AUGU ŠŪNA: RAKSTUROJUMS, DAĻAS (ORGANELLĀS) UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Augu šūnas ir pamatvienības, kas veido organismus, kas pieder pie augu valstības (Plantae valstība).

Tāpat kā visas dzīvās lietas, arī augus veido šūnas, un tās sauc par augu šūnām . Jebkuram dzīvajam organismam šūna ir visvienkāršākā vienība, tas ir, indivīda mazākā daļa, kas saglabā visu dzīvo raksturīgās iezīmes.

Tā kā tā ir arī dzīvnieku šūnu iekšiene, tā kā tas ir eikariotu šūnu tips, pastāv "šķidruma" (citosola) tips, kurā ir iegremdētas nodalījumu sērijas, kuras norobežo membrānas. , ko mēs pazīstam kā organellus vai organellus.

Jebkuras šūnas organoīdus var uzskatīt par analogiem dzīvnieka ķermeņa orgāniem (sirds, aknas, nieres, plaušas, kuņģis utt.), Bet ievērojami mazākā mērogā, tas ir, mazāks (augu šūnas var izmērīt līdz 100 mikroniem ).

Sīpolu augu šūnas ar to kodoliem. Avots: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Tādējādi katru šūnu var uzskatīt par subcelulāru komponentu kopumu, katrai no tām ir savas funkcijas, kas padara dzīvi iespējamu, bet nespēj pati izdzīvot ārpus šūnas.

Daži augu šūnu organelli neatrodas dzīvnieku šūnās, tāpēc šie divi veidi vienmēr tiek īpaši nošķirti. Starp šīm organellām, kas atrodas tikai augu šūnās, izceļas šūnu siena, vakuols un hloroplasti, kas ir atbildīgi par neticamo fotosintēzes procesu.

Iespējas

Augos, kas ieņemti, tāpat kā visi daudzšūnu organismi, kā lielai šūnu kopienai ir dažāda veida šūnas, kas pilda dažādas funkcijas.

Ir šūnas, kas specializējas:

- aizsardzība,

- mehāniskais balsts,

- pārtikas rezervju sintēze,

- transportēšana, absorbcija un sekrēcija,

meristematiska darbība un reproducēšana un

- specializēto audu savienojums

Vispārīgais raksturojums

Augu šūnām ir dažādas pazīmes viena ar otru, bet tās savukārt ir kopīgas ar dzīvnieku šūnām, tās ir raksturīgas visām eikariotu šūnām.

Fotoattēls ar ūdens zāles audu mikroskopa skatu (Andrea Vierschilling attēls: www.pixabay.com)

Tālāk mēs parādīsim sarakstu ar dažām augu šūnu kopīgajām īpašībām un īpašībām:

- Tās ir eikariotu šūnas : to ģenētiskais materiāls ir norobežots membrānas kodolā un ir citi nodalījumi, ko ieskauj dubultās vai atsevišķās membrānas.

- Viņiem visiem ir šūnas siena : plazmas membrānu (tā, kas apņem citozolu ar tās organellām) ieskauj un aizsargā stingra siena, ko veido sarežģīti polisaharīdu tīkli, piemēram, celuloze (glikozes molekulu polimērs).

- Viņiem ir plastidi : starp īpašajām organellām, kurām ir tikai augu šūnas, ir plastidi, kas specializējas dažādās funkcijās. The hloroplastos (kur hlorofils ir fotosintēzes pigmentu) ir vissvarīgākā, jo tie ir galvenais site notiek fotosintēze , process, kurā augi izmantot saules gaismas, ūdens un oglekļa dioksīda sintezēt organiskās vielas un rada skābekli.

- Tās ir autotrofiskas šūnas : hloroplastu klātbūtne to iekšienē nodrošina augu šūnas ar iespēju "sintezēt pašu barību", tāpēc enerģijas un oglekļa iegūšanai tās ir nedaudz autonomākas nekā dzīvnieku šūnas.

- Viņiem ir vakuols : augu šūnu citosolā ir īpaša organelle - vakuols, kurā glabājas ūdens, cukuri un pat daži fermenti.

- Tie ir totipotenti : noteiktos apstākļos daudzām diferencētām augu šūnām ir iespēja aseksuāli ražot jaunu indivīdu.

