ما هي اجزاء الخلية النباتية ووظائفها؟

الخلية النباتية هي خلية حقيقية النواة لأنها تحتوي على نواة محددة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في إنتاج طعامها باستخدام ضوء الشمس ، في عملية التمثيل الضوئي.

تتكون الخلايا النباتية من جدار خلوي وغشاء بلازما ونواة وسيتوبلازم وبلاستيدات وعضيات أخرى ، والتي سيتم وصفها أدناه.

1. نواة

نواة الخلية النباتية مسؤولة عن المعلومات الجينية وانقسام الخلايا. يتم تعريفه من خلال بنية غشاء مزدوج ، الغلاف النووي ، الذي يحيط الجينوم أو المادة الوراثية للخلية النباتية.

يندمج الغشاء الداخلي والغشاء الخارجي للمغلف النووي في مناطق معينة ، مكونين ممرات مفتوحة أو مسام نووية. تمر جزيئات مختلفة عبر هذه الفتحات بين النواة والسيتوبلازم.

داخل النواة توجد النواة ، وأجسام كاجال ، والأجسام الضوئية ، والجينوم. يتم تنظيم هذا الأخير في الكروماتين ، وهو ارتباط الحمض النووي والبروتينات.

2. الشبكة الأندوبلازمية

الشبكة الإندوبلازمية هي عضية ديناميكية في تجديد مستمر. وهي مكونة من أنابيب وأكياس غشائية مترابطة. في الخلايا النباتية المنتفخة ، يتم ضغط الشبكة الإندوبلازمية بين غشاء البلازما والفجوة المركزية.

تعتبر الشبكة الإندوبلازمية مسؤولة عن العديد من العمليات الهامة ، مثل تركيب البروتينات الإفرازية والدهون الأساسية وتخزين الكالسيوم ومستقبلات إشارة الهرمونات.

3. جهاز جولجي

جهاز جولجي هو العضية المسؤولة عن العمل كوسيط في النقل والمعالجة البروتينات والدهون ، من الشبكة الإندوبلازمية إلى الفضاء خارج الخلية أو الفجوة وسط.

يتكون جهاز جولجي في الخلية النباتية من أكياس غشائية مكدسة تعمل وتتحرك بشكل مستقل ، على عكس جهاز جولجي في الخلية الحيوانية. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم جهاز جولجي في النبات بتركيب عديد السكاريد الموجود في جدار الخلية بخلاف السليلوز.

4. غشاء بلازمي

تم العثور على غشاء البلازما في جميع خلايا الكائنات الحية. تحدد حدود الخلية وفصل الفضاء الخارجي عن الداخل الخلوي. بالإضافة إلى أنه يسمح بمرور وخروج مركبات معينة حسب احتياجات الخلية.

يتكون غشاء البلازما من طبقتين متداخلتين من الدهون أو طبقة ثنائية للدهون ، حيث تكون الدهون الرئيسية هي الدهون الفوسفورية. الدهون الأخرى في غشاء بلازما الخلية النباتية هي جلوكوسيريبروسيد ، جالاكتوزيل جليسريد ، كامبيستيرول ، سيتوستيرول ، وستيغماستيرول.

تطفو بين الفوسفوليبيدات مجموعة كبيرة ومتنوعة من البروتينات ، والتي تعمل كقنوات ، ومستقبلات إشارات ، ومضخات أيونية ، وبروتينات التعرف.

ينتج غشاء البلازما للخلية النباتية أنابيب تمر عبر المسام في جدار الخلية وتؤسس اتصالًا مع الخلايا الأخرى.

5. الجدار الخلوي

جدار الخلية النباتية هو العضية الواقية للخلية النباتية. يقع خارج غشاء البلازما. إنه مصنوع من السليلوز ، وهو بوليمر من العديد من جزيئات الجلوكوز المرتبطة ببعضها البعض.

جدار الخلية عبارة عن غطاء مرن ولكنه قوي يعطي الخلية شكلها. يشكل السليلوز أشعة جدار الخلية ، يتم لصقها معًا بواسطة البكتين والهيميسليلوز. تسمح هذه التركيبة لجدار الخلية بالنمو والتوسع والتكيف مع الإجهاد الميكانيكي.

يتم إفراز العديد من المواد ، مثل العناصر الغذائية والهرمونات والإنزيمات والببتيدات ، في جدار الخلية وتنتقل عبر الجدار إلى الخلايا المجاورة.

6. فجوة عصارية

الفجوة عبارة عن كيس غشائي داخل الخلية حيث يتم تخزين المحتوى المنفصل عن السيتوبلازم. تتميز الخلية النباتية بوجود فجوة تشغل جزءًا كبيرًا من الفضاء الخلوي ، والمعروفة باسم الفجوة المركزية. يتم فصل هذا عن السيتوبلازم بواسطة غشاء بسيط يسمى تونوبلاست ، بسمك 10 نانومتر ، والذي يتحكم في دخول وخروج الماء من الفجوة.

