Bitki ve hayvan hücreleri arasındaki temel farklardan biri, plastidler gibi ilk organellerin sitoplazmasında bulunmasıdır. Bu makalede kloroplastların, kromoplastların ve lökoplastların önemi kadar hayati süreçlerinin yapısı, özellikleri tartışılacaktır.
Kloroplast yapısı
Şimdi yapısını inceleyeceğimiz yeşil plastidler, yüksek sporlu ve tohumlu bitkilerin hücrelerinin zorunlu organellerine aittir. Çift zarlı hücresel organellerdir ve oval bir şekle sahiptirler. Sitoplazmadaki sayıları farklı olabilir. Örneğin, bir tütün yaprağının sütunlu parankiminin hücreleri, tahıl ailesinin bitkilerinin gövdelerinde 30 ila 50 arasında bin kadar kloroplast içerir.
Organoidi oluşturan her iki zar da farklı bir yapıya sahiptir: dıştaki pürüzsüz, üç katmanlı, bitki hücresinin kendi zarına benzer. İç kısım, lamel adı verilen birçok kıvrım içerir. Yanlarında düz keseler var - thylakoids. Lameller bir ağ oluştururparalel tübüller. Lamellerin arasında tilakoid cisimler bulunur. Yığınlar halinde toplanırlar - birbirine bağlanabilen taneler. Bir kloroplasttaki sayıları 60-150'dir. Kloroplastın tüm iç boşluğu matris ile doldurulur.
Organella'nın özerklik belirtileri vardır: kendi kalıtsal materyali - kloroplastların çoğalabilmesi sayesinde dairesel DNA. Organeli hücrenin sitoplazmasında meydana gelen işlemlerden sınırlayan kapalı bir dış zar da vardır. Kloroplastların kendi ribozomları, i-RNA ve t-RNA molekülleri vardır, bu da protein sentezi yapabildikleri anlamına gelir.
Thylakoid fonksiyonları
Daha önce bahsedildiği gibi, bitki hücresi plastidleri - kloroplastlar - tilakoid adı verilen özel düzleştirilmiş keseler içerir. İçlerinde pigmentler bulundu - klorofiller (fotosenteze katılan) ve karotenoidler (destekleyici ve trofik işlevleri yerine getiren). Fotosentezin aydınlık ve karanlık fazlarının reaksiyonlarını sağlayan enzimatik bir sistem de vardır. Tilakoidler anten görevi görürler: ışık kuantumlarını odaklarlar ve onları klorofil moleküllerine yönlendirirler.
Fotosentez, kloroplastların ana sürecidir
Ototrofik hücreler, karbondioksit ve ışık enerjisi kullanarak organik maddeleri, özellikle glikozu bağımsız olarak sentezleme yeteneğine sahiptir. Şu anda fonksiyonlarını incelediğimiz yeşil plas titler, fototrofların - çok hücreli organizmaların ayrılmaz bir parçasıdır, örneğin:
- yüksek sporlu bitkiler (yosunlar, atkuyruğu, kulüp yosunları,eğrelti otları);
- tohumlar (gymnosperms - ginga, kozalaklı ağaçlar, efedra ve anjiyospermler veya çiçekli bitkiler).
Fotosentez, verici maddelerden onları "alıcı" denilen, alıcılar olarak adlandırılan bileşiklere elektron transferi sürecine dayanan bir redoks reaksiyonları sistemidir.
Bu reaksiyonlar, başta glikoz olmak üzere organik maddelerin sentezine ve moleküler oksijenin salınmasına yol açar. Fotosentezin ışık fazı, ışık enerjisinin etkisi altında tilakoid zarlarda meydana gelir. Soğurulan ışık miktarı, yeşil pigmenti - klorofili oluşturan magnezyum atomlarının elektronlarını uyarır.
Elektronların enerjisi, enerji yoğun maddelerin sentezi için kullanılır: ATP ve NADP-H2. Kloroplast matrisinde meydana gelen karanlık faz reaksiyonları için hücre tarafından bölünürler. Bu sentetik reaksiyonların kombinasyonu, hücrenin yapı ve besin maddesi görevi gören glikoz, amino asitler, gliserol ve yağ asitleri moleküllerinin oluşumuna yol açar.
Plastid türleri
Yapısını ve işlevlerini daha önce tartıştığımız yeşil plas titler yapraklarda, yeşil gövdelerde bulunur ve tek tür değildir. Böylece, meyvelerin derisinde, çiçekli bitkilerin yapraklarında, yer altı sürgünlerinin dış kapaklarında - yumrular ve ampuller, başka plastidler vardır. Bunlara kromoplast veya lökoplast denir.
