wykład # 6 11..01.2006
Ø Kamforowce to rośliny zimozielone rosnące w Japonii; ich młode pędy są zielonego koloru; należą do rodziny Laureaceae; osiągają ogromne rozmiary dzięki „zaplataniu” się włókien drewna. Naturalne stanowisko kamforowca to południe Honsiu. Kamforowce posiadają kambium, które brązowieje w wyniku styczności z powietrzem (np. po przecięciu).
Ø Drewno dorosłego drzewa charakteryzuje się dużą odpornością mechaniczną dzięki zaplataniu się włókien ksylemu kolejnych warstw (kolejne warstwy włókien odkładane są pod różnymi kątami).
Ø Komórkę inicjalną kambium można rozpoznać badając częstotliwość podziałów antyklinalnych. Można również wykonać badania nad ekspresją specyficznych genów (cięcie kambium na warstwy i badanie).
Ø W pierwszych latach aktywności kambium u kamforowca (2 rok) rozpoczyna się tzw mikrocykl (roczny) zmian nachylenia kambium (pół roku skręt w jedną stronę, pół roku w drugą. Zgodnie z hipotezą prof. Zagórskiej Marek J mikrocykl jest wynikiem działania monsunów (po monsunie drzewa wytwarzają młode pędy à aktywacja merystemu apikalnego; nowe liście produkują dużo auksyn, które mogą mieć wpływ na kąt nachylenia podziałów kambium).
Ø Właściwy cykl zaplatania włókien trwa 20 lat, więc można go obserwować dopiero u starszych okazów.
Ø Cytoszkielet tubulinowy w inicjałach kambialnych jest bardzo delikatny, ale widać wyraźny ukośny układ mikrotubul. W komórkach przyległych komórkom inicjalnym cytoszkielet jest już nieco grubszy; mikrotubule mają tu czasem pofalowany przebieg.
Ø Helikalny układ mikrotubul wyklucza możliwość powstania opaski preprofrazowej w jednej płaszczyźnie; stąd powstała hipoteza o istnieniu ukośnych obręczy układu mikrotubul.
Ø W komórkach różnicujących się cytoszkielet jest masywny, widać efekt przekrzyżowania mikrotubul (patrząc na całą komórkę z boku) à przekrzyżowanie świadczy o układzie helikalnym.
Ø Komórki olejowe to idioblasty charakterystyczne dla pierwotnych dwuliściennych (Magnoliophyta, Lauraceae), zapylanych przez chrząszcze kierujące się zmysłem powonienia; zatem komórki olejowe funkcjonują jako element wabiący owady.
Ekspansyny
§ Ekstensyny to białka elastyczne spinające mikrofibrylle celulozowe w ścianie komórkowej, nie można ich mylić z ekspansynami.
§ W ścianie znajdują się enzymy szlaku syntezy ligniny, a także degradujące ścianę.
§ Ekspansyny w środowisku kwaśnym oddzielają hemicelulozy od mikrofibrylli (rozkładają wiązanie wodorowe; ekspansyny nie są białkami enzymatycznymi, ponieważ wiązanie wodorowe nie jest typowym wiązaniem chemicznym).
§ Komórki posiadające ściany komórkowe posiadają receptory (w ścianie rzecz jasna), które rozpoznają komórki sąsiednie.
Elicytacja
§ Elicytacja – proces, w którym enzymy ściany komórkowej (podczas kontaktu ze ścianą patogena, np. bakterii) rozkładają ścianę agresora. Polisacharyd budujący ścianę patogena cięty jest na oligosacharydy, które migrują wewnątrz ściany komórki roślinnej i docierają do plazmalemmy (gdzie łączą się z receptorami). Stąd informacja biegnie do jądra komórkowego; następuje ekspresja genów odpowiedzialnych za produkcję fitoaleksyn (antybiotyków roślinnych).
§ Zatem ściana komórkowa wpływa na ekspresję genów i modyfikuje metabolizm komórki.
§ Komórka produkuje fitoaleksyny tylko, gdy są potrzebne; niestety nie da się wykorzystać tego w rolnictwie, chociaż znane są substancje (np. elicytol), które zmuszają komórkę do produkcji antybiotyków. Takiego traktowania komórka się oczywiście nie spodziewała, więc osłabła bidulka i wszystkie pyry padły.
Zapylanie
§ Gdy ziarno pyłku pada na znamię słupka, komórki znamienia identyfikują ziarno i sprawdzają jego kompatybilność.
· Ziarno niekompatybilne – pochodzi od tego samego kwiatu (zapobiega to zapylaniu wsobnemu); niekompatybilne są też ziarna pyłku innych roślin (chociaż występują czasem hybrydyzacje między gatunkami).
· Ziarno pyłku kompatybilne jest rozpoznawane i w ciągu kilku minut komórki znamienia zapadają się wydzielając wodę z węglowodanami, solami mineralnymi i hormonami, które powodują kiełkowanie łagiewki. łagiewka może kiełkować tylko w środowisku hipertonicznym.
§ Ziarno pyłku otoczone jest egzyną zbudowaną ze sporopoleniny (po raz pierwszy wytworzonej przez pierwotne zielenice). Sporopolenina to biopolimer odporny na biodegradację.
§ Łagiewka pyłkowa kiełkuje dzięki obecności szczelin i otworków pozbawionych sporopoleniny; w tych miejscach znajdują się białka wywołujące katar sienny (np. profilina – białko związane z aktyną; silny alergen).
§ Urzeźbienie powierzchni ziaren pyłku jest charakterystyczne gatunkowo à zajmuje się tym palinologia.
§ Kiełkująca łagiewka osiąga wielkie rozmiary (u kukurydzy nawet kilkanaście cm); jej wzrost jest szczytowy; cała treść łagiewki przesuwa się do przodu (czoła), a pusta przestrzeń z tyłu oddzielana jest koreczkami kalozowymi.
Typy ściany komórkowej (ze względu na wypełniacz)
§ Typ I (XyG) – ksyloglukany
§ Typ II (GAX) – glukuronoarabinoksylany
Ø Wszystkie dwuliścienne posiadają I typ ściany (XyG), natomiast w obrębie jednoliściennych występują oba typy (oznacza to, że w pewnym momencie ewolucji nastąpiła zmiana składu ściany):
Ø XyG – Obrazkowate, Liliowate, Storczykowate
Ø GAX – Ananasowate, Trawy, Turzyce, Imbirowate, Palmy
Ø Plasmodesmy to połączenia protoplasów. Retikulum obu komórek łączy się – tworzy się symplast. Przez plasmodesmy mogą przenikać duże cząsteczki (RNA, białka).
Ø Komórki o różnym programie (różnej ekspresji genów) są oddzielone od siebie kalozą (aby nie zachodziła wymiana RNA).
1
nauka877