NÖVÉNYI SEJT: JELLEMZŐK, RÉSZEK (ORGANELLÁK) ÉS FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

A növényi sejtek azok az alapvető egységek, amelyek alkotják a növények birodalmába tartozó növényeket (a Plantae királyságot).

Mint minden élőlény, a növények sejtekből állnak, ezeket növényi sejteknek nevezik. Bármely élő szervezet számára a sejt képviseli a legalapvetőbb egységet, azaz az egyén legkisebb részét, amely megőrzi minden élő tulajdonságait.

Belső részén, valamint az állati sejtek belső részén, mivel ez egy eukarióta sejt típus, létezik egy "folyadék" (citoszol) típus, amelyben a membránok által határolt rekeszek sorozata el van merülve, amelyeket organellákként vagy organellákként ismerünk.

Bármely sejt organellája analógnak tekinthető egy állat testének (szív, máj, vese, tüdő, gyomor stb.), De lényegesen kisebb léptékben, vagyis kisebb (a növényi sejtek akár 100 mikront is mérhetnek)).

Hagyma növényi sejtek és maguk. Forrás: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Így minden sejt szubcelluláris komponensek közösségének tekinthető, mindegyiknek megvannak a saját funkciói, amelyek lehetővé teszik az életet, de a sejten kívül nem képesek túlélni.

Egyes növényi sejtek nem jelen vannak az állati sejtekben, ezért mindig különbséget kell tenni a két típus között. Ezen csak a növényi sejtekben jelen lévő organellák között kiemelkedik a sejtfal, a vákuum és a kloroplasztok, amelyek utóbbiak felelősek a fotoszintézis hihetetlen folyamatáért.

Jellemzők

A növények, amelyek a nagysejt-közösséghez hasonlóan fogantak, mint minden többsejtű organizmus, különféle típusú sejtekkel rendelkeznek, amelyek különböző funkciókat látnak el.

Vannak sejtek, amelyek a következőkre szakosodtak:

- a védelem, - mechanikai tartószerkezet, - az élelmiszerkészletek szintézise, - szállítás, felszívódás és szekréció, - meristematikus tevékenység és reprodukció, valamint

- a szakosodott szövetek közötti kapcsolat

Általános tulajdonságok

A növényi sejtek számos tulajdonsággal rendelkeznek egymással, ám ezek viszont bizonyos tulajdonságokkal rendelkeznek az állati sejtekkel, amelyek jellemzői minden eukarióta sejtben megtalálhatók.

Fénykép a vízi fű szövetének mikroszkópos nézetéről (Andrea Vierschilling kép: www.pixabay.com)

Ezután bemutatjuk a növényi sejtek közös tulajdonságainak és jellemzőinek néhány listáját:

- Eukarióta sejtek: genetikai anyaguk membrán magba van zárva, és más rekeszekkel kettős vagy egyetlen membrán veszi körül.

- Mindegyikük rendelkezik sejtfallal: a plazmamembránt (amely a citoszolot organelláival körülzárja) egy merev fal veszi körül és védi, amely poliszacharidok komplex hálóiból áll, például cellulózból (glükózmolekulák polimeréből).

- Plasztidek vannak: a speciális organellák között, amelyekben csak növényi sejtek vannak, a különböző funkciókra szakosodott plasztidok is vannak. A kloroplasztok (ahol a klorofill egy fotoszintetikus pigment) a legfontosabbak, mivel ezek a fő helyszínen fotoszintézis alakulnak ki. Ez a folyamat a növények kihasználják a napfényt, a vizet és a szén-dioxidot a szintézishez szerves anyagot és oxigént termel.

- Autotróf sejtek: a kloroplasztok jelenléte a növényi sejtekben lehetővé teszi a „saját ételeik szintetizálását”, tehát valamivel autonómbak, mint az állati sejtek energia és szén előállításához.

- Vákuummal rendelkeznek: a növényi sejtek citoszoljában speciális organellák vannak, a vákuum, ahol a víz, a cukrok és még néhány enzim is tárolódik.

- Totipotensek: bizonyos körülmények között sok differenciált növényi sejt képes az új egyént aszexuálisan előállítani.

