يوجد داخل علم الأحياء فرع يسمى بيولوجيا الخلية ، المعروف سابقًا باسم علم الخلايا ، وهو مسؤول عن دراسة الخلايا. هذه الكائنات الحية الدقيقة التي تتكون منها جميع الكائنات الحية لها خصائصها وهياكلها الخاصة ، حسب نوعها. نظرًا لأنها موضوع واسع جدًا ومعقد ، سنركز اليوم على جزء نباتي: جدار الخلية النباتية.
إذا كنت مهتمًا بالموضوع وترغب في معرفة المزيد عن هذا الجزء الصغير من الخلايا النباتية ، فإنني أوصيك بمتابعة القراءة. سنشرح وظيفة الخلية النباتية قبل تحديد جدار الخلية النباتية. ثم سنتحدث عن هيكلها ومكوناتها.
ما هي وظيفة الخلية النباتية؟
قبل الحديث عن جدار الخلية النباتية ، دعنا أولاً نوضح وظيفة الخلايا النباتية. إنها نوع من الخلايا حقيقية النواة التي تشكل أنسجة نباتية في تلك الكائنات الحية التي تشكل جزءًا من المملكة الأخمصية.
لديهم بعض أوجه التشابه مع خلايا الحيوانات. في كلتا الحالتين ، تكون الخلايا حقيقية النواة تحتوي على نواة متباينة ، وسيتوبلازم ، وغشاء ، ومعلومات وراثية وراثية. المعروف أيضًا باسم DNA. ومع ذلك ، هناك فرق مهم للغاية بين نوعي الخلايا. تتمتع الخضراوات بالقدرة على التمثيل الضوئي. إنها عملية كيميائية تستخدم فيها النباتات الطاقة الضوئية لتخليق المواد العضوية ، وبالتالي إطلاق الأكسجين.
ما هو جدار الخلية النباتية؟
عندما نتحدث عن جدار الخلية النباتية ، فإننا نعني طبقة صلبة ومقاومة تدعم القوى التناضحية المختلفة والنمو. موقعه هو الجزء الخارجي من غشاء البلازما في خلايا النباتات ، وكذلك الفطريات والبكتيريا والعتائق والطحالب. وظيفة الجدار هي حماية محتوى الخلية وإعطاء الصلابة وتحديد بنية النباتات. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل كوسيط بين الخلية والبيئة.
ما هو هيكل جدار الخلية النباتية؟
يتكون جدار الخلية النباتية من ثلاثة أجزاء أساسية من حيث هيكلها. سنقوم بالتعليق عليها أدناه:
- الجدار الأساسي
يتراوح سمكه عادة بين 100 و 200 نانومتر ويوجد في جميع الخلايا النباتية. إنه جدار يتكون من تراكم ثلاث أو أربع طبقات من الألياف الدقيقة السليلوزية. إنها تتكيف تمامًا مع نمو الخلايا بفضل الألياف الدقيقة ، حيث تنزلق بينها ، مما ينتج عنه فصل طولي. - الجدار الثانوي
على الرغم من أنه شائع جدًا ، إلا أنه لا يوجد في جميع النباتات. الجدار الثانوي عبارة عن طبقة مجاورة لغشاء البلازما. يحتوي على الكثير من السليلوز واللجنين والسوبرين. علاوة على ذلك ، فهو غير قابل للتشوه ولا يسمح للخلايا بالنمو. بمجرد انتهاء نمو الخلية ، يتم تشكيل الجدار الثانوي. بشكل عام ، يكون أكثر سمكًا من الجدار الأساسي في الأنسجة الخشبية. - صفيحة وسطية
الصفيحة الوسطى هي طبقة وظيفتها ربط الجدران الأولية. مكوناته الرئيسية هي البكتين وهيميسليلوز.
تكوين جدار الخلية النباتية
فيما يتعلق بتكوين جدار الخلية النباتية ، فإنه يختلف حسب نوع الخلية والمجموعات التصنيفية المختلفة. مستخدم، يتكون من شبكة مكونة من الكربوهيدرات والبروتينات والفوسفوليبيد. يتم تضمين كل منهم في مصفوفة هلامية تتكون بدورها من بروتينات وكربوهيدرات أخرى.
