Biljna ćelija
Biljne ćelije su eukariotske ćelije prisutne u zelenim biljkama, fotosintetičkim eukariotima i kraljevstva Plantae.
Njihove osobene karakteristike uključuju primarne ćelijske zidove koji sadrže celulozu, hemicelulozu i pektin, prisustvo plastida sa sposobnošću vršenja fotosinteze i skladištenja skroba, velika vakuola koja reguliše pritisak turgora, odsustvo flagela ili centriola, osim u gametama i jedinstveni metod deljenja ćelija koji uključuje formiranje ćelijske ploče ili fragmoplasta koji razdvaja nove ćelije ćerke.
Karakteristike biljnih ćelija
uredi- Biljna ćelija ima ćelijske zidove, izgrađene izvan ćelijske membrane i sastavljene od celuloze, hemiceluloze i pektina. Njihov sastav je u kontrastu sa ćelijskim zidovima kod gljivica, koji su napravljeni od hitina, kod bakterija, koji su napravljeni od peptidoglikana, i arheja čiji ćelijski zidovi su napravljeni od pseudopeptidoglikana. Protoplast u mnogim slučajevima izlučuje lignin ili suberin kao sekundarne slojeve zida unutar primarnog ćelijskog zida. Kutin se izlučuje izvan primarnog ćelijskog zida i u spoljašnje slojeve sekundarnog ćelijskog zida epidermalnih ćelija lišća, stabljika i drugih nadzemnih organa kako bi se formirala biljna kutikula. Ćelijski zidovi obavljaju mnoge suštinske funkcije. Oni daju oblik pri formiranju tkiva i organa biljke, i igraju važnu ulogu u međućelijskoj komunikaciji i interakciji biljaka i mikroba.[1]
- Mnoge vrste biljnih ćelija sadrže veliku centralnu vakuolu, volumen ispunjen vodom zatvoren membranom poznatom kao tonoplast[2] koja održava ćelijski turgor, kontroliše kretanje molekula između citosola i soka, skladišti korisni materijal poput fosfora i azota[3] probavlja otpadne proteine i organele.
- Specijalizovani putevi međućelijske komunikacije poznati kao plazmodezmi,[4] javljaju se u obliku pora u primarnom ćelijskom zidu kroz koje su kontinuirani plazmalema i endoplazmatični retikulum[5] susednih ćelija.
- Biljne ćelije sadrže plastide, od kojih su najistaknutiji hloroplasti, koji sadrže pigment hlorofil zelene boje koji energiju sunčeve svetlosti pretvara u hemijsku energiju koju biljka koristi za pravljenje svoje hrane iz vode i ugljen dioksida u procesu poznatom kao fotosinteza.[6] Ostale vrste plastida su amiloplasti, specijalizovani za skladištenje skroba, elaioplasti specijalizovani za skladištenje masti i hromoplasti specijalizovani za sintezu i skladištenje pigmenta. Kao i u mitohondrijama, koji imaju genom koji kodira 37 gena,[7] plastidi imaju svoje genome od oko 100–120 jedinstvenih gena,[8] i smatra se kao da su nastali kao prokariotski endosimbionti živući u ćelijama ranog eukariotskog pretka kopnenih biljki i algi.[9]
- Ćelijska deoba kod kopnenih biljkama i nekoliko grupa algi, posebno Charophytes[10] i Chlorophyte reda Trentepohliales,[11] odvija se izgradnjom fragmoplasta kao šablona za izgradnju ćelijske ploče u kasnoj fazi citokineze.
- Motilna, slobodno plivajuća sperma mahovina i pteridofita, cikada i ginkga jedine su ćelije kopnenih biljaka koje imaju flagele[12] slične onima kod životinjskih ćelija,[13][14] dok četinari i skrivenosemenice nemaju pokretnu spermu i nedostaju im flagele i centriole.[15]
Citoskelet biljnih ćelija
urediU ćelijama biljaka sreću se tri osnovna tipa citoskeletnih elemenata: aktinski filamenti, mikrotubule i intermedijarni filamenti. Specifičnost citoskeleta je uslovljena specifičnošću građe biljne ćelije - oblik i čvrstinu ćeliji daju ćelijski zid i centralna vakuola, tako da je uloga citoskeleta u obavljanju funkcije stabilnosti oblika ćelije minimalna.