الوظيفة الرئيسية للفجوة المركزية هي تخزين المياه. بعد ذلك ، تتراكم الأصباغ القابلة للذوبان في الماء مثل الأنثوسيانين في فجوات في خلايا البشرة وتضفي اللون الأرجواني والأحمر والأزرق إلى العديد من البتلات والأوراق. يتم تكييف فجوات البذور لتخزين البروتينات.

الفجوة هي موقع إزالة السموم من الجزيئات الضارة ، فهي تجمع مركبات كيميائية لدفاع النبات ضد الحيوانات العاشبة وتتحكم في انتفاخ الخلية. إنه ضروري في توازن الأس الهيدروجيني والأيونات. يتحكم هرمون النبات في حجمه.

7. إندوسومات

الإندوسومات هي حجرة الحويصلة للخلية. وتتكون من كرات صغيرة أو أكياس غشائية تحيط بمحتويات مختلفة.

تعمل الإندوسومات كمخزن للمواد ، في إعادة تشكيل غشاء البلازما وتنظيم حركة البروتين والدهون في نظام الغشاء الداخلي.

على عكس الخلية الحيوانية ، تجمع الخلية النباتية بين الإندوسومات الجديدة والناضجة في شبكة الأغشية التي تستمر إلى جهاز جولجي.

8. قطرات الدهون

تتراكم الخلايا النباتية الدهون في السيتوبلازم على شكل قطرات أو قطرات صغيرة. تتكون بشكل أساسي من مركز كاره للماء من الدهون الثلاثية أو إسترات الستيرول المحاطة بطبقة أحادية من الفوسفوليبيد التي تنشأ في الشبكة الإندوبلازمية.

في النباتات ، ترتبط قطيرات الدهن بشكل شائع بالبذور الزيتية والفواكه ، والتي تُستخرج منها "الزيوت النباتية".

9. البلاستيدات

البلاستيدات عضيات ديناميكية ومتنوعة. الأكثر دراسة هي البلاستيدات الخضراء ، والتي سنصفها لاحقًا.

تصنع البلاستيدات الكلوروفيل والكاروتينات والأحماض الدهنية والدهون الأخرى. يمكن تصنيفها في مجموعات مختلفة حسب لونها وهيكلها:

• أميلوبلاست: بلاستيد حيث يتم تصنيع النشا وتخزينه. تم العثور عليها في الجذور والنباتات.
• البلاستيدات الخضراء: بلاستيد يحتوي على الكلوروفيل ، وهو المسؤول عن التمثيل الضوئي. توجد في أوراق وسيقان النباتات الخضراء.
• كروموبلاست: بلاستيدات متخصصة في تصنيع وتخزين أصباغ الكاروتين. توجد في الزهور والفواكه والأوراق والجذور. على سبيل المثال ، يتم تخزين اللايكوبين وبيتا كاروتين في البلاستيدات الملونة لفاكهة الطماطم.
• Elaioplast أو oleoplast: بلاستيدات متخصصة في تصنيع الدهون. توجد في هياكل تطوير حبوب اللقاح.
• إتيوبلاست: هي سلائف البلاستيدات الخضراء. توجد في النباتات التي تنمو في الظلام.
• جيرونتوبلاست: البلاستيدات المشتقة من البلاستيدات الخضراء في الأوراق التي تبدأ بالشيخوخة.
• ليوكوبلاست: بلاستيد أبيض أو عديم اللون. توجد في الأنسجة التي لا تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، مثل الدرنات والجذور وأعضاء تخزين الدهون.
• بروبلاستيد: بلاستيدات سليفة غير مميزة. توجد في خلايا النسيج الجنيني والبويضة وحبوب اللقاح.

يمكن أن تتحول البلاستيدات إلى أنواع مختلفة خلال دورة حياة النبات. على سبيل المثال ، عند تعرضها للضوء ، يمكن أن تتحول البلاستيدات إلى البلاستيدات الخضراء. في المقابل ، يمكن أن تتحول البلاستيدات الخضراء إلى صانعات الشيخوخة عندما يتحلل الكلوروفيل ، أو إلى صانعات صبغية عندما تنضج الثمار.

10. البلاستيدات الخضراء

البلاستيدات الخضراء هي عضيات الخلية النباتية المسؤولة عن التمثيل الضوئي. تحتوي على الكلوروفيل ، وهو صبغة خضراء تعطي اللون المميز لأوراق وسيقان النباتات. ينتمون إلى عائلة بلاستيد الخلية النباتية ، الموجودة في الطحالب الخضراء ، الأشنات ، الطحالب ، والنباتات العليا.

تستخدم البلاستيدات الخضراء ثاني أكسيد الكربون والماء ، في وجود ضوء الشمس ، لإنتاج السكريات البسيطة التي هي مصدر الغذاء للنبات.

