Стенка растительной клетки: что это такое, строение и состав

В биологии есть раздел под названием клеточная биология, ранее известный как цитология, который отвечает за изучение клеток. Эти микроорганизмы, из которых состоит все живое имеют свои особенности и структуры, в зависимости от их типа. Поскольку это очень широкий и сложный предмет, сегодня мы сосредоточимся на более ботанической части: клеточной стенке растений.

Если вас интересует эта тема и вы хотите узнать больше об этой небольшой части растительных клеток, я рекомендую вам продолжить чтение. Мы объясним, какова функция растительной клетки, прежде чем говорить, что такое стенка растительной клетки. Позже мы поговорим о его устройстве и его составных частях.

Индекс

  • 1 Какова функция растительной клетки?
    • 1.1 Что такое клеточная стенка растений?
  • 2 Каково строение клеточной стенки растений?
  • 3 Состав клеточной стенки растений
    • 3. 1 углеводы
    • 3.2 белок
    • 3.3 Полимеры

Какова функция растительной клетки?

Прежде чем говорить о стенке растительной клетки, давайте сначала проясним функцию растительных клеток. Они представляют собой тип эукариотических клеток, которые образуют растительные ткани в тех организмах, которые являются частью этого царства. Растения.

У них есть определенное сходство с клетками животных. В обоих случаях это эукариотические клетки, содержащие дифференцированное ядро, цитоплазму, мембрану и наследственную генетическую информацию. также известный как ДНК. Однако между этими двумя типами клеток есть очень важное различие. Овощи обладают способностью к фотосинтезу.

Это химический процесс, при котором растения используют световую энергию для синтеза органических веществ, высвобождая таким образом кислород.

Подпишитесь на наш Youtube-канал

Что такое клеточная стенка растений?

Когда мы говорим о клеточной стенке растений, мы имеем в виду жесткий и устойчивый слой, который поддерживает различные осмотические силы и рост. Его расположение — за пределами плазматической мембраны в клетках растений, а также грибов, бактерий, архей и водорослей. Функция стены защищают содержимое клеток, придают жесткость и определяют структуру растений. Кроме того, он действует как посредник между клеткой и окружающей средой.

Каково строение клеточной стенки растений?

Стенка растительной клетки состоит в общей сложности из трех основных частей с точки зрения ее структуры. Прокомментируем их ниже:

  1. Первичная стена
    Обычно он имеет толщину от 100 до 200 нанометров и присутствует во всех растительных клетках. Это стенка, состоящая из трех или четырех слоев микрофибрилл целлюлозы. Он идеально приспособлен к росту клеток благодаря микрофибриллам, поскольку они скользят между ними, производя продольное разделение.
  2. Вторичная стена

    Хотя это очень распространено, но не у всех растений. Вторичная стенка — это слой, прилегающий к плазматической мембране. Содержит много целлюлозы, лигнина и суберина. Кроме того, он не деформируется и не позволяет клеткам расти. Когда рост клеток заканчивается, образуется вторичная стенка. Как правило, в древесных тканях она намного толще первичной стенки.
  3. Средняя пластина
    Средняя ламель — это слой, который соединяет основные стены. Его основные компоненты — пектин и гемицеллюлоза.

Состав клеточной стенки растений

Что касается состава клеточной стенки растений, он варьируется в зависимости от типа клетки и различных таксономических групп. Обычно, Он состоит из сети, состоящей из углеводов, белков и фосфолипидов. Все они заключены в гелеобразную матрицу, которая, в свою очередь, состоит из других белков и углеводов.

углеводы

Целлюлоза — основной компонент клеточной стенки растений. Это фибриллярный полисахарид, который организован в микрофибриллы. Этой органической биомолекуле соответствует от 15% до 30% сухого веса стенок растительных клеток. Что касается микрофибрилл целлюлозы, они связаны нефибриллярными углеводами, называемыми гемицеллюлозой.

Теме статьи:

Что такое хлорофилл

Есть еще один очень важный компонент для клеточной стенки растений: пектин. Этот нефибриллярный полисахарид богат высокогидратированной D-галактуроновой кислотой, и его разветвление неоднородно. Пектиновая матрица отвечает за пористость стены. Кроме того, он предоставляет наполнители, функция которых заключается в регулировании pH.