Aktinski filamenti su raspoređeni u pojas, koji citoplazmu više-manje deli u dva dela - jedan stacionarni ka ćelijskoj membrani i jedan fluidan ka vakuoli. U ovom fluidnom delu citoplazme dešavaju se pokreti organela putem aktinskih filamenata i strujanja citoplazme.
Mikrotubule su poređane uz ćelijsku membranu, u snopovima. Uloga im je u organizovanju kompleksa celulozo-sintetaze, čime se omogućuje stvaranje paralelnih fibrila celuloze u ćelijskom zidu. Pravac pružanja celuloznih fibrila prati pravac pružanja mikroubula. Centar organizacije mikrotubula nisu centrole, koje ne postoje u biljnoj ćeliji, već citoplazmatske nukleacijske oblasti. Ovakvih oblasti ima preko stotinu, a na elektronskim mikrografijama podsećaju na pericentriolarni matriks životinjskih ćelija.
Intermedijarni filamenti su retko prisutni, predstavljeni su filamentima koji pozicioniraju tonoplast i jedarni ovoj u ćeliji, omogućavajući i mehanički otpor pritisku vakuole na citoplazmu.
Morfološki i funkcionalni tipovi biljnih ćelija
urediBiljne ćelije se diferenciraju od nediferenciranih meristematskih ćelija (analognih matičnim ćelijama životinja) da bi formirale glavne klase ćelija i tkiva korena, stabljika, lišća, cveta i reproduktivnih struktura, od kojih svaka može biti sastavljena od nekoliko tipova ćelija.
Parenhimske ćelije
urediNajjednostavniji oblik biljne ćelije predstavljen je parenhimskim ćelijama, u kojima se odvijaju najelementarnije metaboličke i reproduktivne funkcije biljaka. Parenhimske ćelije su izodijametrične, često bez sekundarnog ćelijskog zida.[16] Postoji nekoliko tipova parenhimskih ćelija, zavisno od funkcije koju vrše u biljci:
- ćelije hlorenhima (fotosintetički parenhim) - ćelije sa mnogobrojnim hloroplastima, najčešće u listovima i površinskim tkivima stabla;
- parenhimske ćelije za magacioniranje vode - sadrže velike vakuole sa dosta vode;
- parenhimske ćelije za magacioniranje rezervnih materija - sadrže brojne plastide i ćelijske inkluzije i depozicije;
- parenhimske ćelije sržnih, drvenih i korinih zrakova - umetnute između provodnih ćelija, služe za magacioniranje, ali i provođenje vode i materija u radijalnom pravcu.
Prozenhimske ćelije
urediProzenhimske ćelije su izdužene i najčešće prizmatične ćelije, diferenciranije su u odnosu na parenhimske, a obuhvataju mnogobrojne tipove ćelija:
- epitelne ćelije - pljosnate, pločaste ćelije koje pokrivaju površinu biljke i luče zaštitnu kutikulu;
- kolenhimske ćelije - mehaničke ćelije sa različito zadebljalim zidovima;
- sklerenhimske ćelije - mehaničke ćelije, u zrelom funkcionalnom stanju mrtve;
- traheide - provodne ćelije ksilema, poseduju zadebljale ćelijske zidove, filogenetski stariji oblik ovih ćelija su hidroide mahovina;[17]
- sitaste ćelije - provodne ćelije floema sa mnogobrojnim perforacijama na poprečnim zidovima koje omogućuju funkcionisanje;[18][19]
- ćelije pratilice - pomoćne ćelije floema, omogućuju funkcionisanje nesamostalnih zrelih sitastih ćelija;
- ćelije plute - ćelije sekundarne kore koje imaju suberinizovane ćelijske zidove.
