AUGALO LĄSTELĖ: CHARAKTERISTIKOS, DALYS (ORGANELĖS) IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Augalų ląstelės yra pagrindiniai vienetai, sudarantys organizmus, priklausančius augalų karalystei (Plantae karalystė).

Kaip ir visus gyvus dalykus, augalus taip pat sudaro ląstelės ir jie vadinami augalų ląstelėmis . Bet kuriam nagrinėjamam gyvam organizmui ląstelė yra pats svarbiausias vienetas, tai yra, mažiausia individo dalis, kuri išsaugo visko, kas gyvena, savybes.

Jo viduje, taip pat gyvūnų ląstelių viduje, kadangi tai yra eukariotinių ląstelių tipas, yra „skysčio“ (citozolio) tipas, kuriame panardinamos membranomis apribotos sekcijos. , kuriuos mes žinome kaip organelus ar organelus.

Bet kurios ląstelės organelės gali būti laikomos analogiškomis gyvūno kūno organams (širdžiai, kepenims, inkstams, plaučiams, skrandžiui ir kt.), Tačiau žymiai mažesniu mastu, tai yra, mažesnėmis (augalų ląstelės gali išmatuoti iki 100 mikronų) ).

Svogūnų augalų ląstelės su jų branduoliais. Šaltinis: „Laurararas“ / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Taigi, į kiekvieną ląstelę galima žiūrėti kaip į subceluliarinių komponentų bendruomenę, kiekvienai būdingą su savo funkcijomis, kurios suteikia galimybę gyventi, bet nesugeba išgyventi savarankiškai už ląstelės ribų.

Kai kurių augalų ląstelių organelių gyvūnų ląstelėse nėra, todėl šios dvi rūšys visada yra specialiai atskirtos. Tarp šių augalų ląstelėse esančių organelių išsiskiria ląstelės siena, vakuolė ir chloroplastai, pastarieji atsakingi už neįtikėtiną fotosintezės procesą.

funkcijos

Augalai, sumanyti, kaip ir visi daugialąsčiai organizmai, kaip didelė ląstelių bendruomenė, turi skirtingų tipų ląsteles, atliekančias skirtingas funkcijas.

Yra ląstelių, kurių specializacija:

- apsauga,

- mechaninė atrama,

- maisto atsargų sintezė,

- pernešimas, absorbcija ir sekrecija,

- meristeminė veikla ir dauginimasis

- ryšys tarp specializuotų audinių

Bendrosios savybės

Augalų ląstelės turi daug savybių viena su kita, tačiau savo ruožtu jos turi tam tikras savybes su gyvūnų ląstelėmis, savybes, būdingas visoms eukariotų ląstelėms.

Vandeninės žolės audinio mikroskopo vaizdo nuotrauka (Andrea Vierschilling nuotrauka, www.pixabay.com)

Toliau pateiksime kai kurių bendrų augalų ląstelių savybių ir savybių sąrašą:

- Tai yra eukariotinės ląstelės : jų genetinė medžiaga yra uždengta membraniniame branduolyje, o kiti skyriai yra apsupti dvigubų ar viengubų membranų.

- Jie visi turi ląstelės sienelę : plazminė membrana (ta, kuri uždaro citozolį savo organelėmis) yra apsupta ir apsaugota standžia siena, sudaryta iš sudėtingų polisacharidų tinklų, tokių kaip celiuliozė (gliukozės molekulių polimeras).

- Jie turi plastidus : tarp specialių organelių, kurias turi tik augalų ląstelės, yra plastidai, kurie specializuojasi skirtingose ​​funkcijose. Į chloroplastus (jei chlorofilas yra fotosintezės pigmentas) yra svarbiausia, nes jie yra pagrindinis svetainės įvyksta fotosintezės , procesas, kurio metu augalai pasinaudoti saulės, vandens ir anglies dioksido sintetinti organinės medžiagos ir gamina deguonį.

- Tai yra autotrofinės ląstelės : jų viduje esantys chloroplastai suteikia augalų ląstelėms galimybę „sintetinti savo maistą“, todėl jos yra šiek tiek savarankiškesnės nei gyvūninės ląstelės, norėdamos gauti energijos ir anglies.

- Jie turi vakuolę : augalų ląstelių citozolyje yra specialus organolas - vakuolė, kurioje kaupiasi vanduo, cukrus ir net kai kurie fermentai.

- Jos yra totipotentinės : tam tikromis aplinkybėmis daugelis diferencijuotų augalų ląstelių turi galimybę aseksualiai gaminti naują individą.