белок

Другой компонент клеточной стенки растений — структурные белки. Обычно они богаты одной или двумя аминокислотами, они гликозилированы и имеют домены с повторяющимися последовательностями. Большинство этих белков имеют фибриллярную структуру, которая иммобилизована ковалентной связью между ними или углеводами. Сегодня мы знаем, что структурные белки накапливаются в стенке растительной клетки на разных этапах развития, а также в ответ на различные стрессовые условия.

Это структурные белки клеточной стенки растений:

  • HRGP: Богатые гидроксипролином белки, экстенсины
  • PRP: Пролин-богатые белки
  • GRP: Белки, богатые глицином
  • AGP: Белки, богатые арабиногалактанами

В сети белков и полисахаридов также есть несколько растворимые белки:

  • Ферменты, связанные с производством питательных веществ, таких как глюкозидаза.
  • Ферменты, связанные с метаболизмом стенок. Пример: ксилоглюканотрансферазы, пероксидазы, лакказы.
  • Белки, связанные с защитой
  • Транспортные белки

Полимеры

Есть и другие полимеры, входящие в состав клеточной стенки растений. После целлюлозы наиболее распространенным компонентом является лигнин. Это жесткий аморфный полимер, который является результатом объединения фенилпропиловых спиртов и различных кислот. Обычно он накапливается на второстепенных стенах. Однако иногда они могут появляться в средней пластинке мертвой или некротической ткани.

Теме статьи:

Гиббереллины

Кутин и суберин — другие полимеры клеточной стенки растений. Они состоят из длинноцепочечных жирных кислот, связывание которых друг с другом создает жесткую трехмерную сеть. Оба полимера обычно накапливаются на вторичных стенах, но они также могут проявляться на первичных стенах в исключительных случаях.

Остается выделить воск. Они не обеспечивают жесткости, но да, водонепроницаемость. Кутин и суберин также обеспечивают небольшую гидроизоляцию, но не настолько.

В биологии в целом клетки — это целый мир, который до сих пор исследуется. Мы говорили здесь только о части растительных клеток, но есть еще кое-что, что нужно узнать.


Стенка растительной клетки: что это такое, строение и состав

В биологии есть раздел под названием клеточная биология, ранее известный как цитология, который отвечает за изучение клеток. Эти микроорганизмы, из которых состоит все живое имеют свои особенности и структуры, в зависимости от их типа. Поскольку это очень широкий и сложный предмет, сегодня мы сосредоточимся на более ботанической части: клеточной стенке растений.

Если вас интересует эта тема и вы хотите узнать больше об этой небольшой части растительных клеток, я рекомендую вам продолжить чтение. Мы объясним, какова функция растительной клетки, прежде чем говорить, что такое стенка растительной клетки. Позже мы поговорим о его устройстве и его составных частях.

Индекс

  • 1 Какова функция растительной клетки?
    • 1.1 Что такое клеточная стенка растений?
  • 2 Каково строение клеточной стенки растений?
  • 3 Состав клеточной стенки растений
    • 3.1 углеводы
    • 3.2 белок
    • 3.3 Полимеры

Какова функция растительной клетки?

Прежде чем говорить о стенке растительной клетки, давайте сначала проясним функцию растительных клеток.

Они представляют собой тип эукариотических клеток, которые образуют растительные ткани в тех организмах, которые являются частью этого царства. Растения.

У них есть определенное сходство с клетками животных. В обоих случаях это эукариотические клетки, содержащие дифференцированное ядро, цитоплазму, мембрану и наследственную генетическую информацию. также известный как ДНК. Однако между этими двумя типами клеток есть очень важное различие. Овощи обладают способностью к фотосинтезу. Это химический процесс, при котором растения используют световую энергию для синтеза органических веществ, высвобождая таким образом кислород.

Подпишитесь на наш Youtube-канал

Что такое клеточная стенка растений?

Когда мы говорим о клеточной стенке растений, мы имеем в виду жесткий и устойчивый слой, который поддерживает различные осмотические силы и рост. Его расположение — за пределами плазматической мембраны в клетках растений, а также грибов, бактерий, архей и водорослей. Функция стены защищают содержимое клеток, придают жесткость и определяют структуру растений. Кроме того, он действует как посредник между клеткой и окружающей средой.

Каково строение клеточной стенки растений?