Kolenhimske ćelije
urediKolenhimske ćelije – ćelije kolenhima postoje u zrelosti i imaju zadebljane ćelijske zidove.[20] Ove ćelije sazrevaju iz derivata meristema koji u početku podsećaju na parenhim, ali razlike brzo postaju očite. Plastidi se ne razvijaju, a sekretorni aparat (ER i Goldži) se proliferira da bi ilučili dodatni primarni zid. Zid je najčešće najdeblji na uglovima, gde tri ili više ćelija dolaze u kontakt, a najtanji tamo gde su u kontaktu samo dve ćelije, mada su mogući i drugi rasporedi zadebljanja zida.[20] Pektin i hemiceluloza su dominantni sastojci ćelijskih zidova kolenhima dvotiledonskih angiosperma, koji kod repuha mogu da sadrže samo 20% celuloze.[21] Ćelije kolenhima obično su prilično izdužene i mogu se deliti poprečno stvarajući izgled pregrada. Uloga ovog tipa ćelija je uzdužno podržavanje biljki koje još uvek rastu u dužinu, i one tkivima daju fleksibilnost i rasteznu čvrstoću. Njihovim primarnom ćelijskom zidu nedostaje lignin koji bi ga učinio tvrdim i čvrstim, te ova vrsta ćelija pruža ono što bi se moglo nazvati plastičnom potporom - osloncem koji može da drži mladu stabljiku ili peteljku u vazduhu, ali u ćelijama koje se mogu razvući dok se ćelije oko njih izdužuju. Istezna podrška (bez elastičnog odskoka) je dobar način za opisivanje onoga što kolenhim čini. Delovi struna iz celera su kolenhim.
Meristemske ćelije
urediMeristemske ćelije su poseban tip ćelija, grade meristemska tkiva, totipotentne su i od njih nastaju sve ostale ćelije.
Reproduktivne ćelije
urediReproduktivne ćelije - gameti - spermatozoidi i jajne ćelije, nastaju redukcionim deobama i imaju ulogu u polnom razmnožavanju biljaka.
Reference
uredi- ^ Keegstra, K (2010). „Plant cell walls”. Plant Physiology. 154 (2): 483—486. PMC 2949028
. PMID 20921169. doi:10.1104/pp.110.161240.
- ^ Raven, JA (1997). „The vacuole: a cost-benefit analysis”. Advances in Botanical Research. 25: 59—86. ISBN 9780120059256. doi:10.1016/S0065-2296(08)60148-2.
- ^ Raven, J.A. (1987). „The role of vacuoles”. New Phytologist. 106 (3): 357—422. doi:10.1111/j.1469-8137.1987.tb00149.x.
- ^ Oparka, KJ (1993). „Signalling via plasmodesmata-the neglected pathway”. Seminars in Cell Biology. 4 (2): 131—138. PMID 8318697. doi:10.1006/scel.1993.1016.
- ^ Hepler, PK (1982). „Endoplasmic reticulum in the formation of the cell plate and plasmodesmata”. Protoplasma. 111 (2): 121—133. doi:10.1007/BF01282070.
- ^ Bassham, James Alan; Lambers, Hans, ur. (2018). „Photosynthesis: importance, process, & reactions”. Encyclopedia Britannica (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2018-04-15.
- ^ Anderson, S; Bankier, AT; Barrell, BG; de Bruijn, MH; Coulson, AR; Drouin, J; Eperon, IC; Nierlich, DP; Roe, BA; Sanger, F; Schreier, PH; Smith, AJ; Staden, R; Young, IG (1981). „Sequence and organization of the human mitochondrial genome”. Nature. 290 (5806): 4—65. PMID 7219534. doi:10.1038/290457a0.
- ^ Cui, L; Veeraraghavan, N; Richter, A; Wall, K; Jansen, RK; Leebens-Mack, J; Makalowska, I; dePamphilis, CW (2006). „ChloroplastDB: the chloroplast genome database”. Nucleic Acids Research. 34 (90001): D692—696. PMC 1347418 . PMID 16381961. doi:10.1093/nar/gkj055.
- ^ Margulis, L (1970). Origin of eukaryotic cells
. New Haven: Yale University Press. ISBN 978-0300013535.
- ^ Lewis, LA; McCourt, RM (2004). „Green algae and the origin of land plants” (PDF). American Journal of Botany. 91 (10): 1535—1556. PMID 21652308. doi:10.3732/ajb.91.10.1535. Arhivirano iz originala (PDF) 06. 09. 2017. g. Pristupljeno 03. 08. 2020.