Augalo ląstelės dalys (organelės) ir jų funkcijos

Augalų ląstelių organelės

Citozolis ir plazmos membrana

Citozolis yra viskas, kas yra aplink branduolį. Tai yra tam tikras skystis, apimantis membraninius skyrius ir kitas struktūras. Kartais terminas „citoplazma“ vartojamas norint nurodyti šį skystį ir plazmos membraną tuo pačiu metu.

Ląstelinė membrana. Šaltinis: „Jpablo cad“ / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Tokį „skystį“ supa ir jame yra membrana, plazminė membrana, kuri yra ne kas kita, kaip lipidų dvisluoksnis su šimtais susijusių baltymų, vientisų ar periferinių, tarpininkaujančių medžiagų mainams tarp ląstelės ir ją supančios aplinkos.

Kadangi augalų ląsteles supa ląstelės siena, daugelis autorių sugalvojo terminą protoplastas, norėdami nurodyti viską, kas yra šios sienos viduje, tai yra, augalų ląstelę: plazminę membraną ir citozolį su jo organelėmis.

Citoskeletas

Citoskeletas, siūlinių baltymų tinklas ląstelės citoplazmoje. Šaltinis: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Augalo ląstelės, kaip ir gyvūnų ląstelės, turi citoskeletą. Citoskeletas susideda iš molekulinių "pastolių", einančių per ląstelę, ir kurie organizuoja visus vidinius citozolio komponentus.

Jie veikia vezikulų judėjimo, medžiagų ir molekulių pernešimo per ląstelę metu, be to, struktūrizuodami ir palaikydami ląstelę.

Šis citoskeletas yra sudarytas iš baltymo, vadinamo F-aktinu, gijų ir mikrotubulų, kurie yra kito baltymo, žinomo kaip tubulinas, polimerai.

Chromatino branduolys ir branduolinis apvalkalas

Eukariotų ląstelių branduolys. Šaltinis: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), vertimas Kelvinsong. / CC0

Branduolys yra organelė, kurioje yra genetinė medžiaga, DNR (dezoksiribonukleorūgštis), kuri yra supakuota chromatino pavidalu (iš ko sudarytos chromosomos). Tai organelė, padengta membranine sistema, vadinama branduoliniu apvalkalu.

Branduolys

Jo viduje taip pat yra regionas, žinomas kaip branduolys, kuriame yra kai kurie baltymai ir genai, koduojantys ribosominę RNR (ribonukleino rūgštis).

Šis apvalkalas iš tikrųjų susideda iš daugybės specializuotų rezervuarų, kurie supa branduolį ir kontroliuoja medžiagų mainus tarp branduolio ir citozolio, kuris vyksta per branduolio porų kompleksus.

Jį sudaro dvi membranos, ribojančios liumeną arba nukleoplazmą, viena vidinė, o kita - išorinė, pastaroji tęsiasi su šiurkštaus endoplazminio retikulumo membranomis (viena su įterptomis ribosomomis).

Vidinė membrana yra susijusi su kai kuriais vidiniais branduolio komponentais ir tikriausiai juos organizuoja erdviniu būdu. Kai kurie autoriai pabrėžia branduolio-skeleto egzistavimą, kurio baltymų gijos (taip pat ir citoskeleto citozolyje) leidžia organizuoti chromatiną.

Endoplazminis Tinklelis

1-branduolinė membrana. 2-Branduolinė pora. 3-šiurkštus endoplazminis retikulumas (RER). 4-lygus endoplazminis retikulumas (SER). 5-ribosoma, pritvirtinta prie šiurkštaus endoplazminio retikulumo. 6-makromolekulės. 7-Transporto pūslelės. 8-Golgi aparatas. 9-Cis Golgi aparato veidas. 10-Trans-Golgi aparato veidas. 11-„Golgi“ aparato cisternos. Šaltinis: „Nucleus ER“ golgi.jpg: Magnusas ManskeIšvestinis darbas: „Pbroks13“ / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Tai labai dinamiška membranų sistema, kurios gausa yra kintama, taip pat jos struktūra, organizacija ir išdėstymas citozolyje.

Paprastai ji yra padalinta į „lygią“ ir kitą „šiurkščią“ dalis, tęsiant išorinį branduolinio apvalkalą, kuriame jau yra įterptos kelios ribosomos, kurios yra molekulinės mašinos, atsakingos už baltymų sintezę, dalis.

Ląsteliniai baltymai yra perdirbami ir paskirstomi endoplazminiame retikulume, ypač tie, kurie skirti lipidų membranoms (sekrecinis kelias). Jei jis įvyksta, tai yra viena iš vietų, kur vyksta tam tikri baltymų modifikacijos po transliacijos, pavyzdžiui, glikozilinimas.

Daugelyje ląstelių, sudarančių liaukas, šio organelio yra labai gausu ir jis išskiria riebalus, aliejus ir kvapnius aliejus.

Jo taip pat gausu epidermio ląstelėse, kurios sudaro lipidus, kurie nusėda kaip vaškas lapų ir kitų augalų organų paviršiuje.

Goldžio kompleksas

Šis organelis, taip pat membraninis, susideda iš plokščių apvalių cisternų, apribotų viena membrana, serijos. Šių rezervuarų turinys, jų cheminė sudėtis ir funkcijos kinta iš vieno „veido“ į kitą.

Kai "žemesnysis" augalų, "išoriniu" bakelio yra susijęs su Endoplazminis tinklas ir yra žinomas kaip cis dėtuve arba "veidą" iš Golgi komplekso, o daugiau "tolimi" rezervuarai sudaro dalį trans veidą. .

Viduryje tarp cisternų ir trans-cisternų yra "viduriniai" cisternos, o trans-pusėje susidaro sekrecinės pūslelės.

„Golgi“ kompleksas yra atsakingas už skirtingų makromolekulių perdirbimą ir pakavimą, taip pat už jų transportavimą (eksportą) į ląstelės paviršių arba į vakuumas. Tokios makromolekulės apima lipidus ir baltymus.

Skirtingai nuo gyvūninių ląstelių, augalų ląstelių Golgi sintezė yra svarbi, nes jie dalyvauja glikoproteinų, pektinų, hemiceliuliozių ir kai kurių ląstelių sienelių sekrecinių produktų ir komponentų sintezėje de novo.

Ribosomos

Ribosomos schema

Ribosomos yra labai mažos organelės, turinčios sferinę formą. Paprastai jie yra ant grubaus endoplazminio retikulumo, tačiau kai kurie citoplazmoje yra laisvi. Jie yra sudaryti iš RNR ir baltymų.

Jie dalyvauja makromolekulių, daugiausia baltymų, sintezėje.

Vakuolė ir Tonoplastas

Vakuolė yra daugiafunkcinė organelė, kuri yra susijusi su augalų ląstelių laikymu, virškinimu, osmoreguliacija ir formos bei dydžio palaikymu.

Šių organelių viduje galima laikyti daugybę medžiagų: spalvotų pigmentų, tokių kaip antocianinai, dažantys lapus ir žiedlapius, kai kurių organinių rūgščių, kurios reguliuoja pH, kai kurių „gynybinių“ chemikalų nuo žolėdžių ir antrinių metabolitų.

Po mikroskopu jas galima pamatyti kaip „tuščias vietas“ citozolyje, turinčias rutulinį pavidalą ir kartais labai dideles, nes jos gali užimti iki 90% ląstelės tūrio.

Kadangi tai organelė, turime manyti, kad ją supa membrana - tonoplastas . Ši membrana yra atsakinga už medžiagų praėjimo tarp vakuolinio liumeno ir citozolio, kuriam ji turi keletą specializuotų baltymų, praėjimą reguliavimą.

Vakuolės taip pat veikia kaip „virškinamieji organeliai“ ląstelėse, todėl jos dažnai vykdo funkcijas, analogiškas gyvūnų lizosomų funkcijoms.

Mitochondrijos

Kaip ir likusiose eukariotų ląstelėse, augalų ląstelės turi mitochondrijas, kurios yra organelės, apjuostos dviem membranomis - viena vidinė ir kita išorinė, apimančios matricą, jos yra specializuotos energijos sintezei ATP forma ir kvėpavimui. ląstelinis.

Jos yra cilindrinės arba elipsės formos organelės, šiek tiek pailgos ir kai kuriais atvejais šakotos. Jie turi savo genomą, todėl geba koduoti ir sintetinti daugelį savo baltymų, nors ir ne visus, nes ląstelės branduolinė DNR koduoja kitus.

Plastidai

Plastidai yra grupė skirtingų ląstelių komponentų, atsirandančių dėl pirmtakų, vadinamų proplastidija. Paprastai jie yra didesni orgnaleanai nei mitochondrijos, turintys dvigubą membraną ir tankią matricą, vadinamą stroma . Jie taip pat turi savo genomą.