Стенка растительной клетки состоит в общей сложности из трех основных частей с точки зрения ее структуры. Прокомментируем их ниже:

  1. Первичная стена
    Обычно он имеет толщину от 100 до 200 нанометров и присутствует во всех растительных клетках. Это стенка, состоящая из трех или четырех слоев микрофибрилл целлюлозы. Он идеально приспособлен к росту клеток благодаря микрофибриллам, поскольку они скользят между ними, производя продольное разделение.
  2. Вторичная стена
    Хотя это очень распространено, но не у всех растений. Вторичная стенка — это слой, прилегающий к плазматической мембране. Содержит много целлюлозы, лигнина и суберина. Кроме того, он не деформируется и не позволяет клеткам расти.
    Когда рост клеток заканчивается, образуется вторичная стенка. Как правило, в древесных тканях она намного толще первичной стенки.
  3. Средняя пластина
    Средняя ламель — это слой, который соединяет основные стены. Его основные компоненты — пектин и гемицеллюлоза.

Состав клеточной стенки растений

Что касается состава клеточной стенки растений, он варьируется в зависимости от типа клетки и различных таксономических групп. Обычно, Он состоит из сети, состоящей из углеводов, белков и фосфолипидов. Все они заключены в гелеобразную матрицу, которая, в свою очередь, состоит из других белков и углеводов.

углеводы

Целлюлоза — основной компонент клеточной стенки растений. Это фибриллярный полисахарид, который организован в микрофибриллы. Этой органической биомолекуле соответствует от 15% до 30% сухого веса стенок растительных клеток. Что касается микрофибрилл целлюлозы, они связаны нефибриллярными углеводами, называемыми гемицеллюлозой.

Теме статьи:

Что такое хлорофилл

Есть еще один очень важный компонент для клеточной стенки растений: пектин. Этот нефибриллярный полисахарид богат высокогидратированной D-галактуроновой кислотой, и его разветвление неоднородно. Пектиновая матрица отвечает за пористость стены. Кроме того, он предоставляет наполнители, функция которых заключается в регулировании pH.

белок

Другой компонент клеточной стенки растений — структурные белки. Обычно они богаты одной или двумя аминокислотами, они гликозилированы и имеют домены с повторяющимися последовательностями. Большинство этих белков имеют фибриллярную структуру, которая иммобилизована ковалентной связью между ними или углеводами. Сегодня мы знаем, что структурные белки накапливаются в стенке растительной клетки на разных этапах развития, а также в ответ на различные стрессовые условия. Это структурные белки клеточной стенки растений:

  • HRGP: Богатые гидроксипролином белки, экстенсины
  • PRP: Пролин-богатые белки
  • GRP: Белки, богатые глицином
  • AGP: Белки, богатые арабиногалактанами

В сети белков и полисахаридов также есть несколько растворимые белки:

  • Ферменты, связанные с производством питательных веществ, таких как глюкозидаза.
  • Ферменты, связанные с метаболизмом стенок. Пример: ксилоглюканотрансферазы, пероксидазы, лакказы.
  • Белки, связанные с защитой
  • Транспортные белки

Полимеры

Есть и другие полимеры, входящие в состав клеточной стенки растений. После целлюлозы наиболее распространенным компонентом является лигнин. Это жесткий аморфный полимер, который является результатом объединения фенилпропиловых спиртов и различных кислот. Обычно он накапливается на второстепенных стенах. Однако иногда они могут появляться в средней пластинке мертвой или некротической ткани.

Теме статьи:

Гиббереллины

Кутин и суберин — другие полимеры клеточной стенки растений. Они состоят из длинноцепочечных жирных кислот, связывание которых друг с другом создает жесткую трехмерную сеть. Оба полимера обычно накапливаются на вторичных стенах, но они также могут проявляться на первичных стенах в исключительных случаях.

Остается выделить воск. Они не обеспечивают жесткости, но да, водонепроницаемость. Кутин и суберин также обеспечивают небольшую гидроизоляцию, но не настолько.

В биологии в целом клетки — это целый мир, который до сих пор исследуется. Мы говорили здесь только о части растительных клеток, но есть еще кое-что, что нужно узнать.


Клеточная стенка | Описание, свойства, компоненты и связь

растительная клетка

См. все среды

Связанные темы:
пектин первичная клеточная стенка слизь вторичная клеточная стенка сотовая пластина

Просмотреть все связанные материалы →

клеточная стенка , особая форма внеклеточного матрикса, которая окружает каждую клетку растения. Клеточная стенка отвечает за многие характеристики, которые отличают клетки растений от клеток животных. Хотя клеточная стенка часто воспринимается как неактивный продукт, служащий в основном механическим и структурным целям, на самом деле она выполняет множество функций, от которых зависит жизнь растений. К таким функциям относятся: (1) обеспечение живой клетки механической защитой и химически буферной средой, (2) обеспечение пористой среды для циркуляции и распределения воды, минералов и других малых молекул питательных веществ, (3) обеспечение жестких строительных блоков из которых могут быть получены стабильные структуры более высокого порядка, такие как листья и стебли, и (4) предоставление места хранения регуляторных молекул, которые обнаруживают присутствие патогенных микробов и контролируют развитие тканей.

Некоторые прокариоты, водоросли, слизевики, водяные плесени и грибы также имеют клеточные стенки. Стенки бактериальных клеток характеризуются наличием пептидогликана, тогда как в стенках архей это химическое вещество отсутствует. Клеточные стенки водорослей аналогичны клеточным стенкам растений, и многие из них содержат специфические полисахариды, полезные для таксономии. В отличие от клеточных стенок растений и водорослей, клеточные стенки грибов полностью лишены целлюлозы и содержат хитин. Объем этой статьи ограничен стенками клеток растений.

Механические свойства

Все клеточные стенки содержат два слоя: среднюю пластинку и первичную клеточную стенку, и многие клетки образуют дополнительный слой, называемый вторичной стенкой. Средняя пластинка служит цементирующим слоем между первичными стенками соседних клеток. Первичная стенка представляет собой целлюлозосодержащий слой, выложенный делящимися и растущими клетками. Чтобы обеспечить расширение клеточной стенки во время роста, первичные стенки тоньше и менее жесткие, чем у клеток, которые прекратили рост. Полностью выросшая растительная клетка может сохранять свою первичную клеточную стенку (иногда утолщая ее) или может откладывать дополнительный, ригидный слой другого состава, являющийся вторичной клеточной стенкой. Вторичные клеточные стенки отвечают за большую часть механической поддержки растения, а также за механические свойства, ценимые в древесине. В отличие от постоянной жесткости и несущей способности толстых вторичных стенок, тонкие первичные стенки способны выполнять структурную, опорную роль только тогда, когда вакуоли внутри клетки заполнены водой до такой степени, что они оказывают тургорное давление на нее. клеточная стенка. Индуцированное тургором усиление первичных стенок аналогично усилению сторон пневматической шины давлением воздуха. Увядание цветков и листьев вызывается потерей тургорного давления, что, в свою очередь, происходит из-за потери воды клетками растения.

Компоненты

Хотя первичный и вторичный слои стенок различаются по детальному химическому составу и структурной организации, их основная архитектура одинакова и состоит из волокон целлюлозы с высокой прочностью на растяжение, встроенных в водонасыщенную матрицу полисахаридов и структурных гликопротеинов.

Викторина «Британника»

Викторина «Части клетки»

Целлюлоза состоит из нескольких тысяч молекул глюкозы, соединенных друг с другом. Химические связи между отдельными субъединицами глюкозы придают каждой молекуле целлюлозы плоскую лентовидную структуру, которая позволяет соседним молекулам соединяться латерально в микрофибриллы длиной от двух до семи микрометров. Фибриллы целлюлозы синтезируются ферментами, плавающими в клеточной мембране, и располагаются в виде розетки. Каждая розетка способна «вкручивать» микрофибриллу в клеточную стенку. Во время этого процесса по мере того, как к растущему концу фибриллы добавляются новые субъединицы глюкозы, розетка проталкивается вокруг клетки по поверхности клеточной мембраны, и ее фибрилла целлюлозы оборачивается вокруг протопласта. Таким образом, каждую растительную клетку можно рассматривать как создающую свой собственный кокон из целлюлозных волокон.

Матричные полисахариды

Двумя основными классами полисахаридов матрикса клеточной стенки являются гемицеллюлозы и пектиновые полисахариды, или пектины. Оба синтезируются в аппарате Гольджи, доставляются на поверхность клетки в виде мелких везикул и секретируются в клеточную стенку.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подписаться сейчас

Гемицеллюлозы состоят из молекул глюкозы, расположенных встык, как в целлюлозе, с короткими боковыми цепями ксилозы и других незаряженных сахаров, присоединенных к одной стороне ленты. Другая сторона ленты плотно прилегает к поверхности фибрилл целлюлозы, тем самым покрывая микрофибриллы гемицеллюлозой и предотвращая их неконтролируемое слипание. Было показано, что молекулы гемицеллюлозы регулируют скорость расширения первичных клеточных стенок во время роста.

Гетерогенные, разветвленные и сильно гидратированные пектиновые полисахариды отличаются от гемицеллюлозы важными аспектами. В частности, они заряжены отрицательно из-за остатков галактуроновой кислоты, которые вместе с молекулами рамнозы образуют линейную основу всех пектиновых полисахаридов. Остов содержит участки чистых остатков галактуроновой кислоты, прерываемые сегментами, в которых чередуются остатки галактуроновой кислоты и рамнозы; к этим последним сегментам присоединены сложные разветвленные боковые цепи сахара. Из-за своего отрицательного заряда пектиновые полисахариды прочно связываются с положительно заряженными ионами или катионами. В клеточных стенках ионы кальция прочно сшивают участки чистых остатков галактуроновой кислоты, оставляя сегменты, содержащие рамнозу, в более открытой, пористой конфигурации. Это поперечное сшивание создает свойства полужесткого геля, характерные для матрикса клеточной стенки — процесс, используемый при приготовлении желейных консервов.

Как растительная клетка строит новую клеточную стенку при делении? · Frontiers for Young Minds

Abstract

Если вы живете в квартире или доме, вы заметите, что в вашем доме есть разные комнаты, разделенные стенами. Растение похоже на ваш дом, за исключением того, что в нем много маленьких комнат, называемых клетками. Клетки растений, как и комнаты, также разделены клеточными стенками. Клеточные стенки уникальны и не встречаются в клетках животных. В здании, если вы хотите превратить одну большую комнату в две маленькие, вы строите новую стену, чтобы разделить ее. Это похоже на то, как растительная клетка делится на две клетки во время клеточного деления. Чтобы построить стену в здании, вам нужно нанять строителей, разработать план здания, купить строительные материалы и, наконец, собрать стену. Как растительная клетка справляется с этими разными задачами? В этой статье объясняется, как строится клеточная стенка в растительной клетке во время клеточного деления.

Что такое клеточная стенка растений?

Чтобы растения и животные росли, их клетки должны делиться, чтобы произвести больше клеток. В процессе клеточного деления одна клетка становится двумя. Этот процесс отличается в растительных и животных клетках, потому что растительные клетки имеют клеточных стенок . Когда вы посмотрите на корень растения через микроскоп, вы обнаружите, что корень выглядит как сетка (рис. 1А). Каждый квадрат в сетке представляет собой одну ячейку. Присмотревшись к границе ячейки, вы увидите, что структура отделяет одну ячейку от соседних ячеек. Это клеточная стенка. В дополнение к разделению, клеточные стенки растений также обеспечивают физическую поддержку клеток и защиту от патогенов, которые хотят вторгнуться в клетки. Чтобы растительные клетки могли делиться, необходимо построить новую клеточную стенку, чтобы создать две клетки из одной. Процесс построения новой клеточной стенки, отделяющей делящуюся растительную клетку, называется 9. 0015 цитокинез растений .

  • Рисунок 1. Клеточные стенки разделяют растительные клетки.
  • (A) Клетки кончика корня выглядят под микроскопом как сетка из-за хорошо видимых клеточных стенок. Масштабная линейка измеряет 0,01 мм. (B) Увеличив желтое поле (A) , вы можете увидеть, что стенки клеток полностью окружают каждую клетку. (C) Если еще больше увеличить желтый прямоугольник в (A) , видно, что клеточная стенка содержит строительные блоки, состоящие из сахарных полимеров, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин и белки.

Как ячейка выбирает строительную площадку?

В здании вы можете рисовать отметки на земле и стенах, чтобы показать рабочим, где построить новую стену. В растительной клетке структура, называемая препрофазной полосой , отмечает зону деления, когда клетка собирается делиться (рис. 2А). Структуры, называемые микротрубочками и микрофиламентами, составляют препрофазную полосу. После формирования зоны деления полоса препрофазы исчезает. Но клетка все равно «помнит» местонахождение зоны деления, чтобы направить находящихся в ней рабочих к тому месту, где должна быть построена новая клеточная стенка.

