Planteceller
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 6. september 2020; checks kræver 9 redigeringer .Planteceller er eukaryote celler , men de adskiller sig i flere egenskaber fra cellerne fra andre eukaryoter. Deres kendetegn omfatter:
- Stor central vakuole , et rum fyldt med cellesaft og afgrænset af en membran - tonoplast [1] [2] . Vakuolen spiller en nøglerolle i at opretholde celleturgor , styrer bevægelsen af molekyler fra cytosolen til cellesekret, lagrer næringsstoffer og nedbryder gamle proteiner og organeller .
- Der er en cellevæg, der hovedsageligt består af cellulose , men også hemicellulose , pektin og i mange tilfælde lignin . Det dannes af protoplasten på toppen af cellemembranen . Det adskiller sig fra svampes cellevæg , som er lavet af kitin , og bakteriers cellevæg , som er bygget af peptidoglycan (murein).
- Specialiserede kommunikationsveje mellem celler - plasmodesmata [3] , cytoplasmatiske broer: cytoplasmaet og endoplasmatisk retikulum (ER) af naboceller kommunikerer gennem porer i cellevæggene [4] .
- Plastider , hvoraf kloroplasterne er de vigtigste . Kloroplaster indeholder klorofyl , et grønt pigment, der absorberer sollys. De udfører fotosyntese , hvor cellen syntetiserer organiske stoffer fra uorganiske . Andre plastider er leukoplaster : amyloplaster , der lagrer stivelse , elaioplaster , der lagrer fedtstoffer osv., samt kromoplaster , der er specialiseret i syntese og opbevaring af pigmenter . Ligesom mitokondrier , hvis plantegenom indeholder 37 gener [5] , har plastider deres egne genomer ( plastomer ), bestående af omkring 100-120 unikke gener [6] . Det antages, at plastider og mitokondrier opstod som prokaryote endosymbionter , der slog sig ned i eukaryote celler [7] .
- Celledeling ( mitose ) af landplanter og nogle alger , især Charophyta ( Charophyta ) [8] og ordenen Trentepohliales , er kendetegnet ved tilstedeværelsen af en yderligere fase - præprofase . Derudover udføres deres cytokinese ved hjælp af en phragmoplast , en "form" for en celleplade under opbygning [9] .
- Hankønsceller fra mosser og bregner har en flagel , der ligner dyrespermatozoer [10] [11] , men hos frøplanter - gymnospermer og blomstrende planter - mangler de en flagel [12] og kaldes spermatozoer .
- Af de organeller, der er iboende i en dyrecelle, er kun centrioler fraværende i en plantecelle [13] .
Sammenligning af plante- og dyreceller
| skilt | dyreceller | planteceller | Undtagelser |
|---|---|---|---|
| cellevæg | Ikke | Ja (cellulose) | Ikke |
| Strømtype | Heterotrofisk | autotrofisk | Parasitære planter er mixotrofe |
| plastider | Ikke | Der er | Underjordiske skud , parasitære planter såvel som celler i alle væv, undtagen den vigtigste, er berøvet klorofyl |
| Centrioler | Der er | Ikke | Ikke |
| central vakuole | Ikke | Der er | I planter er det fraværende i døde og andre specialiserede celler |
| Større reserve næringsstof |
Glykogen | Stivelse | Ikke |
| Helhedsreaktioner af cellen ( pinocytose , endocytose , exocytose , fagocytose ) |
Der er | Ikke | Ikke |
De vigtigste typer af planteceller
Parenkymale celler
Parenkymceller er celler, der har samme størrelse i alle retninger eller lidt længere end brede [14] . Planternes parenkym kaldes også hovedvævet [15] .
Parenkymceller danner homogene klynger i plantens krop, fylder mellemrummene mellem andre væv og er en del af det ledende og mekaniske væv. De kan udføre forskellige funktioner: assimilering , udskillelse osv. Parenkymcellernes tilpasningsevne til forskellige funktioner skyldes deres funktionelle specialisering af protoplaster. Tilstedeværelsen i parenkymet (især løse) intercellulære rum bestemmer dets deltagelse i gasudveksling . Levende parenkymceller er i stand til at dele sig ; phellogen lægges i parenkymet , og i planter med en atypisk stigning i tykkelsen - cambium ( roerødder , nogle lianer) [ 15] .
Prosenkymale celler
Prosenkymale celler er aflange (længden er mange gange større end bredden) og spidse i enderne (i modsætning til parenkymet) celler, forskellige i oprindelse og funktioner. Der er overgange mellem prosenchyma (væv dannet af prosenchymale celler) og parenchyma, for eksempel collenchyma og fligede mesofylforgrenede celler i bladene på canna og andre planter [16] .
Plantecelledeling
Planteceller har en unik ekstra fase af mitose kaldet præprofase. Den går forud for profetien og inkluderer to hovedbegivenheder:
- Dannelse af et præprofasebånd - en ring af mikrotubuli placeret under plasmamembranen [18] ;
- Begyndelsen på ophobningen af mikrotubuli nær kernemembranen [19] .
Ellers forløber mitose af planteceller på samme måde som i andre eukaryoter, kun deres cytokinese fortsætter ved hjælp af specielle strukturer - phragmoplast (i højere planter og nogle alger ), phycoplast (i nogle andre alger) osv.
Cellevæg
Cellevæggen findes ikke kun i planteceller: svampe og bakterier har det, men kun i planter består den af cellulose (en undtagelse er de svampelignende organismer oomycetes , hvis cellevæg også består af cellulose [20] ).
Struktur og kemisk sammensætning
Cellevæggen dannes af cellepladen, hvor den primære og derefter den sekundære cellevæg dannes først. Strukturen af cellevæggen af disse to typer ligner strukturen af armerede betonblokke, hvori der er en metalramme og et bindemiddel - cement. I cellevæggen er rammeværket bundterne af cellulosemolekyler, og bindemidlet er hemicellulose og pektiner, som danner cellevæggens matrix. Disse stoffer transporteres under cellepladens vækst fra Golgi-komplekset til plasmamembranen, hvor vesiklerne smelter sammen med den og udstøder indholdet gennem eksocytose [21] .
Ud over disse stoffer indeholder skallen af lignificerede celler lignin, som øger deres mekaniske styrke og reducerer vandmodstanden. Derudover kan hydrofobe stoffer ophobes i cellemembranen i nogle specialiserede væv: plantevoks , cutin og suberin , som aflejres på den indre overflade af korkcellevæggene og danner caspariske bånd [22] .
Primære og sekundære cellevægge
Den primære cellevæg indeholder op til 90 % vand og er karakteristisk for meristematiske og dårligt differentierede celler. Disse celler er i stand til at ændre deres volumen, men ikke på grund af strækning af cellulosefibriller, men forskydning af disse fibriller i forhold til hinanden [23] .
Nogle celler, for eksempel bladets mesofyl, bevarer den primære membran og holder op med at afsætte nye stoffer i den, når de når den ønskede størrelse. I de fleste celler stopper denne proces dog ikke, og en sekundær cellevæg aflejres mellem plasmamembranen og den primære membran . Den har en grundlæggende lignende struktur som den primære, men indeholder meget mere cellulose og mindre vand. I sekundærvæggen skelnes normalt tre lag - det ydre, det kraftigste midterste og det indre [23] .
PorerDer er et stort antal porer i sekundærvæggen [23] . Hver pore er en kanal på det sted af cellemembranen, hvor den sekundære membran ikke er aflejret over det primære porefelt [24] . Det primære porefelt er et lille område af tynde tilstødende vægge af to celler, bestående af en primær membran og en celleplade, gennemtrængt af plasmodesmata [25] . Porer opstår i par i tilstødende celler af tilstødende celler og adskilles af en trelags [25] lukkefilm ( poremembran ) [24] . Skelne porer:
- Simple porer er kanaler i den sekundære membran af parenkymale celler og sclereider, der har den samme bredde overalt.
- Frynsede porer er porer, hvis frynser er dannet af en kuppelformet sekundær membran hævet over poremembranen. I plan har en sådan pore form af to cirkler, hvis ydre svarer til grænsen, og den indre til åbningsåbningen ind i cellehulrummet. Karakteristisk for vandledende elementer , repræsenteret ved døde celler.
- Halvbåndede porer er et par porer, hvoraf den ene er enkel, den anden er afgrænset. Det er dannet i de tilstødende vægge af trakeiderne af nåletræer og parenkymceller af træstråler .
- Blinde porer er kanaler i den sekundære membran af kun en af de to naboceller; sådanne porer fungerer ikke.
- Forgrenede porer - porer forgrenet i en af enderne på grund af sammensmeltningen af to eller flere simple porer i processen med fortykkelse af den sekundære skal.
- Slidslignende porer - porer med huller i form af en skrå slids; dannes i prosenkymale celler, for eksempel træfibre [26] .
Plasmodesma er den tyndeste streng af cytoplasmaet, en kanal, der forbinder protoplasterne i naboceller [27] . Disse kanaler er foret med en plasmamembran langs hele deres længde. En hul struktur passerer gennem plasmodesmata - desmotubule , hvorigennem EPR-elementerne i naboceller kommunikerer med hinanden.
