Komórka roślinna - Plant cell
Komórki roślinne są eukariotyczne komórki obecne w zielonych roślin , fotosyntezy eukarionty królestwa Plantae . Ich charakterystyczne cechy to pierwotne ściany komórkowe zawierające celulozę, hemicelulozy i pektyny, obecność plastydów zdolnych do fotosyntezy i przechowywania skrobi, duża wakuola regulująca ciśnienie turgorowe, brak wici lub centrioli , z wyjątkiem gamet oraz unikalna metoda podziału komórek polegająca na utworzeniu płytki komórkowej lub fragmoplastu, który oddziela nowe komórki potomne.
Charakterystyka komórek roślinnych
- Komórki roślinne mają ściany komórkowe , zbudowane poza błoną komórkową i złożone z celulozy , hemicelulozy i pektyny . Ich skład kontrastuje ze ścianami komórkowymi grzybów zbudowanych z chityny , bakterii zbudowanych z peptydoglikanu i archeonów zbudowanych z pseudopeptydoglikanu . W wielu przypadkach lignina lub suberyna są wydzielane przez protoplast jako wtórne warstwy ściany wewnątrz pierwotnej ściany komórkowej. Kutyna jest wydzielana na zewnątrz pierwotnej ściany komórkowej i do zewnętrznych warstw wtórnej ściany komórkowej komórek naskórka liści, łodyg i innych organów nadziemnych, tworząc naskórek rośliny . Ściany komórkowe pełnią wiele istotnych funkcji. Zapewniają kształt do tworzenia tkanek i organów rośliny oraz odgrywają ważną rolę w komunikacji międzykomórkowej i interakcji roślina-drobnoustroje.
- Wiele typów komórek roślinnych zawiera dużą centralną wakuolę , wypełnioną wodą objętość otoczoną błoną znaną jako tonoplast, która utrzymuje turgor komórki , kontroluje ruch cząsteczek między cytozolem a sokiem , przechowuje pożyteczny materiał, taki jak fosfor i azot, oraz produkty trawienne białka odpadowe i organelle .
- Wyspecjalizowane szlaki komunikacji komórka-komórka, znane jako plasmodesmata , występują w postaci porów w pierwotnej ścianie komórkowej, przez które ciągnie się plazmalemma i retikulum endoplazmatyczne sąsiednich komórek.
- Komórki roślinne zawierają plastydy , z których najbardziej godne uwagi są chloroplasty , które zawierają zielony barwnik chlorofil, który przekształca energię światła słonecznego w energię chemiczną, którą roślina wykorzystuje do wytwarzania własnego pożywienia z wody i dwutlenku węgla w procesie znanym jako fotosynteza . Inne rodzaje plastydów to amyloplasty wyspecjalizowane do przechowywania skrobi , elaioplasty wyspecjalizowane do przechowywania tłuszczu oraz chromoplasty wyspecjalizowane do syntezy i przechowywania pigmentów . Podobnie jak w mitochondriach , które mają genom kodujący 37 genów, plastydy mają własne genomy składające się z około 100-120 unikalnych genów i są interpretowane jako powstałe jako endosymbionty prokariotyczne żyjące w komórkach wczesnego eukariotycznego przodka roślin lądowych i alg .
- Podział komórki w roślinach lądowych i kilka grup glonów, zwłaszcza w Charophytes i Chlorophyte zamówienia Trentepohliales , odbywa się poprzez budowę fragmoplast jako szablon do budowy płyty komórkowej późno w cytokinezie .
- Ruchliwe, wolne pływanie spermy od mszaków i paprotników , sagowce i miłorzębu są jedynymi komórkami roślin lądowych mieć wici podobny do tych w komórkach zwierzęcych , ale iglastych i roślin kwiatowych nie mają ruchliwych plemników i brakuje zarówno wici i Centriole .
Rodzaje komórek i tkanek roślinnych
Komórki roślinne różnią się od niezróżnicowanych komórek merystematycznych (analogicznie do komórek macierzystych zwierząt), tworząc główne klasy komórek i tkanek korzeni , łodyg , liści , kwiatów i struktur reprodukcyjnych, z których każda może składać się z kilku typów komórek.
