1. Structura-celula de plante
Celula vegetală ca o celulă a unui organism eucariot cuprinde un miez cu unul sau mai mulți nucleoli, mitocondrii, aparatul Golgi, reticul endoplasmatic, microbodies, ribozomii și poliribozomilor, componente ale citoscheletului - microtubuli și microfilamente. Spre deosebire de alte organisme eucariote, celulele de plante se caracterizează prin:
1) sistemul plastid, care apare în legătură cu metoda de alimentare fototrofică,
2) peretele celular polizaharid din jurul celulei,
3) vacuole centrale în celulele mature, jucând un rol important în menținerea turgorului.
În plus, celula de plantă divizată nu are centrioli. Imaginile microscopice electronice indică faptul că membrana celulară sau plasmă, membrana (plasmalemma) și membranele intracelulare formează baza ultrastructurii celulelor eucariote.
Structura membranelor biologice. Baza membranei biologice este un strat dublu de fosfolipide cu alte lipide (galactolipide, steroli, acizi grași etc.), lipidele fiind întoarse unul către altul prin capetele lor hidrofobe. Acizii grași nesaturați ai lipidelor polare asigură o stare puțin mai slabă (lichidă) a bistratului la temperaturi fiziologice.
Grosimea biomemembrelor nu depășește 6-10 nm.
Compoziția membranelor include proteine care îndeplinesc funcțiile de enzime, pompe, purtători, canale de ioni, precum și regulatori de proteine și proteine structurale.
Structura labilă a membranelor permite efectuarea diferitelor funcții: "barieră, transport, osmotic, electric, structural, energie, biosintetică, secretorie, digestivă, receptor-regulator și altele.
Structuri subcellulare ale celulelor de plante
Miezul. În celula de plante, nucleul are un diametru de ordinul de 10 pm. Acesta poate fi sferic, alungit sau lobat. Conținutul intern al nucleului (nucleoplasma) este limitat la un înveliș nuclear constând din două membrane elementare, interne și externe. Plicul nuclear este pătruns de pori cu un diametru de 10 ± 20 nm, prin care se transportă acizi nucleici și proteine. Elementele reticulului endoplasmatic pot fi conectate direct la membrana exterioară a plicului nuclear. În nucleoplasm, regiunile cromatinei constând dintr-un complex de ADN, ARN și proteine sunt localizate. La divizarea celulelor, cromatina este organizată în cromozomi, numărul cărora este specific pentru fiecare specie de plantă. Cantitatea de ADN dintr-un nucleu este constantă pentru fiecare specie (cu excepția cazurilor de meioză și poliploidie). Genomul de plante diferă de genomul animalelor cu o cantitate mare de ADN.
Nucleul este clar vizibil în nucleu sub lumină și microscoape electronice. Se formează pe anumite secțiuni ale ADN-ului, numită organizatorul nucleolar. În cromatina nucleolară, există situsuri ADN responsabile de sinteza ARN-ului ribozomal (rRNA).
În general, nucleul este locul de stocare a informațiilor genetice ale celulei și replicarea ADN-ului. În el are loc procesul de transcriere a ADN-ului în ARN de diferite tipuri. În interacțiunea strânsă cu citoplasma, nucleul participă la asigurarea expresiei informațiilor genetice și controlează procesele activității vitale a celulelor.
Ribozom. Ribozomii efectua sinteza proteinelor - difuzare șablon sau informații, ARN (ARNm). Fiecare ribozom constă din două subunități nucleoproteinice. In citoplasmă celulelor vegetale sunt 80 S ribozom, constând din 40 și 60 de subunități S în cloroplaste - 70 S ribozomi, mitocondrii si in - 78 - 80 S ribozom diferit de citoplasmatică și cloroplastidiană. Subunit ribozomilor în nucleol formate, intră în citoplasmă, unde asamblarea ribozom are loc la molecula de ARNm.
