Was sind die Teile der Pflanzenzelle und ihre Funktionen?

Die Pflanzenzelle ist eine eukaryotische Zelle, weil sie einen definierten Kern hat. Seine Hauptfunktion besteht darin, seine eigene Nahrung mit Sonnenlicht im Prozess der Photosynthese zu produzieren.

Pflanzenzellen bestehen aus einer Zellwand, einer Plasmamembran, einem Zellkern, Zytoplasma, Plastiden und anderen Organellen, die nachstehend beschrieben werden.

1. Kern

Der Zellkern der Pflanzenzelle ist für die Erbinformation und Zellteilung zuständig. Es wird durch eine Doppelmembranstruktur, die Kernhülle, definiert, die das Genom oder genetische Material der Pflanzenzelle umschließt.

Die innere Membran und die äußere Membran der Kernhülle verschmelzen in bestimmten Bereichen und bilden offene Durchgänge oder Kernporen. Verschiedene Moleküle passieren diese Öffnungen zwischen Zellkern und Zytoplasma.

Innerhalb des Kerns befinden sich der Nukleolus, Cajal-Körper, Photokörper und das Genom. Letzteres ist im Chromatin organisiert, das eine Assoziation von DNA und Proteinen ist.

2. Endoplasmatisches Retikulum

Das endoplasmatische Retikulum ist ein dynamisches Organell, das sich ständig erneuert. Es besteht aus kleinen miteinander verbundenen Schläuchen und Membranbeuteln. In vorgewölbten Pflanzenzellen wird das endoplasmatische Retikulum zwischen Plasmamembran und zentraler Vakuole eingeklemmt.

Das endoplasmatische Retikulum ist für mehrere wichtige Prozesse verantwortlich, wie z. B. die Synthese von sekretorische Proteine ​​und essentielle Lipide, Kalziumspeicher und Hormonsignalrezeptoren.

3. Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat ist das Organell, das dafür verantwortlich ist, als Vermittler beim Transport und bei der Verarbeitung zu dienen von Proteinen und Lipiden, vom endoplasmatischen Retikulum in den extrazellulären Raum oder die Vakuole zentral.

Der Golgi-Apparat in der Pflanzenzelle besteht aus gestapelten Membransäcken, die im Gegensatz zum Golgi-Apparat in der Tierzelle unabhängig funktionieren und sich bewegen. Außerdem synthetisiert der Golgi-Apparat in der Pflanze andere Zellwand-Polysaccharide als Zellulose.

4. Plasma Membran

Die Plasmamembran findet sich in allen Zellen von Lebewesen. Sie bestimmt die Grenzen der Zelle und die Trennung des Außenraums vom Zellinneren. Darüber hinaus ermöglicht es den Durchgang und Austritt spezifischer Verbindungen, je nach den Bedürfnissen der Zelle.

Die Plasmamembran besteht aus zwei überlappenden Lipidschichten oder Lipiddoppelschichten, wobei die Hauptlipide Phospholipide sind. Andere Lipide in der Plasmamembran der Pflanzenzelle sind Glucocerebroside, Galactosylglyceride, Campesterol, Sitosterol und Stigmasterol.

Zwischen den Phospholipiden schwimmt eine große Vielfalt an Proteinen, die als Kanäle, Signalrezeptoren, Ionenpumpen und Erkennungsproteine ​​fungieren.

Die Plasmamembran der Pflanzenzelle produziert Röhren, die durch Poren in der Zellwand führen und eine Kommunikation mit anderen Zellen herstellen.

5. Zellwand

Die Pflanzenzellwand ist das schützende Organell der Pflanzenzelle. Es befindet sich außerhalb der Plasmamembran. Es besteht aus Zellulose, einem Polymer aus vielen Glukosemolekülen, die miteinander verbunden sind.

Die Zellwand ist eine flexible, aber starke Hülle, die der Zelle ihre Form gibt. Zellulose bildet die Balken der Zellwand, zusammengeklebt durch Pektin und Hemizellulose. Diese Zusammensetzung ermöglicht es der Zellwand zu wachsen, sich auszudehnen und sich an mechanische Belastungen anzupassen.

Viele Substanzen wie Nährstoffe, Hormone, Enzyme und Peptide werden in die Zellwand sezerniert und wandern durch die Wand zu benachbarten Zellen.

