Back to chapter

34.12:

نقل الموارد لمسافات قصيرة

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Short-distance Transport of Resources

Languages

Share

عندما تأخذ الجذور المواد اغذائية والماء من التربة. يقوم بتوزيعها عبر الأنسجة المتنوعه ضمن كاملة النبتة. يجب أن تنتقل نواتج التمثيل الضوئي كذلك في جميع أرجاء النبتة إلى خلايا مع وظائف التخزين أو العمليات التي تتطلب طاقة،وعبور جدران الخلايا والأغشية والسيتوبلازم لخلايا عديدة على طول الطريق.ييمكن للنباتات أن تحرك المواد المذابة باستخدام ثلاث طرق عامة. النقل عن طريق الممر الخلوي الغشائي يحدث من خلال الفراغ الخارجي للخلية،بينما النقل عن طريق السيمبلاست يحدث من خلال الروابط البلازمية،والمسام التي تربط مباشرة سيتوبلازم الخلايا المجاورة. والطريقة الثالثة،هي طريقة عبر الغشاء تحرّك المواد لداخل وخارج الخلايا عبر الغشاء البلازمي.وبشكل متكرر تحرك المواد عير الغشاء البلازمي بشكل سريع بما يكفي لخليتين أو 3 خلايا لكن بشكل أبطأ على طول مسافات أطول. النقل عبر الأغشية في الخلايا النباتية تحمل بعض المتشابهات للنقل في الخلايا الحيوانية. الغشاء البلازمي المتميز بنفاذية اختيارية يسمح لبعض المواد مثل ثاني أكسيد الكربون وغاز الأكسجين للانتشار من خلال السلبية للتحرك على طول تدرجات تراكيزها من مناطق ذات تراكيز عالية إلى مناطق ذات تراكيز منخفضة.لا تستطيع المواد الأخرى الانتشار عبر الغشاء بسبب للشحن أو الحجم مثل الأيونات والجزيئات الأكبر مثل السكريات. بدلاًمن ذلك،تأخذ هذه الخلايا هذه المواد المذابة باستخدام بروتينات غشاء محددة مثل قنوات الأيونات،وبروتينات الناقل. تستخدم مضخات البروتون الطاقة من ATP لإنشاء تدرجات الإلكتروكيميائية لأيونات الهيدروجين عبر الغشاء الخلوي.كثير من الناقلات في النباتات تستخدم هذه التدرجات الهيدروجينية لتحريك الموارد إلى الخلية. على سبيل المثال،ناقل النيترات في الجذور تحرك أحد النيترات على طول مع أيون هيدروجين واحد حتى عكس تدرج تركيز النيترات.

34.12:

نقل الموارد لمسافات قصيرة

يشير النقل قصير المدى إلى النقل الذي يحدث على مسافة ٢-٣ خلايا فقط ، وعبور غشاء البلازما في هذه العملية. يمكن للجزيئات الصغيرة غير المشحونة ، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والماء ، أن تنتشر عبر غشاء البلازما من تلقاء نفسها. في المقابل ، تتطلب الأيونات والجزيئات الأكبر مساعدة بروتينات النقل بسبب شحنتها أو حجمها. يحدث النقل عبر الأغشية أيضاً داخل الخلايا الفردية ، مما يؤدي إلى مجموعة متنوعة من الأدوار الأساسية للنبات ككل.

يتم نقل الموارد داخل وخارج الفجوة المركزية داخل كل خلية نباتية

يتمثل أحد أدوار الفجوة المركزية الكبيرة للخلية النباتية في تخزين الموارد. تم العثور على بروتينات النقل النشط والسلبي في الغشاء الفجوي ، أو الغشاءالبلازمي الداخلي ، تماماً كما توجد في غشاء البلازما للخلية ، كما أنها تنظم حركة المواد المذابة بين السيتوبلازم والفجوة. يمكن تخزين السكر لوقت لاحق ، وعزل الأيونات من السيتوبلازم ، ويتم ضخ البروتونات ، على وجه الخصوص ، في الفجوة ، مما يخلق بيئة حمضية لتفكيك المواد غير المرغوب فيها أو السامة التي تدخل الخلية.

يتحكم التحرك عبر الغشاء البلازمي الداخلي في الضغط الإنتفاخي

بالإضافة إلى دورها في التخزين ، فإن الفجوة تولد ضغطاً انتفاخي – وهي القوة التي تدفع غشاء البلازما ضد جدار الخلية – مما يساهم في تكوين بنية النبات. يتم تنظيم حجم الفجوة من خلال حركة المواد المذابة عبر الغشاء البلازمي الداخلي بواسطة القنوات والناقلات. ينتشر الماء بشكل سلبي عبر الغشاء البلازمي الداخلي لموازنة الاختلاف في تركيز المذاب عبر الغشاء ، ويمكنه أيضاً التحرك بسرعة أكبر عبر الأكوابورينات ، وهي قنوات مائية يمكن أن تفتح وتغلق استجابة للإشارات الخلوية. في ظل ظروف الجفاف ، سيؤدي نقص المياه إلى فقدان ضغط الانتفاخ داخل الخلايا الفردية مع تقلص الفجوة. على المستوى العياني ، سيبدو النبات ذابلاً عندما يكون ضغط النتفاخ منخفضاً.

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]