یکی از تفاوت های اصلی بین سلول های گیاهی و حیوانی وجود اولین اندامک ها مانند پلاستیدها در سیتوپلاسم است. ساختار، ویژگی های فرآیندهای حیاتی آنها، و همچنین اهمیت کلروپلاست ها، کروموپلاست ها و لکوپلاست ها در این مقاله مورد بحث قرار خواهند گرفت.
ساختار کلروپلاست
پلاستیدهای سبز که اکنون ساختار آنها را بررسی می کنیم، متعلق به اندامک های واجب سلول های گیاهان دانه دار و اسپور بالاتر هستند. اندامک های سلولی دو غشایی هستند و شکل بیضی دارند. تعداد آنها در سیتوپلاسم می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، سلول های پارانشیم ستونی تیغه برگ تنباکو حاوی حداکثر هزار کلروپلاست، در ساقه گیاهان خانواده غلات از 30 تا 50 است.
هر دو غشا که ارگانوئید را تشکیل می دهند ساختار متفاوتی دارند: غشای بیرونی صاف، سه لایه، شبیه به غشای خود سلول گیاهی است. قسمت داخلی دارای چین های زیادی به نام لاملا است. در مجاورت آنها کیسه های مسطح - تیلاکوئیدها قرار دارد. لاملاها شبکه ای ازلوله های موازی بین لاملاها اجسام تیلاکوئید قرار دارند. آنها در پشته ها جمع آوری می شوند - دانه هایی که می توانند به یکدیگر متصل شوند. تعداد آنها در یک کلروپلاست 60-150 است. کل حفره داخلی کلروپلاست با ماتریکس پر شده است.
Organella نشانه هایی از خودمختاری دارد: ماده ارثی خودش - DNA دایره ای، که به لطف آن کلروپلاست ها می توانند تکثیر شوند. همچنین یک غشای بیرونی بسته وجود دارد که اندامک را از فرآیندهای رخ داده در سیتوپلاسم سلول محدود می کند. کلروپلاست ها ریبوزوم ها، i-RNA و مولکول های t-RNA خاص خود را دارند که به این معنی است که آنها قادر به سنتز پروتئین هستند.
عملکردهای تیلاکوئید
همانطور که قبلاً ذکر شد، پلاستیدهای سلول گیاهی - کلروپلاست ها - حاوی کیسه های مسطح خاصی به نام تیلاکوئید هستند. رنگدانه هایی در آنها یافت شد - کلروفیل ها (شرکت کننده در فتوسنتز) و کاروتنوئیدها (انجام عملکردهای حمایتی و تغذیه ای). همچنین یک سیستم آنزیمی وجود دارد که واکنش های فازهای روشن و تاریک فتوسنتز را فراهم می کند. تیلاکوئیدها به عنوان آنتن عمل می کنند: کوانتوم های نور را متمرکز می کنند و آنها را به سمت مولکول های کلروفیل هدایت می کنند.
فتوسنتز فرآیند اصلی کلروپلاست است
سلول های اتوتروف می توانند به طور مستقل مواد آلی، به ویژه گلوکز را با استفاده از دی اکسید کربن و انرژی نور سنتز کنند. پلاستیدهای سبز که در حال حاضر در حال مطالعه عملکرد آنها هستیم، بخشی جدایی ناپذیر از فتوتروف ها - موجودات چند سلولی مانند:
هستند.
- گیاهان با هاگ بالاتر (خزه، دم اسب، خزه چاقو،سرخس)؛
- دانه ها (گیمنوسپرم ها - گیاه زنجبیل، مخروطیان، افدرا و آنژیوسپرم ها یا گیاهان گلدار).
فتوسنتز سیستمی از واکنش های ردوکس است که بر اساس فرآیند انتقال الکترون از مواد دهنده به ترکیباتی که آنها را "دریافت" می کنند، به اصطلاح پذیرنده است.
این واکنش ها منجر به سنتز مواد آلی به ویژه گلوکز و آزادسازی اکسیژن مولکولی می شود. فاز نوری فتوسنتز بر روی غشاهای تیلاکوئید تحت تأثیر انرژی نور رخ می دهد. کوانتوم های نور جذب شده، الکترون های اتم های منیزیم را که رنگدانه سبز - کلروفیل را تشکیل می دهند، تحریک می کند.
انرژی الکترون ها برای سنتز مواد انرژی بر استفاده می شود: ATP و NADP-H2. آنها توسط سلول برای واکنش های فاز تاریکی که در ماتریس کلروپلاست رخ می دهند، جدا می شوند. ترکیب این واکنش‌های مصنوعی منجر به تشکیل مولکول‌های گلوکز، اسیدهای آمینه، گلیسرول و اسیدهای چرب می‌شود که به عنوان سازنده و ماده تغذیه‌ای سلول عمل می‌کنند.
انواع پلاست
پلاستیدهای سبز، که ساختار و عملکرد آنها را قبلاً مورد بحث قرار دادیم، در برگها، ساقه های سبز رنگ یافت می شوند و تنها گونه نیستند. بنابراین، در پوست میوه ها، در گلبرگ های گیاهان گلدار، در پوشش های بیرونی شاخه های زیرزمینی - غده ها و پیازها، پلاستیدهای دیگری وجود دارد. آنها کروموپلاست یا لکوپلاست نامیده می شوند.
