BITKI HÜCRESI: ÖZELLIKLER, PARÇALAR (ORGANELLER) VE IŞLEVLER - BIYOLOJI - 2024

Bitki hücreleri , bitkiler krallığına (Plantae krallığı) ait organizmaları oluşturan temel birimlerdir.

Tüm canlılar gibi bitkiler de hücrelerden oluşur ve bunlar bitki hücreleri olarak bilinir . Hücre, göz önünde bulundurulan herhangi bir canlı organizma için en temel birimi, yani yaşayan her şeyin özelliklerini koruyan bir bireyin en küçük parçasını temsil eder.

Hayvan hücrelerinin içinde olduğu kadar iç kısmında da bir tür ökaryotik hücre olduğu için bir tür "sıvı" (sitozol) vardır, burada membranlarla sınırlandırılmış bir dizi bölme batırılmıştır. organel veya organel olarak bildiğimiz.

Herhangi bir hücrenin organelleri, bir hayvanın vücut organlarına (kalp, karaciğer, böbrekler, akciğerler, mide vb.) Benzer, ancak önemli ölçüde daha küçük, yani daha küçük bir ölçekte (bitki hücreleri 100 mikrona kadar ölçüm yapabilir. ).

Çekirdekli soğan bitkisi hücreleri. Kaynak: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Bu nedenle, her hücre, her biri kendi işlevlerine sahip, yaşamı mümkün kılan, ancak hücre dışında kendi başına hayatta kalamayan bir alt hücre bileşenleri topluluğu olarak görülebilir.

Hayvan hücrelerinde bazı bitki hücrelerinin organelleri bulunmadığından, her zaman iki tür arasında özel bir ayrım yapılır. Sadece bitki hücrelerinde bulunan bu organeller arasında, inanılmaz fotosentez sürecinden sorumlu olan hücre duvarı, vakuol ve kloroplastlar göze çarpmaktadır.

Özellikleri

Tüm çok hücreli organizmalar gibi, büyük bir hücre topluluğu olarak tasarlanan bitkiler, farklı işlevleri yerine getiren farklı tipte hücrelere sahiptir.

Uzmanlaşmış hücreler vardır:

- koruma,

- mekanik destek,

- gıda rezervlerinin sentezi,

- taşıma, emilim ve salgılama,

- meristematik aktivite ve üreme ve

- özel dokular arasındaki bağlantı

Genel özellikleri

Bitki hücreleri, birbirleriyle pek çok özelliği paylaşır, ancak karşılığında, tüm ökaryotik hücrelerde bulunan özellikler olan hayvan hücreleriyle bazı özellikleri paylaşırlar.

Su otunun dokusunun mikroskop görüntüsünün fotoğrafı (Görüntü: Andrea Vierschilling www.pixabay.com)

Daha sonra, bitki hücrelerinin bazı ortak özelliklerinin ve özelliklerinin bir listesini sunacağız:

- Ökaryotik hücrelerdir : genetik materyalleri membranöz bir çekirdek içine alınır ve diğer bölmeleri çift veya tek membranlarla çevrelenmiştir.

- Hepsinin bir hücre duvarı vardır : plazma membranı (sitozolü organelleriyle çevreleyen), selüloz (bir glikoz molekülü polimeri) gibi karmaşık polisakkarit ağlarından oluşan sert bir duvarla çevrelenir ve korunur.

- Plastidleri vardır : Sadece bitki hücrelerinde bulunan özel organeller arasında, farklı işlevlerde uzmanlaşmış plastidler bulunur. Kloroplastlar (klorofil bir fotosentetik pigmenttir) bunlar asıl yer oluşur, çünkü, en önemli olan fotosentez , işlem olup yolu ile bitki sentezleme güneş ışığı, su ve karbon dioksit gibi olanaklar sunar organik madde ve oksijen üretir.

- Ototrofik hücrelerdir : İçlerindeki kloroplastların varlığı bitki hücrelerine "kendi besinlerini sentezleme" yeteneği sağlar, bu nedenle enerji ve karbon elde etmek için hayvan hücrelerinden biraz daha özerktirler.

- Vakuole sahiptirler : Bitki hücrelerinin sitozolünde su, şeker ve hatta bazı enzimlerin depolandığı özel bir organel, vakuol vardır.

- Totipotenttirler : Belirli durumlarda, birçok farklılaşmış bitki hücresinin eşeysiz olarak yeni bir birey üretme yeteneği vardır.

