Өсүмдүк жана жаныбар клеткаларынын негизги айырмачылыктарынын бири пластиддер сыяктуу биринчи органеллдердин цитоплазмасында болушу. Бул макалада алардын жашоо процесстеринин түзүлүшү, өзгөчөлүктөрү, ошондой эле хлоропласттардын, хромопласттардын жана лейкопластардын мааниси талкууланат.
Хлоропласттын түзүлүшү
Түзүлүшүн эми изилдей турган жашыл пластиддер жогорку споралуу жана урук өсүмдүктөрүнүн клеткаларынын милдеттүү органеллдерине кирет. Алар кош кабыкчалуу клеткалык органеллдер жана сүйрү формага ээ. Алардын цитоплазмадагы саны ар кандай болушу мүмкүн. Мисалы, тамекинин жалбырак жалбырагынын мамычалык паренхимасынын клеткаларында миңге чейин хлоропласттар, дан өсүмдүктөрүнүн сабактарында 30дан 50гө чейин хлоропласт болот.
Органоидди түзгөн эки мембрана тең башка түзүлүшкө ээ: сырты жылмакай, үч катмарлуу, өсүмдүк клеткасынын өзүнүн кабыкчасына окшош. Ички бөлүгү ламелла деп аталган көптөгөн бүктөмөлөрдү камтыйт. Аларга жанаша жалпак баштыкчалар – тилакоиддер жайгашкан. ламеллалардын тармагын түзөтпараллель түтүкчөлөр. Ламелалардын ортосунда тилакоиддик денелер жайгашкан. Алар бири-бири менен байланышта боло турган дан - үймөктөрдө чогултулат. Бир хлоропласттагы алардын саны 60–150. Хлоропласттын бүт ички көңдөйү матрица менен толтурулган.
Органелла автономиянын белгилерине ээ: өзүнүн тукум куума материалы - тегерек ДНК, анын аркасында хлоропласттар көбөйө алат. Клетканын цитоплазмасында болуп жаткан процесстерден органеллди чектеген жабык сырткы кабыкча да бар. Хлоропласттардын өзүнүн рибосомалары, i-РНК жана т-РНК молекулалары бар, демек, алар белок синтезине жөндөмдүү.
Тилакоид функциялары
Мурда айтылгандай, өсүмдүк клеткасынын пластиддеринде - хлоропласттарда - тилакоиддер деп аталган атайын жалпак баштыкчалар бар. Аларда пигменттер табылган - хлорофиллдер (фотосинтезге катышуучу) жана каротиноиддер (колдоочу жана трофикалык функцияларды аткарган). Фотосинтездин жарык жана караңгы фазаларынын реакцияларын камсыз кылган ферменттик система да бар. Тилакоиддер антенна катары иштешет: жарык кванттарын фокустап, хлорофилл молекулаларына багытташат.
Фотосинтез хлоропласттардын негизги процесси
Автотрофтуу клеткалар көмүр кычкыл газын жана жарык энергиясын колдонуу менен органикалык заттарды, атап айтканда глюкозаны өз алдынча синтездей алат. Азыр биз изилдеп жаткан жашыл пластиддер фототрофтордун – көп клеткалуу организмдердин ажырагыс бөлүгү болуп саналат, мисалы:
- жогорку споралуу өсүмдүктөр (мосс, ат куйруктары, клубтук мохтор,папоротник);
- уруктар (гимносперм - гинга, ийне жалбырактуу дарактар, эфедра жана ангиосперм же гүлдүү өсүмдүктөр).
Фотосинтез – редокстук реакциялардын системасы, алар донордук заттардан электрондорду «кабыл алуучу» кошулмаларга, акцепторлор деп аталганга чейин өткөрүү процессине негизделген.
Бул реакциялар органикалык заттардын, атап айтканда глюкозанын синтезине жана молекулалык кычкылтектин бөлүнүп чыгышына алып келет. Фотосинтездин жарык фазасы жарык энергиясынын таасири астында тилакоиддик мембраналарда жүрөт. Жутулган жарык кванттары жашыл пигмент - хлорофиллди түзгөн магний атомдорунун электрондорун дүүлүктүрөт.
Электрондардын энергиясы энергияны көп талап кылуучу заттарды: АТФ жана НАДФ-Н2 синтези үчүн колдонулат. Алар хлоропласт матрицасында пайда болгон караңгы фазалык реакциялар үчүн клетка тарабынан бөлүнөт. Бул синтетикалык реакциялардын айкалышы глюкозанын, аминокислоталардын, глицериндин жана май кислоталарынын молекулаларынын пайда болушуна алып келет, алар клетканын курулуш жана трофикалык материалы катары кызмат кылат.
Пластид түрлөрү
Жашыл пластиддер, түзүлүшү жана функциялары биз жогоруда талкууланган, жалбырактарда, жашыл сабактарда кездешет жана жалгыз түр эмес. Демек, мөмө-жемиштердин кабыгында, гүлдүү өсүмдүктөрдүн жалбырактарында, жер астындагы бүчүрлөрүнүн сырткы капкагында – түйүнчөкчөлөрүндө жана пиязчаларында, башка пластиддер кездешет. Алар хромопласт же лейкопласт деп аталат.