A növényi sejt részei (organellái) és funkcióik

Növényi sejtek organellái

Citoszol és plazmamembrán

A citoszol minden, ami a mag körül található. Ez egyfajta folyadék, amely membrán rekeszeket és egyéb szerkezeteket tartalmaz. Időnként a "citoplazma" kifejezést arra használják, hogy ezzel a folyadékkal és a plazmamembránnal egyidejűleg utaljanak.

Sejtes membrán. Forrás: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Az ilyen „folyadékot” egy membrán veszi körül, és a plazmamembrán, amely nem más, mint egy lipid kettős réteg, amelyben több száz asszociált fehérje van, integrált vagy perifériás, amelyek közvetítik az anyagok cseréjét a sejt és az azt körülvevő környezet között.

Mivel a növényi sejteket egy sejtfal veszi körül, sok szerző úgy fogalmazta meg a protoplaszt kifejezést, hogy mindazra utaljon, ami ezen a falon belül van, vagyis a növényi sejtre: a plazmamembránra és a citoszolra annak organelláival.

citoszkeleton

A citoszkeleton, a rostos fehérjék hálózata a sejt citoplazmájában. Forrás: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

A növényi sejtek, akárcsak az állati sejtek, citoszkeletonnal rendelkeznek. A citoszkeleton molekuláris "állványok" sorozatából áll, amelyek áthaladnak a sejten és a citoszol összes belső alkotórészét megszervezik.

A vezikulumok mozgásában, az anyagok és molekulák sejtön keresztüli szállításában, valamint a sejt felépítésében és támogatásában működnek.

Ez a citoszkeleton az F-aktin nevű protein filamentumokból és mikrotubulusokból áll, amelyek egy másik tubulinnak nevezett fehérje polimerjei.

Kromatinmag és magburok

Eukarióta sejtmag. Forrás: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), fordítás: Kelvinsong. / CC0

A mag a szerves elem, amely tartalmazza a genetikai anyagot, a DNS-t (dezoxiribonukleinsavat), amelyet kromatin formájában csomagolnak (amelyből a kromoszómák készülnek). Ez egy organelle, amelyet egy membrán rendszer fed le, amelyet atommag-borítéknak neveznek.

nucleolus

Benne található még egy nukleolus néven ismert régió, amelyben találhatók olyan fehérjék és gének, amelyek a riboszómális RNS-t (ribonukleinsavat) kódolják.

Ez a boríték valójában egy speciális tartályból áll, amelyek körülveszik a magot, és szabályozzák az anyagcserét a mag és a citoszol között, amely a nukleáris pórus komplexein keresztül zajlik.

Két membránból áll, amelyek körülhatárolják a lumenet vagy a nukleoplazmát, az egyik belső és egy külső, az utóbbi a durva endoplazmatikus retikulum membránjaival folytatódik (az egyik beágyazott riboszómákkal rendelkezik).

A belső membrán a mag egyes belső alkotóelemeivel van kapcsolatban, és valószínűleg térbelilag megszervezi azokat. Egyes szerzők rámutatnak egy magvázra, amelynek proteinszálai (valamint a citoszolban lévő citoszkeletoné) lehetővé teszik a kromatin szerveződését.

Endoplazmatikus retikulum

1-atommag membrán. 2-nukleáris pórus. 3-durva endoplazmatikus retikulum (RER). 4-Sima endoplazmatikus retikulum (SER). 5-riboszóma a durva endoplazmatikus retikulumhoz. 6-Macromolecules. 7-Transzport vezikulák. 8-Golgi készülék. A Golgi készülék 9-Cis felülete. A Golgi készülék 10-transz-felülete. A Golgi-készülék 11-ciszternái. Forrás: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus ManskeSzármazékos munka: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Ez egy nagyon dinamikus membránrendszer, amelynek bősége változó, szerkezete, szervezete és elrendezése a citoszolban.

Általában "sima" és egy "durva" részekre osztják, folytatva a külső nukleáris burkolatot, amelybe már több riboszóma be van ágyazva, amelyek a fehérje szintézisért felelős molekuláris mechanizmus részei.

A sejtes fehérjéket az endoplazmatikus retikulumban dolgozzák fel és terjesztik, különösen azokat, amelyek a lipid membránokra irányulnak (szekréciós útvonal). Ha előfordul, akkor az egyik olyan hely, ahol a fehérjék bizonyos poszt-transzlációs módosításai, például glikozilezés, fordulnak elő.

A mirigyeket alkotó sejtek sokaságában ez a szerves anyag nagyon bőséges, és zsírok, olajok és illatos olajok szekréciójában működik.

Gazdag epidermális sejtekben is, amelyek lipideket képeznek, amelyek viaszként lerakódnak a levelek és más növényi szervek felületére.

Golgi készülék

Ez a szerves réteg, amely szintén membrán, egy sima, kör alakú tartályból áll, amelyeket egyetlen membrán határol. Ezen tartályok tartalma, kémiai összetétele és funkcióik az egyik oldalról a másikra változnak.

Egyes "alacsonyabb" növényekben egy "külső" tartály kapcsolódik az endoplazmatikus retikulumhoz, és a Golgi-komplex cisz- rekeszének vagy "arcának" nevezik, míg a "távoli" tartályok a transz- felület részét képezik..

A cisz és a transz-ciszternák közepén "középső" ciszternák vannak, és a transz-oldalon szekréciós vezikulák képződnek.

A Golgi komplex felelős a különböző makromolekulák feldolgozásáért és csomagolásáért, valamint a sejtfelületre vagy vákuumba történő szállításáért (kiviteléért). Az ilyen makromolekulák közé tartoznak a lipidek és fehérjék.

Az állati sejtektől eltérően, a növényi sejtek Golgi-jainak fontos szintézis tevékenységei vannak, mivel részt vesznek a glikoproteinek, pektinek, hemicellulózok, valamint a sejtfal egyes szekréciós termékeinek és alkotóelemeinek de novo szintézisében.

A riboszómák

A riboszóma sémája

A riboszómák nagyon kicsi, gömb alakú organellák. Általában a durva endoplazmatikus retikulumon vannak, de a citoplazmában néhány szabad. RNS-ből és fehérjékből állnak.

Ezek részt vesznek a makromolekulák, elsősorban a fehérjék szintézisében.

Vákuum és Tonoplaszt

A vákuum egy multifunkcionális organelle, amely részt vesz a növényi sejtek tárolásában, emésztésében, ozmoregulációjában és formájának és méretének fenntartásában.

Ezen anyagokon sok anyag tárolható: a színes pigmentek, például a leveleket és a szirmokat színező antocianinok, néhány szerves sav, amelyek a pH-t szabályozzák, néhány „védekező” vegyi növényevők és másodlagos metabolitok ellen.

A mikroszkóp alatt "üres helyeknek" tekinthetők a citoszolban, gömb alakúak és néha nagyon nagyok, mivel a sejt térfogatának akár 90% -át el tudják foglalni.

Mivel ez egy organelle, azt kell feltételezni, hogy egy membrán veszi körül, a tonoplaszt. Ez a membrán felel az anyagok áthaladásának szabályozásáért a vákuum lumen és a citoszol között, amelyben bizonyos speciális fehérjék vannak.

A vákuumok a sejtek emésztőszerveinek is működnek, tehát gyakran olyan funkciókat látnak el, amelyek hasonlóak az állati sejtek lizoszómáival.

A mitokondriumok

Mint a többi eukarióta sejtben is, a növényi sejteknek mitokondriumai vannak, amelyek organellek, amelyeket két membrán vesz körül: az egyik belső és a másik külső, amelyek egy mátrixot körülvesznek, ezek az energia szintézisére specializálódtak ATP és légzés formájában. sejtes.

Hengeres vagy elliptikus organellák, kissé hosszúkás és bizonyos esetekben elágazóak. Megvan a saját genomja, így képesek sok fehérjét kódolni és szintetizálni, bár nem mindegyiket, mivel a sejt nukleáris DNS-jét mások kódolják.

plasztidok

A plasztidok különféle sejtkomponensek egy csoportja, amelyek a prolasztidia néven ismert prekurzorokból származnak. Általában nagyobb orgnaleák, mint a mitokondriumok, kettős membránnal és sűrű mátrixgal, az úgynevezett stróma. Saját genomjuk is van.

