Chapter 34: Plant Structure, Growth, and Nutrition

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34.12:

Transport de ressources à courte distance

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Short-distance Transport of Resources

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Lorsque les racines absorbent les nutriments et l’eau du sol,ils sont réparti sur divers tissus de la plante entière. Les produits de la photosynthèse, également,doit se déplacer dans toute la plante vers les cellules ayant des fonctions de stockageou des processus nécessitant de l’énergie, traversant les parois cellulaires, les membranes,et le cytoplasme de nombreuses cellules en cours de route. Les plantes peuvent déplacer les solutions en utilisant trois voies générales. Transport par voie napoplastiquese produit au travers l’espace extracellulaire, y compris les parois cellulaires,pendant le transport par la voie symplastiquese produit par l’intermédiaire des plasmodies, des poresqui relient directement le cytoplasme des cellules voisines. Une troisième voie, la voie transmembranaire,déplace les substances dans et hors des cellulesà travers la membrane plasmique. Substances se déplaçant de manière répétée à travers la membrane plasmiqueest suffisamment rapide plus de 2 ou 3 cellules,mais beaucoup plus lentement sur de plus grandes distances. Transport à travers les membranes des cellules végétalesprésente des similitudes générales avec le transport dans les cellules animales. La membrane plasmique sélectivement le plasma perméableautorise certaines substances, telles que le dioxyde de carbone et l’oxygène gazeux,pour se diffuser au travers passivement, en avançantleur concentration en gradients des zonesà forte concentration à des zones de faible concentration. D’autres substances ne peuvent pas se diffuser à travers la membrane en raisonpour la charge ou la taille, comme les ions et les grosses molécules commeles sucres. Au lieu de cela, les cellules prennent activement dans ces solutionsen utilisant des protéines membranaires spécifiques, telles que les canaux ioniqueset des protéines de transport. Les pompes à protons utilisent l’énergie chimique de l’ATPpour créer un gradient électrochimique d’ions hydrogèneà travers la membrane cellulaire. De nombreux transporteurs dans les plantes utilisent ce gradient d’hydrogènepour transférer des ressources dans la cellule. Par exemple, le transporteur de nitrate dans les racinesdéplace un nitrate avec un ion hydrogène,même contre la concentration de nitrate.

34.12:

Transport de ressources à courte distance

Le transport de courte distance se réfère au transport qui se produit sur une distance de seulement 2 à 3 cellules, traversant la membrane plasmique au cours du processus. De petites molécules non chargées, comme l’oxygène, le dioxyde de carbone et l’eau, peuvent se propager à travers la membrane plasmique toutes seules. En revanche, les ions et les molécules plus grandes ont besoin de l’aide des protéines de transport en raison de leur charge ou de leur taille. Le transport à travers les membranes se produit également dans les cellules individuelles, jouant une variété de rôles essentiels pour la plante dans son ensemble.

Les ressources sont transportées dans et hors de la vacuole centrale dans chaque cellule végétale

L’un des rôles de la grande vacuole centrale d’une cellule végétale est le stockage des ressources. Les protéines de transport actif et passif se trouvent dans la membrane vacuolaire, ou tonoplaste, tout comme on les trouve dans la membrane plasmique de la cellule, et elles régulent le mouvement des solutés entre le cytoplasme et la vacuole. Le sucre peut être stocké pour plus tard, les ions sont séquestrés du cytoplasme, et les protons, en particulier, sont pompés dans la vacuole, créant un environnement acide pour décomposer les substances indésirables ou toxiques qui pénètrent dans la cellule.

Le mouvement à travers le tonoplaste contrôle la pression de turgescence.

En plus de son rôle dans le stockage, la vacuole génère la pression de turgescence — une force qui pousse la membrane plasmique contre la paroi cellulaire — contribuant à la structure de la plante. La taille de la vacuole est régulée par le mouvement des solutés à travers le tonoplaste par les canaux et les transporteurs. L’eau se diffuse passivement à travers le tonoplaste pour équilibrer une différence dans la concentration de soluté à travers la membrane, et elle peut également se déplacer plus rapidement à travers les aquaporines, des canaux d’eau qui peuvent s’ouvrir et se fermer en réponse aux signaux cellulaires. Dans des conditions de sécheresse, un manque d’eau entraînera une perte de pression de turgescence dans les cellules individuelles à mesure que la vacuole rétrécit. Sur un plan macroscopique, la plante apparaîtra flétrie lorsque la pression du turgescence est faible.

Suggested Reading

Brackmann, Klaus, and Thomas Greb. "Long-and short-distance signaling in the regulation of lateral plant growth." Physiologia plantarum 151, no. 2 (2014): 134-141. [Source]

Hedrich, Rainer. "Ion Channels in Plants." Physiological Reviews 92, no. 4 (October 1, 2012): 1777–1811. [Source]