Chloroplastai, etioplastai, amiloplastai ir chromoplastai priklauso šiai organelių šeimai. Taigi, tai yra pagrindinės organelės, skiriančios augalų ląsteles nuo gyvūnų.

- Chloroplastai yra už fotosintezę atsakingi plastidai ir yra tie, kuriuose yra chlorofilo , kuris yra fotosintetinis pigmentas, kuris yra geriausias.

Chloroplastų schema. Šaltinis: Kelvinsong / CC0, „Wikimedia Commons“

- Amioplastai yra plastidai , veikiantys krakmolui kaupti skirtinguose audiniuose.

- Chromoplastai yra plastidai , kurių spalva arba gelsva spalva yra gelsva arba oranžinė, nes jų viduje gali būti įvairių pigmentų.

- Etioplastai , atvirkščiai , randami „etiolizuotuose“ audiniuose ir iš tikrųjų yra chloroplastai, praradę chlorofilą. Nediferencijuotuose audiniuose jie gali būti vadinami leukoplastais .

Peroksisomos ar mikroorganizmai

Pagrindinė peroksisomos struktūra

Peroksisomos arba mikroorganizmai yra organelės, apsuptos paprasta membrana, kuri skiriasi nuo pūslelių pagal dydį ir turinį. Paprastai jie yra žinomi kaip peroksisomos, nes juose yra toksiška cheminė medžiaga, vadinama vandenilio peroksidu (H atsiranda ₂ O ₂ ), kuri yra kenksminga ląstelėms.

Jie yra organelės, kurių viduje yra didelis kiekis oksidacinių fermentų, ir yra atsakingos už kai kurių molekulių sintezę, nors jų pagrindinė funkcija yra tam tikrų tipų lipidų, aminorūgščių, azotinių bazių ir kitų medžiagų oksidacija ir skaidymas.

Jie yra ypač svarbūs sėklos ląstelėse, nes jie juose kaupiamus riebalus ir lipidus paverčia angliavandeniais, kurie yra pagrindinis embriono ląstelių energijos šaltinis.

Kai kurios modifikuotos peroksisomos yra žinomos kaip glioksizomos, nes jose vyksta glioksilato ciklas, kurio metu perdirbami anglies atomai, gauti iš fotosintezės procesų.

Korinė siena

Augalo ląstelės siena. Šaltinis: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Tai dar vienas iš būdingų augalų ląstelių organelių (grybeliai taip pat turi sienines ląsteles, tačiau jų sudėtis skiriasi).

Ląstelės sienelę sudaro sudėtingas polimero, vadinamo celiulioze, tinklas, sudarytas iš pasikartojančių cukraus, vadinamo gliukoze, vienetų. Ši struktūra turi daugybę funkcijų, tačiau svarbiausia yra išlaikyti augalų ląstelių ir audinių struktūrą ir apsaugoti juos nuo išorės.

Nors žiūrint po mikroskopu, ji atrodo gana plona struktūra, tačiau ji suteikia augalų ląstelėms tam tikrą mechaninį tvirtumą ir atsparumą deformacijoms, ypač skirtinguose klimato kraštuose.

Plasmodesmata

Augalo audinyje gali būti stebimi siauri citoplazminiai kanalai, apsupti plazminės membranos ir jungiantys kaimynines ląsteles per jų protoplastus (viskas, kas yra ląstelės sienos viduje).

Augalų ląstelių tipai

Augalų organizmai turi daugybę skirtingų tipų ląstelių, kurios yra ląstelių diferenciacijos procesų, kontroliuojamų tiek genetiškai, tiek aplinkai, rezultatas.

Daugelis mokslininkų pripažįsta augalų ląstelių kolekciją, ir štai keletas iš jų:

- Pradinės arba meristeminės ląstelės : jos randamos meristemose , kurios yra pagrindiniai visų augalų augimo ir dalijimosi centrai, nes jos yra nuolat mitoziškai dalijamos. Nuo jų išsiskiria kitos augalo kūno ląstelės.

- Diferencijuotos ląstelės : visi augalai turi tris pagrindinius diferencijuotų ląstelių tipus, kurie gaunami iš meristeminių ląstelių, parenchiminių ląstelių, kollenchiminių ląstelių ir sklerenchimos ląstelių .

Parenchiminės arba parenchiminės ląstelės

Tai yra labiausiai paplitusios ląstelės. Kai kurie autoriai apibūdina juos kaip „augalų žvėris“, nes jų yra gausiausiai, tačiau jie yra mažiausiai specializuoti, tai yra, mažiausiai diferencijuoti.

