Zadanie 3.3. (0–1)

Struktury oznaczone literą X to plazmodesmy – cytoplazmatyczne mostki przechodzące przez kanaliki w ścianie komórkowej (w obrębie jamek) i łączące protoplasty sąsiadujących komórek roślinnych. Każda plazmodesma jest wyścielona błoną komórkową, która przechodzi w sposób ciągły z jednej komórki do drugiej, a przez jej środek biegnie desmotubula – kanalik utworzony z gładkiej siateczki śródplazmatycznej. Dzięki temu ciągłe są zarówno cytozol, jak i system błon wewnętrznych sąsiednich komórek. Plazmodesmy umożliwiają transport wody, jonów, cukrów, hormonów, a nawet cząsteczek RNA i niektórych białek regulatorowych, czyli pełnią funkcję komunikacyjną i transportową – zapewniają koordynację metabolizmu i sygnalizacji w obrębie tkanki.

Kluczowy dla tego zadania jest kontekst plazmolizy. W roztworze hipertonicznym (stężona sacharoza) woda odpływa z komórki na drodze osmozy przez błonę półprzepuszczalną, wakuola się kurczy, a protoplast odstaje od ściany komórkowej. Ściana, zbudowana z celulozy, jest w pełni przepuszczalna dla roztworu, więc przestrzeń między nią a błoną wypełnia się roztworem zewnętrznym. Właśnie wtedy plazmodesmy stają się widoczne jako cienkie pasma cytoplazmy rozciągnięte między obkurczającym się protoplastem a ścianą – tzw. nici Hechta. W komórce turgorowej, gdy protoplast ściśle przylega do ściany, są one w zwykłym mikroskopie świetlnym niewidoczne. To pokazuje, że plazmoliza w łagodnej postaci jest odwracalna (deplazmoliza po przeniesieniu do roztworu hipotonicznego), a komórki na rysunku pozostają żywe – gdyby były martwe, błona utraciłaby selektywną przepuszczalność i plazmoliza w ogóle by nie zaszła.

Typowe błędy uczniów: mylenie plazmodesm z jamkami (jamka to przerwanie ściany wtórnej – struktura ściany, plazmodesma to pasmo cytoplazmy), z desmosomami lub połączeniami szczelinowymi zwierząt (funkcjonalny odpowiednik plazmodesm to koneksony, ale budowa jest zupełnie inna), a także z mikrofibrylami celulozowymi czy nitkami wrzeciona podziałowego. Częsty błąd merytoryczny to opis funkcji jako „łączenie ścian komórkowych” zamiast „łączenie protoplastów”, albo zbyt ogólne „umożliwiają transport” bez wskazania, że chodzi o transport między sąsiednimi komórkami. Zdarza się też błędne uznanie obrazu za komórki martwe albo pomylenie plazmolizy z turgorem lub z cytolizą (ta ostatnia w komórce roślinnej nie zachodzi właśnie dzięki ścianie).

Warto powiązać temat z transportem w roślinie: plazmodesmy tworzą symplast, czyli ciągły układ połączonych protoplastów, przeciwstawiany apoplastowi (ściany komórkowe i przestrzenie międzykomórkowe). W korzeniu pasemko Caspary'ego w endodermie blokuje drogę apoplastyczną i zmusza wodę z solami do przejścia przez symplast, co pozwala roślinie kontrolować skład pobieranego roztworu. Plazmodesmy mają też znaczenie w załadunku i rozładunku floemu (komórki towarzyszące–człony rurek sitowych są połączone bardzo licznymi plazmodesmami) oraz, niestety dla rośliny, stanowią drogę rozprzestrzeniania się wirusów, które kodują białka ruchu poszerzające ich światło. Dodatkowo zjawisko plazmolizy wykorzystuje się do wyznaczania stężenia izotonicznego i szacowania potencjału osmotycznego soku komórkowego – to klasyczne doświadczenie, o które również często pyta się na maturze, wraz z próbą kontrolną w wodzie destylowanej.