6. Vakuole

Eine Vakuole ist ein Membransack innerhalb der Zelle, in dem vom Zytoplasma getrennter Inhalt gespeichert wird. Die Pflanzenzelle ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vakuole hat, die einen großen Teil des Zellraums einnimmt, die als zentrale Vakuole bekannt ist. Diese ist vom Zytoplasma durch eine einfache Membran namens Tonoplast mit einer Dicke von 10 Nanometern getrennt, die den Ein- und Austritt von Wasser aus der Vakuole kontrolliert.

Die Hauptfunktion der zentralen Vakuole besteht darin, Wasser zu speichern. Dann reichern sich wasserlösliche Pigmente wie Anthocyane in Vakuolen in Epidermiszellen an und verleihen vielen Blütenblättern und Blättern die violette, rote und blaue Farbe. Samenvakuolen sind an die Speicherung von Proteinen angepasst.

Die Vakuole ist der Ort der Entgiftung von schädlichen Molekülen, sie reichert chemische Verbindungen zur Abwehr der Pflanze gegen Fraßfeinde an und sie kontrolliert die Turgeszenz der Zelle. Es ist wichtig für das Gleichgewicht von pH und Ionen. Seine Größe wird durch das Pflanzenhormon Auxin gesteuert.

7. Endosomen

Endosomen sind das Vesikelkompartiment der Zelle. Es besteht aus kleinen Kugeln oder Membranbeuteln, die verschiedene Inhalte umschließen.

Endosomen fungieren als Stoffspeicher, beim Umbau der Plasmamembran und der Regulation des Protein- und Lipidtransports im inneren Membransystem.

Anders als die tierische Zelle vereint die Pflanzenzelle neue und reife Endosomen in dem Membrannetzwerk, das sich bis zum Golgi-Apparat fortsetzt.

8. Lipidtröpfchen

Pflanzenzellen reichern Lipide in ihrem Zytoplasma als kleine Tröpfchen oder Tröpfchen an. Sie bestehen hauptsächlich aus einem hydrophoben Zentrum aus Triglyceriden oder Sterolestern, das von einer Monoschicht aus Phospholipiden umgeben ist, die ihren Ursprung im endoplasmatischen Retikulum haben.

In Pflanzen werden Lipidtröpfchen häufig mit Ölsamen und Früchten in Verbindung gebracht, aus denen „pflanzliche Öle“ gewonnen werden.

9. Plastiden

Plastiden sind dynamische und vielfältige Organellen. Am besten untersucht ist der Chloroplast, den wir später beschreiben werden.

Plastiden synthetisieren Chlorophylle, Carotinoide, Fettsäuren und andere Lipide. Sie können nach ihrer Farbe und Struktur in verschiedene Gruppen eingeteilt werden:

• Amyloplast: Plastid wo Stärke synthetisiert und gespeichert wird. Sie kommen in den Wurzeln und in den Keimblättern vor.
• Chloroplast: Chlorophyllhaltiges Plastid, verantwortlich für die Photosynthese. Es kommt in den Blättern und grünen Stängeln von Pflanzen vor.
• Chromoplast: Plastiden, die auf die Synthese und Speicherung von Carotinpigmenten spezialisiert sind. Sie kommen in Blüten, Früchten, Blättern und Wurzeln vor. Beispielsweise werden Lycopin und Beta-Carotin in den Chromoplasten der Tomatenfrucht gespeichert.
• Elaioplast oder Oleoplast: auf Lipidsynthese spezialisierte Plastiden. Sie befinden sich in den Pollenentwicklungsstrukturen.
• Ätioplast: sind die Vorläufer der Chloroplasten. Sie kommen in Pflanzen vor, die im Dunkeln wachsen.
• Gerontoplast: Plastiden, die von Chloroplasten in Blättern abstammen, die zu altern beginnen.
• Leukoplast: weißes oder farbloses Plastid. Sie kommen in Geweben vor, die keine Photosynthese betreiben, wie Knollen, Wurzeln und Fettspeicherorganen.
• Proplastid: nicht unterscheidbare Vorläuferplastiden. Sie kommen in den Zellen des embryonalen Gewebes, in der Eizelle und im Pollen vor.

Plastiden können sich während des Lebenszyklus der Pflanze in verschiedene Typen umwandeln. Zum Beispiel können sich Etioplasten, wenn sie Licht ausgesetzt werden, in Chloroplasten umwandeln. Chloroplasten können sich wiederum in Gerontoplasten verwandeln, wenn Chlorophyll abgebaut wird, oder in Chromoplasten, wenn Früchte reifen.