Gennem plasmodesmata udføres fri transport af stoffer. Det antages, at floemets sigtefelter også repræsenterer store plasmodesmata [28] .
Plantens indre rum, som forener alle protoplaster forbundet med plasmodesmata, kaldes henholdsvis symplast , transport gennem plasmodesmata kaldes sympastisk [29] .
Funktioner
Plantecellevægge udfører følgende funktioner:
- at sikre muligheden for turgor (hvis ikke for det, ville intracellulært tryk bryde cellen);
- det ydre skelets rolle (det vil sige, det giver form til cellen, bestemmer omfanget af dets vækst, giver mekanisk og strukturel støtte);
- lagrer næringsstoffer [29] ;
- beskyttelse mod eksterne patogener .
Organeller
Plastids
Plastider er plantecelleorganeller, der består af et proteinstroma omgivet af to lipoproteinmembraner . Den indre danner udvækster indeni ( thylakoider eller lameller) [30] .
Plastider, ligesom mitokondrier, er selvreplikerende organeller og har deres eget genom - et lag såvel som ribosomer .
I højere planter stammer alle plastider fra en fælles precursor - proplastider , som udvikler sig fra to-membran initialpartikler.
Plastider er unikke for planter [31] . Der er tre hovedtyper af plastider:
- Leukoplaster . Disse plastider indeholder ingen pigmenter; det indre membransystem er, selvom det er til stede, dårligt udviklet. Adskil amyloplaster, der lagrer stivelse, proteinoplaster , der indeholder proteiner, elaioplaster (eller oleoplaster), der lagrer fedt. Etioplaster er farveløse plastider af planter, der er blevet dyrket uden belysning. I nærvær af lys bliver de let til kloroplaster [32] .
- Kromoplaster er gul-orange plastider på grund af tilstedeværelsen af carotenoidpigmenter i dem : caroten , xanthophyll , lutein , zeaxanthin osv. De dannes af kloroplaster, når klorofyl og indre membraner ødelægges i dem [33] . Derudover er kromoplaster mindre end kloroplaster i størrelse. Carotenoider er til stede i kromoplaster i form af krystaller eller opløst i fedtdråber (sådanne dråber kaldes plastoglobuli ). Den biologiske rolle af kromoplaster er stadig uklar [34] .
- Kloroplaster er plastider i form af en bikonveks linse, omgivet af en kappe af to lipoproteinmembraner. Den indre danner lange udvækster til proteinet stroma - stroma thylakoider og mindre, stablede grana thylakoider , indbyrdes forbundet af stroma thylakoider. Pigmenter er forbundet med proteinlaget i thylakoidmembraner: klorofyl og carotenoider. Fotosyntese foregår i kloroplaster. Primær stivelse syntetiseret af kloroplaster aflejres i stroma mellem thylakoiderne [35] .
De gigantiske algekloroplaster , der findes i ental i en celle, kaldes kromatoforer . Deres form kan være meget forskelligartet [31] .
Vacuoles
En vakuole er et hulrum i en celle fyldt med cellesaft og omgivet af en membran kaldet tonoplasten. Stofferne i cellesaften bestemmer størrelsen af det osmotiske tryk og cellemembranens turgor.
Vakuoler dannes af provakuoler - små membranøse vesikler, der snører sig af fra EPR og Golgi-komplekset. Vesiklerne smelter derefter sammen og danner større vakuoler. Kun i gamle vakuoler kan alle vakuoler smelte sammen til én kæmpe central vakuole, men sædvanligvis indeholder cellen, udover centralvakuolen, små vakuoler fyldt med reservestoffer og stofskifteprodukter [36] .
Vakuoler udfører følgende hovedfunktioner i cellen:
- skabelse af turgor;
- opbevaring af nødvendige stoffer;
- aflejring af stoffer, der er skadelige for cellen;
- enzymatisk nedbrydning af organiske forbindelser (dette bringer vakuoler tættere på lysosomer) [37] .
Plantecelleindeslutninger
- trofiske indeslutninger:
- stivelse korn;
- proteingranulat (i hyaloplasma , plastider, EPR, vakuoler, kerne ). Oftest findes proteinaflejringer i form af aleuronkorn , som er dehydrerede vakuoler fyldt med protein.
- lipiddråber er en kraftfuld energikilde. Energiværdien af lipider er dobbelt så stor som proteiner eller kulhydrater , så væv eller frø, der indeholder dem , kan have en mindre masse og størrelse.
- indeslutninger, der ikke har energiværdi, som regel affaldsprodukter. De mest almindelige er calciumoxalatkrystaller [38] .