Түссүз органеллдер (лейкопласттар) башкача формага ээ жана хлоропласттардан айырмаланышат.ички көңдөйдө ичке пластинкалар - ламеллалар жок, ал эми матрицага чөмүлгөн тилакоиддердин саны аз. Матрицанын өзүндө дезоксирибонуклеин кислотасы, белок синтездөөчү органеллдер – рибосомалар жана белоктор менен углеводдорду ыдыратуучу протеолиттик ферменттер бар.
Лейкопласттарда глюкозадан крахмал молекулаларын түзүүгө катышкан ферменттер – синтетазалар да бар. Натыйжада түссүз өсүмдүк клеткасынын пластиддеринде резервдик азыктар: белок гранулалары жана крахмал дандары топтолот. Кызматы органикалык заттарды топтоо болгон бул пластиддер, мисалы, сүттөй бышып жетилүү стадиясында турган помидорлордун бышып жетилиши учурунда хромопласттарга айланышы мүмкүн.
Жогорку резолюциядагы сканерлөөчү микроскоптун астында пластиддердин үч түрүнүн тең структурасындагы айырмачылыктар даана көрүнүп турат. Бул биринчи кезекте фотосинтез функциясы менен байланышкан эң татаал түзүлүшкө ээ хлоропласттарга тиешелүү.
Хромопласттар - түстүү пластиддер
Жашыл жана түссүз өсүмдүк клеткалары менен бирге хромопласт деп аталган органеллдин үчүнчү түрү бар. Алар ар кандай түстөр бар: сары, кызгылт көк, кызыл. Алардын түзүлүшү лейкопласттарга окшош: ички кабыкчасында аз сандагы ламеллалар жана аз сандагы тилакоиддер бар. Хромопласттарда түрдүү пигменттер бар: ксантофиллдер, каротиндер, каротиноиддер, алар көмөкчү фотосинтездөөчү заттар. Дал ушул пластиддер кызылчанын, сабиздин, мөмөлүү дарактардын жемиштеринин жана мөмө-жемиштердин түсүн камсыз кылат.
Алар кантип пайда болотжана пластиддерди өз ара трансформациялайт
Лейкопласттар, хромопласттар, хлоропласттар – жалпы тектүү пластиддер (түзүлүшү жана функциялары биз изилдеп жатат). Алар меристемалык (тарбиялоочу) ткандардын туундулары, алардан протопласиддер – өлчөмү 1 мкмге чейинки эки кабыкчалуу баштыкча сымал органеллдер пайда болот. Жарыкта алардын түзүлүшүн татаалдаштырат: ламеллаларды камтыган ички мембрана пайда болуп, жашыл пигмент хлорофилл синтезделет. Протопласиддер хлоропласттарга айланат. Лейкопласттарды жарык энергиясы менен жашыл пластиддерге, андан кийин хромопласттарга айландырса болот. Пластиддик модификация өсүмдүктөр дүйнөсүндө кеңири таралган көрүнүш.
Хроматофорлор хлоропласттардын прекурсорлору катары
Прокариот фототрофтуу организмдер - жашыл жана кызгылт көк түстөгү бактериялар, молекулалары цитоплазмалык мембрананын ички өскөн жерлеринде жайгашкан бактериохлорофилл А-нын жардамы менен фотосинтез процессин жүргүзүшөт. Микробиологдор бактериялык хроматофорлорду пластиддердин прекурсорлору деп эсептешет.
Бул алардын хлоропласттарга окшош структурасы, тактап айтканда, реакция борборлорунун жана жарык кармап туруучу системалардын болушу, ошондой эле органикалык бирикмелердин пайда болушуна алып келген фотосинтездин жалпы натыйжалары менен ырасталат. Белгилей кетчү нерсе, төмөнкү өсүмдүктөр - жашыл балырлар прокариоттор сыяктуу пластиддерге ээ эмес. Бул хлорофиллди камтыган түзүлүштөрдүн – хроматофорлордун өз функциясын – фотосинтезди өзүнө алгандыгына байланыштуу.
Хлоропласттар кантип пайда болгон
Көптөгөн гипотезалардын арасындапластиддердин келип чыгышы, келгиле, симбиогенезге токтололу. Анын идеялары боюнча пластиддер – архей доорунда фототрофтуу бактериялардын алгачкы гетеротрофтук клеткага киришинин натыйжасында пайда болгон клеткалар (хлоропласттар). Дал ошолор кийинчерээк жашыл пластиддердин пайда болушуна алып келген.
Бул макалада биз өсүмдүк клеткасынын эки мембраналык органеллдеринин: лейкопласттардын, хлоропласттардын жана хромопласттардын түзүлүшүн жана функцияларын изилдедик. Ошондой эле алардын клеткалык жашоодогу маанисин билдик.
