Tonoplasto egenskaper og funksjoner

Toneplast Det er betegnelsen som brukes i biologi for å identifisere de indre membranene til vakuoler i planteceller. Tonen har en selektiv permeabilitet og omslutter vann, ioner og oppløste stoffer inne i vakuolene.

Det er grundige studier på molekylær sammensetning av tonen, siden transportproteinene lokalisert i disse membranene regulerer veksten av planter, stress til saltholdighet og uttørking og mottakelighet for patogener.

Tonen i en plantecelle (kilde: Mariana Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

Generelt sett inneholder vakuolen som tonen komponerer, 57,2% av hele cellevolumet i planter. Imidlertid kan denne prosentandelen variere avhengig av livsstilen, og vanligvis er kaktus- og ørkenplanter som har vakuoler i mindre eller større størrelse.

I noen planter av planter kan vakuola avgrenset av toneplast okkupere opptil 90% av det indre volumet til alle planteceller.

Siden det er involvert i en konstant trafikk av molekyler, ioner og enzymer mellom cytosol og interiøret i vakuolen, er tonen rik på transport av proteiner, kanaler og akvaporiner (porer eller kanaler der vannet passerer).

Mange av de indre vesiklene som fagosomer eller transportvesikler slutter.

Bioteknologer fokuserer sin innsats på de nødvendige teknikkene for å innlemme, i planter av kommersiell interesse som hvete og ris, tone med egenskapene til saltvannsresistente planter.

[TOC]

Kjennetegn

Tonen består for det meste av proteiner og lipider bestilt i form av lipid bilay. Imidlertid, sammenlignet med andre cellemembraner, har den unike proteiner og lipider i sammensetningen.

Den vakuolare membranen (tonen) består av 18% av nøytrale lipider og steroler, 31% glykolipider og 51% fosfolipider. Normalt er fettsyrer til stede i lipider som danner Bilay.

Kan tjene deg: diploide celler

Den enorme vakuolen definert av Toneplast begynner som et sett med flere små vakuoler som er syntetisert i endoplasmatisk retikulum, deretter er proteiner fra Golgi -apparatet integrert.

Ordning av den sentrale vakuolaen til en plantecelle (kilde: Jeg er forfatteren: Gevictor [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Proteiner fra Golgi -apparatet er kanaler, enzymer, transportør og strukturelle proteiner og ankerglykoproteiner som vil plassere seg i tonen.

Alle små vakuoler smelter sammen og organiserer sakte og gradvis for å danne tonen som gir opphav til en stor vakuola, hovedsakelig fyller vann og ioner. Denne prosessen skjer i alle organismer i riket Plantae, Derfor har alle planteceller tone.

Tonen, som mitokondriell lipid bilay.

Funksjoner

Hovedfunksjonen til tonen er å fungere som en semipermebar barriere, avgrense rommet som vakuolaen har forstått og skille den fra resten av det cytosoliske innholdet.

Denne "semipermeabiliteten" utnyttes av planteceller for turgiditet, pH -kontroll, vekst, blant mange andre funksjoner.

Turgency og vannpotensial

Den mest studerte funksjonen til planter er å regulere celleturgiditet. Konsentrasjonen av ioner og vann som er innenfor vakuolen deltar, gjennom trykkpotensialet (ψp), i vannpotensialet (ψ) slik at vannmolekylene kommer inn eller etterlater seg inne i cellen.

Takket være tilstedeværelsen av tonen trykket potensialet (ψp) som utøver protoplasten (plasmamembranen) på celleveggen i cellene genereres. Denne kraften tilegner seg positive verdier når vakuola utøver press på protoplasten, og dette på sin side på celleveggen.

Når vannet forlater vakuolaen gjennom tonen og deretter forlater plantecellen, begynner vakuolen å trekke seg sammen og cellens turgiditet går tapt, og oppnår trykkverdier (ψp) nær null og til og med negativ.

Kan tjene deg: Sertoli Cell: Kjennetegn, histologi og funksjoner

Denne prosessen er kjent som begynnende plasomolyse, og det er det som igjen produserer visningen vi observerer i planter.

Når anlegget er sammen, øker det osmotiske potensialet (ψp), siden når konsentrasjonen av kaliumioner (K+) inne i cellen er større enn konsentrasjonen av oppløste stoffer utenfor, beveger vannet seg innover.

