Өсімдіктер клеткасының құрылымы мен атқаратын қызметі туралы жалпы шолу

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Өсімдіктер клеткасының құрылымы мен атқаратын қызметі туралы жалпы шолу
Барлық тірі организмдердін денесі майда тор тәріздес клеткалардан
тұратындығы ерте заманнан, лупа мен микроскоп (Гук, 1665; Шлейден, Шванн,
1839) шыққан кезден, оларды тіршілік құбылыстарын зерттеуге пайдалана
бастағаннан белгілі болған. Клетка - өсімдіктер мен хайуанаттардың өте
майда негізгі құрылыстық және қызметтік бөлігі.
Тіршілік әрекеттерін оз алдына дербес жүзеге асыра алатын бактериялар,
балдырлар, саңырауқұлактар бір клеткалы организмдсрге жатады. Бұлардың
басым көпшіліктері өте майда, кѳзге ілінер-ілінбес организмдер. Дегенмен
олардың ішінде біршама ірі, жәй кѳзбен қарағанда бөліктері оңай
байқалатындары да аз емес. Мысалы, ацетабулярия (Acelabularia) ден аталатын
теңіз балдырының ұзындығы 7 см-ге дейін жетеді.
Өмірімізде күнделікті көзге түсетін жоғары сатыдағы өсімдіктердің
барлығы көп клеткалы организмдерге жатады. Мысалы, ағаштың бір жапырағында
20000000 клетка бар. Егер бір ағаштың жапырақ саны шамамен 200 мындай
десек, клеткаларының жалпы саны 4 триллионға жетеді екен.
Өсімдіктің жалпы денесін құрастыратын жеке мүшелері — жапырақ, сабақ,
тамыр және гүл шоғырлары өз алдына белгілі қызмет атқарады. Олардың
әрқайсысы түрліше қызмет атқаратын бірнеше ұлпалардан құралған. Жеке
ұлпалар бір-біріне пішіндері және атқаратын қызметтері жағынан ұқсас
клеткалардың жиынтығынан тұрады. Бір ұлпадагы клеткалардың пішіндері және
атқаратын қызметтері басқа ұлпалардағыдан өзгеше болады.
Алайда кѳп клеткалы өсімдіктердің жеке клеткалары атқаратын қызметін
бір клеткалы организмдердін қызметімен салыстыруға болмайды. Себебі, кѳп
клеткалы организмдердегі жеке клеткалар тіршілік әрекеттері, атқаратын
қызметтері жағынан бір клеткалы организмдерге тән дербестігін жоғалта
бастайды.
Атқаратын қызметтеріне байланысты клетканың құрылыстық бөліктерін үш
топқа бөлуге болады:
1) өзгертуші машиналар - мито-хондриялар, хлоропластар;
2) белок және басқа полимерлердің синтезделуін жүзеге асыратын
машиналар - рибосомалар, ядро;
3) май кышқылдары мен холестеринді синтездеуге қатысатын метаболиттік
жүйе (гранулалар).
Суретте (1.1.) көрсетілгендей, клетка сыртынан целлюлозадан және басқа
полисахаридтерден құралған қабықпен қоршалған. Оның толып жаткан ірі
саңылаулары болады. Сондықтан ол еріген заттардың клетка ішіне енуіне,
немесе сыртына шығуына кедергі бола алмайды. Клетка қабығының ішкі жағында
цитоплазманы қоршаған плазмалық мембрана — плазмалемма орналасқан. Ол өзі
арқылы заттарды қабыққа қарағанда, тандап өткізеді. Соған байланысты
заттардың клеткаға енуін және одан шығуын реттейді. Цитоплазмада
митохондрия, хлоропластар, ядро және т.б. органоидтар жайғасқан.
Өсімдіктердің өсіп жетілген клеткаларында тонопласт деп аталатын
мембранамен қоршалған үлкен орталык вакуолі бар. Ол құрамында минералдык
иондар, органикалык қышқылдар, кейде канттар және амин қышқылдары бар
ерітіндіге толы болады.
Өсімдік клеткасының ішкі боліктері бір-бірінен мембраналар арқылы
оқшауланып жатады.