Bitki hücresinin parçaları (organelleri) ve işlevleri

Bitki hücre organelleri

Sitozol ve plazma zarı

Sitozol, çekirdeğin etrafındaki her şeydir. Membranlı bölmeleri ve diğer yapıları içeren bir tür sıvıdır. Bazen "sitoplazma" terimi, aynı zamanda bu sıvıya ve plazma membranına atıfta bulunmak için kullanılır.

Hücresel membran. Kaynak: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Böyle bir "sıvı", hücre ile onu çevreleyen ortam arasındaki maddelerin değişimine aracılık eden, yekpare veya çevresel yüzlerce ilişkili protein içeren bir lipit çift tabakasından başka bir şey olmayan bir zar, plazma zarı ile çevrilidir ve içerilmektedir.

Bitki hücreleri bir hücre duvarı ile çevrili olduğundan, birçok yazar protoplast terimini bu duvarın içindeki her şeye, yani bitki hücresine, yani plazma zarı ve organelleriyle birlikte sitozole atıfta bulunmak için icat etmiştir.

Hücre iskeleti

Hücre sitoplazmasındaki ipliksi proteinler ağı olan hücre iskeleti. Kaynak: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Hayvan hücreleri gibi bitki hücreleri de hücre iskeletine sahiptir. Hücre iskeleti, hücreyi geçen ve sitozolün tüm iç bileşenlerini düzenleyen bir dizi moleküler "yapı iskelesinden" oluşur.

Veziküllerin hareketinde, maddelerin ve moleküllerin hücreye taşınmasında ve ayrıca hücrenin yapılandırılmasında ve desteklenmesinde çalışırlar.

Bu hücre iskeleti, tübülin olarak bilinen başka bir proteinin polimerleri olan F-aktin ve mikrotübül adı verilen bir proteinin liflerinden oluşur.

Kromatin çekirdeği ve nükleer zarf

Ökaryotik hücre çekirdeği. Kaynak: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), Kelvinsong tarafından çevrilmiştir. / CC0

Çekirdek, kromatin (hangi kromozomlardan yapılır) şeklinde paketlenmiş genetik materyal olan DNA'yı (deoksiribonükleik asit) içeren organeldir. Nükleer zarf olarak bilinen zarlı bir sistemle kaplı bir organeldir.

çekirdekçik

İçinde ayrıca bazı proteinlerin ve ribozomal RNA'yı (ribonükleik asit) kodlayan genlerin bulunduğu nükleolus olarak bilinen bir bölge vardır.

Bu zarf aslında çekirdeği çevreleyen ve çekirdek ile sitozol arasındaki, nükleer gözenek kompleksleri aracılığıyla gerçekleşen malzeme değişimini kontrol eden bir dizi özel sarnıçtan oluşur.

Lümeni veya nükleoplazmayı sınırlayan iki zardan oluşur, biri iç diğeri dış, ikincisi kaba endoplazmik retikulumun (gömülü ribozomlu) zarlarıyla devam eder.

İç zar, çekirdeğin bazı iç bileşenleri ile ilişkilidir ve muhtemelen onları mekânsal olarak düzenler. Bazı yazarlar, protein liflerinin (ve ayrıca sitozoldeki hücre iskeletinin) kromatinin organizasyonuna izin verdiği bir çekirdek iskeletinin varlığına işaret ediyor.

Endoplazmik retikulum

1-Nükleer membran. 2-Nükleer gözenek. 3-Kaba endoplazmik retikulum (RER). 4-Düzgün endoplazmik retikulum (SER). 5-Ribozom, kaba endoplazmik retikuluma bağlı. 6-makromoleküller. 7-Taşıma vezikülleri. 8-Golgi cihazı. 9-Golgi aparatının cis yüzü. Golgi aparatının 10-Trans yüzü. Golgi cihazının 11-Cisternae. Kaynak: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus ManskeDerivative çalışma: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Yapısı, organizasyonu ve sitozoldeki düzeninin yanı sıra bolluğu değişken olan çok dinamik bir membran sistemidir.

Genellikle, protein sentezinden sorumlu moleküler mekanizmanın bir parçası olan çoklu ribozomların zaten gömülü olduğu dış nükleer zarfla devam eden "pürüzsüz" bir bölüme ve başka bir "kaba" bölüme bölünür.