- ^ López-Bautista, JM; Waters, DA; Chapman, RL (2003). „Phragmoplastin, green algae and the evolution of cytokinesis”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 53 (6): 1715—1718. PMID 14657098. doi:10.1099/ijs.0.02561-0 .
- ^ Silflow, CD; Lefebvre, PA (2001). „Assembly and motility of eukaryotic cilia and flagella. Lessons from Chlamydomonas reinhardtii”. Plant Physiology. 127 (4): 1500—1507. PMC 1540183 . PMID 11743094. doi:10.1104/pp.010807.
- ^ Manton, I; Clarke, B (1952). „An electron microscope study of the spermatozoid of Sphagnum”. Journal of Experimental Botany. 3 (3): 265—275. doi:10.1093/jxb/3.3.265.
- ^ Paolillo, Jr., DJ (1967). „On the structure of the axoneme in flagella of Polytrichum juniperinum”. Transactions of the American Microscopical Society. 86 (4): 428—433. JSTOR 3224266. doi:10.2307/3224266.
- ^ Raven, PH; Evert, RF; Eichhorm, SE (1999). Biology of Plants (6th izd.). New York: W.H. Freeman. ISBN 9780716762843.
- ^ G., Haberlandt (1902). „Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen”. Mathematisch-naturwissenschaftliche. Akademie der Wissenschaften in Wien Sitzungsberichte. 111 (1): 69—92.
- ^ MT Tyree; MH Zimmermann (2003) Xylem structure and the ascent of sap, 2nd edition, Springer-Verlag, New York USA
- ^ Lalonde S. Wipf D., Frommer W.B. (2004). „Transport mechanisms for organic forms of carbon and nitrogen between source and sink”. Annu Rev Plant Biol. 55: 341—72. PMID 15377224. doi:10.1146/annurev.arplant.55.031903.141758.
- ^ Collins Edexcel International GCSE Biology, Student Book (ISBN 978-0-00-745000-8
- ^ a b Cutter, EG (1977). Plant Anatomy Part 1. Cells and Tissues. London: Edward Arnold. ISBN 0713126388.
- ^ Roelofsen, PA (1959). The plant cell wall. Berlin: Gebrüder Borntraeger. ASIN B0007J57W0.
Literatura
uredi- Kolattukudy, PE (1996) Biosynthetic pathways of cutin and waxes, and their sensitivity to environmental stresses. In: Plant Cuticles. Ed. by G. Kerstiens, BIOS Scientific publishers Ltd., Oxford, pp 83–108
- Mauseth, James D. (2012). Botany : An Introduction to Plant Biology (5th izd.). Sudbury, MA: Jones and Bartlett Learning. ISBN 978-1-4496-6580-7.
- Moore, Randy; Clark, W. Dennis; and Vodopich, Darrell S (1998). Botany (3rd izd.). ISBN 0-697-28623-1. McGraw-Hill. .
- Chrispeels MJ, Sadava DE. (2002) Plants, Genes and Crop Biotechnology. Jones and Bartlett Inc., ISBN 0-7637-1586-7
- Cutter, EG (1977). Plant Anatomy Part 1. Cells and Tissues. London: Edward Arnold. ISBN 0713126388.
- Nägeli, Carl (1858). „Das Wachstum des Stammes und der Wurzel bei den Gefäßpflanzen und die Anordnung der Gefäßstränge im Stengel” [The growth of the stem and of the root among vascular plants and the arrangement of the vascular strands in the stalk]. Beiträge zur Wissenschaftlichen Botanik (Contributions to Scientific Botany) (na jeziku: German). 1: 1—156.
- Buvat, Roger (1989). „Phloem”. Ontogeny, Cell Differentiation, and Structure of Vascular Plants. str. 287—368. ISBN 978-3-642-73637-7. doi:10.1007/978-3-642-73635-3_10.
- Raven, Peter H.; Evert, R.F.; Eichhorn, S.E. (1992). Biology of Plants. New York, NY, U.S.A.: Worth Publishers. str. 791. ISBN 978-1-4292-3995-0.
