Bitki və heyvan hüceyrələri arasındakı əsas fərqlərdən biri plastidlər kimi ilk orqanoidlərin sitoplazmasında olmasıdır. Bu məqalədə onların həyati proseslərinin strukturu, xüsusiyyətləri, həmçinin xloroplastların, xromoplastların və leykoplastların əhəmiyyətindən bəhs ediləcək.
Xloroplast quruluşu
Quruluşunu indi öyrənəcəyimiz yaşıl plastidlər ali sporlu və toxumlu bitkilərin hüceyrələrinin məcburi orqanellələrinə aiddir. Onlar iki membranlı hüceyrə orqanoidləridir və oval formaya malikdirlər. Sitoplazmada onların sayı fərqli ola bilər. Məsələn, tütünün yarpaq yarpağının sütunlu parenximasının hüceyrələrində minə qədər xloroplast, dənli bitkilərin gövdələrində isə 30-dan 50-dək xloroplast vardır.
Orqanoidi təşkil edən hər iki membran fərqli quruluşa malikdir: xaricisi hamar, üç qatlıdır, bitki hüceyrəsinin özünün membranına bənzəyir. Daxilində lamel adlanan çoxlu qıvrımlar var. Onlara bitişik düz kisələr - tilakoidlərdir. Lamellar bir şəbəkə təşkil edirparalel borular. Lamellar arasında tilakoid cisimlər yerləşir. Onlar yığınlarda toplanır - bir-birinə bağlana bilən taxıllar. Bir xloroplastda onların sayı 60-150-dir. Xloroplastın bütün daxili boşluğu matrislə doludur.
Organellanın muxtariyyət əlamətləri var: öz irsi materialı - dairəvi DNT, onun sayəsində xloroplastlar çoxalır. Orqanoidi hüceyrənin sitoplazmasında baş verən proseslərdən məhdudlaşdıran qapalı xarici membran da var. Xloroplastların öz ribosomları, i-RNT və t-RNT molekulları var, bu da onların zülal sintez edə bilməsi deməkdir.
Tilakoid funksiyaları
Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, bitki hüceyrə plastidləri - xloroplastlar tilakoidlər adlanan xüsusi yastı kisələrdən ibarətdir. Onlarda piqmentlər tapıldı - xlorofillər (fotosintezdə iştirak edən) və karotenoidlər (dəstəkləyici və trofik funksiyaları yerinə yetirən). Fotosintezin işıq və qaranlıq fazalarının reaksiyalarını təmin edən enzimatik sistem də mövcuddur. Tilakoidlər antena rolunu oynayır: onlar işıq kvantlarını fokuslayır və onları xlorofil molekullarına yönəldir.
Fotosintez xloroplastların əsas prosesidir
Autotrof hüceyrələr karbon qazı və işıq enerjisindən istifadə edərək müstəqil olaraq üzvi maddələri, xüsusən qlükozanı sintez edə bilirlər. Funksiyalarını hazırda öyrəndiyimiz yaşıl plastidlər fototrofların - çoxhüceyrəli orqanizmlərin tərkib hissəsidir, məsələn:
- daha yüksək sporlu bitkilər (mamırlar, qatırquyruğu, çubuq mamırları,qıjı);
- toxumlar (gimnospermlər - ginga, iynəyarpaqlar, efedra və angiospermlər və ya çiçəkli bitkilər).
Fotosintez, elektronların donor maddələrdən onları "qəbul edən" birləşmələrə, qondarma qəbuledicilərə keçməsi prosesinə əsaslanan redoks reaksiyaları sistemidir.
Bu reaksiyalar üzvi maddələrin, xüsusilə qlükoza sintezinə və molekulyar oksigenin sərbəst buraxılmasına səbəb olur. Fotosintezin işıq mərhələsi işıq enerjisinin təsiri altında tilakoid membranlarda baş verir. Udulmuş işıq kvantları yaşıl piqmenti - xlorofili təşkil edən maqnezium atomlarının elektronlarını həyəcanlandırır.
Elektronların enerjisi enerji tutumlu maddələrin sintezi üçün istifadə olunur: ATP və NADP-H2. Onlar xloroplast matrisində baş verən qaranlıq faza reaksiyaları üçün hüceyrə tərəfindən parçalanır. Bu sintetik reaksiyaların birləşməsi hüceyrənin tikinti və trofik materialı kimi xidmət edən qlükoza, amin turşuları, qliserin və yağ turşularının molekullarının əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Plastid növləri
Quruluşundan və funksiyalarından əvvəl bəhs etdiyimiz yaşıl plastidlər yarpaqlarda, yaşıl gövdələrdə olur və tək növ deyil. Belə ki, meyvələrin qabığında, çiçəkli bitkilərin ləçəklərində, yer altı tumurcuqların - kök yumrularının və soğanaqlarının xarici örtüklərində başqa plastidlər var. Onlara xromoplastlar və ya leykoplastlar deyilir.