Miąższ
Komórki miąższu to żywe komórki, które pełnią funkcje od przechowywania i wspomagania fotosyntezy ( komórki mezofilowe ) i ładowania floemu ( komórki transferowe ). Oprócz ksylemu i łyka w ich wiązkach naczyniowych liście składają się głównie z komórek miąższu. Niektóre komórki miąższu, podobnie jak w naskórku, są wyspecjalizowane w przenikaniu światła i skupianiu lub regulacji wymiany gazowej , ale inne należą do najmniej wyspecjalizowanych komórek w tkance roślinnej i mogą pozostać totipotencjalne , zdolne do dzielenia się w celu wytworzenia nowych populacji niezróżnicowanych komórek, przez całe życie. Komórki miąższu mają cienkie, przepuszczalne ściany pierwotne umożliwiające transport małych cząsteczek między nimi, a ich cytoplazma odpowiada za szeroki zakres funkcji biochemicznych, takich jak wydzielanie nektaru , czy wytwarzanie produktów wtórnych zniechęcających do roślinożerności . Komórki miąższu, które zawierają wiele chloroplastów i zajmują się głównie fotosyntezą, nazywane są komórkami chlorenchymy . Inne, takie jak większość komórek miąższu w ziemniaka bulw i nasion liścieni z roślin strączkowych , w funkcję pamięci.
Kollenchyma
Komórki Collenchyma są żywe w momencie dojrzałości i mają pogrubione ściany komórkowe celulozy. Komórki te dojrzewają z pochodnych merystemu, które początkowo przypominają miąższ, ale różnice szybko stają się widoczne. Plastydy nie rozwijają się, a aparat wydzielniczy (ER i Golgi) proliferuje, wydzielając dodatkową ścianę pierwotną. Ściana jest najczęściej najgrubsza w rogach, gdzie stykają się trzy lub więcej komórek, a najcieńsza, gdy stykają się tylko dwie komórki, chociaż możliwe są inne układy pogrubienia ścianki. Pektyna i hemiceluloza są dominującymi składnikami ścian komórkowych kollenchymy roślin dwuliściennych okrytozalążkowych , które mogą zawierać zaledwie 20% celulozy w Petasites . Komórki Collenchyma są zazwyczaj dość wydłużone i mogą dzielić się poprzecznie, dając wygląd przegrody. Rolą tego typu komórek jest podtrzymywanie rośliny w osiach wciąż rosnących na długości oraz nadawanie tkankom elastyczności i wytrzymałości na rozciąganie. Ścianka pierwotna nie zawiera ligniny, która czyniłaby ją twardą i sztywną, więc ten typ komórek zapewnia coś, co można by nazwać podporą z tworzywa sztucznego – podporą, która może utrzymać młodą łodygę lub ogonek w powietrzu, ale w komórkach, które można rozciągać tak, jak komórki wokół nich wydłużony. Rozciągliwe wsparcie (bez elastycznego zatrzasku) to dobry sposób na opisanie, co robi kolenchyma. Części nitek selera to kollenchyma.
Sklerenchyma
Sklerenchyma to tkanka złożona z dwóch rodzajów komórek, sklereidów i włókien, które mają pogrubione, zdrewniałe ściany wtórne położone wewnątrz pierwotnej ściany komórkowej . Ściany wtórne utwardzają komórki i czynią je nieprzepuszczalnymi dla wody. W konsekwencji, sklereidy i włókna są zazwyczaj martwe po osiągnięciu dojrzałości funkcjonalnej, a cytoplazma brakuje, pozostawiając pustą jamę centralną. Sklereidy lub komórki kamienne (od greckiego skleros, twarde ) to twarde, twarde komórki, które nadają liściom lub owocom ziarnistą konsystencję. Mogą zniechęcać roślinożercę, uszkadzając przewody pokarmowe w małych stadiach larwalnych owadów. Sklereidy tworzą twardą ścianę pestek brzoskwiń i wielu innych owoców, zapewniając fizyczną ochronę rozwijającemu się jądru. Włókna to wydłużone komórki ze zdrewniałymi ścianami wtórnymi, które zapewniają nośne podparcie i wytrzymałość na rozciąganie liści i łodyg roślin zielnych. Włókna sklerenchymy nie biorą udziału w przewodzeniu ani wody i składników odżywczych (jak w ksylemie ) ani związków węgla (jak w łyku ), ale jest prawdopodobne, że wyewoluowały jako modyfikacje ksylemu i inicjałów łyka we wczesnych roślinach lądowych.
