Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

34.12: Kurzstreckentransport von Ressourcen
INHALTSVERZEICHNIS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Short-distance Transport of Resources
 
PROTOKOLLE

34.12: Short-distance Transport of Resources

34.12: Kurzstreckentransport von Ressourcen

Short-distance transport refers to transport that occurs over a distance of just 2-3 cells, crossing the plasma membrane in the process. Small uncharged molecules, such as oxygen, carbon dioxide, and water, can diffuse across the plasma membrane on their own. In contrast, ions and larger molecules require the assistance of transport proteins due to their charge or size. Transport across membranes also occurs within individual cells, playing a variety of essential roles for the plant as a whole.

Resources are transported into and out of the central vacuole within each plant cell

One of the roles of the large central vacuole of a plant cell is the storage of resources. Active and passive transport proteins are found in the vacuolar membrane, or tonoplast, just as they are found in the plasma membrane of the cell, and they regulate the movement of solutes between the cytoplasm and vacuole. Sugar can be stored for later, ions are sequestered from the cytoplasm, and protons, in particular, are pumped into the vacuole, creating an acidic environment for breaking down unwanted or toxic substances that enter the cell.

Movement across the tonoplast controls turgor pressure

In addition to its role in storage, the vacuole generates turgor pressure - a force that pushes the plasma membrane against the cell wall - contributing to the structure of the plant. The size of the vacuole is regulated by the movement of solutes across the tonoplast by channels and transporters. Water diffuses passively across the tonoplast to balance out a difference in solute concentration across the membrane, and it can also move more rapidly through aquaporins, water channels that can open and close in response to cellular signals. Under drought conditions, a lack of water will result in a loss of turgor pressure within individual cells as the vacuole shrinks. On a macroscopic level, the plant will appear wilted when turgor pressure is low.

Kurzstreckentransport bezieht sich auf Transporte, die über eine Entfernung von nur 2-3 Zellen stattfinden und dabei die Plasmamembran kreuzen. Kleine ungeladene Moleküle wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser können auf eigene Faust über die Plasmamembran diffundieren. Im Gegensatz dazu benötigen Ionen und größere Moleküle aufgrund ihrer Ladung oder Größe die Unterstützung von Transportproteinen. Der Transport über Membranen erfolgt auch innerhalb einzelner Zellen und spielt eine Vielzahl von wesentlichen Rollen für die Pflanze als Ganzes.

Ressourcen werden in und aus der zentralen Vakuole in jeder Pflanzenzelle transportiert

Eine der Aufgaben der großen zentralen Vakuole einer Pflanzenzelle ist die Lagerung von Ressourcen. Aktive und passive Transportproteine finden sich in der Vakuolatmembran oder tonoplast, genau wie sie in der Plasmamembran der Zelle gefunden werden, und sie regulieren die Bewegung von Gelösten zwischen Zytoplasma und Vakuole. Zucker kann später gelagert werden, Ionen werden aus dem Zytoplasma sequestriert, und insbesondere Protonen werden in das Vakuum gepumpt, wodurch eine saure Umgebung für den Abbau unerwünschter oder toxischer Substanzen, die in die Zelle gelangen, entsteht.

Bewegung über den Tonoplast steuert Turgordruck

Zusätzlich zu seiner Rolle bei der Lagerung erzeugt das Vakuum Turgordruck - eine Kraft, die die Plasmamembran gegen die Zellwand schiebt - und trägt zur Struktur der Pflanze bei. Die Größe des Vakuols wird durch die Bewegung von Gelösten über den Tonoplast durch Kanäle und Transporter reguliert. Wasser diffundiert passiv über den Tonoplast, um einen Unterschied in der gelösten Konzentration über die Membran auszugleichen, und es kann sich auch schneller durch Aquaporine bewegen, Wasserkanäle, die sich als Reaktion auf zelluläre Signale öffnen und schließen können. Unter Dürrebedingungen führt ein Wassermangel zu einem Verlust des Turgordrucks in einzelnen Zellen, wenn die Vakuole schrumpft. Auf makroskopischer Ebene erscheint die Pflanze verwelkt, wenn der Turgordruck niedrig ist.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter