Back to chapter

4.15:

דופן תא הצמח

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Plant Cell Wall

Languages

Share

לתא צמח יש דופן מבנה קשיח, הממוקם מחוץ לקרום הפלזמה הסוגר את התא. דופן תא צמחיים יכולים להכיל עד שלוש שכבות שונות הלמלה האמצעית, דופן התא הראשית ודופן התא המשנית. כל שכבה כוללת רב-סוכרים כמו פקטין המיצלולוז ותאית וכן חלבונים.הלמלה האמצעית היא השכבה החיצונית ביותר של דופן התא. שכבה זו שוכנת בין שני תאים סמוכים, ומכאן השם למלה”אמצעית. הלמלה האמצעית מורכבת מפקטין המאפשר לתאים להיצמד זה לזה וליצור רקמות צמחיות.דופן התא הראשית נוצרת בין הלמלה האמצעית לקרום הפלזמה. כאשר תאי צמחים צעירים מתחלקים וצומחים הם מפרישים שכבה של סיבי מיקרו תאית המוטמעת בתוך מטריצה דמויית ג’ל המורכבת מפקטין והמיצלולוז. מבנה דק וגמיש זה מאפשר לדופן התא הצמחית להתרחב במהלך גידול התא.לאחר שתא צמח מתבגר ומפסיק לגדול, הוא עשוי להניח תא משני בין דופן התא הראשית לקרום הפלזמה. קיר התא המשני העבה והנוקשה הזה מכיל תאית, המיצולולוז וגורם התקשות כמו ליגנין המספקים לתאי צמחים הגנה ותמיכה. עץ ועשבים, שניהם מפתחים דופן תאי משנה המשלבים ליגנין.עם זאת, הרכב דופן התא שלהם שונות כדי להתאים לצרכים המבניים שלהן. תאי רקמות עציים, בשונה מתאי דשא, מורכבים בעיקר משכבות דופן תא משניות המספקות חוזק ונוקשות אפילו בתוך אותו צמח, סוגים שונים של תאים כמו אלמנטים של הובלה והטרכידים האחראים להובלת מים בצמחי וסקולרים-מפתחים דופן תאים משניים מיוחדים. עם זאת, דופן תאים צמחיים אינם מחסומים אטומים.חורים קטנים מחברים ישירות את הציטופלזמה של התאים הסמוכים. קשרים אלה מאפשרים חילופי מים, חומרי מזינון ומולקולות חיוניות אחרות. באופן כללי, דופן תא הצמחים אחראי לאופיים הקשיח והזקוף של צמחים כמו עשבים, שיחים ועצים.תלוי במין או בסוג התא, הרכב דופן התא הוא ספציפי למבנה התא ולתפקודו בצמח.

4.15:

דופן תא הצמח

The plant cell wall gives plant cells shape, support, and protection. As a cell matures, its cell wall specializes according to the cell type. For example, the parenchyma cells of leaves possess only a thin, primary cell wall.

Collenchyma and sclerenchyma cells, on the other hand, mainly occur in the outer layers of a plant's stems and leaves. These cells provide the plant with strength and support by either partially thickening their primary cell wall (i.e., collenchyma), or depositing a secondary cell wall (i.e., sclerenchyma). Altogether, the varying cell wall compositions determine the function of specific cells and tissues.

Some plants, such as trees and grasses, deposit a secondary cell wall around mature cells. Secondary cell walls typically contain three distinct layers: the secondary wall layer 1 (S1) to the outside, the secondary wall layer 2 (S2) in the middle, and the innermost secondary wall layer 3 (S3). In each layer, the cellulose microfibrils are organized in different orientations. The S2 layer may make up to 75% of the cell wall.

Regardless of composition, all plant cell walls have small holes, or pits, that allow for the transport of water, nutrients, and other molecules. In a pit, the middle lamella and primary cell wall merely form a thin membrane that separates adjacent cells. Plasmodesmata span the resulting channel and connect the cytoplasm of neighboring cells. The secondary cell wall may be deposited around the pit but not within.

When plants absorb water and nutrients, plant cells store it in the vacuole. As the vacuole expands, it pushes the plasma membrane against the cell wall. This so-called turgor pressure supports the upright and rigid structure of plants. The cell wall, however, prevents the cells from rupturing under this pressure.

In addition to providing structure and support, plant cell walls may also provide plants with nutrient storage. Seeds, for example, may store sugars in the cell walls of cotyledon and endosperm tissues for use during early plant growth. The cell wall also acts as the principal barrier and defense against pathogenic bacteria, viruses, and fungi. Plant cell walls are dynamic structures rather than rigid and unchanging barriers.

Suggested Reading

Lampugnani, Edwin R., Ghazanfar Abbas Khan, Marc Somssich, and Staffan Persson. 2018. “Building a Plant Cell Wall at a Glance.” Journal of Cell Science 131 (2): jcs207373. [Source]

Bacete, Laura, Hugo Mélida, Eva Miedes, and Antonio Molina. 2018. “Plant Cell Wall-Mediated Immunity: Cell Wall Changes Trigger Disease Resistance Responses.” The Plant Journal 93 (4): 614–36. [Source]