اندامک های بی رنگ (لوکوپلست ها) شکل متفاوتی دارند و با کلروپلاست ها تفاوت دارند.حفره داخلی دارای صفحات نازک - لاملا نیست و تعداد تیلاکوئیدهای غوطه ور در ماتریکس کم است. خود ماتریکس حاوی اسید دئوکسی ریبونوکلئیک، اندامک های سنتز کننده پروتئین - ریبوزوم ها و آنزیم های پروتئولیتیک است که پروتئین ها و کربوهیدرات ها را تجزیه می کنند.
لوکوپلاست ها همچنین دارای آنزیم هایی هستند - سنتتازهایی که در تشکیل مولکول های نشاسته از گلوکز نقش دارند. در نتیجه، پلاستیدهای سلولی گیاهی بی رنگ، مواد مغذی ذخیره ای را جمع می کنند: دانه های پروتئین و دانه های نشاسته. این پلاستیدها که وظیفه آنها تجمع مواد آلی است، می توانند به کروموپلاست تبدیل شوند، مثلاً در حین رسیدن گوجه فرنگی هایی که در مرحله رسیدگی شیری قرار دارند.
در یک میکروسکوپ روبشی با وضوح بالا، تفاوت در ساختار هر سه نوع پلاستید به وضوح قابل مشاهده است. این، اول از همه، مربوط به کلروپلاست ها است، که پیچیده ترین ساختار مرتبط با عملکرد فتوسنتز را دارند.
کروموپلاست - پلاستیدهای رنگی
همراه با سلول های گیاهی سبز و بی رنگ، نوع سوم اندامک به نام کروموپلاست وجود دارد. آنها رنگ های مختلفی دارند: زرد، بنفش، قرمز. ساختار آنها شبیه به لکوپلاست است: غشای داخلی دارای تعداد کمی لاملا و تعداد کمی تیلاکوئید است. کروموپلاست ها حاوی رنگدانه های مختلفی هستند: زانتوفیل ها، کاروتن ها، کاروتنوئیدها که مواد کمکی فتوسنتزی هستند. این پلاستیدها هستند که رنگ ریشه چغندر، هویج، میوه درختان میوه و انواع توت ها را فراهم می کنند.
چگونه بوجود می آیندو به طور متقابل پلاستیدها را تبدیل می کنند
لوکوپلست ها، کروموپلاست ها، کلروپلاست ها پلاستیدهایی هستند (ساختار و عملکردهای آنها را مطالعه می کنیم) که منشأ مشترکی دارند. آنها مشتقاتی از بافت های مریستمی (آموزشی) هستند که از آن پروتوپلاستیدها تشکیل می شوند - اندامک های کیسه مانند دو غشایی تا اندازه 1 میکرون. در نور، آنها ساختار خود را پیچیده می کنند: یک غشای داخلی حاوی لاملا تشکیل می شود و رنگدانه سبز کلروفیل سنتز می شود. پروتوپلاستیدها به کلروپلاست تبدیل می شوند. لکوپلاست ها همچنین می توانند با انرژی نور به پلاستیدهای سبز و سپس به کروموپلاست تبدیل شوند. اصلاح پلاستید یک پدیده گسترده در دنیای گیاهان است.
کروماتوفورها به عنوان پیش سازهای کلروپلاست
جانداران فوتوتروف پروکاریوتی - باکتری های سبز و بنفش، فرآیند فتوسنتز را با کمک باکتری کلروفیل A انجام می دهند که مولکول های آن بر روی برآمدگی های داخلی غشای سیتوپلاسمی قرار دارند. میکروبیولوژیست‌ها کروماتوفورهای باکتریایی را پیش‌ساز پلاستیدها می‌دانند.
این را با ساختار مشابه آنها با کلروپلاست ها، یعنی وجود مراکز واکنش و سیستم های به دام انداختن نور، و همچنین نتایج کلی فتوسنتز، که منجر به تشکیل ترکیبات آلی می شود، تأیید می کند. لازم به ذکر است که گیاهان پایین تر - جلبک های سبز، مانند پروکاریوت ها، پلاستید ندارند. این به دلیل این واقعیت است که سازندهای حاوی کلروفیل - کروماتوفورها، عملکرد آنها - فتوسنتز را بر عهده گرفته اند.
چگونگی پیدایش کلروپلاست
در میان بسیاری از فرضیه هامنشاء پلاستیدها، اجازه دهید به همزیستی بپردازیم. طبق عقاید او، پلاستیدها سلول هایی (کلروپلاست) هستند که در دوران آرکئن در نتیجه نفوذ باکتری های فوتوتروف به سلول هتروتروف اولیه به وجود آمدند. این آنها بودند که بعداً منجر به تشکیل پلاستیدهای سبز شدند.
در این مقاله، ساختار و عملکرد اندامک‌های دو غشایی یک سلول گیاهی را بررسی کردیم: لکوپلاست، کلروپلاست و کروموپلاست. و همچنین به اهمیت آنها در زندگی سلولی پی بردند.
