VÄXTCELL: EGENSKAPER, DELAR (ORGANELLER) OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Växtceller är de grundläggande enheter som utgör organismer som tillhör riket av växter (riket Plantae).

Som alla levande saker består växter också av celler och dessa kallas växtceller . För alla levande organismer som betraktas representerar en cell den mest grundläggande enheten, det vill säga den minsta delen av en individ som bevarar egenskaperna hos allt som lever.

I dess inre, liksom inuti djurceller, eftersom det är en typ av eukaryota celler, finns det en typ av "vätska" (cytosolen), i vilken en serie fack avgränsade av membran är nedsänkta , som vi känner som organeller eller organeller.

Organellerna i vilken cell som helst kan betraktas som analoga med kroppens organ i ett djur (hjärta, lever, njurar, lungor, mage etc.) men i betydligt mindre skala, det vill säga mindre (växtceller kan mäta upp till 100 mikron ).

Lök växtceller med sina kärnor. Källa: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Således kan varje cell ses som ett samhälle av subcellulära komponenter, var och en med sina egna funktioner, som gör livet möjligt men inte kan överleva på egen hand utanför cellen.

Vissa organeller av växtceller finns inte i djurceller, därför görs alltid en särskild åtskillnad mellan de två typerna. Bland dessa organeller som endast finns i växtceller skiljer sig cellväggen, vakuolen och kloroplasterna, den senare ansvarar för den otroliga fotosyntesprocessen.

Funktioner

Växter, tänkta, som alla flercelliga organismer, som ett stort cellgemenskap, har celler av olika typer som utför olika funktioner.

Det finns celler som är specialiserade på:

- skyddet,

- det mekaniska stödet,

- syntes av livsmedelsreserver,

- transport, absorption och utsöndring,

- meristematisk aktivitet och reproduktion och

- sambandet mellan specialiserade vävnader

Generella egenskaper

Växtceller delar många egenskaper med varandra, men i sin tur delar de vissa egenskaper med djurceller, egenskaper som är inneboende i alla eukaryota celler.

Fotografi av mikroskopvy av vävnaden i ett vattenlevande gräs (Bild av Andrea Vierschilling www.pixabay.com)

Därefter presenterar vi en lista över några av de delade egenskaper och egenskaper hos växtceller:

- Det är eukaryota celler : de har sitt genetiska material inneslutet i en membranös kärna och har andra avdelningar omgiven av dubbla eller enstaka membran.

- De har alla en cellvägg : plasmamembranet (det som omsluter cytosolen med dess organeller) är omgivet och skyddat av en styv vägg, som består av komplexa nätverk av polysackarider som cellulosa (en polymer av glukosmolekyler).

- De har plastider : bland de speciella organeller som endast växtceller har är plastiderna specialiserade på olika funktioner. De kloroplaster (där klorofyll är en antennpigment) är den viktigaste, eftersom de är den huvudsakliga platsen sker fotosyntes , den process genom vilken växter dra fördel av solljus, vatten och koldioxid för att syntetisera organiskt material och producerar syre.

- Det är autotrofiska celler : närvaron av kloroplast i dem ger växtceller förmågan att "syntetisera sin egen mat", så de är lite mer autonoma än djurceller för att få energi och kol.

- De har en vakuol : i cytosolen i växtceller finns en speciell organell, vakuolen, där vatten, sockerarter och till och med vissa enzymer lagras.

- De är totipotenta : under vissa omständigheter har många differentierade växtceller förmågan att producera en ny individ på samma sätt.

Delar (organeller) av växtcellen och deras funktioner

Växtcellorganeller

Cytosol och plasmamembran

Cytosolen är allt som finns runt kärnan. Det är en typ av vätska som inkluderar membranfack och andra strukturer. Ibland används termen "cytoplasma" för att hänvisa till denna vätska och plasmamembranet samtidigt.

Cellulärt membran. Källa: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

En sådan "vätska" omges och innehåller ett membran, plasmamembranet, som inte är något annat än en lipid-tvåskikt med hundratals associerade proteiner, integrerade eller perifera, som medierar utbytet av ämnen mellan cellen och miljön som omger den.

Eftersom växtceller är omgivna av en cellvägg, har många författare myntat beteckningen protoplast för att hänvisa till allt som finns inne i denna vägg, det vill säga växtcellen: plasmamembranet och cytosolen med dess organeller.

cytoskelettet

Cytoskelet, ett nätverk av filamentösa proteiner i cellcytoplasma. Källa: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Växtceller, som djurceller, har ett cytoskelett. Cytoskeletten består av en serie molekylära "ställningar" som går igenom cellen och som organiserar alla de inre komponenterna i cytosolen.