Ribozomii din citoplasmă pot fi atașați liber la membranele reticulului endoplasmatic, la membrana exterioară a anvelopei nucleare sau pot forma complexe polibomi (polisomale). Polibibozomii apar deoarece o moleculă ARNm poate transmite simultan mai multe ribozomi. Polyribosomii sunt distruși atunci când plantele sunt expuse unor factori de mediu nefavorabili (de exemplu, seceta, lipsa de oxigen). În procesul de sinteză a proteinelor, efectuat de ribozomi, participă componentele formate în nucleu, nucleol, în citoplasmă, mitocondrii și cloroplaste.
Plastide. Pentru celulele de plante, este tipic un sistem tipic de organoizi numit plastid. Plastidele sunt organoide rotunde sau ovale legate de o membrană dublă care conține un sistem de membrană internă. Plastidele pot fi incolore (proplastide, leucoplaste, etnoplaste) sau colorate (cloroplaste, cromoplaste).
Substanțele de stocare sunt stocate în leucoplaste și numele pe care le primesc în funcție de acești compuși. Etnoplastele se formează atunci când cresc plantele verzi în întuneric. Când sunt iluminate, ele se transformă în cloroplaste, în timp ce sistemul membranar intern este supus unor rearanjări complexe.
Cel mai important proces de conversie a energiei absorbite de lumină în energia chimică a substanțelor organice sintetizate din CO2 și H2O (fotosinteza) se realizează în plastidii verzi - cloroplaste. Aceste corpuri ovale au lungimea de 5-10 μm și diametrul de 2-3 μm. Într-o celulă a frunzei pot exista 15 - 20 sau mai multe cloroplaste, iar în unele alge - doar 1-2 cloroplaste gigantice de diferite forme. În membranele thylakoid sunt localizați pigmenți verzi (clorofili), pigmenți galbeni și roșii (carotenoizi), componente de stocare a energiei implicate în absorbția și utilizarea energiei luminoase. Sistemele biochimice de sinteză și transformare a carbohidraților funcționează în stratul de cloroplaste. În el, amidonul poate fi depus.
Cromoplastele conțin carotenoide în vezicule (blistere). Prezenta lor explică culoarea fructelor din roșii, cenușă de munte etc. În stratul tuturor plastidiilor se găsesc molecule de inel de ADN.
Odată cu creșterea celulei, cantitatea de cloroplaste crește prin divizare.
Durata de viață a mitocondriilor este determinată de activitatea coordonată a nucleului, citoplasmului și mitocondriilor. Timpul de înjumătățire al acestor organoizi în plante diferite este de 5-10 zile, iar membrana exterioară este reînnoită mai repede decât cea internă.
În mitocondriile, sistemele de respirație aerobă și funcția de fosforilare oxidativă, care asigură necesarul de energie al celulelor. În matrice sunt sisteme enzimatice de oxidare a acizilor di- și tricarboxilici, precum și un număr de sisteme pentru sinteza lipidelor, aminoacizilor,
Peroxizomii și glioxizomii. În plante, sunt organele rotunde de 0,2-1,5 μm în diametru legate de o membrană elementară și conținând o matrice granulară cu densitate electronică moderată. Ei au primit numele de microbody. La unele microbide există un cristaloid proteic format din tuburi cu un diametru de aproximativ 6 nm. Numărul de microtubuli din celulă este apropiat de numărul de mitocondrii. În celulele de plante se găsesc două tipuri de microbii care efectuează diferite funcții fiziologice: peroxizomii și glioxizomii.
Peroxizomii sunt numeroși în celulele frunzelor, unde sunt strâns legate de cloroplaste. Oxidază acidul glicolic sintetizat în cloroplaste în timpul fotosintezei și formează glicina aminoacidă, care în mitocondrie se transformă într-o serie. În frunzele plantelor superioare, peroxizomii participă la fotorespirație.