الكربوهيدرات
السليلوز هو المكون الرئيسي لجدار الخلية النباتية. وهو عبارة عن عديد السكاريد الليفي الذي يتم تنظيمه في الألياف الدقيقة. يتوافق ما بين 15٪ و 30٪ من الوزن الجاف لجدران الخلايا النباتية مع هذا الجزيء الحيوي العضوي. فيما يتعلق بألياف السليلوز الدقيقة ، فهذه مرتبطة بالكربوهيدرات غير الليفية ، والتي تسمى الهيميسليلوز.
هناك مكون آخر مهم جدًا لجدار الخلية النباتية: البكتين. هذا عديد السكاريد غير الليفي غني بحمض D-galacturonic عالي الترطيب وتفرعه غير متجانس. مصفوفة البكتين مسؤولة عن مسامية الجدار. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر مواد مالئة وظيفتها تنظيم الأس الهيدروجيني.
بروتين
مكون آخر لجدار الخلية النباتية هو البروتينات الهيكلية. عادة ما تكون غنية بحمض أميني واحد أو اثنين ، وهي غليكوزيلاتي ولها مجالات ذات تسلسلات متكررة. معظم هذه البروتينات لها بنية ليفية مثبتة من خلال رابطة تساهمية بينها أو مع الكربوهيدرات. نحن نعلم اليوم أن البروتينات الهيكلية تتراكم في جدار الخلية النباتية خلال مراحل مختلفة من التطور وأيضًا استجابة لمختلف الظروف المجهدة. هذه هي البروتينات الهيكلية لجدار الخلية النباتية:
- خطط الموارد البشرية: بروتينات غنية بالهيدروكسي برولين ، إكستينسين
- PRP's: البروتينات الغنية بالبرولين
- GRP's: البروتينات الغنية بالجليسين
- AGP's: بروتينات غنية بالأرابينوغالاكتان
ضمن شبكة البروتينات والسكريات ، هناك أيضًا العديد منها بروتينات قابلة للذوبان:
- الإنزيمات المرتبطة بتصنيع العناصر الغذائية ، مثل الجلوكوزيداز.
- الإنزيمات المرتبطة بعملية التمثيل الغذائي للجدار. مثال: إنزيمات Xyloglucanotransferases ، بيروكسيداز ، laccases
- البروتينات المتعلقة بالدفاع
- بروتينات النقل
البوليمرات
هناك أيضًا بوليمرات أخرى تشكل جزءًا من تكوين جدار الخلية النباتية. بعد السليلوز ، يكون اللجنين هو المكون الأكثر وفرة. إنه بوليمر صلب غير متبلور ناتج عن اتحاد كحول فينيل بروبيل والأحماض المختلفة. يتراكم عادة على الجدران الثانوية. ومع ذلك ، قد تظهر أحيانًا في الصفيحة الوسطى للأنسجة الميتة أو الميتة.
الكوتين والسوبرين من البوليمرات الأخرى لجدار الخلية النباتية. هذه مصنوعة من الأحماض الدهنية طويلة السلسلة التي يؤدي ارتباطها ببعضها البعض إلى إنشاء شبكة صلبة ثلاثية الأبعاد. عادة ما يتراكم كلا البوليمرين على الجدران الثانوية ، ولكن يمكن أن يظهروا أيضًا على الجدران الأولية بطريقة استثنائية.
لا يزال يتعين تسليط الضوء على الشموع. هذه لا توفر صلابة ، لكن نعم ، نفاذية للماء. يوفر Cutin و suberin أيضًا القليل من العزل المائي ، ولكن ليس بنفس القدر.
في علم الأحياء بشكل عام ، الخلايا هي عالم كامل لا يزال قيد البحث حتى اليوم. لقد تحدثنا فقط عن جزء من الخلايا النباتية هنا ، ولكن هناك الكثير لنتعلمه.
