Растителна клетка


Категория на документа: Биология



Основно свойство на цитоплазмата е движението й. То може да бъде първично, или вторично. Първичното движение е предизвкано от ендогенни (вътрешни) фактори и зависи от обмяната на веществата в растителната клетка. Типично е за клетки с висока обмяна на веществата. Вторичното движение зависи от екзогенни (външни) фактори - температура, светлина и др. Тези движения се наричат динези. Движенията на цитоплазмата биват три вида - кръгово, струисто и фонтановидно. Кръгово - клетката има голяма централна вакуола, цитоплазмата е разположена в тънък слой под клетъчната стена. При съседните клетки не се установява синхрон в скоростта и посоката на движение. За всяка клетка посоката на движение е постоянна. Струисто - в цитоплазмените провлаци, които разделят вакуолата, цитоплазмата се движи в противоположни посоки. Фонтановидно - типично е за клетките, които образуват кореновите власинки. Централен провлак цитоплазма се разделя на върха на клетката, минава постенно и в основата на клетката отново се свързва в един поток. Гранични мембрани (плазмалема и тонопласт). Плазмалемата (плазмена мембрана) е външната мембрана, която отделя протопласта от клетъчната стена. Дебелината й е ~5 nm. В нея има транслокатори за транспорт, както и ензимни комплекси ЗА СИНТЕЗ НА ЦЕЛУЛОЗАТА (целулозосинтезиращи комплекси). Плазмалемата участва в екзо- и ендоцитозите. Тонопластът (вакуолна мембрана) представлява мембраната, която ограничава съдържанието на вакуолата от цитоплазмата.

Органелите в цитоплазмата се разделят на три групи:

Двумембранни - имат обвивка, изградена от две елементарни мембрани, разделени с тясно пространство една от друга. Двумембранни органели са ядро, пластиди и митохондрии.

Едномембранни - съдържанието им е отделено от цитозола с една елементарна мембрана. Такива са ендоплазмената мрежа (ендоплазмен ретикулум - ЕПР), диктиозомите, цитозомите.

Немембранни - рибозоми, микротубули, микрофиламенти, олеозоми.

Ядро. Ядрото е най-важната клетъчна органела в еукариотните клетки. В него се съхранява и възпроизвежда генетичната информация, която чрез деленето на клетката се предава от клетка на клетка и от поколение на поколение. В младите клетки ядрото е голямо и централно разположено. Формата най-често е кръгла, елипсовидна или лещовидна. Ядрената обвивка е изградена от две мембрани с перинуклеарно пространство между тях. За обвивката са характерни пори, организирани в ядрени порови комплекси, чрез които се осъществява връзка с останалите клетъчни структури. Външната мембрана на ядрената обвивка образува вгъвания в цитозола, оформяйки непрекъсната система с ЕПР. Под ядрената обвивка се намират нуклеоплазмата и хроматинът. Хроматинът присъства дифузно и в кондензирано състояние. Ядрата в недиференцираните клетки имат равномерно разпределен хроматин. В нуклеоплазмата се намират едно или няколко ядърца, в които се образуват рибозомите. Специфична особеност при ликовата проводяща тъкан е, че напълно диференцираните решетести цеви са безядрени клетки. В тях настъпва пикнотична дегенерация на ядрото (пикноза) - първоначално фрагментиране на ядрото и след това резорбция (разрушаване) на всеки един фрагмент.

Митохондриите са енергетични (дихателни) органели с мембранна организация и собствен геном. Имат двойна мембрана, отделяща ги от цитозола на клетката и вътрешност (матрикс). Вътрешната мембрана образува множество вгъвания (кристи), което увеличава повърхността й. Пространството между двете мембрани се нарича перимитохондриално. В митохондриите има няколко идентични циклични ДНК молекули и 70S рибозоми. Основната функция на митохондриите е окислителното фосфорилиране, т.е. превръщането на химичната енергия на различните органични вещества в енергия на макроергичните връзки на АТФ.