Glioxizomii apar atunci când semințele germinează în care sunt depozitate grăsimi și conțin enzime necesare pentru a transforma acizii grași în zaharuri. Atunci când sistemele enzimatice funcționează cu peroxizomi și glioxizi, se formează peroxid de hidrogen, care este distrus de cataliza conținută în aceste organoizi.
Sferosomy. Acestea sunt formate cu lumină sferică, cu o intensitate mare de refracție, de 0,5 μm în diametru. Acestea conțin lipide și prin urmare se numesc și picături de lipide (oleosomi). În sferoame, se găsesc enzime cum ar fi lipaza și esteraza. Ei stochează stocul de lipide celulare. Cu germinarea semințelor care depozitează grăsimi, sferoamele funcționează împreună cu glioxizomii în procesele de gluconeogeneză.
Reticulul endoplasmatic. Reticulul endoplasmic (ER) sau reticulul endoplasmatic (ES) este un sistem de canale, vezicule și cisterne delimitate de o membrană de 5-6 nm în grosime. ER poate conține pe suprafața sa ribozomi (granular sau dur, ER) sau nu le conține (agranular sau neted ER). Suprafața membranelor ER din celulă este mai mare decât alte formațiuni de membrană, iar volumul de cavități poate ajunge la 16% din volumul celulei. Reticulul endoplasmatic este o structură foarte labilă. Influențele negative nefavorabile (lipsa de oxigen etc.) provoacă răsucirea concentrică a membranelor reticulului.
În cazul ER neted, se formează carbohidrați, lipide, terpenoide. Proteinele membranare, enzimele necesare pentru sinteza polizaharidelor de perete celular, proteinele structurale și enzimele peretelui celular și alte proteine secretate sunt sintetizate în reticulul granular. Substanțele din interiorul celulei sunt transportate prin sistemul ER. De asemenea, participă la interacțiunile intercelulare în plante prin plasmodesmata.
Aparatul Golgi. În celulele de plante, aparatul Golgi (AH) este reprezentat de dictiozomi, vezicule și formațiuni intercistice. Cisternele compacte - diktiozomii sunt aranjate în ambalaje de mai multe bucăți. Ele sunt limitate la o grosime a membranei de 7 - 8 nm. La polul de regenerare al AH, dictiozomii sunt nou formați din membranele ER netede. Pe polul secretor se formează vezicule secretoare (vezicule), care conțin substanțe destinate secreției. Celula de plante conține de la câteva până la sute de AG.
Diktiosomah AG produce glicoproteine și glicolipide și se acumulează și "împachetează" membranele compușilor necesari pentru sinteza polimerilor de perete celular și a diferitelor mucusuri vegetale. Cu ajutorul veziculelor Golgi, componentele de carbohidrați sunt livrate plasmalemului. Membrana veziculelor este construită în plasmalemă, promovând creșterea și reînnoirea acesteia. Substanțele secretate sunt în peretele celular. Membranele AG reprezintă legătura dintre membranele ER și plasmalemma.
Sistemul vacuuar. Vacuolul este o organelle tipică a unei celule vegetale. În celulele meristematice, vacuolele sunt reprezentate de vezicule mici; pentru celulele mature se caracterizează printr-un vacuol central mare. Sistemul vascular al plantelor se formează în mai multe moduri. Deoarece rezervoarele provakuoli ER extinse sunt formate, dintre care fuziunea dă naștere unei vacuole mari și membrană capacitate vacuolar - tonoplast, care derivă astfel ER. Tonoplastul poate forma invaginări, ceea ce duce la includerea citoplasmei în vacuol. Enzimele hidrolitice conținute în vacuolele emergente, polimerii clivari la substanțe cu conținut scăzut de molecule.