Клетканың жеке бөліктерінің құрылысы мен атқаратын қызметтері
Клетка қабығы
Өсімдік клеткаларының пішінін, көлемін анықтайтын және оларды бір-
бірінен ажырататын, сыртын қоршаған, негізінен полисахаридтерден құралған,
тығыз қабығы болады. Ол клетканың митоздық болінуінің телофазалык кезеңінде
қалыптасады.
Ұрықтық ұлпалардың және клеткалардың созылып өсу кезеңіндегі қабығын
алғашкы (бастапқы) деп атайды. Кейінірек осы қабықтың, ішкі (астар) жағынан
қайталама қабық қалыптасады. Осыған байланысты қабық қалындап, қатайып
беріктенеді.
Алғашкы қабықтың құрамына енетін бөліктерін төрт топқа бөлуге болады:
1. Құрылыстық бөліктер — целлюлоза (автотрофты ѳсімдіктер), хитин
(саңырауқұлақтарда), глюкан (ашытқыларда), маннам немесе ксилан (кейбір
балдырларда). 2. Қабық негізінің (матрикс) бѳліктері - гемицеллюлозалар,
пектиндер, белоктар, липидтвр. 3. Қабықтың астарын лигнин, суберин және
басқа қосындылар бедерлейді. 4. Қабықтың тыс жағының құрамына кутин және
балауыз енеді.
Клетка қабығында, әсіресе эпидерма клеткаларында, аталған қосындылардан
басқа, біршама мөлшерде кальций силикаты мен карбонаты сияқты минералды
қосыңдылар да кездеседі.
Клетканың алғашкы және кайталама қабықтарының негізгі қаңкасы целлюлоза
талшықтарынан құралады. Целлюлоза - Д-глюкозаның 1000-11000 молекуласынан
құралатын өте ірі молекулалы полисахарид.

Гемицеллюлозалар – күрделі полимерлер, пентоза және гексозалардың
туындысы болып есептеледі. Оларды сілтілі еріткіштерде ерітіп, әлсіздеу
қышқылдармен ыдыратуга (гидролиздеуге) болады. Гемицеллюлоза құрамында
гексозалардан D-глюкоза және D-галак-тоза, пентозалардан L-ксилоза жөне L-
арабиноза, сондай-ақ L-рам-ноза және L-фруктоза да кездеседі. D-глюкозаның
көптеген молекулаларынын өзара 1,3-байланысуы нәтижесінде қалыптасатын
каллоза - полиглюкан да гемицеллюлозалар қатарына жатады. Коршілес
клеткалар қабықтарын өзара киындастыратын аралық кабыршықтар пектиндерден -
галактурондар. галактандар және арабинозалардан құралады. Олардың негізі Д-
галактуран кышқылы қалдықтарынан құралган полигалактуран қышқылының
полимерлік тізбегі екендігі анықталды. Осы тізбектегі карбоксил топтары қос
валентгі металдар-ды, әсіресе кальцийді оңай байланыстыра алады. Кальций
иондары пектинді заттарды озара жалғастырып, қабықтың тығыздалуына ықпал
жасайды.
Клетка қабығының негіздік бөлігінде (матрикс) көмірсулы қосындылардан
басқа экстенсин деп аталатын құрылыстық белок бар екендігі де анықталды.
Оның құрамындағы амин қышқылдардың 20 проценті оксипролин үлесіне келеді
екен. Көмірсулы бөлігі арабино-залык тетрасахаридтсрден құралады. Бұндағы
арабиноза молекулалары өзара 1,2 және 1,3 байланыстар арқылы жалғаскан.

