Aed 

Millest koosneb taimede rakusein? Kokkuvõte: Taimeraku subtsellulaarsete struktuuride ehitus ja funktsioonid: rakusein ja tsütoskelett (mikrotuubulid ja mikrofilamendid). Bakterite rakusein

Taimerakud, nagu ka prokarüootide ja seente rakud, on suletud suhteliselt jäiga rakuseinaga. Mõnel rakul puudub rakusein. Need on rakud, mis on mõeldud seksuaalseks ja aseksuaalseks paljunemiseks.(vetikate ja madalamate seente zoospoorid ja sugurakud, kõrgemate taimede isassugurakud), sama hästi kui mõnedel kuldsete, kollakasroheliste ja pürofüütsete vetikate esindajatel(nad ei suuda säilitada püsivat kehakuju, nende liikumine toimub väljakasvude abil - pseudopoodia - amööbide liikumine).

Toodetakse rakuseina moodustavaid aineid plasmalemma ja golgi aparaat ja ladestub väljaspool rakku.

Need ained on polüsahhariidid:

1. Tselluloos- kõrgemates taimedes (vetikates - tselluloos, mannaan ja ksülaan)

2. Hemitselluloos(selle molekulid on ahelate kujul, nagu tselluloos, kuid selle ahelad on lühemad, vähem järjestatud).

3. pektiinained(hõivata ruumi tselluloosi makrofibrillide vahel);

Samuti sisaldab rakusein struktuurne valk("vilgutab" polüsahhariidi karkassi risti).

Taimerakkude jagunemisel ladestunud rakuseina nimetatakse esmane rakusein(joonis 1).

Riis. 1. Primaarse rakuseina ehituse skeem

Hiljem paksenemise tagajärjel ta võib muutuda sekundaarne rakusein.

Tselluloosi molekulid moodustavad õhukesi niite. Ühendades vesiniksidemete abil üksteisega mitmekümne võrra, moodustavad tselluloosniidid mikrofibrillid ja need moodustavad makrofibrillid. Makrofibrillid sukeldatakse pektiinmaatriksisse ja "õmmeldakse" kokku struktuursete valgu molekulidega.

Tselluloosi molekule eristab kõrge tõmbetugevus, võrreldav terase tugevusega. Tselluloos ei lahustu ei kuumas vees, kontsentreeritud leelistes ega orgaanilistes lahustites.

Rakusein on aga vett ja selles lahustunud aineid läbilaskev, see on tingitud pektiinide omadustest.

Naaberrakkude rakuseinte vahelist ruumi nimetatakse keskmine plaat. See koosneb nende kleepuvast želatiinist magneesium- ja kaltsiumpektaadid. Mõne valmiva vilja rakuseintes muunduvad lahustumatud pektiinained järk-järgult lahustuvateks pektiiniks. Suhkru lisamisel moodustuvad need geelid; seetõttu kasutatakse neid moosi ja tarretise valmistamisel.

Rakuseinad ei ole kogu pikkuses ühtlase paksusega, vaid neil on õhukesed lõigud primaarsed pooriväljad (joonis 2).

Riis. 2. Primaarsed pooriväljad, poorid ja plasmodesmaat. A. Primaarse rakumembraani ja primaarsete pooride väljadega parenhümaalne rakk - membraani õhukesed lõigud. B. Sekundaarse rakuseina ja arvukate lihtsate pooridega rakud. B. Paar lihtsat poori. D. Paar ääristatud poore.


Poor on siin kesta kõige õhem koht (depressioon), kuigi pooris võib olla ka auk. Pooride kaudu toimub side naaberrakkude vahel. Läbi pooriväljade ja poorid lähevad õhukeseks tsütoplasma ahelad - plasmodesmata.

Primaarse rakuseina omadused:

1. elastne, raku kasvades see venib ja kasvab;

2. loob teatud tugevus rakke ja suudab seda kaitsta mehaaniliste kahjustuste eest;

3. läbipaistev, päikesele läbipaistev;

4. on liikumiskoht vesi ja selles lahustunud anorgaanilised ained.

Primaarset rakuseina saab säilitada kuni raku eluea lõpuni, kui selle ladestumine lakkab koos rakukasvu peatumisega.

Kui rakkude kasv peatub ja ladestumine kesta elemendid seestpoolt jätkub, moodustub tugevam sekundaarne rakusein. Neid vajavad eriti tööd tegevad rakud mehaanilised ja vett juhtivad funktsioonid. Raku protoplast (raku elussisu) on tavaliselt välja suremas pärast sekundaarse rakuseina ladestumist. See sisaldab rohkem tselluloosi ning puuduvad pektiinained ja struktuurvalk.

sekreteeritakse sekundaarsesse rakuseina kolm kihti - välimine, keskmine ja sisemine (joonis 3). Need erinevad tselluloosi mikrofibrillide paiknemise suunas.

Riis. 3. Tselluloosi mikrofibrillide paigutuse skeem struktuuris

Rakumembraan (sein) on "jaotatud" primaarseks, sekundaarseks, tertsiaarseks CS-ks. Materjali rakuseina ehitamiseks eritab sellesse suletud protoplast ise. Primaarne – taimerakkude jagunemise käigus ladestunud ks. See on tüüpiline embrüonaalsetele rakkudele ja venitamise teel kasvavatele rakkudele. Primaarne rakusein koosneb tselluloosist mitsellidest, mis moodustavad komplekssetest polüsahhariididest koosnevasse maatriksisse põimitud mikrofibrillid. Paksenemise tulemusena muutub primaar sekundaarseks CS-ks (annab rakule jäikuse ja tugevuse). Tertsiaarne CS – konstruktsiooniomaduste tõttu sekundaarseina kõige sisemine, õhuke viimane kiht. Raku sisemuse poole jääv tertsiaarseina pind on tavaliselt kaetud submikroskoopiliste tüükaliste väljakasvudega.
Rakuseina kõige tüüpilisem komponent on tselluloos. Tselluloos on polüsahhariid (glükoosi polümeer). See sisaldab umbes 50% taimedes leiduvast süsinikust. 20-40% rakuseina materjalist on tselluloos. Tselluloosi rakuseintes mängitava rolli jaoks on eriti oluline selle kiuline struktuur ja kõrge tõmbetugevus, mis on võrreldav terase tugevusega. Maatriksisse sukeldatud mikrofibrillid moodustavad rakuseina karkassi. Mõned rakud, näiteks ksüleemi- ja sklerenhüümirakkude hingetoru elemendid, läbivad intensiivse lignifikatsiooni (lignifitseerimise); samal ajal on kõik tselluloosikihid (primaarsed ja sekundaarsed) immutatud ligniiniga, kompleksse polümeerse ainega, mis ei ole polüsahhariididega seotud. Rakusein on läbi imbunud pooridest, millest plasmodesmaat läbib. Kõigi plasmodesmaadiga ühendatud rakkude protoplastide kogumit nimetatakse sümplastiks. KS funktsioonid: 1. Kestad pakuvad üksikutele rakkudele ja taimele tervikuna mehaanilist tugevust ja tuge; 2) Rakuseinte suhteline jäikus ja tõmbetugevus määravad ka rakkude turguse, kui vesi neisse osmootselt siseneb. See suurendab kõigi taimede tugifunktsiooni ja on ainsa toeallikana rohttaimedele ja elunditele, näiteks lehtedele, st kus puudub sekundaarne kasv. Rakuseinad kaitsevad rakke ka rebenemise eest hüpotoonilises keskkonnas; 3) Ühendatud rakuseinte süsteem (apoplast) toimib vee ja mineraalide liikumise rajana; 4) Epidermise rakkude välimised rakuseinad on kaetud spetsiaalse kilega - küünenahaga, mis koosneb vahajas ainest kutiinist, mis vähendab veekadu ja vähendab patogeenide sattumise ohtu taime; 5) Ksüleemi anumate, trahheidide ja sõelatorude rakuseinad on kohandatud ainete pikamaatranspordiks kogu taime ulatuses;

Rakusein on protoplasti derivaat, st. moodustub oma elutegevuse käigus (joon. 61). See annab rakule teatud kuju, kaitseb protoplasti ja takistab rakusisese rõhu vastu seistes raku purunemist. Täites taime sisemise skeleti funktsioone, annavad rakuseinad selle organitele vajaliku mehaanilise tugevuse.

Rakuseinad läbivad hästi päikesevalgust, vesi ja selles lahustunud mineraalid liiguvad neid mööda kergesti. Külgnevate rakkude seinte vahel on keskmine plaat - pektiinikiht, mis, olles tegelikult rakkudevaheline aine, hoiab koos naaberrakkude seinu. Nendes kohtades, kus naaberrakkude rakuseinad ei sulgu, tekivad veega täidetud rakud. rakkudevahelised ruumid. Rakkudevahelise aine hävimise protsessi, mille tulemusena naaberrakkude seinad eralduvad, nimetatakse leotamine. Võib täheldada looduslikku leotamist

Riis. 61.

AGA- rakuseina ehituse skeem; B- Golgi aparaadi osalemise skeem rakuseina ehitamisel; AT- rakuseina üksikasjalik struktuur: 1 - keskmine plaat 2 - on aeg; 3 - sekundaarne sein;

  • 4 - esmane sein; 5 - diktüosoom; 6 - Golgi vesiikulid;
  • 7- plasmalemma; 8- raku sein; 9- makrofibrill;
  • 10 - mikrofibrill; 11 - mitsell; 12 - tselluloosi molekul;
  • 13 - tselluloosi molekuli fragmendi struktuur

õuna, pihlaka, meloni jne üleküpsenud viljades. Kunstlik leotamine viiakse läbi näiteks linavarte leotamisel, et eraldada neist niinekiud; see esineb ka puuviljade kuumtöötlemisel.

Rakusein sisaldab polüsahhariide: pektiinid, hemitselluloos ja tselluloos. Väga pikad tselluloosi molekulid on järjestatud üksteisega paralleelselt (40-60), moodustades mitsellid. Mitsellid kogutakse kimpudesse - mikrofibrillid, mis on tselluloosi põhiline struktuuriüksus. Mikrofibrillid omakorda kombineeritakse makrofibrillid- väga õhukesed määramata pikkusega kiud. Tselluloosi makrofibrillid sukeldatakse tugevalt kastetud vedelikku maatriks, mis koosneb pektiinidest, hemitselluloosidest ja mõnest muust ainest. Rakuseina tugevuse annavad elastsed tselluloosi mikrofibrillid, mis on tõmbetugevuselt terasele lähedased. Rakuseina tugevus ja elastsus on selle pöörduva venitamisvõime aluseks. Tänu pektiinidele ja hemitselluloosile on rakusein vett hästi läbilaskev – vesi ja selles lahustunud ained liiguvad seda mööda kergesti rakust rakku.

Rakusein külgneb väljast plasmalemmaga, mis osaleb aktiivselt selle kasvus. Pektiinide, hemitselluloosi, tselluloosi ja muude ainete molekulid sünteesitakse ja akumuleeruvad Golgi aparaadi diktüosoomide tsisternides. Golgi vesiikulid toimetavad need protoplasti perifeeriasse - plasmalemma. Vesiikuli ja plasmalemma kokkupuutepunktis viimane lahustub ning vesiikuli sisu, mis jõuab plasmalemmast väljapoole, läheb rakuseina ehitama. Mullmembraan mitte ainult ei taasta plasmalemma terviklikkust, vaid tagab ka selle pindmise kasvu. Rakuseina kasv toimub plasmalemma ensümaatilise aktiivsuse tõttu.

Jagunevate ja kasvavate rakkude seinu nimetatakse esmane. Need sisaldavad palju vett (60-90%), nende kuivaines on ülekaalus pektiinid ja hemitselluloos – tselluloosi on selles mitte üle 30%. Kui rakk jaguneb mitoosi telofaasis, jaguneb emarakk kaheks tütarrakuks selle ekvatoriaaltasandil vaheseina moodustumise tulemusena - keskmine plaat. Keskmise plaadi mõlemal küljel hakkavad mõlemad tütarrakud looma oma esmast rakuseina. Kahe tütarraku mediaankihi ja primaarseinte kasv toimub tsentrifugaalsuunas - emaraku keskpunktist selle perifeeriasse. Keskmine kiht on väga õhuke ja koosneb pektiinist.

Jagunemise tulemusena tekkinud uus rakk hakkab kasvama, samas kui selle maht võib suureneda 100 või enam korda. Rakkude kasv toimub peamiselt läbi nikastused vee imendumise ja vakuoolide mahu suurenemise tõttu. Tekkiv siserõhk venitab primaarset seina, millesse tungivad kergesti tselluloosi mitsellid, pektiinid ja hemitselluloos. Rakuseina kasvatamise meetod rakendamine ehitusmaterjali olemasolevate konstruktsioonide vahel nimetatakse intussusseptsioon.

Primaarses rakuseinas on esialgu õhemad lõigud, kus tselluloosfibrillid paiknevad lõdvemalt, - primaarsed pooriväljad. Kahe naaberraku seinte esmased pooriväljad langevad tavaliselt kokku. Siin liiguvad endoplasmaatilise retikulumi tuubulid ühest rakust teise - plasmodesmaat. Teed, mida plasmodesmaa ühest rakust teise viib, nimetatakse plasmodesmenaalsed tuubulid. Nende tuubulite kaudu on naaberrakkude hüaloplasmid omavahel ühendatud. Plasmodesmata kaudu toimub ainete (hormoonid, aminohapped, ATP, suhkrud jne) rakkudevaheline transport. Plasmodesmaatide abil ühtseks tervikuks liidetud keharakkude protoplaste nimetatakse sümplastideks. Ainete transporti piki plasmodesmaati nimetatakse sümplastiline.(Rakuseinte, keskmise kihi ja rakkudevaheliste ruumide kombinatsiooni nimetatakse apoplast, jälgib neid apoplastiline ainete transport.)

Pärast rakkude kasvu lõppu võib selle sein jääda primaarseks õhukeseks (kasvatuskudede rakkudes) või hakata kasvama paksusena (püsivate kudede rakkudes). Rakuseina paksuse kasvu nimetatakse sekundaarne paksenemine. Selle tulemusena ladestub see esmase seina sisepinnale sekundaarne sein, mis kasvab võrra appositsioonid- tselluloosi mitsellide pealekandmine juba olemasolevale seinale. Sel juhul paiknevad plasmalemma kõrval sekundaarse rakuseina noorimad kihid. Sekundaarne rakusein täidab peamiselt toetavaid, mehaanilisi funktsioone. Selle koostis sisaldab oluliselt vähem vett kui esmane ja kuivaines on ülekaalus tselluloos (kuni 50%). Näiteks üherakuliste puuvillaste karvade ja lina niinekiudude sekundaarsetes seintes võib tselluloosi sisaldus ulatuda 95% -ni.

Rakuseina sekundaarne paksenemine toimub ebaühtlaselt. Sekundaarse rakuseina alad primaarsete pooride väljade asukohtades jäävad tavaliselt paksendamata. Selliseid rakuseina paksendamata kohti nimetatakse poorid. Kahe naaberraku seinte poorid langevad reeglina kokku, moodustuvad paar korda. Pooride paarist moodustatud pooride kanal on blokeeritud poore sulgev kile - vahesein, mis koosneb keskmisest kihist ja külgnevate rakkude kahest primaarsest seinast. Poori sulgev kile on läbistatud arvukate plasmodesmenaalsete tuubulitega, millest plasmodesmaat läbib.

Erista poorid lihtne ja narmastega(joonis 62). Lihtpooride puhul on nende poorikanali lõigu läbimõõt kogu pikkuses sama, s.o. see on silindrilise kujuga. Lihtsad poorid on tüüpilised parenhüümirakkudele. Piiritud poorid on iseloomulikud rakkude seintele, mis juhivad vett koos lahustunud mineraalidega - trahheidid ja vaskulaarsed segmendid. Sellistes poorides on nende poorikanali osa lehtri kujuga, mis oma laia küljega külgneb poori sulgeva kilega.

Okaspuu juhtivate kudede rakkudes on poori sulgev kile vett läbilaskev ainult servadest, kuna selle keskne kettataoline paksenenud ja lignifeerunud osa on torus - ei lase vett läbi. Torus toimib ventiilina. Kui veesurve naaberrakkudes ei ole sama, kaldub sulgurkile kõrvale ja torus blokeerib vee liikumise läbi pooride kanali.

Riis. 62.

AGA- lihtne; B- ääristatud; AT- pooläärised:

1 - sulgemiskile; 2 - pooride kanal; 3 - torus

Vett juhtivate rakkude seintes on lisaks pooridele ka perforatsioonid- läbi aukude (veresoonte segmendid, sfagnum sambla vett salvestavad rakud).

Muutused rakuseinas. Sõltuvalt raku funktsioonidest võib selle sein muutuda mis tahes ainete sadestumise tõttu selles. Selle tavapärased modifikatsioonid on: lignifikatsioon, korgistamine, lõikamine, mineraliseerimine ja salenemine.

Rakuseina lignifitseerimine, või lignifitseerimine, tekib keerulise keemilise struktuuriga aromaatse aine ligniini sadestumise tulemusena mitsellaarsetesse ruumidesse. Seina tugevus ja kõvadus samal ajal suurenevad, kuid selle elastsus väheneb. Puidust seinad on võimelised läbima vett ja õhku. Puustunud rakuseina korral võib raku protoplast jääda ellu, kuid tavaliselt sureb. Osades puittaimedes koguneb puitu kuni 30% ligniinist. Ligniin võib koguneda ka vananevate kõrreliste võrsete rakuseintesse, mis vähendab oluliselt nende toiteväärtust ja määrab heina koristamise aja. Paberi tootmiseks vajaliku puidust tselluloosi saamise protsessis viiakse läbi kunstlik puidupuudus. Rakuseina loomulik lignifitseerimine on võimalik, kuid haruldane.

korgistamine, või suberiniseerumine, - püsiva rasvataolise amorfse aine suberiini (hüdrofoobse polümeeri) ladestumine rakuseinas. Korgised rakuseinad on gaase ja vett mitteläbilaskvad, mis põhjustab protoplasti surma. Korgistatud seintega rakud kaitsevad taimi usaldusväärselt veekao, äärmuslike temperatuuride, patogeensete bakterite ja seente eest.

Cutinization - kutiini (keemiliselt koostiselt suberiiniga sarnane aine) ladestumine rakuseintesse. Kutiin ladestub tavaliselt rakkude välisseinte pindmistesse kihtidesse ja nende pinnale. Kile - küünenaha kujul - katab see näiteks kattekoe rakkude pinna - epidermise.

Mineraliseerimine rakusein on tingitud kaltsiumi ja ränidioksiidi soolade ladestumisest selles. Need ained annavad seinale kõvaduse ja rabeduse. Eriti hästi väljendub mineraliseerumisprotsess teraviljade, tarnade ja korte võrsete epidermise rakuseintes. Sel põhjusel on tarna ja kõrreliste võrsed soovitatav niita enne õitsemist – hiljem need tugeva mineraliseerumise tõttu jämedad, mis halvendab heina kvaliteeti.

lima- tselluloosi ja rakuseina pektiinide muundumine spetsiaalseteks polüsahhariidideks - lima ja igemed, mis on veega kokkupuutel tugevasti paisuma. Seina lima on täheldatud seemnekesta rakkudes, näiteks küdoonial, linal, kurgil ja jahubanaanil. Kleepuv lima võib aidata seemneid hajutada (psüllium); seemnete idanemise ajal, vett imades ja kinni hoides kaitseb lima neid kuivamise eest. Juurekorgis mängib lima määrdeaine rolli, hõlbustades juure läbimist mullatükkide vahel. Lima ja igemed võivad tekkida märkimisväärses koguses, kui rakuseinad on nende kahjustuse tõttu lahustunud. Kirsside ja ploomide puhul täheldatakse sageli igemete sekretsiooni, kui oksad ja tüved on vigastatud. Niinimetatud kirsiliim on sissevooludena kõvastuv kummi, mis katab haavade, külmaaugude pinna, takistades infektsiooni tungimist neisse. Seda laadi lima nimetatakse humoos ja seda peetakse patoloogiliseks nähtuseks.

Kuna sekundaarsed rakuseinad toimivad taime sisemise karkassina, andes selle organitele vajaliku tugevuse (mis on eriti oluline maismaataimede puhul), on need sageli võimelised – lokaalselt või täielikult – märkimisväärselt paksenema, et anda taimedele rohkem tugevust. kudedesse ja seega ka taimeorganisse. Rakuseina paksenemine toimub tselluloosi ladestumise tõttu.