Hücresel proteinler, endoplazmik retikulumda, özellikle lipid membranlar için (salgı yolu) işlenir ve dağıtılır. Eğer meydana gelirse, glikosilasyon gibi proteinlerin bazı post-translasyonel modifikasyonlarının meydana geldiği yerlerden biridir.

Bezleri oluşturan hücrelerin çoğunda bu organel çok bol miktarda bulunur ve yağların, sıvı yağların ve hoş kokulu yağların salgılanmasında görev alır.

Ayrıca yaprakların ve diğer bitki organlarının yüzeyinde balmumu olarak biriken lipitleri yapan epidermal hücrelerde de bol miktarda bulunur.

Golgi cihazı

Bu organel, aynı zamanda zarlıdır ve tek bir zarla sınırlandırılmış bir dizi düzleştirilmiş dairesel sarnıçtan oluşur. Bu tankların içeriği, kimyasal bileşimleri ve işlevleri bir "yüzden" diğerine değişir.

Bazı "alt" bitkilerde, "dış" bir sarnıç, endoplazmik retikulum ile ilişkilidir ve Golgi kompleksinin cis bölmesi veya "yüzü" olarak bilinirken, daha "uzak" sarnıçlar trans yüzün bir parçasını oluşturur. .

Cis ve trans sarnıçlar arasında ortada "orta" sarnıçlar bulunur ve trans tarafında salgı kesecikleri oluşur.

Golgi kompleksi, farklı makromoleküllerin işlenmesinden ve paketlenmesinden ve ayrıca bunların hücre yüzeyine veya vakuollerin içine taşınmasından (ihraç edilmesinden) sorumludur. Bu tür makromoleküller, lipitleri ve proteinleri içerir.

Hayvan hücrelerinin aksine, bitki hücrelerinin Golgi'si, glikoproteinlerin, pektinlerin, hemiselülozların ve bazı salgı ürünlerinin ve hücre duvarlarının bileşenlerinin de novo sentezine katıldıkları için önemli sentez faaliyetlerine sahiptir.

Ribozomlar

Bir ribozom şeması

Ribozomlar, küresel bir şekle sahip çok küçük organellerdir. Genellikle kaba endoplazmik retikulum üzerindedirler, ancak bazıları sitoplazmada serbesttir. RNA ve proteinlerden oluşurlar.

Bunlar, başta proteinler olmak üzere makromoleküllerin sentezinde rol oynarlar.

Vacuole ve Tonoplast

Vakuol, bitki hücrelerinin şekil ve boyutunun depolanması, sindirilmesi, osmoregülasyonu ve korunmasına katılan çok işlevli bir organeldir.

Bu organellerin içinde pek çok madde depolanabilir: Yaprakları ve yaprakları renklendiren antosiyaninler gibi renkli pigmentler, pH'ı düzenleyen bazı organik asitler, otçullara karşı bazı "savunma" kimyasalları ve ikincil metabolitler.

Mikroskop altında, hücre hacminin% 90'ını kaplayabildiklerinden, sitozolde küresel bir görünüme sahip ve bazen çok büyük "boş bölgeler" olarak görülebilirler.

Bir organel olduğu için, bir zarla, tonoplastla çevrili olduğunu varsaymalıyız . Bu zar, bazı özel proteinlere sahip olduğu vakuolar lümen ile sitozol arasındaki maddelerin geçişini düzenlemekten sorumludur.

Vakuoller ayrıca hücrelerin "sindirim organelleri" olarak da işlev görürler, bu nedenle genellikle hayvan hücrelerindeki lizozomlara benzer işlevleri yerine getirirler.

Mitokondri

Ökaryotik hücrelerin geri kalanında olduğu gibi, bitki hücrelerinde mitokondri vardır, biri iç diğeri dış olmak üzere iki zarla çevrili organellerdir, bunlar bir matris içerirler, ATP ve solunum şeklinde enerji sentezinde uzmanlaşmıştır. hücresel.

Silindirik veya eliptik organellerdir, biraz uzamış ve bazı durumlarda dallanmıştır. Kendi genomlarına sahipler, bu yüzden, hücrenin çekirdek DNA'sı diğerlerini kodladığından, hepsini olmasa da proteinlerinin çoğunu kodlayıp sentezleyebiliyorlar.

Plastidler

Plastidler, proplastidia olarak bilinen öncülerden ortaya çıkan farklı hücresel bileşenler grubudur. Normalde mitokondriden daha büyük orgnaleanlardır, bir çift membran ve stroma adı verilen yoğun bir matris ile . Ayrıca kendi genomlarına sahiptirler.

Kloroplastlar, etiyoplastlar, amiloplastlar ve kromoplastlar bu organel ailesine aittir. Bu nedenle bitki hücrelerini hayvanlardan ayıran ana organellerdir.

- Kloroplastlar fotosentez sorumlu plastidler ve bu o ev olan klorofil , fotosentetik pigment mükemmel.

Bir kloroplast şeması. Kaynak: Kelvinsong / CC0, wikimedia commons

- Amiloplastlar , farklı dokularda nişastanın depolanmasında işlev gören plastidlerdir.

- Kromoplastlar , içlerinde farklı pigmentler içerebildikleri için sarımsı veya turuncu renk veya pigmentasyona sahip plastidlerdir.

- Etiyoplastlar ise “etiyole” dokularda bulunur ve aslında klorofil kaybına uğramış kloroplastlardır. Farklılaşmamış dokularda bunlara lökoplast denebilir .

Peroksizomlar veya Mikro cisimler

Peroksizomun temel yapısı

Peroksizomlar veya mikro cisimler, boyutları ve içerikleriyle veziküllerden ayrılan, basit bir zarla çevrili organellerdir. İçlerinde hidrojen peroksit (H ₂ O ₂ ) adı verilen ve hücrelere zararlı olan toksik bir kimyasal üretildiği için genellikle peroksizomlar olarak bilinirler .

İçlerinde büyük miktarda oksidatif enzim bulunan organellerdir ve ana işlevleri belirli lipit türlerinin, amino asitlerin, azotlu bazların vb. Oksidasyonu ve ayrışması olmasına rağmen, bazı moleküllerin sentezinden sorumludurlar.

Bunlar, embriyonik hücreler için ana enerji kaynağı olan karbonhidratlara depolanmış yağların ve lipitlerin dönüştürülmesinde çalıştıkları için, bir tohumun hücrelerinde özellikle önemlidirler.

Bazı değiştirilmiş peroksizomlar, glioksizomlar olarak bilinir, çünkü glioksilat döngüsü içlerinde meydana gelir ve fotosentetik işlemlerden türetilen karbon atomları geri dönüştürülür.

Hücresel duvar

Bitki hücre duvarı. Kaynak: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Bu, bitki hücrelerinin karakteristik organellerinden bir diğeridir (mantarların da duvar hücreleri vardır, ancak bileşimleri farklıdır).

Hücre duvarı, glikoz adı verilen bir şekerin tekrar eden birimlerinden oluşan, selüloz adı verilen karmaşık bir polimer ağından oluşur. Bu yapının birçok işlevi vardır ancak en önemlisi bitki hücrelerinin ve dokularının yapısını korumak ve onları dışarıdan korumaktır.

Mikroskop altında görülmesine rağmen, nispeten ince bir yapı gibi görünmesine rağmen, bitki hücrelerine, özellikle farklı iklimlerde, bir miktar mekanik sertlik ve deformasyona direnç kazandırır.

plasmodesmata

Bitki dokusunda, plazma zarı ile çevrili ve komşu hücreleri protoplastları (hücre duvarının içindeki her şey) aracılığıyla birbirine bağlayan dar sitoplazmik kanallar gözlenebilir.

Bitki hücre türleri

Bitki organizmaları, hem genetik hem de çevresel olarak kontrol edilen hücre farklılaşma süreçlerinin ürünü olan birçok farklı hücre tipine sahiptir.

Birçok bilim adamı, bitki hücrelerinin bir koleksiyonunu tanır ve işte bunlardan bazıları:

- Başlangıç ​​veya meristematik hücreler : Sürekli mitotik bölünme içinde oldukları için tüm bitkilerin ana büyüme ve bölünme merkezleri olan meristemlerde bulunurlar . Bunlardan bir bitkinin vücudundaki diğer hücreler ayırt edilir.

- Farklılaştırılmış hücreler : Tüm bitkiler, meristematik hücreler, parankimal hücreler, kollenşimal hücreler ve sklerenkima hücrelerinden türetilen üç ana farklılaşmış hücre tipine sahiptir .