Клетка қабығынын құрылысы. Жалпы құрамының күрделілігіне карамастан
қабықтың қалындығы 0,1 ден ондаған микрон аралығында болады. Меристеманың
бөлінетін және созылып өсетін клеткаларын қоршаған алғашкы қабық біртіндеп
қалындап, қайталама қабыққа айналады. Көрші екі клетканың алғашқы
қабықтарының арасында табақша (пластинка) деп аталатын аморфты үшінші
қабықша пайда болады. Жалпы клетка қабығының құрамына енетін бөліктердің
өзара байланысу жолдары 1.2-суретте бейнеленген. Онда, ең алдымен целлюлоза
молекулалары өзара сутекті байланыспеп жалғасып жіңішке жіпшумақтарга
бірігеді. Оларға гемицеллюлозалар да сутек арқылы байланысады. Клетка
қабығындағы пектин, гемицеллюлоза және экстенсин (белок) молекулалары өзара
ковалентгік байланыс арқылы тұтасады. Пектинді полисахарид - ксилоглюканның
бір тізбегі целлюлозаның бірнеше тізбегімен байланысса, пеллюлозаның бір
тізбегі ксилоглюкан арқылы бірнеше пектинді полимерлермен байланысады.
Сөйтіп қабықтығ құрылысында өзара айқасқан ковалентгік байланыстар жүйесі
пайда болады.

Плазмодесмалар. Өткен ғасырдың соңғы жылдарында осімдік денесіндегі
көрші клеткалардың протопластары өзара жінішке талшықтар арқылы
байланысатыңдығы анықталған. Оларды Страсбургер (1901) плазмодесмалар
(плазма және грек, desmos - байланыс) деп атады. Клеткалардың
плазмодесмалар арқылы өзара байланыстылығын мынадай үш түрлі пропестермен
бейнелеуге болады:
1) иондардың және метаболиттердін клеткадан-клеткаға тасымалдануы; 2)
цитоплазма мен генетикалык, балдарламаның алмасуы;
3) бағдарламаны қашықтыққа жеткізу үшін қажет электрлік тербелісінің
(импульс) өтуі. Жеке плазмолесма екі жағы плазмалеммамен астарланған өзек
(саңылау) сияқты.
Саңылаудың орталық бөлігіндегі белоктан құрылған түтікше көрші
клеткадағы эндоплазмалық тор мембраналарымен жалғасады. Плазмодесмаларда
ырықты (активті) фосфатаза да (АТФаза) болатындығы байқалды.
Бұл айтылғандардан клеткалар араларындағы байланыс цитоплазма және
плазмалемма мен эндоплазмалық торды қамтитын мембраналар жүйесі арқылы
жүзеге асады деген қорытынды жасауға болады. Ұлпа, немесе мүше (орган)
клеткаларының біртұтас цитоплазмалық жүйесі симпласт деп аталады. Клеткадан
клеткаға отіп жататын эндоплазмалық тордын тұтас мембраналар жүйесі
эндопласт деп аталады. Демек, өсімдік ұлпалары мен мүшелеріндегі тұтас
құрылымдарға (компартменттерге) клетка қабығы (апопласт), цитоплазма
(симпласт), плазмалемма, эндоплазмалық тор (эндопласт) жатады.

Клетка қабығының қызметі және эволюциясы. Клетка қабығы про-топластағы
зат алмасу процесінің өнімі болып есептеледі және клетка тіршілігінде
көптеген қызметтер атқарады. Ол клетканығ ішкі құрылымын зақымданудан және
індеттенуден қорғайды. Клетканың осмостық қысымына қарсы әсер етіп, пішіні
мен көлемін сақтайды, өсімдіктің негізгі қанқасын құрап, тіректік қызмет
атқарады. Клеткалардың өсу және жіктелу процестері де қабыққа тығыз
байланысты. Клеткадағы иондардың алмасуы мен заттардын сіңуі қабық арқылы
жүзеге асады. Ұлпалардың тұтасқан апопласт жүйесі арқылы өсімдік денесінде
әртүрлі заттар тасымалданады. Қабық құрылысының өзіне тән ерекшеліктері
клеткаларды, ұлпаларды және мүшелерді артық сусызданудан қорғайды. Оның
құрылымы және физикалық қасиеттері клеткадагы электрлік әсерлердін пайда
болуы мен таралуын қамтамасыз етеді.