Rəngsiz orqanoidlər (leykoplastlar) fərqli formaya malikdirlər və xloroplastlardan fərqlənirlər ki, onlardaxili boşluqda nazik lövhələr - lamellər yoxdur və matrisə batırılmış tilakoidlərin sayı azdır. Matrisin özündə deoksiribonuklein turşusu, zülal sintez edən orqanellər - ribosomlar və zülalları və karbohidratları parçalayan proteolitik fermentlər var.
Leykoplastlarda həmçinin fermentlər - qlükozadan nişasta molekullarının əmələ gəlməsində iştirak edən sintetazalar var. Nəticədə rəngsiz bitki hüceyrə plastidləri ehtiyat qidaları toplayır: zülal qranulları və nişasta dənələri. Funksiyaları üzvi maddələr toplamaq olan bu plastidlər, məsələn, südlü yetişmə mərhələsində olan pomidorların yetişməsi zamanı xromoplastlara çevrilə bilər.
Yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik skan edən mikroskop altında hər üç növ plastidin strukturunda fərqlər aydın görünür. Bu, ilk növbədə, fotosintez funksiyası ilə əlaqəli ən mürəkkəb quruluşa malik olan xloroplastlara aiddir.
Xromoplastlar - rəngli plastidlər
Yaşıl və rəngsiz bitki hüceyrələri ilə yanaşı, xromoplastlar adlanan üçüncü növ orqanoid də mövcuddur. Onların müxtəlif rəngləri var: sarı, bənövşəyi, qırmızı. Onların quruluşu leykoplastlara bənzəyir: daxili membranda az sayda lamellər və az sayda tilakoidlər var. Xromoplastların tərkibində müxtəlif piqmentlər var: ksantofillər, karotenlər, köməkçi fotosintetik maddələr olan karotenoidlər. Məhz bu plastidlər çuğundurun, kökün, meyvə ağaclarının meyvələrinin və giləmeyvələrin köklərinin rəngini təmin edir.
Onlar necə yaranırvə plastidləri qarşılıqlı çevirin
Leykoplastlar, xromoplastlar, xloroplastlar ortaq mənşəli plastidlərdir (strukturunu və funksiyalarını öyrənirik). Onlar meristematik (təhsil) toxumaların törəmələridir, onlardan protoplastidlər - ölçüsü 1 mikrona qədər olan iki membranlı kisəbənzər orqanoidlər əmələ gəlir. İşıqda onların quruluşunu çətinləşdirirlər: lamelləri olan daxili membran əmələ gəlir və yaşıl piqment xlorofil sintez olunur. Protoplastidlər xloroplasta çevrilir. Leykoplastlar da işıq enerjisi ilə yaşıl plastidlərə, sonra isə xromoplastlara çevrilə bilər. Plastid modifikasiyası bitki dünyasında geniş yayılmış bir hadisədir.
Xromatoforlar xloroplastların prekursorları kimi
Prokaryotik fototrof orqanizmlər - yaşıl və bənövşəyi bakteriyalar, molekulları sitoplazmatik membranın daxili çıxıntılarında yerləşən bakterioxlorofil A-nın köməyi ilə fotosintez prosesini həyata keçirirlər. Mikrobioloqlar bakterial xromatoforları plastidlərin prekursorları hesab edirlər.
Bu, onların xloroplastlara oxşar quruluşu, yəni reaksiya mərkəzlərinin və işıq tutma sistemlərinin olması, həmçinin üzvi birləşmələrin əmələ gəlməsinə səbəb olan fotosintezin ümumi nəticələri ilə təsdiqlənir. Qeyd etmək lazımdır ki, aşağı bitkilər - yaşıl yosunlar, prokaryotlar kimi, plastidlərə malik deyillər. Bu, xlorofil tərkibli formasiyaların - xromatoforların öz funksiyasını - fotosintezi üzərinə götürməsi ilə bağlıdır.
Xloroplastlar necə yaranıb
Bir çox fərziyyələr arasındaplastidlərin mənşəyi, simbiogenez üzərində dayanaq. Onun ideyalarına görə plastidlər arxey erasında fototrof bakteriyaların ilkin heterotrof hüceyrəyə nüfuz etməsi nəticəsində yaranan hüceyrələrdir (xloroplastlar). Məhz onlar sonradan yaşıl plastidlərin əmələ gəlməsinə səbəb oldular.
Bu məqalədə biz bitki hüceyrəsinin iki membranlı orqanellələrinin quruluşunu və funksiyalarını öyrəndik: leykoplastlar, xloroplastlar və xromoplastlar. Həm də onların hüceyrə həyatındakı əhəmiyyətini öyrəndik.