Rakkude funktsioone täidavad sageli eranditult nende seinad, kuna raku protoplastid surevad. See kehtib korgirakkude kohta,


Riis. 63.

trahheidid, veresoonte segmendid, mehaanilised koekiud. Puit, mis hõivab suurema osa hiigelsuurtest puudetüvedest, koosneb näiteks peamiselt lignified rakuseintest, mille protoplastid on ammu surnud.

Rakuseintel on meie elus suur roll. Nendest saadakse tekstiilitoorainet (puuvillaseemnete karvad, linakiud jne) ning toorainet trosside ja köite tootmiseks (kanepi-, köie-, sisalkiud jne). Rakuseintest ekstraheeritud tselluloosist valmistatakse paberit (kuusk, haavapuit), atsetaatsiidi, viskoosi, plasti, tsellofaani ja palju muud. Korgistatud seintega surnud rakkudest koosnev kangas - kork on olnud pikka aega kasutusel väärtusliku vett ja õhukindlat soojust isoleeriva materjalina ning seda kasutatakse üha enam kaasaegses ehituses.

Rakusein on jäik ja tihe membraan, mis asub tsütoplasmaatilise membraani kohal. See element on iseloomulik bakteri-, seen- ja taimerakkudele. Lisaks raku kaitsmisele täidab kõva kest mitmeid teisi sama olulisi funktsioone.

Rakusein: üldteave

Iga organismi rakuseinal on mitmeid tunnuseid. Näiteks bakterites koosneb see peamiselt mureiinist. Muide, bakteritüved jagunevad kahte tüüpi - grampositiivseteks ja gramnegatiivseteks - just kõva kesta struktuuriliste iseärasuste tõttu. See määrab nende tundlikkuse antibiootikumide suhtes.

Kui rääkida seente rakuseintest, siis nende põhikomponendid on kitiin ja glükaanid. Kuid vetikate kestad võivad koosneda erinevatest polüsahhariididest - peamiselt glükoosist ja selle ühenditest. Muide, vetikate rakuseina koostis on väga oluline takson. Tasub meeles pidada rühma, mille esindajad sünteesivad ränidioksiidist oma seina.

Taime rakusein ja selle funktsioonid

Jäiga rakuseina ehituse põhimõtteid saab kõige mugavamalt uurida näitel Ja kuigi mehaaniline kaitse on üks olulisemaid, on see palju olulisem:

  • tagab raku mehaanilise ja keemilise vastupidavuse;
  • hoiab ära rakkude rebenemise hüpotoonilises keskkonnas;
  • rakusein on ka ioonivaheti, kuna selle kaudu toimub ioonide neeldumine ja vabanemine;
  • osaleb orgaaniliste ühendite transpordis.

Rakuseina struktuur

Taimeseinas on tavaks eristada kolme põhikomponenti: karkass, maatriks ja katteained.

Taime rakuseina karkass koosneb tselluloosist. Tselluloosi molekulide moodustumise tõttu moodustavad need tugevad mikrofibrillid, mis on sukeldatud põhiainesse ehk maatriksisse.

Rakuseina maatriks moodustab ligikaudu 60% selle kogumassist. See täidab mikrofibrillide vahelise ruumi, samuti loob tugevad sidemed makromolekulide vahel, tagab selle rakustruktuuri elastsuse ja tugevuse. Maatriksi põhikomponendid on hemitselluloos ja pektiin.

  • Hemitselluloos on polüsahhariid, mis on struktuurilt sarnane tselluloosile, kuid millel on lühemad ja hargnenud monomeerahelad.
  • kuuluvad ka polüsahhariidide hulka, kuid sisaldavad ka jääke.Kaltsiumi- ja magneesiumiioonidega keemiliste sidemete tekkimise tõttu võtab pektiin osa keskmiste plaatide moodustamisest - kahe kõrvuti asetseva raku vastastikuse ühenduse loomisest. Muide, suures koguses pektiini leidub taimede viljades.

Enkrusteerivaid aineid esindab enamikul juhtudel ligniin, mis moodustab ligikaudu 30% rakuseina kuivmassist.

  • Ligniini saab ladestada nii pideva kihina kui ka üksikute elementide - spiraalide, võrkude või rõngaste - kujul. See aine toimib nagu tsement – ​​hoiab tselluloosikiude koos. Lignifitseerimise tõttu muutub rakusein vastupidavamaks ja vähem läbilaskvaks. Muide, just ligniin on see, mis vastutab taimede puitumise eest.

