Общая характеристика растительной клетки

Четвертичная структура

Третичная структура

Вторичная структура белка

Структура белков

Отдельные аминокислоты соединяются в молекуле белка с помощью пептидной связи. Пептидная связь образуется при реакции конденсации между аминогруппой одной аминокислоты и кислотной группой другой.

Соединение, состоящее из большого количества аминокислот, называется полипептидом. Каждый белок является полипептидом. Некоторые белки состоят из нескольких полипептидных цепей. Каждому белку свойственна определенная геометрическая форма. При описании трехмерной структуры белка выделяют четыре уровня организации - первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры.

Первичная структура белка – это число и последовательность аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями.

Часть белковой молекулы может образовывать спирали, которые стабилизируются водородными связями, но у большинства белков имеются участки с нерегулярной структурой. Образованию водородных связей препятствуют дисульфидные мостики и иминокислота пролин.

У большинства белков полипептидные цепи свернуты в компактную глобулу. Третичная структура поддерживается водородными, ионными, дисульфидными связями, а также гидрофобными взамодействиями. Белок сворачивается таким образом, чтобы его гидрофобные аминокислоты были внутри глобулы и были защищены от соприкосновения с водой, а гидрофильные аминокислоты выставлены наружу.

Некоторые белки состоят из нескольких полипептидных цепей, удерживаемых вместе гидрофобными взаимодействиями, водородными и ионными связями. Способ совместной упаковки таких цепей называется четвертичной структурой. Белки, обладающие четвертичной структурой, состоят из нескольких субъединиц.

Структура	Функция	Состав
Ядро	Центр управления процессами в клетке и хранения и передачи генетической информации	Две мембраны с порами, ДНК и белки (гистоны)
Рибосомы	Синтез белка	РНК и белки
Эндоплазматический ретикулум	Делит цитоплазму на компартменты, место синтеза белков и липидов, транспорт веществ	Мембраны
Аппарат Гольджи	Секреция веществ, синтез полисахаридов, присоединение углеводов к липидам и белкам	Мембраны
Митохондрии	Дыхание, синтез АТФ	Две мембраны, белки, ДНК, рибосомы
Пластиды (пропластиды, амилопласты, лейкопласты, хромопласты)	Запасание крахмала, терпеноидов, каротиноидов	Две мембраны, ДНК, белки, рибосомы, запасаемые вещества
Хлоропласты	Фотосинтез, синтез веществ	Две мембраны, ДНК, белки, рибосомы, хлорофилл, крахмал
Микротельца (пероксисомы, глиоксисомы)	Окислительные реакции, фотодыхание, глиоксилатный цикл	Мембрана, белки, фермент каталаза
Вакуоли	Осмотическая функция, хранение конечных продуктов обмена, функции лизосом (переваривание структур и молекул, отслуживших свой срок)	Мембрана, вода, минеральные соли, сахара, пигменты, органические кислоты, ферменты гидролиза
Сферосомы (липидные тела)	Запасание липидов	Мембрана, липиды, ферменты липаза и эстераза
Цитоскелет (микротрубочки и микрофиламенты)	Внутренний скелет клетки, внутриклеточное движение	Белок
Цитозоль	Связь органелл	Вода, минеральные и органические вещества
Клеточная стенка	Механическая опора и защита клетки, запас и транспорт воды	Целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины

Поглощение воды корнями (нижний концевой двигатель)

Корень – это специализированный орган поступления воды, однако любой орган растения, не насыщенный водой, тоже может ее поглощать. Смоченные дождем и росой листья могут поглощать до 25% падающей на них воды. Вода может поступать в клетки листьев из окружающего воздуха при относительной его влажности 100%. Зона корневых волосков является основной поглощающей зоной корня. Поглощение воды происходит через эпидерму корня. Корневые волоски создают гигантскую поглощающую поверхность. Вода поглощается за счет осмотических сил, перемещаясь из участков с высоким водным потенциалом (в почве) в участки с более низким (в корнях). Из корневых волосков вода поступает через кору, энтодерму и перицикл к первичной ксилеме. Попав в проводящие элементы ксилемы, вода поднимается по корню и стеблю в листья. Вода и растворенные вещества перемещаются в растениях по апопластному, симпластному или смешанным путям. Наиболее быстро вода перемещается по апопласту. Через эндодерму вода может пройти только по симпластному пути, так как клеточные стенки пропитаны суберином, на них расположены водонепроницаемые пояски Каспари. Эндодерма, таким образом, создает осмотический барьер между корой корня и его центральным цилиндром.

Транспирация (верхний концевой двигатель)

Растения выделяют воду в виде жидкости или пара. Физиологический процесс испарения воды наземными органами растения называется транспирация, а выделение воды в виде жидкости на поверхности листьев - гуттация (от лат. гутта – капля). При высокой влажности воздуха на зубчиках и концах листьев выделяется капельно-жидкая влага – растения гуттируют. Функцию выделения выполняют специальные образования – гидатоды. Растения, у которых наблюдается гуттация, можно назвать живыми барометрами, т.к. у них гуттация наблюдается перед дождем.

Основным органом транспирации является лист. Верхний концевой двигатель, обеспечивающий передвижение воды по растению, создается и поддерживается высокой сосущей силой транспирирующих клеток листовой паренхимы. Сила верхнего концевого двигателя будет тем больше, чем активнее транспирация. Для его работы используется энергия внешней среды: температура и движение воздуха. За час растение в результате транспирации может сменить всю содержащуюся в нем воду. За вегетационный перид одно растение кукурузы испаряет 200 кг воды, 1 га посева пшеницы – 2-3 тонны. В течение года одно растение эвкалипта способно испарить до 14 тонн воды. Их корни уходят на глубину до 30 м, это самые высокие цветковые растения – до 155 метров.

Транспирация слагается из двух процессов: передвижения воды из листовых жилок в поверхностные слои стенок клеток мезофилла и испарения воды из клеточных стенок в межклеточные пространства и подустьичные полости с последующей диффузией в атмосферу через устьица (устьичная транспирация) или испарения из клеточных стенок эпидермиса в атмосферу путем кутикулярной транспирации.

Дата добавления: 2015-06-04