓蛋白質 包括轉錄因子 小干擾RNA mRNA和病毒的基因組在細胞內流通 其中一個病毒的運動蛋白例子是MP 30 MP 30可結合病毒的基因組 並且將病毒的基因組經由原生質絲傳入未受感染的細胞 14 Flowering Locus T protein 英语 Florigen 也可經由原生質絲從葉部移動至頂芽分生組織以促使開花 21 可經由原生質絲傳送的粒子大小並不一定 植物可藉由活躍的調整機制來控制通過顆粒的大小 6 而相對的某些顆粒也可經由改變自己的大小來穿越原生質絲 如MP 30的大小可在700道耳吞到9400道耳吞之間 藉以協助某些物質傳送到整株植物 22 學者已提出數種原生質絲的模型 認為原生質絲通透性的調節 是藉由與蛋白質或是部分未經折疊的伴隨蛋白的交互作用而調整 23 參見 编辑間隙連結 胞橋小體 膜奈米管 英语 membrane nanotubes Membrane Nanotube 共質註釋 编辑 Maule Andrew Plasmodesmata structure function and biogenesis Current Opinion in Plant Biology December 2008 11 6 680 686 PMID 18824402 doi 10 1016 j pbi 2008 08 002 使用 accessdate 需要含有 url 帮助 Oparka K J 2005 Plasmodesmata Blackwell Pub Professional ISBN 1 4051 2554 3 ISBN 978 1 4051 2554 3 www dictionary com 2016 02 15 原始内容存档于2016 02 22 存档副本 PDF 2015 11 12 原始内容存档 PDF 于2016 07 29 Graham LE Cook ME Busse JS 2000 Proceedings of the National Academy of Sciences 97 4535 4540 6 0 6 1 http www pubmedcentral nih gov articlerender fcgi artid 1692983 The shoot apical meristem the dynamics of a stable structure Jan Traas and Teva Vernoux Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2002 June 29 357 1422 737 747 page 744 Bruce Alberts Molecular biology of the cell 4th New York Garland Science 2002 ISBN 0 8153 3218 1 Gallagher KL Benfey PN Not just another hole in the wall understanding intercellular protein trafficking Genes Dev January 2005 19 2 189 95 2013 08 12 PMID 15655108 doi 10 1101 gad 1271005 原始内容存档于2019 09 12 Gray JC Sullivan JA Hibberd JM Hansen MR Stromules mobile protrusions and interconnections between plastids Plant Biology 2001 3 223 33 doi 10 1055 s 2001 15204 Lucas W Ding B and Van der Schoot C 1993 Tansley Review No 58 Plasmodesmata and the supracellular Nature of Plants New Phytologist Vol 125 No 3 pp 435 476 Stable URL http www jstor org stable 2558257 页面存档备份 存于互联网档案馆 11 0 11 1 AW Robards 1975 Plasmodesmata Annual Review of Plant Physiology 26 13 29 12 0 12 1 Lodish Berk Zipursky Matsudaira Baltimore Darnell 22 Molecular Cell Biology 4 2000 998 ISBN 0 7167 3706 X 13 0 13 1 13 2 AW Robards 1976 Plasmodesmata in higher plants In Intercellular communications in plants studies on plasmodesmata Edited by BES Gunning and AW Robards Springer Verlag Berlin pps 15 57 14 0 14 1 Plasmodesmata and the control of symplastic transport 页面存档备份 存于互联网档案馆 A G ROBERTS amp K J OPARKA 15 0 15 1 RL Overall J Wolfe BES Gunning 1982 Intercellular communication in Azolla roots I Ultrastructure of plasmodesmata Protoplasma 111 134 150 LC Cantrill RL Overall and PB Goodwin 1999 Cell to cell communication via plant endomembranes Cell Biology International 23 653 661 JE Radford and RG White 1998 Localization of a myosin like protein to plasmodesmata Plant Journal 14 743 750 18 0 18 1 LM Blackman and RL Overall 1998 Immunolocalisation of the cytoskeleton to plasmodesmata of Chara corallina Plant Journal 14 733 741 S Reichelt AE Knight TP Hodge F Baluska J Samaj D Volkmann and J Kendrick Jones 1999 Characterization of the unconventional myosin VIII in plant cells and its localization at the post cytokinetic cell wall Plant Journal 19 555 569 RG White K Badelt RL Overall and M Vesk 1994 Actin associated with plasmodesmata Protoplasma 180 169 184 Corbesier L Vincent C Jang S Fornara F Fan Q et al FT protein movement contributes to long distance signalling in floral induction of Arabidopsis Science 2007 316 5827 1030 1033 PMID 17446353 doi 10 1126 science 1141752 引文格式1维护 显式使用等标签 link Movement Protein of Tobacco Mosaic Virus Modifies Plasmodesmatal Size Exclusion Limit Science 20 October 1989 Vol 246 no 4928 pp 377 379 SHMUEL WOLF WILLIAM J LUCAS CARL M DEOM and ROGER N BEACHY Plant Physiology lectures chapter 5 PDF 2013 08 12 原始内容 PDF 存档于2010 02 16 取自 https zh wikipedia org w index php title 原生質絲 amp oldid 67209899, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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