Augu šūnas (organelles) un to funkcijas

Augu šūnu organellās

Citosols un plazmas membrāna

Citosols ir viss, kas atrodas ap kodolu. Tas ir sava veida šķidrums, kas ietver membrānas nodalījumus un citas struktūras. Dažreiz terminu "citoplazma" lieto, lai vienlaikus apzīmētu šo šķidrumu un plazmas membrānu.

Šūnu membrāna. Avots: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Šādu "šķidrumu" ieskauj un satur membrāna - plazmas membrāna, kas nav nekas cits kā lipīdu divslānis ar simtiem saistītu olbaltumvielu - integrālu vai perifērisku -, kas ir starpnieks vielu apmaiņai starp šūnu un vidi, kas to ieskauj.

Tā kā augu šūnas ieskauj šūnas siena, daudzi autori ir izstrādājuši terminu protoplasti, lai apzīmētu visu, kas atrodas šīs sienas iekšpusē, tas ir, augu šūnu: plazmas membrānu un citozītu ar tā organellām.

Citoskelets

Citoskelets, pavedienu olbaltumvielu tīkls šūnu citoplazmā. Avots: Alise Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Augu šūnām, tāpat kā dzīvnieku šūnām, ir citoskelets. Citoskelets sastāv no virknes molekulāru "sastatņu", kas šķērso šūnu un kas organizē visus citosola iekšējos komponentus.

Tie darbojas pūslīšu kustībā, vielu un molekulu transportēšanā caur šūnu un papildus šūnas strukturēšanā un atbalstīšanā.

Šo citoskeletu veido olbaltumvielu, ko sauc par F-aktīnu, pavedieni un mikrotubulas, kas ir cita proteīna, kas pazīstams kā tubulīns, polimēri.

Hromatīna kodols un kodola apvalks

Eikariotu šūnu kodols. Avots: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), Kelvinsonga tulkojums. / CC0

Kodols ir organelle, kas satur ģenētisko materiālu, DNS (dezoksiribonukleīnskābi), kas ir iesaiņots hromatīna formā (no kā veidojas hromosomas). Tas ir organelle, kuru pārklāj membrāna sistēma, kas pazīstama kā kodola apvalks.

Kodols

Tā iekšpusē ir arī reģions, ko sauc par nukleolu, kurā ir daži proteīni un gēni, kas kodē ribosomālo RNS (ribonukleīnskābi).

Šī aploksne faktiski sastāv no virknes specializētu cisternu, kas ieskauj kodolu un kontrolē materiālu apmaiņu starp kodolu un citosolu, kas notiek caur kodola poru kompleksiem.

To veido divas membrānas, kas norobežo lūmenu vai nukleoplazmu, vienu iekšējo un otru ārējo, pēdējo turpinot ar raupja endoplazmas retikulāra membrānām (vienu ar iestrādātām ribosomām).

Iekšējā membrāna ir saistīta ar dažiem kodola iekšējiem komponentiem un, iespējams, organizē tos telpiski. Daži autori norāda uz kodola-skeleta esamību, kura olbaltumvielu pavedieni (kā arī citoskeletā esošie citoskolā) ļauj organizēt hromatīnu.

Endoplazmatiskais tīkls

1-kodola membrāna. 2-kodola poras. 3-rupjš endoplazmas retikulums (RER). 4-gluds endoplazmatisks retikulums (SER). 5-Ribosoma, kas piestiprināta pie aptuvenā endoplazmatiskā retikuluma. 6-makromolekulas. 7-Transporta pūslīši. 8-Golgi aparāts. Golgi aparāta 9-Cis seja. Golgi aparāta 10-trans seja. Golgi aparāta 11-cisternae. Avots: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus ManskeAtvasinātais darbs: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Tā ir ļoti dinamiska membrānu sistēma, kuras pārpilnība ir mainīga, kā arī struktūra, organizācija un izvietojums citosolā.

Parasti to sadala "gludā" un citā "raupjā" porcijā, turpinot ar ārējo kodola apvalku, kurā jau ir iestrādātas vairākas ribosomas, kas ir daļa no molekulārajām mašīnām, kas atbild par olbaltumvielu sintēzi.