Renksiz organeller (lökoplastlar) farklı bir şekle sahiptir ve kloroplastlardan farklıdırlar.iç boşlukta ince plakalar yoktur - lameller ve matrise daldırılan thylakoidlerin sayısı azdır. Matrisin kendisi deoksiribonükleik asit, protein sentezleyen organeller - ribozomlar ve proteinleri ve karbonhidratları parçalayan proteolitik enzimler içerir.
Lökoplastlarda ayrıca enzimler vardır - glikozdan nişasta moleküllerinin oluşumunda yer alan sentezler. Sonuç olarak, renksiz bitki hücresi plastidleri yedek besinleri biriktirir: protein granülleri ve nişasta taneleri. İşlevi organik madde biriktirmek olan bu plastidler, örneğin sütlü olgunluk aşamasında olan domateslerin olgunlaşması sırasında kromoplastlara dönüşebilir.
Yüksek çözünürlüklü tarama mikroskobu altında, üç tip plastidin yapısındaki farklılıklar açıkça görülebilir. Bu, her şeyden önce, fotosentez işleviyle ilişkili en karmaşık yapıya sahip olan kloroplastlarla ilgilidir.
Chromoplastlar - renkli plas titler
Yeşil ve renksiz bitki hücrelerinin yanı sıra kromoplast adı verilen üçüncü bir organel türü vardır. Çeşitli renkleri vardır: sarı, mor, kırmızı. Yapıları lökoplastlara benzer: iç zarda az sayıda lamel ve az sayıda tilakoid bulunur. Kromoplastlar çeşitli pigmentler içerir: yardımcı fotosentetik maddeler olan ksantofiller, karotenler, karotenoidler. Pancar, havuç, meyve ağaçlarının meyveleri ve meyvelerin köklerinin rengini sağlayan bu plastidlerdir.
Nasıl ortaya çıkıyorlarve karşılıklı olarak plastidleri dönüştürün
Lökoplastlar, kromoplastlar, kloroplastlar ortak bir kökene sahip plastidlerdir (yapısını ve işlevlerini inceliyoruz). Protoplastidlerin oluştuğu meristematik (eğitimsel) dokuların türevleridir - 1 mikrona kadar iki zarlı kese benzeri organeller. Işıkta yapılarını karmaşıklaştırırlar: lamel içeren bir iç zar oluşur ve yeşil pigment klorofil sentezlenir. Protoplastidler kloroplast olur. Lökoplastlar ayrıca ışık enerjisiyle yeşil plastidlere ve daha sonra kromoplastlara dönüştürülebilir. Plastid modifikasyonu bitki dünyasında yaygın bir fenomendir.
Kloroplastların öncüleri olarak kromatoforlar
Prokaryotik fototrofik organizmalar - yeşil ve mor bakteriler, molekülleri sitoplazmik zarın iç büyümelerinde bulunan bakteriyoklorofil A'nın yardımıyla fotosentez işlemini gerçekleştirir. Mikrobiyologlar, bakteriyel kromatoforların plastidlerin öncüleri olduğunu düşünürler.
Bu, kloroplastlara benzer yapıları, yani reaksiyon merkezlerinin ve ışık tutma sistemlerinin varlığı ve ayrıca organik bileşiklerin oluşumuna yol açan fotosentezin genel sonuçları ile doğrulanır. Düşük bitkilerin - prokaryotlar gibi yeşil alglerin plastidleri olmadığı belirtilmelidir. Bunun nedeni, klorofil içeren oluşumların - kromatoforların - fotosentez işlevlerini üstlenmiş olmalarıdır.
Kloroplastlar nasıl ortaya çıktı
Birçok hipotez arasındaplastidlerin kökeni, simbiyogenez üzerinde duralım. Fikirlerine göre, plastidler, fototrofik bakterilerin birincil heterotrofik hücreye nüfuz etmesinin bir sonucu olarak Archean döneminde ortaya çıkan hücrelerdir (kloroplastlar). Daha sonra yeşil plastidlerin oluşumuna yol açan onlardı.
Bu makalede, bir bitki hücresinin iki zarlı organellerinin yapı ve işlevlerini inceledik: lökoplastlar, kloroplastlar ve kromoplastlar. Ayrıca hücresel yaşamdaki önemini de keşfettiler.