A kloroplasztok, etioplasztok, amyloplastok és kromoplasztok ebbe a organellák családjába tartoznak. Így ezek a fő organellák, amelyek megkülönböztetik a növényi sejteket az állatoktól.

- A kloroplasztok a plazmidok, amelyek felelősek a fotoszintézisért, és azok tartalmazzák a klorofillot, a par excellence fotoszintézisű pigmentet.

A kloroplaszt sémája. Forrás: Kelvinsong / CC0, wikimedia commons

- Az amloplasztok olyan plasztidok, amelyek a keményítő tárolására szolgálnak a különböző szövetekben.

- A kromoplasztok olyan plasztidok, amelyek sárgás vagy narancssárga színűek vagy pigmentáltak, mivel különféle pigmenteket tartalmazhatnak belül.

- Etioplasztok viszont megtalálhatók az „etilizált” szövetekben, és valójában kloroplasztok, amelyek elveszítették a klorofilt. Nem differenciált szövetekben ezeket leukoplasztoknak lehet nevezni.

Peroxiszómák vagy mikroorganizmusok

A peroxiszóma alapvető szerkezete

A peroxiszómák vagy mikroorganizmusok egy egyszerű membránnal körülvett organellák, amelyeket méretük és tartalmaik alapján különböznek a hólyagoktól. Ezeket általában peroxiszómáknak nevezik, mivel azokban hidrogén-peroxidnak (H ₂ O ₂) nevezett mérgező vegyület képződik, amely káros a sejtekre.

Ezek olyan organellák, amelyekben nagy mennyiségű oxidatív enzim van, és felelősek egyes molekulák szintéziséért, bár fő funkciójuk bizonyos típusú lipidek, aminosavak, nitrogénbázisok oxidációja és bomlása.

Különösen fontosak a mag sejtjeiben, mivel az abban tárolt zsírok és lipidek szénhidrátokká történő átalakításával járnak, amelyek az embrionális sejtek fő energiaforrása.

Néhány módosított peroxiszómát glioxizómáknak is neveznek, mivel a glioxilát-ciklus bennük zajlik, amely révén a fotoszintézis során keletkező szénatomok újrahasznosíthatók.

Sejtes fal

Növényi sejtfal. Forrás: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Ez egy másik jellemző növényi sejt organellája (a gombáknak falisejtek is vannak, de összetételük eltérő).

A sejtfal egy cellulóznak nevezett polimer bonyolult hálózatából áll, amely cukor ismétlődő egységeiből áll, úgynevezett glükóznak. Ennek a struktúrának számos funkciója van, de a legfontosabb a növényi sejtek és szövetek szerkezetének fenntartása és a külső részektől való védelme.

Noha a mikroszkóp alatt nézve viszonylag vékony szerkezetű, a növényi sejtek számára bizonyos mechanikai merevséget és ellenállást biztosít a deformációval szemben, különösképpen különféle éghajlati viszonyok között.

plazmodezmata

A növényi szövetben szűk citoplazmatikus csatornák figyelhetők meg, amelyeket a plazmamembrán vesz körül, és protoplasztjaikon keresztül összekötik a szomszédos sejteket (mindaz, ami a sejt falán belül van).

Növényi sejttípusok

A növényi szervezeteknek számos különféle sejtfajtája van, amelyek a sejtdifferenciálódási folyamatok eredményeként jönnek létre, amelyeket genetikailag és környezetileg is irányítanak.

Sok tudós ismeri fel a növényi sejtek gyűjteményét, és itt van néhány ezek közül:

- Kezdeti vagy merisztatikus sejtek: megtalálhatók a merisztémákban, amelyek az összes növény növekedésének és megosztásának fő központjai, mivel állandó mitotikus megoszlásban vannak. Ezek közül a növény testének többi sejtje megkülönböztethető.

- Diferenciált sejtek: minden növénynek három fő típusa van a differenciált sejtekből, amelyek meristematikus sejtekből, parenhimális sejtekből, kollenchimális sejtekből és sclerenchyma sejtekből származnak.

Parenchimális vagy parenhimális sejtek

Ezek a leggyakoribb sejtek. Egyes szerzők ezeket a növények "terhei vadállatainak" írják le, mivel ezek a legszélesebbek, de a legkevésbé szakosodtak, azaz a legkevésbé differenciáltak.