При определени екстремни условия в една растителната клетка може да стане струпване на митохондрии и възникване на т.нар. митохондриален ретикулум, което означава, че митохондриите от нормалното дискретно състояние преминават в континуално. Смисълът на това е осигуряване на по-високи енергийни нива в клетката. В естествени условия това се наблюдава при високопланински видове растения, както и при ликова проводяща тъкан (флоем). В тази тъкан има специализирани клетки, наречени съпроводителни, в които се формират гигантски митохондрии. Съпроводителните клетки са основен източник на енергия при транспорта на асимилати (продукти, които се синтезират в листа).

Пластиди

Пластидите са три вида: хлоропласти, хромопласти и лей(в)копласти. Приликите между тях са в общото устройство и произход. И трите вида имат двойна мембранна обвивка и строма, в която се наблюдават вътрешни мембранни структури. Различието между тях се дължи на съдържащите се в тях пигменти и вида на носещите пигментите структури.

Хлоропласти

Хлоропластите са енергетични органели, характерни за всички фотосинтезиращи еукариотни клетки. Намират се главно в клетките на листата, но също и в младите стъбла на тревистите растения. Съдържат зелени пигменти (хлорофили), жълто-оранжеви пигменти (каротиноиди) и сини и червени пигменти (фикобилини). Преобладават хлорофилите.

Ултраструктура на хлоропластите.

Хлоропластите имат двойномембранна обвивка, изградена от две липопротеидни мембрани, между които има свободно пространство, наречено перипластидно. Двете мембрани имат еднаква дебелина (ок. 5nm), но имат различна структура и функции. Вътрешността на хлоропластите се нарича строма. В стромата се намират мембранни структури, наречени тилакоиди. Тези структури се образуват от везикули, отделени от вътрешната мембрана на обвивката, които в процеса на зреене на хлоропластите се подреждат успоредно на дългата ос на пластида, изграждайки вътрешната мембранна система (тилакоидна система) на хлоропластите. Част от тилакоидите са къси, разполагат се едни над други и образуват грани, а други са дълги, преминават през стромата и свързват граните. Те се наричат тилакоиди на стромата. Тилакоидните мембрани са носители на пигментните системи и на всички фактори, участващи в светлинната фаза на фотосинтезата. Стромата на хлоропластите съдържа рибозоми, ензими, циклична ДНК, пластоглобули, скорбелни зърна и сравнително рядко кристалоподобни образувания. В нея се осъществява тъмнинната фаза на фотосинтезата. Скорбелните зърна и пластоглобулите са продукти от дейността на хлоропластите. Скорбялата се образува в резултат на фотосинтезата и се означава като асимилационна скорбяла. Пластоглобулите са сферични образувания, центрове на акумулация на неутрални липиди и разтворени в тях вещества.

Увеличаването на броя на хлоропластите става след делене чрез прищъпване на органелите в ранен етап от онтогенезата. В една напълно диференцирана фотосинтезираща клетка има средно от 15 до 50 хлоропласта. Броят им до голяма степен е видово и тъканно специфичен.

Хромопластите са жълто-оранжево оцветени пластиди с разнообразна форма, натрупващи каротиноиди. Намират се в клетките на венчелистчетата, в паренхимната тъкан на плодовете и по-радко в корена (морков). Имат двойна мембрана и строма, но нямат сложната мембранна организация на хлоропластите. Пигментите в стромата са свързани с носещи структури: липидни глобули, тубули с белтъчен характер и във връзка с това се говори за глобуларен и тубуларен тип хромопласти. Когато пигментите образуват кристали, хромопластите са от кристалинен тип. Предполага се, че чрез оцветените от хромопластите части на растението се привличат опрашващи насекоми или животни, които ядат плодовете и разнасят семената.

Лейкопластите са безцветните пластиди в растенията. Основната им функция е натрупване на резервни вещества. Намират се главно в паренхимните тъкани. Лейкопластите също имат двойна мембрана и строма. При определени условия, напр. под действие на светлината, в стромата на някои от тях могат да се образуват тилакоиди, да се синтезира хлорофил и лейкопластите да функционират като хлоропласти.

В зависимост от вида на отлаганите вещества, лейкопластите се разделят на амилопласти (отлага се скорбяла), олеопласти (отлагат се мазнини), протеопласти (отлагат се белтъци). Най-разпространената форма на лейкопластите са амилопластите. Скорбялата в амилопластите се отлага под формата на скорбелни зърна.