10. Chloroplasten

Chloroplasten sind die für die Photosynthese verantwortlichen Organellen der Pflanzenzelle. Sie enthalten Chlorophyll, einen grünen Farbstoff, der den Blättern und Stängeln von Pflanzen die charakteristische Farbe verleiht. Sie gehören zur Familie der Plastiden der Pflanzenzellen, die in Grünalgen, Flechten, Moosen und höheren Pflanzen vorkommen.

Chloroplasten verwenden Kohlendioxid und Wasser in Gegenwart von Sonnenlicht, um einfachen Zucker zu produzieren, der die Nahrungsquelle für die Pflanze darstellt.

Der typische Chloroplast ist rund und flach, etwa 5 bis 10 Mikrometer lang, mit einer inneren und einer äußeren Membran. Die innere Membran umschließt das Stroma, in dem sich die Thylakoide befinden:

• die granalen Thylakoide: Sie werden zu Stapeln gepresst, Grana genannt, in denen ein einzelnes Körnchen 2-30 Thylakoide enthalten kann.
• intergranale Thylakoide oder stromale Thylakoide: die im Stroma lose sind.

Der Chloroplast behält sein eigenes Genom mit 120 Genen, die für seine Aktivitäten notwendig sind. Diese sind für die Synthese von Verbindungen wie Aminosäuren, Phytohormonen, Nukleotiden, Vitaminen und Lipiden verantwortlich.

Andererseits erkennt der Chloroplast Umweltbedingungen und synthetisiert Verbindungen, die es Pflanzen ermöglichen, mit Umweltstress wie Temperaturänderungen, Salzgehalt und Trockenheit fertig zu werden. Es wurde auch festgestellt, dass der Chloroplast in den Abwehrmechanismen der Pflanze gegen den Angriff von biotischen Mitteln wie Insekten, Pilzen, Viren und Bakterien wirkt.

11. Mitochondrien

In Pflanzen liefern Mitochondrien Energiemoleküle in Form von ATP (Adenosintriphosphat) im Zytoplasma. Außerdem werden in diesen Organellen einige Aminosäuren, Nukleinsäuren, Lipide und Pflanzenhormone verarbeitet.

Die Mitochondrien in der Pflanzenzelle kontrollieren auch das Gleichgewicht chemischer Reaktionen Oxidation und Reduktion und spielt eine Rolle bei der Zellsignalisierung und Resistenz gegen Krankheiten.

Pflanzliche Mitochondrien ähneln tierischen Mitochondrien, da sie zwei Membranen enthalten: eine innere und eine äußere. Einige Teile der inneren Membran falten sich zu Beuteln zusammen, die Cristae genannt werden.

12. Ribosom

Ribosomen von Pflanzenzellen ähneln den Ribosomen von Tierzellen. Sie erfüllen die Funktion der Proteinsynthese, ausgehend von der genetischen Information, die im Zellkern, den Mitochondrien oder den Chloroplasten in der Pflanzenzelle gespeichert ist.

Ein Ribosom besteht aus zwei Untereinheiten namens 40S und 60S. Jede dieser Untereinheiten umfasst RNA und Protein-Ribonukleinsäure.

13. Peroxisom

Peroxisomen sind durchlässige Vesikel, die verschiedene oxidative Reaktionen enthalten. Dadurch können Stoffwechselsignale und Entgiftungsreaktionen stattfinden, wodurch Kollateralschäden reduziert werden.

Peroxisomen sind klein, zwischen 1 und 2 Mikrometer im Durchmesser, im Allgemeinen kugelförmig. Sie können mit Lipidtröpfchen, Plastiden, Mitochondrien und dem endoplasmatischen Retikulum assoziiert sein.

Die Menge an Peroxisomen hängt vom Zelltyp, dem Entwicklungsstadium und den Umweltbedingungen ab. Beispielsweise nimmt unter Stressbedingungen die Anzahl der Peroxisomen zu.

Peroxisomen in der Zelle sind während der frühen Entwicklung unverzichtbar, wenn Sämlinge auf den Abbau von Lipiden angewiesen sind, bevor sie die Photosynthese einleiten können.

14. Plasmodesmen

Plasmodesmen sind Poren, die für Kontinuität der Plasmamembran und des Zytoplasmas durch die Zellwand sorgen. Mit Außendurchmessern von 25 bis 50 Nanometern und über die Breite der Zellwand reichend, kommen sie in einigen Algengruppen und in allen Landpflanzen vor.

Die Plasmodesmen sind für das Wachstum der Pflanze unerlässlich, indem sie den interzellulären Austausch zahlreicher Moleküle ermöglichen.

Verweise

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