Bądź na bieżąco z wydarzeniami, subskrybuj kanały RSS
     Zobacz inne kanały tematyczne RSS dziennika BIOLOG
Wiadomości | Biotechnologia | Botanika | Ciekawostki | Ekologia | Leśnictwo | Medycyna | Zoologia | Encyklopedia | Forum chemiczne | Forum medyczne |
  
Wakuola i jej składniki

Wracaj: ŚCIĄGI


Gdy oczka sieci cytoplazmy powiększa się nadmiernie po lokalnym nagromadzeniu się wody, co może nastąpić na przykład przez zamaskowanie (nakrycie) hydrofilowych grup białka, wówczas swobodnie poruszająca się woda zlewa się w krople płynu - wakuole (wodniczki). Zostają one natychmiast odgraniczone od cytoplazmy. Całość systemu wakuolarnego komórki określana jest jako wakuom. W bardzo młodych komórkach merystematycznych nie ma wodniczek, w starszych komórkach biorą one swój początek z ER; mogą byc wynikiem lokalnego rozszerzenia ER lub wytwarzania przez niego pecherzyków. Podczas różnicowania się komórek merystematycznych liczba wakuol wzrasta, zwiększają się ich rozmiary, często łączą się w jedną dużą wakuolę centralną.

Również i inne substancje ciekłe mogą oddzielać się od cytoplazmy w postaci kropel i tworzyć wakuole (np. tłuszcze lub olejki lotne). U niektórych słodkowodnych Flagellata występują wodniczki tętniące, które rytmicznie napełniają się stopniowo sokiem komórkowym, a następnie wydalają go do otaczającej wody.

Liczne białka dzięki hydrofilowym grupom mają tendencję do rozpuszczania się w środowisku wodnym, natomiast lipidy słabo mieszają się z wodą, przy czym mogą tworzyć jednocząsteczkowe błonki na jej powierzchni. Plazmolemma utworzona jest częściowo z takich wielowarstwowych podwójnych lamelli białkowo-lipidowych.

Rolą wodniczek jest: utrzymywanie i regulowanie ciśnienia osmotycznego, magazynowanie i mobilizacja substancji zapasowych, detoksykacja toksycznych produktów metabolizmu komórek, pełnią funkcje lizosomu (ze względu na obecność enzymów hydrolitycznych).

Skład soku komórkowego jest bardzo różny u poszczególnych gatunków. Zmienia się on nadto w zależności od rodzaju organu, tkanki, a nawet komórki. Często następuje gromadzenie się głównie jednego tylko produktu przemiany materii w wyspecjalizowanych komórkach (wakuole garbnikowe, śluzowe, białkowe). Liczne tego rodzaju ciała należą do substancji zapasowych gromadzonych w wielkich ilościach w komórkach organów spichrzowych (bulwy, cebule, nasiona).

Węglowodany. Do najczęstszych składników soku komórkowego należą rozpuszczalne w wodzie węglowodany, tj. przede wszystkim dwucukry: cukier trzcinowy (sacharoza) i słodowy (maltoza), oraz jednocukry: cukier gronowy (glikoza) i owocowy (fruktoza). Często cukier trzcinowy gromadzony jest jako substancja zapasowa, np. w korzeniu buraka cukrowego i w łodydze trzciny cukrowej, z których się go otrzymuje. Cukry gronowy i owocowy - jak sama nazwa wskazuje - rozpowszechnione są w owocach. Rośliny z rodziny Compositae gromadzą rozpuszczalny polisacharyd inulinę, zbudowaną z cząsteczek fruktozy. W przeciwieństwie do skrobi ziemniaczanej utworzonej z reszt glikozowych, jest ona nieszkodliwa dla chorych na cukrzycę. Dlatego też bulwy topinambura (Helianthus tuberosus) mogą być podawane chorym na cukrzycę zamiast ziemniaków. Po dodaniu alkoholu inulina krystalizuje w postaci pięknych sferokryształów. Glikogen rozpowszechniony jako materiał zapasowy u zwierząt, zbudowany z a-glikozy podobnie jak skrobia, występuje w świecie roślin u grzybów, bakterii i sinic zamiast innych węglowodanów, jak skrobia lub cukier.

Śluzy należące również do węglowodanów występują np. w niektórych cebulach i bulwkach storczyków. W organach nadziemnych śluzy spotyka się przede wszystkim w łodygach i liściach sukulentów. Śluzy mogą powstawać również przez ześluzowacenie błon komórkowych.

Białka. Soczyste zbiorniki substancji zapasowych często zawierają białka rozpuszczalne w soku komórkowym. Można wykazać ich obecność przez dodanie odczynników strącających białka (np. alkoholu). W suchych zbiornikach spichrzowych, np. w wielu nasionach, tworzą się po odciągnięciu wody stałe ziarna proteinowe, czyli ziarna aleuronu. Liczne, równomiernie rozmieszczone w plazmie wakuole zawierające białko tężeją w postaci okrągławych ziaren. W ich podstawowej masie, którą stanowią albuminy, mogą być zanurzone piękne krystaloidy białkowe utworzone z trudno rozpuszczalnych, a zatem najpierw wytrącających się globulin. Krystaloidy białka różnią się od prawdziwych kryształów zdolnością pęcznienia. Oprócz tego ziarna aleuronu często zawierają od jednego do kilka globoidów składających się z bezpostaciowej fityny - soli wapniowo-magnezowej. Komórki zewnętrznej warstwy tkanki odżywczej ziarniaków zbóż wypełnione są drobnymi ziarnami aleuronu. Przy wyrobie białej, drobno mielonej mąki warstwa zawierająca białko przechodzi do otrąb, białko to nie wchodzi przez to w skład białego chleba, zostaje natomiast zachowane w chlebie razowym.

Tłuszcze jako energetyczne substancje zapasowe gromadzone są u większości roślin nasiennych w tkance zapasowej nasion, najczęściej jednak w małej ilości. W szczególnie bogatych w tłuszcze nasionach stanowią one do 70% zawartości suchej masy. Również niższe organizmy, np. niektóre jednokomórkowe glony (Chlorella, Diatomeae) mogą w pewnych warunkach zawierać w suchej masie do 65% tłuszczów. W ubogiej w wodę plazmie tłuszcze tworzą emulsję złożoną z drobnych kropelek, z której przy dopływie wody oddzielają się większe krople oleju. W plazmie bogatej w wodę, np. w kiełkujących nasionach, występują duże wakuole tłuszczowe, silnie załamujące promienie świetlne.

Tłuszcze roślinne, w zwykłej temperaturze najczęściej ciekłe, są mieszaniną estrów gliceryny z wieloma kwasami tłuszczowymi, zwłaszcza palmitynowym, stearynowym lub nienasyconym kwasem oleinowym .

Olejki lotne tworzą krople silnie załamujące światło w korzeniach (np. chrzanu), kłączach (np. tataraku, imbiru), korze (np. drzewo cynamonowe), liściach (np. lauru, dyptamu), płatkach (np. róży), łupinach owoców i w nasionach (np. pieprzu). Ściany komórek wypełnionych olejkiem są niekiedy skorkowaciałe, protoplasty ich zazwyczaj obumierają. Często olejek wydalany jest z komórek, w których się wytworzył (np. z włosków gruczołowych lub z komórek gruczołowych), albo też komórki całkowicie rozpuszczają się i olejek zlewa się w większe krople. Olejki lotne są mieszaniną terpenów oraz alkoholi, aldehydów i ketonów terpenowych, jak również, estrów, fenoli i wyższych alkoholi. Olejki lotne kwiatów przywabiają zapachem owady dokonujące zapylenia.

Barwiki. Podobne zadanie spełniają barwniki płatków. Jeżeli są one rozpuszczalne w wodzie, mogą być rozpuszczone w wakuolach. Do barwników soku komórkowego należą niebieskie, fioletowe lub czerwone antocyjany oraz żółte pochodne flawonów (np. u dalii, lwiej paszczy, różnych gatunków naparstnicy i goryczki). Wiele kwiatów zawiera dodatkowo lub wyłącznie barwniki rozpuszczalne w tłuszczu (karotenowce), związane z chromatoforami - tworami bogatymi w lipidy.

Terminem antocyjany określamy szereg spokrewnionych związków, które występują w wakuolach, najczęściej w połączeniach glikozydowych. Składniki niecukrowe (aglikony) powstające w wyniku hydrolizy antocyjaniny nazywają się antocyjanidynami. Znamy ich dotąd sześć (np. cyjanidyna u chabra bławatka, del-finidyna u ostróżki i pelargonidyna u pelargonii). Ta sama antocyjanina może dawać barwę niebieską i czerwoną. Na przykład cyjanina nadaje barwę zarówno niebieskim kwiatom bławatka (Centaurea cyanus), jak i czerwonym różom. W czerwonych kwiatach występują oksoniowe sole antocyjanowe, w kwiatach zaś niebieskich te same cząsteczki barwnika występują w połączeniu z takimi metalami, jak Al, Fe lub Mg. Przez rozkład takiego kompleksu kwasem uwalniają się na powrót cząsteczki czerwonej cyjaniny. Często zmienia się odcień kwiatów w czasie kwitnienia - od różowego przez fioletowy do niebieskiego (Myosotis, Lathyrus vernus). U gatunków kwitnących niebiesko można też nierzadko znajdować poszczególne osobniki różniące się odcieniem barwy kwiatu (Salvia, Lupinus). Flawony i antocyjany są chemicznie blisko spokrewnione. Niebieskie i czerwone antocyjanidyny są produktem redukcji flawonoli. Dlatego też w obrębie wielu rodzajów spotyka się niebiesko lub różowo kwitnące gatunki zawierające antocyjany oraz żółto kwitnące gatunki, u których występują flawony (Aconitum, Digitalis).

Purpurowe, tj. czerwonobrunatne liście buka, leszczyny itp. zawdzięczają swoją barwę współdziałaniu czerwonych antocyjanów z komórek tkanki okrywającej i zielonego barwnika w leżącej poniżej tkance asymilującej. U buraka ćwikłowego (Beta vulgaris) prawie wszystkie komórki zawierają antocyjany w wakuolach. Jaskrawoczerwone zabarwienie wielu liści związane jest również z występowaniem tego barwnika. Nagromadzenie się cukru powoduje często wzmożone wytwarzanie antocyjanu. Okorowane lub złamane gałęzie winorośli lub derenia uzyskują krwistoczerwone jesienne zabarwienie liści wskutek przerwania odpływu cukru.

Glikozydy. Do związków cukrów - glikozydów - należy jeszcze szereg rozpowszechnionych wtórnych substancji roślinnych. Częściowo mają one charakter aromatyczny, jak np. glikozydy kumarynowe (np. u marzanki wonnej), lub zawierające siarkę glikozydy olejku gorczycznego (np. zinigryna w gorczycy czarnej i chrzanie); mogą być one mniej lub bardziej silnymi truciznami (np. glikozydy Erythraea centaurium i różnych gatunków goryczek, glikozydy cyjanorodne w migdałach i nasionach innych owoców pestkowych, glikozydy naparstnicy i Strophanthus). Wszystkie te związki mogą być rozłożone przez specyficzne enzymy. Na przykład emulsyna rozszczepia amygdalinę gorzkich migdałów na glikozę, aldehyd benzoesowy i kwas cyjanowodorowy. Zapach substancji wonnej - kumaryny - jest wyczuwalny dopiero przy więdnięciu roślin, po odszczepieniu od reszty cukrowej. Dlatego też świeża marzanka wonna nie ma prawie zapachu.

Alkaloidy. Dalsze ważne trucizny roślinne należą do grupy alkaloidów. Obejmuje ona ponad 1000 różnych substancji, lepiej zbadanych z biologicznego niż chemicznego punktu widzenia. Alkaloidy, czyli zasady roślinne, łączą się z kwasami dając sole. W rzeczywistości chodzi tu o szereg różnych heterocyklicznych związków zawierających w swoim pierścieniu azot. Należą do nich m. in. substancje czynne kawy (kofeina), herbaty (kofeina i teofilina), kakao (kofeina i teobromina), kory drzewa chinowego (chinina), maku (morfina, kodeina, narkotyna i in.) oraz znane trucizny: kokaina, strychnina, kolchicyna i kurara, Całe grupy roślin, jak np. rodzina Solanaceae, odznaczają się posiadaniem blisko spokrewnionych, trujących alkaloidów (solanina, atropina, hioscyjamina, skopolamina, nikotyna). Sporysz (Claviceps purpurea) dostarcza alkaloidów stosowanych w chorobach kobiecych - ergotaminy, ergotoksyny i ergobazyny. Pomimo budowy alkaloidowej niezasadowa kolchicyna nie jest zaliczana do alkaloidów. Ta ważna substancja antymitotyczna występuje nie tylko u zimowita (Colchicum autumnale).

Garbniki. Wakuole wypełnione garbnikami rozpowszechnione są w komórkach kory (brunatne flobafeny = utlenione garbniki) i w owocach (nadają smak ściągający owocom borówki brusznicy i borówki czarnej). Bogate w garbniki liście ma herbata, nasiona zaś - kawa. Garbniki są mieszaniną różnych aromatycznych substancji, częściowo o budowie glikozydowej. Rozpowszechnione w nich są kwasy galusowy, garbnikowy (tanina), elagowy i chlorogenowy. Kwas garbnikowy chroni tkanki przed szkodliwą działalnością mikroorganizmów.

Żywice i balsamy są roztworami terpenowymi kwasów żywicznych i innych substancji organicznych. Występują one przede wszystkim u Coniferae, gdzie tworzą się w odrębnych komórkach wydzielniczych, z których są później wydzielane. Żywica świerkowa dostarcza kalafonii i terpentyny; bursztyn pochodzi od kopalnych gatunków Pinus i Picea. Arabskie gatunki Boswellia dostarczają kadzidła. Żywice i balsamy mają właściwości przeciwdziałające gniciu.

Kauczuk. Powstaje w rurkach mlecznych wielu różnych roślin. Najważniejszą z nich jest drzewiasta Hevea brasiliensis z rodziny Euphorbiaceae. Technicznie użytkowany kauczuk uzyskiwany jest z soku mlecznego różnych gatunków Ficus (rodzina Moraccae) oraz z zielnej rośliny należącej do rodziny Compositae - Taraxacum.

Szczawian wapniowy. Szeroko rozpowszechnione są trudno rozpuszczalne kryształy szczawianu wapniowego, będącego odpadowym produktem przemiany materii. Zależnie od warunków powstawania może on występować jako jednowodzian lub dwuwodzian. Jednowodzian szczawianu wapniowego krystalizuje jednoskośnie, dwuwodzian - tetragonalnie. Zależnie od rozpuszczalnika oraz od stężenia jonów wapnia i kwasu szczawiowego szczawian wapniowy może występować jako jednowodzian w postaci pojedynczych kryształów, pęczków rafidów, piasku krystalicznego i druzów. Tetragonalne kryształy dwuwodzianu występują pojedynczo i tworzą druzy (wiele pojedynczych kryształów nieregularnie zrośniętych ze sobą dookoła centrum powstawania). Kryształy szczawianu wapniowego rozpuszczają się w kwasie solnym, a są nierozpuszczalne w kwasie octowym. Z kwasem siarkowym krystalizują w kryształki gipsu. W ten sposób można je mikrochemicznie odróżnić od innych kryształów występujących w komórkach.









Powyższa ściąga została nadesłana przez czytelnika naszego portalu. Redakcja dokłada starań by ściągi nie łamały praw autorskich. Jeżeli jednak uważasz, że umieszczona ściąga w serwisie jest nielegalna lub narusza prawa autorskie, prosimy o kontakt. Jedynie użytkownik wysyłający artykuł, ściągę ponosi pełną odpowiedzialność za jej treść. Redakcja portalu Biolog.pl nie ponosi odpowiedzialności za materiały nadsyłane przez czytelników.

Ściągi z biologii. Ściągi do matury. Pomoce naukowe.