غشای سلولی در گیاهان

اهداف:

• آشنایی با ساختار غشای سلولی در گیاهان
• نقش پروتئین های موجود در دیواره غشای سلولی
• تبادل برخی مواد بین دو لایه سلولی

مطالعه ی هر یک از بخش های سلول گیاهی نیازمند فیکس کردن و یا رنگ آمیزی های خاص سلولی است. به طور مثال کلروپلاست ها به علت بزرگی به وضوح دیده می شوند. بعد از تثبیت سلول و رنگ آمیزی اجسام کوچک در حدود 4-2 میکرون در سیتوپلاسم مشخص می شوند که میتوکندری ها هستند و در میکروسکوپ نوری مانند دانه های ساده تیره رنگ دیده می شوند. میکروبادی و دیکتوزوم ها بعد از تثبیت و رنگ آمیزی اختصاصی دیده می شوند. کروماتین ها در درون هسته رنگ می گیرند اما نوکلئوپلاسم ها رنگ پذیر نیست.

غشاهای بیولوژیکی عمدتاً از چربی ها و پروتئین ها با مقادیر کمتری کربوهیدرات ها تشکیل شده اند. اگرچه مقدار نسبی چربی ها و پروتئین ها به گونه ای وسیع از یک غشا به غشای دیگر متفاوت است، اما ساختار پایه ای و مفاهیم عملی یکسانی بین غشاها دیده می شود. فراوانترین چربی های موجود در غشاهای سلول فسفولیپیدها هستند. فسفولیپیدها مولکول های آمفی پاتیک اند.

آن ها دارای دو دنباله ی هیدروکربنی غیرقطبی هیدروفوبیک (آب گریز) و سرقطبی هیدروفیلیک (آب دوست) هستند. دریک محیط آب گونه، فسفولیپیدها خود به خود حالت دولایه ای به خود می گیرند، به طوری که سرهای آب گریزشان در درون و سرهای آب دوست شان در معرض آب قرار می گیرد. در مورد غشای دولایه در طرح های مطلب آورده شده است که برای کسب اطلاعات  بیشتر پیشنهاد می گردد.

به طور خلاصه این ساختمان دو لایه ای دو خصوصیت به غشاها می دهد که به خصوص برای درک ما از چگونگی انجام وظایف گوناگون آنها مهم است. این دو خاصیت عبارتند از:

1- سیالیت بالا

2- نفوذپذیری به اغلب مولکول های قطبی.

در غشای سلولی انواع پروتئین برای انتقال مواد وجود دارد که این پروتئین ها حدود 50 درصد وزنی اغلب غشاها را تشکیل می دهند. اگرچه در برخی غشاها مانند غشای داخلی میتوکندری ممکن است این مقدار بیشتر نیز باشد. پروتئین های غشاء ممکن است به دو صورت پروتئین های درون غشایی یا پروتئین های محیطی براساس اینکه به ترتیب در داخل دولایه جاگرفته اند یا به سطح آب دوست متصل باشد تقسیم می شوند.

پروتئین های درون غشایی به پروتئین های درونی معروف اند که ممکن است از یک پروتئین منفرد یا مجموعه ای بزرگ از چندین پروتئین با ترکیبات غیر پروتئینی اضافی تشکیل شده باشند. برخی پروتئین ها درون غشایی فقط به یک طرف غشاء دسترسی دارند در صورتی که بقیه که پروتئین های ترانس ممبران نامیده می شوند در عرض غشاء امتداد یافته و به هر دو طرف آن دسترسی دارند. پروتئین های درونی قادرند درون غشای دو لایه پیوستگی هایی را بسازند زیرا آن ها بخش های آب گریز وسیعی دارند که با دنباله های هیدروکربنی چربی های غشا واکنش نشان می دهند.

بخش های آب گریز مناطقی هستند که در آنجا عمدتاً اسید آمینه هایی با زنجیره های جانبی غیرقطبی  وجود دارند. بنابراین پروتئین های درونی فقط در اثر استفاده از پاک کننده ها یا سایر عواملی که ازطریق برهم زدن کنش های آب گریزی قوی موجب پارگی غشا می شوند از غشاها جدا می گردند.

اما پروتئین های محیطی با استفاده از روش هایی که در آن ها از محلول های نمک یا بافرها استفاده می شود بدون آسیب رساندن به غشاء از آن جدا می شوند.

توضیح فیلم:

مولکول های آب به راحتی می توانند از غشای دولایه ای سلول عبور کنند. با این حال دارای کانال های اختصاصی نیز هستند. سلول های گیاهی از طریق پلاسمودسماتا با هم در ارتباط اند و مواد از طریق این رابط ها جا به جا می شوند.

این ساختار دولایه در گیاهان نیز تا حدی وجود دارد به طوری که برخی غشاهای گیاهی دارای مقدار زیادی گیلکولیپید هستند. غشاهای داخلی کلروپلاست به طور خاص نمایمانگر این وضعیت هستند. آن ها شامل فقط 10 درصد فسفولیپیدها و تقریباً 80 درصد " مونوگالاکتوسیل دی گلیسیرید" و " دی گالاکتوسیل دی گلیسیرید" هستند.

این دو ماده شبیه به فسفولیپیدها هستند با این تفاوت که گروه فسفات با یک یا دو مولکول قند گالاکتوز جایگزین می شود. ده درصد باقی مانده چربی غشای کلروپلاست سولفولیپید است. اما چربی های غشاء در کجای سلول گیاهی ساخته می شوند؟ با استفاده از مواد رادیواکتیو مشخص شده است که مکان های اصلی بیوسنتز اسیدهای چرب و چربی ها، شبکه ی آندوپلاسمی، کلروپلاست و میتوکندری هستند. در اصل تبادل اسیدهای چرب و چربی های کامل بین کلروپلاست، شبکه ی آندوپلاسمی و سایر اندامک های سلولی وجود دارد.

البته بسیاری از اندامک های داخل سلول مانند شبکه آندوپلاسمی، گلژی، کلروپلاست، میتوکندری، واکوئل ها نیز دارای غشای مختص به خود هستند. به طور مثال تونوپلاست غشای جداکننده ی واکوئل از سیتوپلاسم و پلاسمالما غشای جداکننده ی پروتوپلاست از دیواره ی سلولی است.

سلول های جانوری و سلول های گیاهی

جهت دانلود فیلم آموزشی کلیک نمایید.

توضیح فیلم:

در این فیلم شما می توانید سفری به درون برگ داشته باشید.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل صحرانشین سامانی
تنظیم: مریم فروزان کیا