Noter
- ↑ JA Raven (1997) Vakuolen: en cost-benefit-analyse. Advances in Botanical Research 25, 59–86
- ↑ RA Leigh og D Sanders (1997) Advances in Botanical Research, bind 25: The Plant Vacuole. Academic Press, Californien og London. ISBN 0-12-441870-8
- ↑ Oparka, KJ (1993) Signalering via plasmodesmata - den forsømte vej. Seminarer i cellebiologi 4, 131–138
- ↑ Hepler, PK (1982) Endoplasmatisk retikulum i dannelsen af cellepladen og plasmodesmata. Protoplasma 111, 121-133
- ↑ Anderson S, Bankier AT, et al. (1981) Sekvens og organisering af det humane mitokondrielle genom. Natur 290, 4–65
- ↑ L Cui, N Veeraraghavan, et al. (2006) ChloroplastDB: chloroplastgenomdatabasen. Nucleic Acids Research, 34, D692-696
- ↑ L. Margulis (1970) Oprindelse af eukaryote celler. Yale University Press, New Haven
- ↑ Lewis, LA, McCourt, RM (2004) Grønne alger og oprindelsen af landplanter. American Journal of Botany 91, 1535-1556
- ↑ López-Bautista, JM, Waters, D.A. og Chapman, R.L. (2003) Phragmoplastin, grønne alger og udviklingen af cytokinesis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 53, 1715-1718
- ↑ Manton, I. og Clarke, B. (1952) En elektronmikroskopundersøgelse af spermatozoid af Sphagnum . Journal of Experimental Botany 3, 265-275
- ↑ DJ Paolillo, Jr. (1967) Om strukturen af axonemet i flagella af Polytrichum juniperinum . Transaktioner fra American Microscopical Society, 86, 428-433
- ↑ P.H. Raven, Evert RF, Eichhorm SE (1999) Biology of Plants, 6. udgave. W.H. Freeman, New York
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 136.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 58.
- ↑ 1 2 Parenchyma // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M . : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.
- ↑ Prosenchyma - en artikel fra Biological Encyclopedic Dictionary
- ↑ Dhonukshe, P., Mathur, J., Hülskamp, M., Gadella, TWJ. Mikrotubulus plus-ender afslører væsentlige forbindelser mellem intracellulær polarisering og lokaliseret modulering af endocytose under etablering af divisionsplan i planteceller // BMC Biology : journal. - 2005. - Bd. 3 . — S. 11 . - doi : 10.1186/1741-7007-3-11 . — PMID 15831100 .
- ↑ Ambrose JC, Cyr RJ Mitotisk spindelorganisation ved præprofasebåndet // Molecular Plant: journal. - 2008. - Bd. 1 , nr. 6 . - S. 950-960 . - doi : 10.1093/mp/ssn054 . — PMID 19825595 . Arkiveret fra originalen den 15. april 2013.
- ↑ Hoshino H., Yoneda A., Kumagai F., Hasezawa S. Roller af actin-udtømt zone og præprofasebånd ved bestemmelse af delingsstedet for højere planteceller, en tobaks BY-2-cellelinje, der udtrykker GFP-tubulin . ) / / Protoplasma: tidsskrift. - 2003. - Bd. 222 , nr. 3-4 . - S. 157-165 . - doi : 10.1007/s00709-003-0012-8 . — PMID 14714204 .
- ↑ Kap. udg. M. S. Gilyarov; Redaktører: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin m.fl. Oomycetes // Biological Encyclopedic Dictionary. — 2. udg., rettet. — M.: Sov. Encyklopædi . – 1986.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 140.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 146-147.
- ↑ 1 2 3 Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 143.
- ↑ 1 2 Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 65.
- ↑ 1 2 Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 59.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 65-66.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 62.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 144.
- ↑ 1 2 Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 148.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 62-63.
- ↑ 1 2 Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 149.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 154.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 90.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 152.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 89.
- ↑ Lotova, Nilova, Rudko, 2007 , s. 17-18.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 157-160.
- ↑ Bilich, Kryzhanovsky, 2009 , s. 163-167.
Litteratur
- Bilich G.L., Kryzhanovsky V.A. Biologi. Fuldt forløb: I 4 bind - 5. udgave, suppleret og revideret. - M. : Oniks Publishing House, 2009. - T. 1. - 864 s. - ISBN 978-5-488-02311-6 .
- Lotova L.I. , Nilova M.V., Rudko A.I. Ordbog over fytoanatomiske termer: lærebog. - M . : Forlaget LKI, 2007. - 112 s. - ISBN 978-5-382-00179-1 .
 Ordbøger og encyklopædier | |
|---|---|
| I bibliografiske kataloger |
| plantecelle | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Organeller |  | ||||
| cellevæg |
| ||||
| Plantecelledeling _ |
| ||||