Sucul sucului sucul are o compoziție complexă și include substanțe organice și săruri minerale. Pe langa acizii organici, carbohidrați, aminoacizi și proteine, care pot fi refolosite în metabolismul, seva celulară conține fenoli, taninuri, alcaloizi, ieșire anto-tsiany din schimbul de substanțe în vacuole celulară și astfel izolat din citoplasmă. Majoritatea enzimelor vacuole - hidrolază.
Substanțele sunt livrate în vacuol prin intermediul diverselor sisteme de transport care funcționează în tonoplast. Acestea includ H dependente de ATP + -pompa, introducând ioni H + din citoplasmă la vacuole. Activitatea sa asigură livrarea anionilor vacuolelor de acizi organici, zaharuri, precum și de intrare și de ieșire a ionilor K +. Transportatorii localizați în tonoplast determină acumularea de aminoacizi și alți compuși în vacuole.
Este important de menționat că vacuolul poate servi ca un loc pentru depunerea proteinelor de rezervă (boabe aleurone). Procesul de vacuolizare este o condiție necesară pentru creșterea celulelor prin întindere.
Microtubuli și microfilamente (citoschelet). Microtubulii sunt localizați în stratul cortic exterior al citoplasmei celulelor de plante care nu se divid. Diametrul lor exterior este de 30 nm, diametrul interior fiind de aproximativ 14 nm. Acestea sunt orientate paralel unul cu celălalt și perpendicular pe axa longitudinală a celulei. Atunci când se divid celulele, microtubulii formează baza structurii axului, fasciculele de tuburi se atașează la cromozomi. Toate microtubulele au un singur plan al structurii și constau dintr-o proteină tubulină acidă globulară.
În citoplasma celulelor de plante, s-au găsit, de asemenea, structuri filamentoase constând din actin nemicos. microfilamentefor actină interacționează cu microtubulii și plasmalemei corticală. Ele sunt implicate în organizarea spațială a proceselor metabolice care au loc în faza solubilă a citoplasmei, și sunt baza activității sale fizice.
Peretele celular. Celulele plantelor sunt înconjurate de un înveliș gros polizaharid căptușit în interiorul membranei plasmatice. Compoziția peretelui celular include componente structurale (celuloză în plante, chitină în ciuperci), componentele pereților matricei (hemiceluloza, pectina, proteine) componentele incrusting (lignina, suberin) și substanțele sunt depozitate pe suprafața peretelui (cutin și ceară). Pereții celulelor pot cuprinde, de asemenea, carbonați de calciu și silicați.
Una dintre cele mai importante funcții ale peretelui celular este capacitatea de schimb de cationi. În reglarea regimului de apă și căldură al plantelor, sunt implicați țesuturi, pereții celulari care sunt impregnați cu suberine. Cuticula, de asemenea, participă la reglementarea regimului de apă al țesuturilor și protejează celulele împotriva daunelor și infecțiilor.
Pereții celulari ai plantelor sunt permeați cu găuri - pori cu un diametru de până la 1 μm. Prin ele trec toroanele - plazmodesma, datorită cărora se realizează contacte intercelulare. Fiecare plasmodemă este un canal căptușit cu o plasmalemă care trece continuu de la celulă la celulă. Partea centrală a porului este ocupată de un desmotrub, constând din subunități proteice aranjate în spirală. Desmotrubka comunică cu membranele celulei ER învecinate. Există un strat de citoplasmă în jurul desmotrub-ului care poate fi conectat la citoplasma celulelor învecinate. Astfel, comunicarea între celule poate fi realizată prin citoplasmă, plasmalemă, ER și pereții celulari. Un singur sistem de citoplasmă a celulelor țesuturilor și organelor se numește simplast.
Ca produs al activității metabolice a protoplastului, peretele celular îndeplinește funcția de protejare a conținutului celulei daune și pierderi excesive de apă, menține forma (turgescența datorate) și definește dimensiunea celulelor este o componenta importanta a metabolismului celular de ioni (ca un schimbător de ioni) și destinația transportului substanțelor din celulă în celulă calea extracelulară (transportul apoplast).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: