34.10: Morfogenez

Bitki morfogenezi-bitkinin formunun ve yapısının gelişimi-büyüme ve hücre farklılaşması dahil olmak üzere birbiriyle örtüşen birkaç gelişim sürecini içerir. Öncü hücreler, bitkinin fonksiyonel kısmını oluşturan doku ve organ sistemlerinde organize edilen belirli hücre tiplerine farklılaşır.

Bitki büyümesi ve hücre farklılaşması, kompleks hormonal kontrol altındadır. Bitki hormonları, genellikle çevresel uyaranlara yanıt olarak gen ekspresyonunu düzenler. Örneğin birçok bitki çiçek oluşturur. Gövdelerden ve köklerden farklı olarak, çiçekler bir bitkinin yaşamı boyunca büyümez. Çiçeklenme, bitkinin yeni dokular oluşturan aktif olarak bölünen hücreleri içeren bölgesi olan meristemlerin kendine özgü değişikliğini içerir.

İnternal sinyallere ek olarak, sıcaklık ve gün uzunluğu gibi çevresel ipuçları, meristeme özgü genlerin ekspresyonunu tetikler. Meristeme özgü genleri, sürgün apikal meristeminin çiçeklenme meristemine dönüştürülmesini sağlayarak meristemin vejetatif yapılar yerine çiçek yapısını üretmesine izin verir.

Çiçeklenme meristemi, çiçek meristemini üretir. Çiçek meristemindeki hücreler, organa özgü genlerin ifadesini belirleyen radyal konumlarına göre çiçek organlarından biri olan sepaller, petaller, stamenler ve karpeller şeklinde farklılaşır.

ABC hipotezi, dört çiçek organının üç sınıf organa özgü geninin yönetimi altında oluştuğunu varsayar: A, B ve C. Yalnızca A genleri ifade edilirse, sepaller oluşur. Yalnızca C genleri ifade edilirse, karpeller üretilir. B ve genlerinin birlikte ekspresyonu stamenlere yol açarken, A ve B genlerininki petalleri oluşturur.

Özetle, çiçeklenme ve bitki morfogenezinin diğer yönleri, çoklu, örtüşen gelişim süreçlerine bağlıdır.

Bitki morfogenezi, bir bitkinin biçim ve yapısının gelişmesidir. Birçok örtüşen süreç ve çevresel faktör bitki morfogenezine katkıda bulunur. Bu süreçler arasında büyüme, hücre farklılaşması ve hücre-hücre iletişimi yer alır.

Büyüme hücre bölünmesini ve uzamayı içerir. Hücre bölünmesi sırasında bölünmenin simetrisi, hızı ve düzlemi —veya yönü — hücrenin kaderini büyük ölçüde etkiler. Örneğin, bitkilerde gaz değişimini kontrol eden koruyucu hücreler, tipik olarak asimetrik bölünme yoluyla ve hücre bölünmesi düzlemindeki bir değişiklikle oluşur.

Bununla birlikte, bitki büyümesinin çoğuna, farklılaşmış hücrelerin kalıcı genişlemesi olan uzama neden olur. Bitki hücreleri öncelikle su alarak genişler. Suyun çoğu büyük bir merkezi kofulda depolanır.

Hücre bölünmesi ve hücre büyümesi, bir bitkinin şeklini ve büyüme yönünü belirler. Bununla birlikte, bu işlemler farklı bitki hücresi türleri arasında değişmektedir. Olgunlaşmamış bitki hücrelerinin farklı hücre tiplerine spesifikasyonu hücre farklılaşması olarak adlandırılır ve ayrıca bitki morfogenezinin kritik bir bileşenidir.

Hücre farklılaşması, protein kodlayan genleri etkisiz hale getiren veya aktive eden gen ekspresyon değişiklikleri tarafından yönlendirilir. Hücre-hücre iletişimi muhtemelen hücre farklılaşmasını etkileyen genlerin ekspresyonunu düzenler. Örneğin, Arabidopsis thaliana'nın kök epidermisi saç hücreleri ve tüysüz epidermal hücreler üretir.

Bir kortikal hücreye temas eden olgunlaşmamış epidermal hücreler tüysüz hücrelere ayrılırken, iki kortikal hücreye temas eden kök saç hücrelerine dönüşür. Bu örüntü, diferansiyel gen ifadesi ile ilişkilidir. Işık, sıcaklık, su ve besin maddelerinin mevcudiyeti gibi çevresel faktörler de bitki morfolojisini büyük ölçüde etkiler.