تكون البلاستيدات الخضراء النموذجية مستديرة ومسطحة ، ويبلغ طولها من 5 إلى 10 ميكرومتر ، ولها غشاء داخلي وخارجي. يحيط الغشاء الداخلي السدى ، حيث توجد الثايلاكويدات:

• الثايلاكويدات الحبيبية: يتم ضغطها في أكوام تسمى جرانا حيث يمكن أن تحتوي الحبيبة الفردية على 2-30 ثايلاكويد.
• الثايلاكويدات الحبيبية أو الثايلاكويدات اللحمية: التي هي فضفاضة في السدى.

تحافظ البلاستيدات الخضراء على الجينوم الخاص بها مع 120 جينًا ضروريًا لأنشطتها. هذه هي المسؤولة عن تخليق المركبات ، مثل الأحماض الأمينية والهرمونات النباتية والنيوكليوتيدات والفيتامينات والدهون.

من ناحية أخرى ، يكتشف البلاستيدات الخضراء الظروف البيئية وتوليف المركبات التي تسمح للنباتات بالتعامل مع الإجهاد البيئي ، مثل التغيرات في درجة الحرارة والملوحة والجفاف. وقد لوحظ أيضًا أن البلاستيدات الخضراء تعمل في آليات دفاع النبات ضد هجوم العوامل الحيوية ، مثل الحشرات والفطريات والفيروسات والبكتيريا.

11. الميتوكوندريا

في النباتات ، توفر الميتوكوندريا جزيئات الطاقة في شكل ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) في السيتوبلازم. بالإضافة إلى ذلك ، تتم معالجة بعض الأحماض الأمينية والأحماض النووية والدهون والهرمونات النباتية في هذه العضيات.

تتحكم الميتوكوندريا في الخلية النباتية أيضًا في توازن التفاعلات الكيميائية لـ الأكسدة والاختزال وله دور في إشارات الخلية ومقاومتها الأمراض.

تشبه الميتوكوندريا النباتية الميتوكوندريا الحيوانية من حيث أنها تحتوي على غشاءين: داخلي وخارجي. يتم طي بعض أجزاء الغشاء الداخلي لتكوين أكياس تسمى cristae.

12. الريبوسوم

تشبه ريبوسومات الخلية النباتية ريبوسومات الخلية الحيوانية. يؤدون وظيفة تخليق البروتين ، من المعلومات الجينية المخزنة في النواة أو الميتوكوندريا أو البلاستيدات الخضراء في الخلية النباتية.

يتكون الريبوسوم من وحدتين فرعيتين تسمى 40S و 60S. تشتمل كل من هذه الوحدات الفرعية على الحمض النووي الريبي (RNA) وحمض الريبونوكلييك (ribonucleic acid).

13. بيروكسيسوم

البيروكسيسومات عبارة عن حويصلات منفذة تحتوي على تفاعلات مؤكسدة مختلفة. هذا يسمح للإشارات الأيضية وردود فعل إزالة السموم للحد من الأضرار الجانبية.

تكون البيروكسيسومات صغيرة ، يتراوح قطرها بين 1-2 ميكرومتر ، وتكون كروية بشكل عام. يمكن أن تترافق مع قطرات الدهون والبلاستيدات والميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية.

تعتمد كمية البيروكسيسومات على نوع الخلية ومرحلة التطور والظروف البيئية. على سبيل المثال ، في ظل ظروف الإجهاد يزداد عدد البيروكسيسومات.

لا غنى عن البيروكسيسومات في الخلية أثناء التطور المبكر ، عندما تعتمد الشتلات على تكسير الدهون قبل أن تتمكن من بدء عملية التمثيل الضوئي.

14. روابط بلازمية

وصفات البلازما هي مسام توفر استمرارية غشاء البلازما والسيتوبلازم من خلال جدار الخلية. بأقطار خارجية تتراوح من 25 إلى 50 نانومتر وتمتد عبر عرض جدار الخلية ، فهي موجودة في بعض مجموعات الطحالب وفي جميع النباتات البرية.

تعتبر البيانات الوصفية المترابطة ضرورية لنمو النبات ، من خلال السماح بالتبادل بين الخلايا للعديد من الجزيئات.

مراجع

كانغ ، بي إتش وآخرون. (2022) مسرد لهياكل الخلايا النباتية: الرؤى الحالية والأسئلة المستقبلية. الخلية النباتية 34: 10-52. دوى: 10.1093 / plcell / koab247.
Sadali NM ، Sowden RG ، Ling Q ، Jarvis P. (2019) التمايز بين البلاستيدات والكروموبلاست الأخرى في النباتات. تقارير الخلية النباتية 38: 803. دوى: 10.1007 / s00299-019-02420-2.
سونغ ، واي. ، فنغ ، إل ، اليافي ، ماجستير ، جليل ، أ ، رن ، إم. (2021). وظيفة البلاستيدات الخضراء في استجابات إجهاد النبات. المجلة الدولية للعلوم الجزيئية 22: 13464. https://doi.org/10.3390/ijms222413464