  • Рисунок 2. Цитокинез растений завершается построением новой клеточной стенки.
  • (A) Препрофазная полоса отмечает зону деления, чтобы клетка знала, где строить новую стенку. (B) Везикулы переносят строительные материалы клеточной стенки и белковые «рабочие» по дорожкам, называемым микротрубочками, в зону деления. (C) Везикулы сливаются в центре зоны деления и образуют клеточную пластинку, которая является началом клеточной стенки. По мере добавления материалов ячеистая пластина расширяется по направлению к существующей стене. (D) Когда новая клеточная стенка завершена, одна большая клетка становится двумя маленькими.

Что такое строительные материалы для клеточной стенки?

Строительные блоки являются основным компонентом стен в некоторых зданиях, а бетон — это материал, который скрепляет эти блоки. В клеточных стенках растений есть различные строительные блоки, такие как целлюлоза, гемицеллюлоза и каллоза. Считается, что для бетона клетки используют вещество под названием пектин . Все три строительных блока и бетон состоят из разных видов сахаров. Целлюлоза является основным упрочнителем клеточной стенки. Целлюлоза в клеточной стенке организована в прочные пучки, называемые микрофибриллами. Микрофибриллы целлюлозы служат основой клеточной стенки (рис. 1С). Пектин, бетон клеточной стенки растений, более гибкий, чем целлюлоза, и позволяет клеточной стенке растягиваться. Ветви гемицеллюлозы соединяют целлюлозные балки и все окружены гибкими пектиновыми нитями, образующими прочную сеть. Специальный строительный блок, называемый каллоза, используется только временно в новой клеточной стенке, чтобы стабилизировать строительную площадку и убедиться, что другие строительные блоки уложены правильно [1, 2]. В дополнение к этим блокам и бетону, сделанным из сахара, клеточная стенка также содержит множество белков, разбросанных по всему телу. Некоторые из этих белков участвуют в изменении и росте клеточной стенки. Но многие функции этих белков до сих пор неизвестны.

Подготовка блоков, бетона и рабочих

В здании материалы для строительства стен производятся строительными компаниями и затем доставляются на строительную площадку. Клетки растений не могут получать строительные материалы извне; вместо этого клетки сами производят блоки и бетон. Пектин и гемицеллюлоза производятся в мембранной структуре, называемой аппаратом Гольджи, который работает как фабрика по производству сахарных полимеров. Пектин и гемицеллюлоза доставляются на строительную площадку в течение везикулы , представляющие собой пакеты из мембран. Целлюлоза и каллоза производятся на строительных площадках.

Белки, строящие клеточную стенку, также производятся в клетке. Этим белкам поручены определенные задачи, включая изготовление строительных материалов, доставку материалов и сборку клеточной стенки. Каждый белок отвечает только за одну конкретную работу. Например, белок под названием KNOLLE отвечает за слияние пузырьков вместе в месте построения [3] (рис. 3А).

  • Рисунок 3. Цитокинез необходим для роста растений.
  • (A) Успешный цитокинез без химического ингибитора. Рабочий белок KNOLLE, показанный зеленым флуоресцентным цветом, находится в клеточной пластинке и во вновь формирующейся клеточной стенке. (B) При добавлении химического ингибитора цитокинез нарушается, и новая клеточная стенка не формируется. В (A,B) масштабная линейка имеет размер 0,01 мм. (C) В целом химические ингибиторы цитокинеза явно подавляют рост растений.

Как клетка собирает клеточную стенку?

Ячейка делит рабочих и материалы на две зоны, по одной с каждой стороны строительной площадки. Каждая зона начинается с построения путей доставки из микротрубочек. Затем блоки, бетон и рабочие доставляются по дорожкам микротрубочек через пузырьки на строительную площадку (рис. 2В). Рабочие соединяют везикулы вместе, чтобы начать строительство новой клеточной стенки. Когда достаточное количество пузырьков соединено, образуется структура, называемая 9.0015 клеточная пластина (рис. 2C). Вы можете думать о клеточной пластине как о промежуточной клеточной стенке, более гибкой, чем окончательная стенка, которая остается до завершения строительства.