Šūnu olbaltumvielas tiek apstrādātas un izplatītas endoplazmatiskajā retikulumā, īpaši tās, kas paredzētas lipīdu membrānām (sekrēcijas ceļš). Ja tas notiek, tā ir viena no vietām, kur notiek dažas olbaltumvielu posttranslācijas modifikācijas, piemēram, glikozilēšana.

Daudzās šūnās, kas veido dziedzerus, šī organelle ir ļoti bagātīga un darbojas tauku, eļļu un smaržīgu eļļu sekrēcijā.

Tas ir bagātīgi arī epidermas šūnās, kas veido lipīdus, kas nogulsnēti kā vaski uz lapu un citu augu orgānu virsmas.

Golgi aparāts

Šis organells, kas ir arī membrāns, sastāv no saplacinātu apaļu cisternu sērijas, ko norobežo viena membrāna. Šo tvertņu saturs, to ķīmiskais sastāvs un funkcijas mainās no vienas puses uz otru.

Dažos "zemākajos" augos "ārējais" cisterna ir saistīta ar endoplazmatisko retikulumu un ir pazīstama kā Golgi kompleksa cissa nodalījums vai "seja" , savukārt "attālākie" cisternas veido trans- sejas daļu. .

Vidū starp cisku un transcisternu ir "vidējie" cisternas, un trans-pusē veidojas sekrēcijas pūslīši.

Golgi komplekss ir atbildīgs par dažādu makromolekulu pārstrādi un iesaiņošanu, kā arī par to transportēšanu (eksportu) uz šūnas virsmu vai vakuolos. Pie šādām makromolekulām pieder lipīdi un olbaltumvielas.

Atšķirībā no dzīvnieku šūnām, augu šūnu Golgi veic svarīgas sintēzes aktivitātes, jo tie piedalās glikoproteīnu, pektīnu, hemiceluložu un dažu šūnu sienu sekretoro produktu un sastāvdaļu sintēzē de novo.

Ribosomas

Ribosomas shēma

Ribosomas ir ļoti mazas organellas ar sfērisku formu. Parasti tie atrodas uz neapstrādāta endoplazmatiska retikuluma, bet citoplazmā daži ir brīvi. Tos veido RNS un olbaltumvielas.

Tie ir iesaistīti makromolekulu, galvenokārt olbaltumvielu, sintēzē.

Vacuole un Tonoplast

Vakuols ir daudzfunkcionāla organelle, kas ir iesaistīta augu šūnu saglabāšanā, sagremošanā, osmoregulācijā un formas un lieluma uzturēšanā.

Šajās organellās var uzglabāt daudzas vielas: krāsainus pigmentus, piemēram, antocianīnus, kas krāso lapas un ziedlapiņas, dažas organiskās skābes, kas darbojas, lai regulētu pH, dažas “aizsardzības” ķimikālijas pret zālēdājiem un sekundāriem metabolītiem.

Mikroskopā tos var uzskatīt par “tukšām vietām” citosolā, ar sfērisku izskatu un dažreiz ļoti lieliem, jo ​​tie var aizņemt līdz 90% no šūnu tilpuma.

Tā kā tas ir organelle, mums jāpieņem, ka to ieskauj membrāna - tonoplasti . Šī membrāna ir atbildīga par vielu caurlaidības regulēšanu starp vakuolāro lūmenu un citosolu, kurai tajā ir daži specializēti proteīni.

Vakuļi darbojas arī kā šūnu "gremošanas organelli", tāpēc tie bieži pilda funkcijas, kas ir līdzīgas dzīvnieku šūnu lizosomu funkcijām.

Mitohondriji

Tāpat kā pārējās eikariotu šūnās, arī augu šūnās ir mitohondrijas, kas ir organellas, ko ieskauj divas membrānas - vienu iekšējo un otru ārējo, kas ieskauj matricu, tās ir specializējušās enerģijas sintēzē ATP un elpošanas veidā. šūnu.

Tās ir cilindriskas vai eliptiskas organellas, nedaudz iegarenas un dažos gadījumos sazarotas. Viņiem ir savs genoms, tāpēc viņi ir spējīgi kodēt un sintezēt daudzus savus proteīnus, kaut arī ne visus, kopš šūnas kodola DNS kodē citus.

Plastids

Plastides ir dažādu šūnu sastāvdaļu grupa, kas rodas no prekursoriem, kas pazīstami kā proplastidia. Parasti tie ir lielāki orgnaleans nekā mitohondriji ar dubultu membrānu un blīvu matricu, ko sauc par stromu . Viņiem ir arī savs genoms.