De arbetar i rörelsen av vesiklar, i transporter av ämnen och molekyler genom cellen och dessutom i strukturen och stödet av cellen.

Detta cytoskelett består av filament av ett protein som kallas F-aktin och mikrotubuli, som är polymerer av ett annat protein som kallas tubulin.

Kromatkärnan och kärnhöljet

Eukaryot cellkärna. Källa: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), översättning av Kelvinsong. / CC0

Kärnan är organellen som innehåller det genetiska materialet, DNA (deoxiribonukleinsyra), som är förpackat i form av kromatin (vad kromosomer är gjorda av). Det är en organell täckt av ett membranformat system känt som kärnkraftshöljet.

nucleolus

Inuti det finns också en region som kallas nucleolus, i vilken vissa proteiner och gener som kodar för ribosomalt RNA (ribonukleinsyra) finns.

Detta kuvert består faktiskt av en serie specialiserade cisterner som omger kärnan och kontrollerar utbytet av material mellan kärnan och cytosolen, som sker genom komplexen i kärnporen.

Den består av två membran som avgränsar lumen eller nukleoplasma, en inre och en yttre, den senare fortsätter med membranen i den grova endoplasmiska retikulum (den med inbäddade ribosomer).

Det inre membranet är associerat med vissa inre komponenter i kärnan och organiserar dem troligen rumsligt. Vissa författare påpekar förekomsten av ett kärnskelett, vars proteinfilament (såväl som cytoskelettet i cytosolen) möjliggör organisering av kromatin.

Endoplasmatiska retiklet

1-kärnmembran. 2-kärnpor. 3-grov endoplasmatisk retikulum (RER). 4-Smooth endoplasmic reticulum (SER). 5-ribosom fäst vid grov endoplasmatisk retikulum. 6-makromolekyler. 7-transport vesiklar. 8-Golgi-apparat. 9-Cis-ansikte på Golgi-apparaten. 10-Trans-ansikte av Golgi-apparaten. 11-Cisternae i Golgi-apparaten. Källa: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus ManskeDerivativt arbete: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Det är ett mycket dynamiskt membransystem, vars överflöd varierar, liksom dess struktur, dess organisation och dess arrangemang i cytosolen.

Det delas vanligtvis upp i en "slät" del och en annan "grov" del, fortsätter med det yttre kärnhöljet som redan finns i flera ribosomer inbäddade, som är en del av det molekylära maskineriet som ansvarar för proteinsyntes.

Cellulära proteiner bearbetas och distribueras i endoplasmatisk retikulum, särskilt de som är avsedda för lipidmembranen (sekretionsväg). Om det inträffar är det en av de platser där vissa post-translationella modifieringar av proteiner inträffar, till exempel glykosylering.

I många av cellerna som bildar körtlar är denna organell mycket riklig och fungerar i utsöndring av fetter, oljor och doftande oljor.

Det finns också rikligt i epidermala celler som gör lipider som deponeras som växer på ytan av blad och andra växtorgan.

Golgiapparat

Denna organell, även membranformig, består av en serie platta cirkulära cisterner, avgränsade av ett enda membran. Innehållet i dessa tankar, deras kemiska sammansättning och deras funktioner förändras från en "ansikte" till den andra.

I vissa "lägre" växter är en "yttre" cistern förknippad med den endoplasmiska retikulum och är känd som cisfacket eller "ansiktet" av Golgi-komplexet, medan de mer "avlägsna" cisternerna utgör en del av transytan . .

I mitten mellan cis och trans cisterner är "mitt" cisterner och sekretoriska vesiklar bildas på transsidan.

Golgi-komplexet ansvarar för bearbetning och förpackning av olika makromolekyler, såväl som deras transport (export) till cellytan eller till det inre av vakuoler. Sådana makromolekyler inkluderar lipider och proteiner.

Till skillnad från djurceller har Golgi av växtceller viktiga syntesaktiviteter, eftersom de deltar i de novo-syntesen av glykoproteiner, pektiner, hemicellulosor och vissa sekretionsprodukter och komponenter i cellväggarna.

ribosomer

Schema för en ribosom

Ribosomer är mycket små organeller med en sfärisk form. De är vanligtvis på det grova endoplasmatiska retikulummet, men vissa är fria i cytoplasma. De består av RNA och proteiner.

Dessa är involverade i syntesen av makromolekyler, främst proteiner.

Vacuole och Tonoplast

Vakuolen är en multifunktionell organell som deltar i lagring, matsmältning, osmoregulering och underhåll av formen och storleken på växtceller.

Många ämnen kan lagras i dessa organeller: färgade pigment som antocyaniner som färgar löv och kronblad, vissa organiska syror som fungerar för att reglera pH, vissa "försvars" -kemikalier mot växtätare och sekundära metaboliter.

Under mikroskopet kan de ses som "tomma platser" i cytosolen, med ett sfäriskt utseende och ibland mycket stort, eftersom de kan uppta upp till 90% av cellvolymen.

Eftersom det är en organell, måste vi anta att det är omgivet av ett membran, tonoplasten . Detta membran ansvarar för att reglera passagen av ämnen mellan det vakuolära lumen och cytosolen, för vilket det har några specialiserade proteiner.

Vakuoler fungerar också som "matsmältningsorganeller" av celler, så de uppfyller ofta funktioner som är analoga med lysosomer i djurceller.

mitokondrier

Liksom i resten av eukaryota celler har växtceller mitokondrier, som är organeller omgiven av två membran, den ena inre och den andra yttre, som omsluter en matris, de är specialiserade på syntes av energi i form av ATP och andning cellulära.

De är cylindriska eller elliptiska organeller, lite långsträckta och i vissa fall grenade. De har sitt eget genom, så de kan koda och syntetisera många av sina proteiner, även om inte alla, eftersom kärn-DNA: n i cellen kodar för andra.

plastider

Plastider är en grupp av olika cellkomponenter som härrör från prekursorer som kallas proplastidia. De är normalt större orginaler än mitokondrier, med ett dubbelt membran och en tät matris som kallas stroma . De har också sitt eget genom.

Kloroplaster, etioplaster, amyloplaster och kromoplaster tillhör denna organellfamilj. Således är dessa de viktigaste organellerna som skiljer växtceller från djur.

- Kloroplaster är de plastider som är ansvariga för fotosyntesen och är de som inrymmer klorofyll , det fotosyntetiska pigmentet.

Schema av kloroplast. Källa: Kelvinsong / CC0, wikimedia commons

- Amyloplaster är plastider som fungerar vid lagring av stärkelse i olika vävnader.

- Kromoplaster är plastider som har gulaktig eller orange färg eller pigmentering, eftersom de kan innehålla olika pigment inuti.

- Å andra sidan finns etioplaster i "etiolerade" vävnader och är faktiskt kloroplaster som har tappat klorofyll. I odifferentierade vävnader kan de kallas leukoplaster .

Peroxisomer eller mikrobodier

En peroxisoms grundstruktur

Peroxisomer eller mikrokroppar är organeller omgiven av ett enkelt membran, som skiljer sig från vesiklar genom deras storlek och innehåll. De vanligen kända som peroxisomer, eftersom en giftig kemikalie som kallas väteperoxid (H ₂ O ₂ ) alstras inuti dem , vilket är skadligt för cellerna.

De är organeller med en stor mängd oxidativa enzymer inuti och ansvarar för syntesen av vissa molekyler, även om deras huvudsakliga funktion är oxidation och sönderdelning av vissa typer av lipider, aminosyror, kvävebaser etc.

De är särskilt viktiga i cellerna i ett frö, eftersom de arbetar med att konvertera fetter och lipider lagrade i dessa till kolhydrater, som är den viktigaste energikällan för embryonala celler.

Vissa modifierade peroxisomer är kända som glyoxysomer, eftersom glyoxylatcykeln inträffar inom dem, genom vilken kolatomer härrörande från fotosyntetiska processer återvinns.

Cellvägg

Växtcellvägg. Källa: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Detta är en annan av de karakteristiska organellerna i växtceller (svampar har också väggceller, men deras sammansättning är annorlunda).

Cellväggen består av ett intrikat nätverk av en polymer som kallas cellulosa, som består av upprepande enheter av ett socker som kallas glukos. Denna struktur har många funktioner, men det viktigaste är att bibehålla strukturen i växtceller och vävnader och skydda dem från utsidan.

Även om det ses under mikroskopet verkar det vara en relativt tunn struktur, men ger växtceller viss mekanisk styvhet och motståndskraft mot deformation, särskilt i olika klimat.

plasmodesmata

I växtvävnad kan smala cytoplasmatiska kanaler observeras, omgiven av plasmamembranet och ansluta angränsande celler genom deras protoplaster (allt som finns inuti cellväggen).

