Biologia Komórki

Zakład Biologii Roślin

Dr Anna Wilczek

Ćwiczenia 9.

Budowa, znaczenie oraz

powstawanie ściany komórkowej

komórek roślinnych. Komunikacja

międzykomórkowa.

Ściana komórkowa

• Szkielet komórki roślinnej

• Udział w tworzeniu kory komórki

• Regulacja wzrostu komórek – teoria

kwasowego wzrostu

• Odpowiedź na bodźce – jak matrix

zewnątrzkomórkowa

Skład chemiczny ściany komórkowej

• Układ dwufazowy:

– Włókna celulozy tworzące strukturę

krystaliczną

– Matriks amorficzna: polisacharydy,

białka, fenole

• Udział wody
• Substancje adkrustujące i

inkrustujące

Struktura ściany

komórkowej

Struktura chemiczna celulozy

wiązanie β (1->4)

Struktura fibryli celulozy

Syntaza celulozy zlokalizowana jest w

plazmalemmie i powiązana z

cytoszkieletem mikrotubul

Struktura ściany komórkowej

Warstwowa

struktura ściany

• Blaszka środkowa

spaja dwie komórki
(powstaje z
przegrody
pierwotnej)

• Ściana pierwotna
• Ściana wtórna:

– S1
– S2
– S3

Składniki amorficzne:

• Polisacharydy

– Pektyny – składniki blaszki

środkowej

– Hemicelulozy – charakterystyczne

dla ściany pierwotnej, występują
szczególnie licznie we włóknach
żelatynowych

Składniki amorficzne

• Białka

– Białka strukturalne

• Bogate w hydroksyprolinę (ekstensyny) HRP
• Bogate w prolinę PRP
• Bogate w glicynę GRP
• Arabinogalaktonowe AGP
• Lektyny Solanaceae

– Białka enzymatyczne:

• Peroksydazy, lakkazy, oksydazy, inwertazy,

kwaśne fosfatazy, pektynazy, hydrolazy

Modyfikacje ściany

komórkowej

• Inkrustacja:

– Proces odkładania się nowych substancji wewnątrz

istniejącej ściany komórkowej

– Przykłady substancji inkrustujących: lignina,

garbniki, olejki eteryczne, żywice, woski, węglan
wapnia, krzemionka

• Adkrustacja:

– odkładanie na wewnętrzną powierzchnię ściany

komórkowej substancji bezszkieletowych

– Przykłady substancji adkrustujących: związki

lipofilne (np. suberyna, kutyna, woski), związki
hydrofilne typu wielocukrów (np. kaloza)

Związki fenolowe

• Oparte na jednostce fenylopropanu
• Najczęściej w postaci związanej –

ligniny

• Inne formy:

– Kwas ferulowy
– Kwas p-kumarowy

Modyfikacje ściany komórkowej

• korkowacenie ściany – adkrustacja

suberyną komórek korka

• metakutynizacja – adkrustacja suberyną

komórek innych niż korka

• kutykularyzacja – wytwarzanie warstwy

kutyny

• kutynizacja – odkładanie warstewek

kutyny wewnątrz ściany komórek skórki
między warstwami zawierającymi celulozę

Kutykula

• Odkładana na zewnętrznej powierzchni

ściany

• Woski

– Mieszanina kwasów tłuszczowych (C16 i C18)

• Kutyna

– Ω-hydroksykwasy tłuszczowe C16 i C18

• Podobna jest budowa suberyny,

odkładanej
na wewnętrznej powierzchni ściany

– Ω

-hydroksykwasy tłuszczowe C16 do C24

Epiderma i kutykula

Powstawanie ściany komórkowej

• Cytokineza komórek roślinnych

– pęcherzyki produkowane przez Aparat

Golgiego

– Lokalizacja wyznaczona przez PPB

• Przegroda pierwotna -> blaszka środkowa
• Apozycja fibryl celulozy ściany pierwotnej
• Kierunek centryfugalny (wyjątki np.

podział komórek bielma)

Charakterystyka ściany pierwotnej

• powstaje podczas wzrostu komórki (lub jej

części)

• odporna na rozciąganie
• elastyczna (odwracalne odkształcenie)
• plastyczna (nieodwracalne odkształcenie)
• wiotka - mało odporna na ściskanie
• celuloza < 10% świeżej masy
• mikrofibryle położone równolegle do

powierzchni –
w pozostałych wymiarach w różnych kierunkach

Charakterystyka ściany pierwotnej

• w trakcie wzrostu komórki pierwotne ułożenie

mikrofibryl ulega zmianie

• dwa rodzaje ułożenia fibryli:

– siatkowaty – nowe fibryle są układane poprzecznie

do kierunku wzrostu komórki, później są rozciągane
tak,
że tworzą siatkę

– helikoidalny – nowo tworzona warstwa mikrofibryl

tworzy pewien kąt w stosunku do mikrofibryl
poprzedniej warstewki, mikrofibryle są więc ułożone
helikoidalnie, wzrost komórki powoduje zmniejszenie
kąta nachylenia helisy względem osi komórki

Charakterystyka ściany wtórnej

• Powstaje po zakończeniu wzrostu komórki
• Celulozy jest więcej niż w ścianie pierwotnej
• Układ mikrofibryli bardziej regularny niż w

ścianie pierwotnej

• Zwykle nierównomiernie wykształcona na

całej powierzchni, powstają:

– Jamki – małe pola niezajęte ścianą wtórną
– Listwy – wydłużone zgrubienia wtórnej ściany

(gdy są duże pola bez ściany wtórnej)

Człon naczynia – zgrubienia

pierścieniowe

helikalne

Człon naczynia – zgrubienia

siateczkowate

Charakterystyka ściany wtórnej

• mikrofibryle ułożone w obrębie warstw

równolegle względem siebie – helikalnie w
odniesieniu do osi komórek wydłużonych

• wyróżnia się trzy warstwy:

– zewnętrzną S1 – cienka, mikrofibryle w

kolejnych warstwach krzyżują się

– środkową S2 – najgrubsza, we wszystkich

lamellach układ mikrofibryl taki sam

– wewnętrzną S3 – cienka, układ mikrofibryl

mniej stromy, często przeciwny, niż w S2

Układ fibryl

celulozy

w ścianie

komórkowej

Plazmodesmy a jamki

Jamki

Jamki proste

Jamki

Prosta

Lejkowat

a

Torus

Margo

Schemat

budowy

plazmodesmy

Szczególne typy drewna

Drewno kompresyjne

Drewno tensyjne

Szczególne typy drewna

• Drewno kompresyjne

– U roślin nagonasiennych
– Zlokalizowane w miejscach

ściskanych

– Szczególnie silny skręt helisy fibryl

celulozy, gruba ściana wtórna

Szczególne cechy drewna

kompresyjnego – kurczenie się

zamiast pęcznienia w czasie

wysączania wodą

Szczególne typy drewna

• Drewno tensyjne

– U roślin okrytonasiennych
– Zlokalizowane w miejscach

rozciąganych

– Występowanie włókien

żelatynowych

Warstwa
żelatynowa

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