Hloroplasti, etioplasti, amiloplasti un hromoplasti pieder šai organellu saimei. Tādējādi šie ir galvenie organeli, kas atšķir augu šūnas no dzīvniekiem.

- Hloroplasti ir plastidi, kas atbild par fotosintēzi, un tie ir tie, kas satur hlorofilu , kas ir fotosintēzes pigments par izcilību.

Hloroplasta shēma. Avots: Kelvinsong / CC0, Wikimedia Commons

- Amloplasti ir plastidi, kas darbojas cietes uzglabāšanā dažādos audos.

- Hromoplasti ir plastidi, kuriem ir dzeltenīga vai oranža krāsa vai pigmentācija, jo to iekšpusē var būt dažādi pigmenti.

- Etioplasti , no otras puses, ir sastopami “etilizētos” audos un faktiski ir hloroplasti, kas ir zaudējuši hlorofilu. Nediferencētos audos tos var saukt par leikoplastiem .

Peroksisomas vai mikroorganismi

Peroksisomas pamatbūve

Peroksisomas vai mikroorganismi ir organellas, ko ieskauj vienkārša membrāna, kas atšķiras no pūslīšiem pēc to lieluma un satura. Tos parasti sauc par peroksisomām, jo ​​to iekšienē tiek ražota toksiska ķīmiska viela, ko sauc par ūdeņraža peroksīdu (H ₂ O ₂ ), kas ir kaitīga šūnām.

Tās ir organellas, kurās ir liels daudzums oksidējošu enzīmu, un ir atbildīgas par dažu molekulu sintēzi, lai gan to galvenā funkcija ir noteikta veida lipīdu, aminoskābju, slāpekļa bāzu utt. Oksidēšana un sadalīšanās.

Tie ir īpaši svarīgi sēklu šūnās, jo darbojas tajos uzkrāto tauku un lipīdu pārvēršanā ogļhidrātos, kas ir galvenais embriju šūnu enerģijas avots.

Dažas modificētas peroksisomas sauc par glioksizomām, jo ​​tajās notiek glioksilāta cikls, kurā tiek pārstrādāti fotosintēzes procesos iegūtie oglekļa atomi.

Šūnu siena

Augu šūnu siena. Avots: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Tas ir vēl viens no raksturīgajiem augu šūnu organelliem (sēnītēm ir arī sienas šūnas, taču to sastāvs ir atšķirīgs).

Šūnas siena sastāv no sarežģīta polimēra, ko sauc par celulozi, tīkla, ko veido atkārtotas cukura vienības, ko sauc par glikozi. Šai struktūrai ir daudz funkciju, taču vissvarīgākais ir saglabāt augu šūnu un audu struktūru un aizsargāt tos no ārpuses.

Lai arī mikroskopā tas izskatās samērā plāns, tas piešķir augu šūnām zināmu mehānisku stingrību un izturību pret deformācijām, īpaši dažādos klimatiskajos apstākļos.

Plasmodesmata

Augu audos var novērot šaurus citoplazmas kanālus, tos ieskauj plazmas membrāna un savieno kaimiņu šūnas caur to protoplastiem (viss, kas atrodas šūnas sienas iekšpusē).

Augu šūnu veidi

Augu organismiem ir daudz dažādu šūnu, kas ir šūnu diferenciācijas procesu produkts, kurus kontrolē gan ģenētiski, gan apkārtējā vidē.

Daudzi zinātnieki atzīst augu šūnu kolekciju, un šeit ir daži no tiem:

- Sākotnējās vai meristematiskās šūnas : tās atrodas meristemās , kas ir visu augu augšanas un dalīšanās galvenie punkti, jo tās atrodas pastāvīgā mitotiskā dalījumā. No tiem tiek atšķirtas pārējās auga ķermeņa šūnas.

- Diferencētas šūnas : visiem augiem ir trīs galvenie diferencēto šūnu veidi, kas iegūti no meristematiskām šūnām, parenhimēmas šūnām, kolenhīmas šūnām un sklerenīmas šūnām .

Parenhimālas vai parenhimēmas šūnas

Šīs ir visizplatītākās šūnas. Daži autori tos raksturo kā auga "nastas zvērus", jo tie ir visbagātākie, taču tie ir vismazāk specializēti, tas ir, vismazāk diferencēti.