Плазмалемма
Клетка қабығынын астар жағындағы жұқа қабықша плазмалемма деп аталады.
Оның қалындығы 7,5-10,0 нм шамасында болады. Плазмалемма қабықсыз
клеткаларды сыртқы ортамен, қабықты клеткаларды өзара және цитоплазмамен
байланыстырады. Цитоплазмадағы басқа мембраналар сияқты белокты және қос
липидті екі қабаттан тұрады.
Оның тыс жағында кабықты қалыптастыруға қатысатын ферменттер болады
деген болжамдар бар.
Плазмалемманың құрамында линидтердін мөлшері - 40-54%. Оның ішінде
стериндер мен бейтарап липидтер 30-50%. Басқа мембраналармен салыстырғанда,
плазмалеммада қаныққан май қышқылдары көбірек және сыртқы қабатында
гликолипидтер басымлау орын алады.
Плазмалемманың су өткізгіштігі жоғары. Липидті қабатында диаметрі 0,4
нм шамасында, ерекше су өткізгіш молекулалык саңылаулары болады деген
мәліметтер кездеседі. Белокты бөлігі липидтермен қосылып плазмалемманың
негізгі қызметтерін қамтамасыз етеді. Мембрана арқылы заттардың
тасымалдануы белокты жүйелер арқылы жүзеге асады.

Гольджи аспабы (аппараты, ГА)
Камило Гольджи (1899) ашқан клетканың бұл органоиды дик-тиосома,
везикула (кѳпіршік, бүртік) және цистерна (диктиосома) аралық түтікшелер
сияқты құрылымдардын жиынтыгы екендігі анықталды (1.4-сурет).
Қысыңкы цистерналар - диктиосомалар (гольджисомалар) 5-8 да-надан
бірігіп буда сияқты топтасып орналасады. Олардың қоршау мембраналарынын
қалыңдығы 7-8 нм шамасында болады.
Диктиосома мембраналарында көптеген ферментгік жүйелер ашылды: 1.
Клетка қабығынын магрикстік (негіздік) құрамына енетін нолисахаридтерді
(пектин, гемицеллюлоза) синтезлеугс қатысатын ферменттер; 2. Клетка
қабығындағы экстенсинді (белок) гликозилдейтін - УДФ арабиноза:
арабинозилтрансфераза: 3. Балдырлар клеткасындағы полисахаридтерді
сульфаттауға қатысатын ферменттер; 4. Гликозилиротеидтер мен гликолипидтер
пайда болган кезде белоктарды және липидтерді гликозилдейтін УДФ галактоза:
N-ацетилглюкоза-аминоглюкозилтрансф ераза мен УДФ глюкоза:
стероглюкозилтрансфераза; 5. Диктиосома мембраналарын өзгертуге
(модификациялауға) қатысты трансглюкозидаза, т.б.

Эндоплазмалық тор
Сыртқы плазмалық мембранамен генетикалық байланыста болатын, клетканың
ішкі мембраналар жүйесін 1945 жылы Г.Палад ашып, К.Портер эндоплазмалық
ретикулум (ЭР), немесе эндоплазмалык тор (ЭТ) деп атады. Ол ѳзекше (канал),
цистерна, кѳпіршік сияқты құрылымдардан құралған жүйе. Олардың саны және
орналасуы клетканын қызметі мен физиологиялық күйіне байланысты өзгеріп
тұрады. Ядро қабықшасы да осы жүйеге қосылады. Құрылымдық пішініне қарап ЭТ
кедір-бүдырлы және бірыңгай тегіс болып екі түрге бөлінеді. Біріншісінің
өзекшелер жүйесінің бетінде рибосомалар орналасады да, ал тегіс түрінде
олар болмайды. Осы екі түр бір-біріне ауысуы мүмкін.
Эндоплазмалык тор мембраналарындағы ферменттер эстеразалар және тотығу
жүйесінің ферментгері болып екі топқа бѳлінеді. Бірінші топқа глюкозо-6-
фосфатаза, Mg - тәуелді нуклеозидфосфатазалар және ерекшеленбеген эстараза
жатады. Кедір-бұдырлы ЭТда болатын глкжозо-6-фосфатаза мембрананың
гидрофобты бөлігі арқылы глюкозаны ауыстыруға ғатысуы мүмкін. Ол
анорганикалык пирофосфат, маннозо-6-фосфат, нуклеозид ди- және
трифосфаттарлан пиро-фосфат ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.