Üsna sageli sadestuvad rakumembraani välispinnale sellised ained nagu cutiin, suberiin ja vaha.

Suberiin ladestub rakumembraani siseküljele, tagades suberiini protsessi. Selline rakk muutub niiskuse suhtes absoluutselt läbitungimatuks, nii et selle sisu sureb kiiresti ja vaba ruum täidetakse õhuga.

Vahajate ainete ja küünenahade põhiülesanne on kaitsta rakke nakkuse eest, samuti vähendada vee aurustumise taset.

Võime öelda, et rakusein on taimeraku väga oluline element, mis tagab selle normaalse arengu.

See kest täidab transpordi-, kaitse- ja konstruktsioonifunktsioone. Paljudel algloomadel puudub rakusein. Loodus jättis ka loomad sellest elemendist ilma. Kest leidub enamikus prokarüootides, arhees, taimestiku esindajates.

Bakterite rakusein

Kest sisaldab mureiini (peptidoglükaan). See on grampositiivne ja gramnegatiivne. Esimest tüüpi bakterite rakusein sisaldab erakordselt paksu peptidoglükaani kihti. See kleepub tihedalt membraaniga ja on läbi imbunud lipoteet- ja teikiinhapetest. Gramnegatiivne rakusein sisaldab õhemat peptidoglükaani kihti. Plasmamembraani ja selle vahel on periplasmaatiline ruum. Väljaspool on kest ümbritsetud teise kihiga. See on esitatud lipopolüsahhariidi kujul. See membraan toimib pürogeense endotoksiinina.

taime rakusein

Tselluloos toimib kesta võtmeelemendina. Rakuseina peetakse taimestiku kõrgemate esindajate kõige olulisemaks tunnuseks. See on valdavalt keeruliselt organiseeritud polümeermaatriks. Rakku, millel puudub sein, nimetatakse protoplastiks. Karpides on spetsiaalsed süvendid. Nende pooride kaudu läbivad plasmodesmata - tsütoplasmaatilised tuubulid. Nad ühendavad ühe taimede rakuseina teisega. Need torukesed tagavad nendevahelise ainete vahetuse. Tuleb öelda, et seente rakusein on palju lihtsam kui taimestiku kõrgemate esindajate elementide kest.

Keemiline koostis

See erineb sõltuvalt raku tüübist ja koest, milles see asub. Mõnel juhul muutub ka keemiline koostis sama kesta sees protoplasti ümber. Tselluloosi molekulid moodustavad vesiniksidemete kaudu kimpe. Neid nimetatakse mikrofibrilliks. Läbipõimunud kimbud moodustavad kesta raami. Enamikul juhtudel sisaldab seente rakusein selles piirkonnas kitiini. Mikrofibrillid asuvad kesta maatriksis. See omakorda sisaldab erinevaid kemikaale. Nende hulgas domineerivad polüsahhariidid. Nende hulka kuuluvad eelkõige pektiinained ja hemitselluloosid. Vaatleme neid.

Hemitselluloosid

Need on polüsahhariidide rühm. Need on heksooside ja pentooside polümeerid - glükoos, galaktoos, mannoos, ksüloos jne. Hemitselluloosi molekulid, nagu tselluloos, on esitatud ahela kujul. Viimastest eristab neid aga lühem pikkus, tugev harunemine ja väiksem korrapärasus. Need ahelad lagunevad ensüümide toimel kergemini ja lahustuvad.

pektiinained

Neid esindavad monosahhariididest (galaktoos ja arabinoos), galakturoonhappest (suhkur) ja metüülalkoholist moodustunud polümeerid. Pektiinainete molekulid on pikad. Need võivad olla hargnenud või lineaarsed. Need sisaldavad suurt hulka karboksüülrühmi. See võimaldab neid kombineerida Ca2- ja Mg2+ ioonidega. Selle tulemusena tekivad želatiinsed, kleepuvad kaltsiumi ja magneesiumi pektaadid. Seejärel moodustuvad neist mediaanplaadid, millega üks rakusein kinnitub teise külge. Metalliioone saab vahetada teiste katioonide vastu. See määrab kestade katioonivahetusvõime. Pektiinaineid ja pektaate on paljude puuviljade rakuseintes suurtes kogustes. Kuna geelid tekivad nende ekstraheerimisel ja sellele järgneval suhkru lisamisel, kasutatakse pektiine marmelaadi valmistamisel tarretist moodustavate ainetena.