Viņiem ir plāna primārā šūnas siena un neattīstās sekundārā siena. Viņi ir atbildīgi par pieejamās vietas "aizpildīšanu" augu audos un nodrošina struktūru, tāpēc tiem var būt dažādas formas un izmēri.

Tās parenhīmas šūnas, kas specializējas fotosintēzē, sauc arī par chlorenchyma šūnām . Šīs šūnas piedalās arī ūdens uzkrāšanā saknēs, stublājā, lapās, augļos un sēklās.

Cholenchymal vai collenchymal šūnas

Tās ir šūnas, kas nodrošina "elastīgu atbalstu" augu audiem. Tie ir iegareni un dažādu formu, kas auga augšanas laikā var mainīties. Viņiem ir primārā siena, ko var sabiezēt, nogulsnējot papildu celulozi.

Tās ir "līmējošās" šūnas, jo tās nodrošina lielāku atbalstu nekā parenhīmas šūnas, saglabājot elastību. Viņi vienmēr ir pietūkušies, jo viņu vakuoli ir pilni ar ūdeni.

Sclerenchyma šūnas

Šīm šūnām, atšķirībā no iepriekšējām divām, ir sekundārā šūnu siena, kas ir nostiprināta ar lignīnu - polimēru, kas sastāv no dažādām skābēm un diezgan neviendabīgām fenola molekulām. Termins cēlies no grieķu valodas "skleros", kas nozīmē "ciets".

Tās ir retāk sastopamas šūnas nekā parenhīmas un kolenhimālas šūnas un, sasniedzot briedumu, mirst. Tie nodrošina audu, kas pārstāj augt, struktūras stiprību.

Ir zināmi divu veidu sklerenīmas šūnu veidi: šķiedras un sklereids . Pirmie ir gari, ar biezām, izmalcinātām šūnu sienām, padarot tās spēcīgas un elastīgas.

Sclereids, no otras puses, ir daudzveidīgāki, morfoloģiski runājot, bet parasti ir kubiski vai sfēriski. Šīs šūnas veido daudzu augļu mizas un kauliņus. Tie nav elastīgi, bet diezgan grūti.

Šūnas asinsvadu audos

Augu asinsvadu audus veido šūnas. Tie ir tie, kas ir atbildīgi par ūdens, barības vielu un minerālvielu vadīšanu caur dārzeņu ķermeni.

Ksilēma audi (ksilēma) transportē ūdeni un minerālvielu barības vielas no saknes uz pārējo augu. No otras puses, floēma audi (floems) no cukuriem un organiskajām barības vielām ved no lapām uz pārējo augu. Abu šķidrumu summa ir zināma kā sula .

Xylem sastāv no tracheids , kas ir garš šūnas, šauru to galos. Tos uzskata par sklerenīmas šūnu tipu. Šīs šūnas mirst, sasniedzot briedumu, tāpēc tas, kas ir "palicis", ir "apvalks", ko veido sabiezēta šūnu siena.

Šajos audos atrodas arī citas šūnas, ko sauc par asinsvadu elementiem , kas ūdeni un minerālus pārvadā ātrāk nekā trahejas. Viņi arī mirst brieduma laikā, padarot tos dobas "caurules", īsākas un šaurākas nekā trahejas.

Phloem sastāv no šūnu tipa pazīstams kā elementiem sieta caurules . Tās ir dzīvās, metaboliski aktīvās šūnas. Viņi savienojas to galos, veidojot sieta cauruli , caur kuru fotosintēzes produkti tiek transportēti no lapām uz pārējo ķermeni.

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Būtiskā šūnu bioloģija. Garland zinātne.
2. Gunnings, BE un Stērsts, MW (1996). Augu šūnu bioloģija: struktūra un funkcijas. Džounsa un Bartleta mācīšanās.
3. Lodish, H., Berks, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molekulāro šūnu bioloģija 4. izdevums. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs, grāmatplaukts.
4. Nabors, MW (2004). Ievads botānikā (Nr. 580 N117i). Pīrsons ,.
5. Zālamans, EP, Bergs, LR un Martins, DW (2011). Bioloģija (9. edn). Brūka / Kola, Cengagas mācīšanās: ASV.