Vékony primer sejtfallal rendelkeznek, és nem képeznek másodlagos falot. Ők felelnek a növényi szövetekben rendelkezésre álló hely "kitöltéséért" és szerkezetük biztosításáért, így ezek alakja és mérete eltérő lehet.

Azokat a parenhimális sejteket, amelyek a fotoszintézisre szakosodtak, chlorenchyma sejteknek is nevezik. Ezek a sejtek részt vesznek a víz tárolásában is a gyökerekben, a szárban, a levelekben, a gyümölcsökben és a magokban.

Cholenchimális vagy kollenchimális sejtek

Ezek olyan sejtek, amelyek "rugalmas támogatást" nyújtanak a növényi szövetekhez. Ezek hosszúkás és különböző alakúak, amelyek megváltozhatnak a növény növekedése során. Van egy elsődleges faluk, amelyet megvastagíthatnak a további cellulóz lerakódása.

"Ragasztó" sejtek, mivel ők azok, amelyek nagyobb támogatást nyújtanak, mint a parenhéma sejtek, miközben megőrzik a rugalmasságot. Mindig duzzadnak, mivel vákuumuk tele van vízzel.

Sclerenchyma sejtek

Ezeknek a sejteknek, az előző kettőtől eltérően, van egy szekunder sejtfal, amelyet ligninnel erősítenek, amely polimer különféle savakból és meglehetősen heterogén fenolmolekulákból áll. A kifejezés a görög "skleros" -ból származik, ami "kemény" -et jelent.

Kevésbé általános sejtek, mint a parenhimális és kolenchimális sejtek, és érett állapotukban meghalnak. Szerkezeti szilárdságot biztosítanak azoknak a szöveteknek, amelyek megállítják a hosszú növekedést.

A sclerenchyma-sejtek két típusa ismert: rostok és szkleridák. Az előbbiek hosszúak, vastag, élesített sejtfalakkal, így erősek és rugalmasak.

A sclereids viszont morfológiai szempontból változatosabbak, de általában köbös vagy gömb alakúak. Ezek a sejtek alkotják sok gyümölcs héját és gödörét. Nem rugalmasak, inkább kemények.

Sejtek az érrendszeri szövetekben

A növények érrendszeri szövetei sejtekből állnak. Ezek azok, amelyek felelősek a víz, tápanyagok és ásványi anyagok vezetéséért a zöldségek testén keresztül.

A xylem szövet (xylem) szállítja a vizet és az ásványi tápanyagokat a gyökérből a növény többi részébe. A flomi szövet (a floem) viszont vezet cukrokat és szerves tápanyagokat a levelektől a növény többi részéhez. A összege mindkét közeg ismert SAP.

A xylem áll tracheidák, amelyek hosszú sejtek, szűk végeiken. Ezeket a sclerenchymás sejtek egyik típusának tekintik. Ezek a sejtek elpusztulnak, amikor elérik az érettséget, tehát, ami "marad", az a "héj", amelyet a megvastagodott sejtfal képez.

Más sejtek, úgynevezett érelemek is vannak ebben a szövetben, amelyek gyorsabban szállítják a vizet és az ásványokat, mint a tracheidák. Érett állapotban is elhalnak, így üreges csövekké válnak, rövidebbek és keskenyebbek, mint a tracheidák.

A filém egy sejttípusból áll, amelyet a szitacsövek elemeiként ismertek. Ezek élő, metabolikusan aktív sejtek. Összekapcsolódnak a végükön, hogy szitacsövet képezzenek, amelyen keresztül a fotoszintézis-termékek szállíthatók a levelekből a test többi részéhez.

Irodalom

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… és Walter, P. (2013). Alapvető sejtbiológia. Garland Science.
2. Gunning, BE és Steer, MW (1996). Növénysejtbiológia: szerkezet és funkció. Jones és Bartlett Learning.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., és Darnell, J. (2000). Molekuláris sejtbiológia 4. kiadás. Országos Biotechnológiai Információs Központ, könyvespolc.
4. Nabors, MW (2004). Bevezetés a botanikába (580 N117i szám). Pearson,.
5. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.