Parankimal veya parankimal hücreler

Bunlar en yaygın hücrelerdir. Bazı yazarlar, onları bir bitkinin "yük canavarları" olarak tanımlamaktadır, çünkü bunlar en bol olanlardır, ancak onlar en az uzmanlaşmış, yani daha az farklılaşmışlardır.

İnce bir birincil hücre duvarına sahiptirler ve ikincil bir duvar geliştirmezler. Bitki dokularındaki mevcut alanı "doldurmaktan" ve farklı şekil ve boyutlara sahip olmaları için yapı sağlamaktan sorumludurlar.

Fotosentezde uzmanlaşmış bu parankimal hücreler aynı zamanda klorenkima hücreleri olarak da bilinir . Bu hücreler ayrıca köklerde, gövdede, yapraklarda, meyvelerde ve tohumlarda su depolanmasına da katılırlar.

Kolenkimal veya kolenkimal hücreler

Bitki dokularına "esnek destek" sağlayan hücrelerdir. Uzundurlar ve bitkinin büyümesi sırasında değişebilen çeşitli şekillere sahiptirler. Ek selüloz biriktirilerek kalınlaştırılabilen birincil bir duvarları vardır.

Esnekliği korurken parankimal hücrelerden daha fazla destek sağlayanlar oldukları için "yapıştırıcı" hücrelerdir. Vakuolleri su dolu olduğu için her zaman şişmişlerdir.

Sklerenkima hücreleri

Bu hücreler, önceki ikisinden farklı olarak, farklı asitlerden ve oldukça heterojen fenolik moleküllerden oluşan bir polimer olan lignin ile güçlendirilmiş ikincil bir hücre duvarına sahiptir. Terim, "sert" anlamına gelen Yunanca "sklero" dan türemiştir.

Parankimal ve kolenkimal hücrelerden daha az yaygın hücrelerdir ve olgunluğa ulaştıklarında ölürler. Boyu büyümeyi durduran dokulara yapısal güç sağlarlar.

İki tip sklerenkima hücresi bilinmektedir: lifler ve skleritler . İlki uzun, kalın, odunlaşmış hücre duvarları ile onları güçlü ve esnek kılar.

Öte yandan sklereidler morfolojik olarak daha çeşitlidir, ancak genellikle kübik veya küreseldir. Bu hücreler, birçok meyvenin kabuklarını ve çekirdeklerini oluşturur. Esnek değiller, aksine zorlar.

Vasküler dokulardaki hücreler

Bitkilerin damar dokuları hücrelerden oluşur. Bunlar, suyun, besin maddelerinin ve minerallerin sebzelerin gövdesinden iletilmesinden sorumlu olanlardır.

Ksilem dokusu (ksilem), suyu ve mineral besinleri kökten bitkinin geri kalanına taşıyan şeydir. Floem dokusu (floem) ise yapraklardan bitkinin geri kalanına şeker ve organik besinleri iletir. Her iki sıvının toplamı da sap olarak bilinir .

Ksilem oluşmaktadır trakeidleri , uzun hücrelerdir uçlarından dar. Bir tür sklerenkima hücresi olarak kabul edilirler. Bu hücreler olgunluğa ulaştıklarında ölürler, dolayısıyla "kalan" kalınlaşmış hücre duvarının oluşturduğu "kabuk" dur.

Su ve mineralleri trakeitlerden daha hızlı taşıyan bu dokuda damar elemanları adı verilen diğer hücreler de bulunur . Ayrıca olgunlaştıklarında ölürler, bu da onları içi boş "tüpler" yapar, soluk borusundan daha kısa ve daha dar yapar.

Floem olarak bilinen bir hücre tipi oluşur elek tüpler elemanları . Bunlar canlı, metabolik olarak aktif hücrelerdir. Uçlarında birleşerek fotosentetik ürünlerin yapraklardan vücudun geri kalanına taşındığı elek tüpünü oluştururlar .

Referanslar

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Temel hücre biyolojisi. Garland Bilimi.
2. Gunning, BE ve Steer, MW (1996). Bitki hücre biyolojisi: yapı ve işlev. Jones & Bartlett Öğrenimi.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D. ve Darnell, J. (2000). Moleküler hücre biyolojisi 4. baskı. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi, Kitaplık.
4. Nabors, MW (2004). Botaniğe giriş (No. 580 N117i). Pearson,.
5. Solomon, EP, Berg, LR ve Martin, DW (2011). Biyoloji (9. baskı). Brooks / Cole, Cengage Learning: ABD.