Jie turi ploną pirminę ląstelės sienelę ir nesudaro antrinės sienos. Jie yra atsakingi už laisvos vietos augalų audiniuose užpildymą ir struktūros suteikimą, todėl jie gali būti įvairių formų ir dydžių.

Tos parenchiminės ląstelės, kurių specializacija yra fotosintezė, taip pat žinomos kaip chlorenchimos ląstelės . Šios ląstelės taip pat dalyvauja kaupiant vandenį šaknyse, stiebe, lapuose, vaisiuose ir sėklose.

Cholenchiminės arba kollenchiminės ląstelės

Tai ląstelės, teikiančios „lanksčią paramą“ augalų audiniams. Jie yra pailgi ir turi įvairių formų, kurios augalo augimo metu gali pasikeisti. Jie turi pirminę sienelę, kurią galima sutirštinti nusodinant papildomą celiuliozę.

Jie yra "klijų" ląstelės, nes jie teikia daugiau paramos nei parenchiminės ląstelės, išlaikydami lankstumą. Jie visada būna patinę, nes jų vakuoliuose pilna vandens.

Sclerenchimos ląstelės

Šios ląstelės, skirtingai nei ankstesnės dvi, turi antrinę ląstelių sienelę, sustiprintą ligninu - polimeru, sudarytu iš skirtingų rūgščių ir gana nevienalytėmis fenolio molekulėmis. Šis terminas kilęs iš graikų kalbos „skleros“, kuris reiškia „kietas“.

Jos yra mažiau paplitusios ląstelės nei parenchiminės ir kolenchiminės ląstelės ir miršta sulaukusios brandos. Jie suteikia audiniams, kurie nustoja augti, struktūrinį stiprumą.

Yra žinomos dvi sklerenchimos ląstelių rūšys: skaidulos ir sklereidai . Pirmieji yra ilgi, su storomis, pagražintomis ląstelių sienomis, todėl jos yra stiprios ir lanksčios.

Sklereidai, kita vertus, yra įvairesni, kalbant morfologiškai, tačiau paprastai yra kubiniai arba sferiniai. Šios ląstelės sudaro daugelio vaisių žieveles ir duobes. Jie nėra lankstūs, o gana kieti.

Kraujagyslių audinių ląstelės

Augalų kraujagyslinius audinius sudaro ląstelės. Tai yra atsakingi už vandens, maistinių ir mineralų laidumą per daržovių kūną.

Ksilemo audinys (ksilimas) perneša vandenį ir mineralines maistines medžiagas iš šaknies į likusį augalą. Floemo audinys (floemas), atvirkščiai, praleidžia cukrų ir organines maistines medžiagas iš lapų į likusį augalą. Abiejų skysčių suma yra žinoma kaip sula .

Xylem sudaro tracheids , kurie jau seniai ląstelės, siauras jų galuose. Jie laikomi sklerenchimos ląstelių tipu. Šios ląstelės miršta, kai pasiekia brandą, taigi, kas „liko“, yra „apvalkalas“, kurį sudaro sutirštėjusi ląstelės siena.

Šiame audinyje taip pat yra kitų ląstelių, vadinamų kraujagyslių elementais , kurios perneša vandenį ir mineralus greičiau nei tracheidai. Jie taip pat miršta sulaukę brandos, todėl jie yra tuščiaviduriai „vamzdeliai“, trumpesni ir siauresni nei tracheidai.

Phloem yra sudarytas iš ląstelių tipo žinomas kaip elementų sieto vamzdžių . Tai yra gyvos, metaboliškai aktyvios ląstelės. Jie jungiasi prie jų galų ir sudaro sieto vamzdelį , per kurį iš lapų į likusį kūną gabenami fotosintezės produktai.

Nuorodos

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ir Walter, P. (2013). Esminė ląstelių biologija. Girlianda mokslas.
2. Gunning, BE ir Steer, MW (1996). Augalų ląstelių biologija: struktūra ir funkcijos. Jones ir Bartlett mokymasis.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., ir Darnell, J. (2000). Molekulinių ląstelių biologija, 4-asis leidimas. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, knygų lentyna.
4. Naborai, MW (2004). Įvadas į botaniką (Nr. 580 N117i). Pearsonas,.
5. Saliamonas, EP, Bergas, LR ir Martinas, DW (2011). Biologija (9-asis leidimas). Brooks / Cole, Cengage mokymasis: JAV.