Ендоплазменият ретикулум (ендоплазмена мрежа) е система от канали, мехурчета и цистерни, ограничени от мембрана. Той е два вида - грануларен (зърнест) и агрануларен (незърнест) - като в растителната клетка преобладава грануларен. Грануларният ЕПР се състои от цистерни, по чиято външна повърхност са разположени множество рибозоми. В онтогенезата се структурира от инвагинации на външната мембрана на ядрената обвивка. В целия жизнен цикъл на клетката връзката ядро-ретикулум не се прекъсва. Гр. ЕПР функционира като апарат за синтез, акумулация и транспорт на мембранни и секреторни белтъци. В голямо количество е характерен за меристемните (образувателните) клетки, протеиногенните клетки и общо всички клетки с жлезист характер. Агрануларният ЕПР участва в образуването на въглехидратите и липидите.

Пряко структурно и функционално свързани с ретикулума са диктиозомите. Диктиозомата е основна структурна единица на апарата на Голджи. Диктозомата е полярна структура. Състои се от 5 до 7/8 цистерни, ограничени с елементарна мембрана, и има проксимален и дистален край. Проксималният (образуващ) край е изпъкнал и е ориентиран към ендоплазмения ретикулум. В него навлизат транспортни везикули (мехурчета) от ретикулума. На противоположния край на всяка диктиозома се намира секретиращия край, ориентиран към клетъчната стена, към която са насочени отделените от диктиозомата транспортни везикули. Диктиозомата участва в синтеза и транспорта на олиго- и полизахариди, които структурират матрикса на клетъчната стена (хемицелулози и пептинови в-ва). В периода на растеж и диференциация на растителната клетка броят на активно функциониращите диктиозоми е голям. Те отделят полизахаридите, изграждащи клетъчната стена и се намират в близост до нея. Когато мехурчето, транспортиращо вещество за клетъчната стена, достигне плазмалемата, неговата мембрана се слива с плазмалемата, а съдържанието му се отлага в обвивката. Голяма част от продуктите на ретикулума също преминават през диктиозомите за опаковане. Диктиозоми с повишена активност има и в специализираните клетки на отделителната тъкан на растенията, отделящи различни вещества. Ендоплазменият ретикулум и апаратът на Голджи образуват ендомембранната система на клетката, която може да се разглежда като единна структурна и функционална единица, в която се извършва синтез и транспорт на макромолекули чрез транспортни везикули.

Цитозомите (микротелцата) са органели с единична мембрана и с различно съдържание на ензими. При растенията са проучени най-добре 2 типа цитозоми: пероксизоми и глиоксизоми. Първите са типичен компонент на фотосинтезиращите клетки, където се намират в непосредствен контакт с митохондриите и хлоропластите. Съдържат ензими, участващи в гликолитичното разпадане при фотодишането. Глиоксизомите съдържат ензими, участващи в разграждането на липидите до въглехидрати. Намират се най-често в клетките на резервните тъкани, натрупващи мазнини като резервен продукт (семената).

Лизозоми - като лизозоми можем да разглеждаме вторични вакуоли, възникнали като литичен компартмент, съдържащ хидролитични ензими. Типичен пример за това са периферните клетки на кореновата гугла (обвива кореновото връхче), които търпят пълен автолизис и се превръщат в слизести вещества.

Олеозоми - липидните вещества, които се синтезират в ретикулума и се отделят немембранно-ограничени в цитоплазмата под формата на олеозоми.

Микротубули (микротръбички) и микрофиламенти (актинови филаменти) - изградени са от белтъчни субединици: микротубулите - от тубулин, а микрофиламентите - от актин. Микротубулите се намират близо до плазмалемата и представляват скелета на растителната клетка. Участват при деленето на растителната клетка, като изграждат фрагмопласта и държат делителното вретено опънато. Участват също във вътреклетъчните движения. Микрофиламентите участват при движението на органелите в клетката.

НЕПРОТОПЛАЗМЕНИ КОМПАРТМЕНТИ




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Растителна клетка 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.