Ksylem
Xylem to złożona tkanka naczyniowa złożona z przewodzących wodę tchawicy lub elementów naczyń , wraz z włóknami i komórkami miąższu. Tracheidy to wydłużone komórki ze zdrewniałym wtórnym pogrubieniem ścian komórkowych, wyspecjalizowane w przewodzeniu wody, które po raz pierwszy pojawiły się u roślin podczas ich przejścia na ląd w okresie syluru ponad 425 milionów lat temu (patrz Cooksonia ). Posiadanie tracheid ksylemu określa rośliny naczyniowe lub tracheofity. Tracheidy są spiczastymi, wydłużonymi komórkami ksylemu, z których najprostsze mają ciągłe pierwotne ściany komórkowe i zdrewniałe pogrubienia ścian drugorzędowych w postaci pierścieni, obręczy lub sieci siatkowatych. Nagonasienne charakteryzują się bardziej złożonymi tchawicami z zaworowymi perforacjami, zwanymi zagłębieniami obramowanymi . Te paprocie i inne paprotników i nagonasienne mają tylko drewnie cewek , natomiast rośliny kwitnące również naczynia drewnie . Elementy naczyniowe to puste w środku komórki ksylemu bez ścianek końcowych, które są wyrównane koniec do końca, tak aby utworzyć długie ciągłe rurki. Mszakom brakuje prawdziwej tkanki ksylemu, ale ich sporofity mają tkankę przewodzącą wodę znaną jako hydrom, która składa się z wydłużonych komórek o prostszej budowie.
Łyko
Łyko to wyspecjalizowana tkanka do transportu pokarmu w roślinach wyższych, głównie transportująca sacharozę wzdłuż gradientów ciśnienia generowanych przez osmozę, proces zwany translokacją . Łyko jest złożoną tkanką, składającą się z dwóch głównych typów komórek, rurek sitowych i ściśle powiązanych komórek towarzyszących , wraz z komórkami miąższu, włókien łyka i sklereidów. Rurki sitowe są połączone końcami za pomocą perforowanych płyt końcowych pomiędzy znanymi płytami sitowymi , które umożliwiają transport fotosyntetu między elementami sitowymi. Elementy rurki sitowej są pozbawione jąder i rybosomów , a ich metabolizm i funkcje są regulowane przez sąsiadujące komórki towarzyszące jądrach. Komórki towarzyszące, połączone z rurkami sitowymi przez plazmodesmatę , są odpowiedzialne za ładowanie łyka cukrami . U mszaków brakuje łyka, ale sporofity z mchu mają prostszą tkankę o analogicznej funkcji, znaną jako leptom.
Naskórek
W naskórku roślinne są wyspecjalizowane tkanki składa się z komórek miąższu, że nakładki na zewnętrzne powierzchnie liści, łodygi i korzenie. W naskórku może być obecnych kilka typów komórek. Zauważalną wśród nich są komórki guard szparkową które kontrolują szybkość wymiany gazowej pomiędzy elektrownią a atmosferą, gruczołowych i odzieżowych włoskami lub włosków , i włosków korzeniowych korzeni pierwotnych. W naskórku pędów większości roślin tylko komórki strażnicze mają chloroplasty. Chloroplasty zawierają zielony barwnik chlorofil, który jest potrzebny do fotosyntezy. Komórki naskórka narządów powietrznych powstają z powierzchniowej warstwy komórek zwanej osłonką (warstwy L1 i L2), która pokrywa wierzchołek pędu rośliny , natomiast kora i tkanki naczyniowe wyrastają z najgłębszej warstwy wierzchołka pędu zwanej korpusem (L3). warstwa). Naskórek korzeni wywodzi się z warstwy komórek bezpośrednio pod nasadką korzenia. Naskórek wszystkich narządów powietrznych, ale nie korzeni, jest pokryta naskórkiem wykonanym z poliestru kutynę lub polimer Cutan (lub obu), z warstwy powierzchniowej epicuticular wosków . Uważa się, że komórki naskórka pędu pierwotnego są jedynymi komórkami roślinnymi, które mają zdolność biochemiczną do syntezy kutyny.