Maatriks

Lisaks süsivesikute elementidele sisaldab see struktuurvalku eksteniini – glükonroteiini. Oma koostiselt on see valk lähedane loomade rakkudevahelises ruumis leiduvatele kollageenidele. Maatriks võtab enda alla umbes 60% kesta kuivainest. See mitte ainult ei täida mikrofibrillide vahelisi tühimikke, vaid moodustab tugevaid keemilisi (eriti kovalentseid ja vesiniksidemeid) tselluloosi molekulide ja makromolekulide kimpude vahel. See tagab rakuseina vajaliku tugevuse, plastilisuse ja elastsuse.

ligniin

See toimib kestas peamise inkrusteeriva ainena. Ligniin on hargnemata ahelaga polümeer, mis koosneb aromaatsetest alkoholidest. Pärast elementide kasvu peatumist algab intensiivne lignifikatsioon. Selle käigus immutatakse tselluloosi molekulid polümeeriga. Ligniin võib koguneda eraldi sektsioonide - rõngaste, võrkude või spiraalide kujul. See on eriti iseloomulik juhtiva koe ksüleemi rakuseintele. Kogunemine võib toimuda ka pideva kihina. Polümeer ei ladestu ainult nendes piirkondades, kus naaberrakkude kontaktid tekivad plasmodesmaatide kujul. Ligniin, hoides tselluloosikiude koos, toimib jäiga ja väga kõva karkassina. See suurendab kestade surve- ja tõmbetugevust. Ligniin pakub ka täiendavat kaitset keemiliste ja füüsikaliste mõjude eest ning vähendab vee läbilaskvust. Polümeeri sisaldus kestas võib ulatuda 30% -ni. Ligniini sisestus põhjustab sageli seinte lignifitseerimist. Sellega omakorda kaasneb sisu surm. Kombinatsioonis tselluloosiga annab ligniin puidule spetsiifilisi omadusi. See omakorda teeb sellest mitmekülgse ehitusmaterjali.

Rasvalaadsed ained

Neid võib ka kestale ladestuda. Rasvataoliste ainete hulka kuuluvad kutiin, vaha ja suberiin. Viimane koguneb raku seest. See muudab selle lahuste ja vee suhtes peaaegu mitteläbilaskvaks. Selle tulemusena protoplast sureb ja rakk täitub õhuga. Seda protsessi nimetatakse korkimiseks. Seda täheldatakse mitmeaastaste puude istandike sisekudedes. Epidermise rakkude kest on kaitstud vahade ja kutiiniga. Need on hüdrofoobsed. Nende prekursorid erituvad tsütoplasmast pinnale. Siin toimub polümerisatsioon. Kutiinikiht on reeglina läbi imbunud polüsahhariidelementidega (pektiin ja tselluloos). See moodustab küünenaha. Vaha koguneb sageli kristalsel kujul taimsete elementide pinnale (viljadele, lehtedele) ja moodustab spetsiifilise katte. Koos küünenahaga kaitseb see rakku infektsiooni ja erinevate kahjustuste eest. Lisaks vähendavad need vee aurustumist.

Mineraliseerimine

See esineb mõnede taimede (tarnad, kõrrelised ja teised) epidermise rakkude seintes. Neis sisalduvad mineraalid kogunevad üsna suures koguses. Kõigepealt leitakse ränidioksiid ja kaltsiumkarbonaat. Mineraliseerumise käigus omandavad istandike varred ja lehed jäikuse, kõvaduse ja on vähem kahjustatud.

Järeldus

Taimede rakuseinad täidavad mitmeid funktsioone. Täpsemalt pakuvad need jäikust mehaanilise ja konstruktsioonilise toe, kuju ja kasvu jaoks. Kest takistab turgorit - osmootset rõhku. See on eriti oluline juhtudel, kui tehasesse siseneb täiendav kogus vett.

Kas teil on küsimusi?

Teatage kirjaveast

Tekst saata meie toimetusele:

Saada