Växtcelltyper

Växtorganismer har många olika typer av celler, som är produkten av celldifferentieringsprocesser, som styrs både genetiskt och miljömässigt.

Många forskare känner igen en samling växtceller, och här är några av dem:

- Initiala eller meristematiska celler : de finns i meristema , som är de viktigaste centrana för tillväxt och uppdelning av alla växter, eftersom de befinner sig i konstant mitotisk uppdelning. Från dessa är de andra cellerna i en växts kropp differentierade.

- Differentierade celler : alla växter har tre huvudtyper av differentierade celler som härrör från meristematiska celler, parenkymceller , kollenkymceller och sclerenchyma-celler .

Parenkymala eller parenkymala celler

Dessa är de vanligaste cellerna. Vissa författare beskriver dem som en växtens "belastningsdjur", eftersom de är de vanligaste, men de är de minst specialiserade, det vill säga de minst differentierade.

De har en tunn primär cellvägg och utvecklar inte en sekundär vägg. De ansvarar för att "fylla" det tillgängliga utrymmet i växtvävnader och ger struktur, så att de kan ha olika former och storlekar.

De parenkymceller som är specialiserade på fotosyntes är också kända som klorenchymceller . Dessa celler deltar också i lagring av vatten i rötter, stam, blad, frukt och frön.

Kolenchymala eller kollenkymala celler

Det är celler som tillhandahåller "flexibelt stöd" för växtvävnader. De är långsträckta och har olika former som kan förändras under växten. De har en primär vägg som kan förtjockas genom avsättning av ytterligare cellulosa.

Det är "lim" -celler eftersom de är de som ger större stöd än parenkymceller, samtidigt som flexibiliteten bibehålls. De är alltid svullna eftersom deras vakuoler är fulla av vatten.

Sclerenchyma celler

Dessa celler har, till skillnad från de föregående två, en sekundär cellvägg, som är förstärkt med lignin, en polymer som består av olika syror och ganska heterogena fenolmolekyler. Termen härstammar från det grekiska "skleros" som betyder "hårt".

De är mindre vanliga celler än parenkymala och kolenkymala celler och dör när de når mognad. De ger strukturell styrka till vävnader som slutar växa i längd.

Två typer av sclerenchyma-celler är kända: fibrer och sclereider . De förstnämnda är långa med tjocka, förliknade cellväggar, vilket gör dem starka och flexibla.

Sclereider, å andra sidan, är mer varierade, morfologiskt sett, men är i allmänhet kubiska eller sfäriska. Dessa celler är vad som består av skal och gropar av många frukter. De är inte flexibla, utan ganska hårda.

Celler i kärlvävnader

Kärlvävnaderna i växter består av celler. Dessa är de som ansvarar för ledning av vatten och näringsämnen och mineraler genom kroppen av grönsaker.

Den xylem vävnad (xylem) är det som transporterar vatten och mineralnäringsämnen från roten till resten av anläggningen. Den floem vävnad (floem), å andra sidan, leder sockerarter och organiska näringsämnen från bladen till resten av anläggningen. Summan av båda vätskorna kallas sap .

Den xylem är sammansatt av trakeider , som är långa celler, begränsa vid sina ändar. De betraktas som en typ av sclerenchyma-celler. Dessa celler dör när de når mognad så vad som är "kvar" är "skalet" som bildas av den förtjockade cellväggen.

Andra celler som kallas kärlelement finns också i denna vävnad , som transporterar vatten och mineraler snabbare än trakeider. De dör också vid mognad, vilket gör dem ihåliga "rör", kortare och smalare än trakeider.

Den floem är sammansatt av en celltyp känd som element i sikt rören . Dessa är levande, metaboliskt aktiva celler. De sammanfogar i sina ändar för att bilda siktröret , genom vilket fotosyntetiska produkter transporteras från bladen till resten av kroppen.

referenser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Väsentlig cellbiologi. Garland Science.
2. Gunning, BE & Steer, MW (1996). Växtcellbiologi: struktur och funktion. Jones & Bartlett Learning.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molekylär cellbiologi 4: e upplagan. Nationellt centrum för bioteknikinformation, bokhylla.
4. Nabors, MW (2004). Introduktion till botanik (nr 580 N117i). Pearson,.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9: e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.