Disse kaliumionene (K+) er for det meste inne i vakuolen og tilsatt cytosolionene, er ansvarlige for å generere det osmotiske potensialet (ψP). Tonen er permeabel for disse kaliumionene takket være en at betaling som har i sin struktur.

PH -vedlikehold

Atasas i tonen.

Rotcellemembran ATP -er aktiveres ved tilstedeværelse av kaliumioner (K+), disse introduserer kalium (K+) -ioner og utviser protoner (H+). I kontrast blir Atasasene som finnes i tonen aktivert i nærvær av klor (Cl-) i cytosol.

Disse kontrollerer konsentrasjonen av klorioner (Cl-) og indre hydrogen (H+). Begge ATP -ene jobber i et slags "spill" for å kontrollere pH i cytosol av planteceller, enten for å heve eller redusere pH til en pH på 7 eller høyere i cytosol.

Når det er en veldig høy konsentrasjon av protoner (H+) i cytosol, introduserer cellemembran -ATASION kaliumioner (K+); Mens atasa av tonen til klorioner suger (Cl-) og hydrogen (H+) av cytosolen inn i innsiden av vakuolen.

TILionekumulering

Tonoplasten har flere typer primære protonpumper. I tillegg har den transportørkanaler for kalsiumioner (Ca+), hydrogenioner (H+) og andre ioner som er spesifikke for hver planteart.

Kan tjene deg: eksocytose: prosess, typer, funksjoner og eksempler

Atasas Pump -protoner (H+) mot det indre av vakuolaen, noe som gjør lumen i dette tilegner seg en sur pH, med verdier mellom 2 og 5, og en positiv delvis belastning. Disse pumpene hydrolyserer ATP i cytosol, og introduserer protoner (H+) gjennom en por.

Pyrofosfase er en annen type "pumper" av tonen som også introduserer protoner (H+) i vakuolen, men de gjør det gjennom hydrolyse av pyrofosfat (PPI). Denne pumpen er eksklusiv for plantene og avhenger av Mg ++ og K -ionene+.

I tonoplasten kan du finne andre typer ataser som pumper protoner mot cytosol og som introduserer kalsiumioner (Ca ++) inn i innsiden av vakuolen. Kalsium (Ca ++) brukes som en messenger i det cellulære interiøret, og lumen av vakuola brukes som en avsetning av disse ionene.

Kanskje de mest tallrike proteiner i tonen er kalsiumkanalene, disse tillater kalsiumutgang (CA+) introdusert av membranatasas.

For tiden er også primære bomber eller transportører av ABC -type identifisert (fra engelsk TILTp-BInnlever CAssette) i stand til å introdusere store organiske ioner inne i vakuolen (for eksempel glutation, for eksempel).

Referanser

1. Blumwald, e. (1987). Toneplast vesikler som et verktøy i studiet av ionetransport ved plantevakuolen. Physiologia Plantarum, 69 (4), 731-734.
2. Dean, J. V., Mohammed, l. TIL., & Fitzpatrick, t. (2005). Dannelsen, vakuolar lokalisering og toupoplast av salisylsyre glukosekonjugater i tobakkscellesuspensjonskulturer. Plante, 221 (2), 287-296.
3. Gomez, l., & Chrispeels, m. J. (1993). Toneplast og vakuolare oppløselige proteiner er målrettet mot forskjellige mekanismer. Plantcellen, 5 (9), 1113-1124.
4. Jauh, g. OG., Phillips, t. OG., & Rogers, J. C. (1999). Tonoplast iboende protein er former som markører for vakuolære funksjoner. Plantcellen, 11 (10), 1867-1882.
5. Liu, l. H., Ludewig, u., Gassert, f., FRAMER, W. B., & von wirén, n. (2003). Urea transport med nitrogenregulerte tonoplast iboende proteiner i Arabidopsis. Plant Physiology, 133 (3), 1220-1228.
6. Pesssarakli, m. (2014). Håndbok for plante- og avlingsfysiologi. CRC Press.
7. Taiz, l., Zeiger, e., Møller, i. M., & Murphy, a. (2015). Plantefysiologi og utvikling