В здании стены из блоков и бетона возводятся снизу вверх. Интересно, что клеточные стенки растений строятся от центра наружу. Новая клеточная стенка расширяется от центральной точки к краю старой клеточной стенки. В начале строительства клеточной стенки везикулы доставляются в центральную точку, передавая материалы рабочим. По мере расширения клеточной пластины пути доставки и места доставки пузырьков расширяются (рис. 2С). Таким образом, везикулы всегда доставляются к краю клеточной пластинки. Расширение не прекращается до тех пор, пока клеточная пластинка не встретится со старой клеточной стенкой. Наконец, новая стена завершена, и одна большая ячейка становится двумя меньшими ячейками (рис. 2D). По мере того, как клеточная стенка продолжает созревать, центральный слой клеточной пластинки, содержащий много пектина, помогает склеивать соседние клетки [2, 4, 5] (рис. 1В, В).

Почему важно изучать цитокинез растений?

Почему так важно изучать цитокинез растений? Могут ли растения расти без него? Чтобы ответить на эти вопросы, мы используем химические ингибиторы, чтобы разрушить его. С химическим ингибитором строительство новой клеточной стенки нарушается, оставляя зазор в центре (рис. 3В). Если вы посмотрите на все растение после обработки химическим ингибитором, корень будет намного короче, чем корень растения без ингибитора (рис. 3С). Этот эксперимент говорит нам о том, что дефекты в построении новой клеточной стенки замедляют рост растений. Растение не может расти без растительного цитокинеза. Без него новая клеточная стенка не будет завершена, две маленькие клетки не будут разделены, и растения не выживут.

На основании дальнейших исследований мы знаем, что этот химический ингибитор только нарушает использование каллозы [6], одного из строительных блоков клеточной стенки. Как известно, для цитокинеза растений требуется больше блоков, чем просто каллоза. Любая ошибка в производстве, доставке или сборке любого из материалов клеточных стенок или рабочих вызовет проблемы в цитокинезе растений. Одним из применений этих знаний является разработка гербицидов. Некоторые гербициды, используемые для уничтожения сорняков, основаны на ингибировании цитокинеза.

Благодарности

Эта работа была поддержана грантом NSF MCB 1818219 и наградой Министерства сельского хозяйства США CA-D-PLS-2132-H для GD. Мы благодарим доктора Дестини Дж. Дэвис за чтение и редактирование этой рукописи.

Глоссарий

Стенка клетки : ↑ Стенка, окружающая растительную клетку, которая может обеспечить структурную поддержку и защиту клетки.

Цитокинез растений : ↑ Процесс построения новой клеточной стенки для разделения делящейся растительной клетки.

Препрофазная лента : ↑ Структура, состоящая из микротрубочек и микрофиламентов, которая может отмечать зону клеточного деления, когда клетки собираются делиться.

Микротрубочки : ↑ Один из видов белковых полимеров, обнаруженных в клетках растений и животных, которые могут обеспечивать структурную поддержку клетки, а также функционировать в качестве пути доставки для транспортировки внутри клетки.

Пектин : ↑ Тип полимера сахара, присутствующий в клеточных стенках и обладающий липкими свойствами.

Целлюлоза : ↑ Тип сахарной цепи, которая служит основным упрочнением клеточной стенки.

Везикулы : ↑ Тип упаковки, изготовленной из мембраны и способной переносить грузы из одного места в другое внутри клетки.

Клеточная пластина : ↑ Промежуточная структура, образующаяся во время деления растительной клетки, которая созревает в новую клеточную стенку.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

[1] ↑ Drakakaki, G. 2015. Отложение полисахаридов во время цитокинеза: проблемы и перспективы на будущее. Растениевод. 236:177–84. doi: 10.1016/j.plantsci.2015.03.018

[2] ↑ Samuels, A.L., Giddings, TH, and Staehelin, L.A. 1995. Цитокинез в клетках BY-2 табака и кончика корня: новая модель формирования клеточной пластинки у высших растений. J. Cell Biol. 130:1345–57. doi: 10.1083/jcb.130.6.1345

[3] ↑ Лаубер, М. Х., Вайзенеггер, И., Штайнманн, Т., Шварц, Х., Майер, У., Хванг, И., и др. 1997. Белок KNOLLE Arabidopsis представляет собой цитокинез-специфический синтаксин. J. Cell Biol. 139:1485–93. doi: 10.1083/jcb.139.6.1485

[4] ↑ Смертенко А., Ассаад Ф., Балушка Ф., Безанилла М., Бушманн Х., Дракакаки Г. и др. 2017. Цитокинез растений: терминология структур и процессов. Trends Cell Biol. 27:885–94. doi: 10.1016/j.tcb.