Rostlinná buňka

▶ Pro rostlinnou buňku platí v obecné rovině základní informace uvedené v kapitole Buňka - obecné schéma, zde upozorníme na některá jejich specifika.

SLOŽKY ROSTLINNÉ BUŇKY

Protoplast

  • jádro ohraničené dvojitou membránou jaderného obalu

  • cytoplasma (~ cytosol) s plasmatickou membránou

  • endomembránový systém (endoplasmatické retikulum, Golgiho aparát, vakuoly)

  • peroxisomy

  • mitochondrie

  • plastidy

  • cytoskelet (mikrotubuly, mikrofilamenta)


Buněčná stěna

  • střední lamela

  • primární stěna

  • sekundární stěna


Plasmodesmy

VAKUOLA

  • endomembránový kompartment ohraničený membránou (tzv. tonoplast)

  • mladé buňky mají vakuol více, u starších splývají v jednu velkou centrální

  • funkce vakuoly:

      • růstová funkce – zvětšování buněk se většinou děje právě zvětšováním objemu jejich vakuol

      • stavební funkce – naplněné vakuoly přispívají k pevnosti pletiv a orgánů

      • funkce ve vodním hospodářství – podíl na regulaci transpirace

      • funkce homeostatická a signální – protonové pumpy regulují pH cytoplazmy, vápník je důležitý v buněčné signalizaci

      • zásobní funkce – ukládání sacharózy, minerálních živin, organických kyselin u CAM rostlin, proteinů

      • detoxikační a lytická funkce – hromadění škodlivých nebo neužitečných látek (produkty sekundárního metabolismu – silice, kaučuk, alkaloidy), hydrolytické enzymy mohou štěpit některé makromolekuly

      • signální funkce – ukládání barevných antokyanů jako lákadel pro hmyz

      • ochranná funkce – některé uložené látky fungují jako UV filtr


PLASTIDY

  • větší než mitochondrie, řádově asi první desítky mikrometrů

  • struktura (viz obrázek):

      • vnější membrána propustná, podobná vnější membráně mitochondrií

      • vnitřní membrána obklopuje základní hmotu, tzv. stroma obsahující enzymy druhé fáze fotosyntézy

      • ve stromatu jsou ploché membránové měchýřky, tzv. tylakoidy obsahující aparát pro první fázi fotosyntézy (např. fotosyntetické pigmenty)

      • hlavní složkou membrán chloroplastů jsou namísto fosfolipidů glykolipidy s hlavní cukernou složkou galaktózou

  • různé typy: chloroplasty (zelené, fotosyntetizují), chromoplasty (obsahují karoteny a xantofyly, způsobují zbarvení květů a plodů, bez fotosyntézy), leukoplasty (zásobní funkce, bez barviv)


BUNĚČNÁ STĚNA

    • vnější kompartment rostlinné buňky, vymezující její velikost a tvar

    • složená převážně z molekul celulózy, z xyloglukanů (dříve nazývané hemicelulózy) a z pektinů


Střední lamela

    • ontogeneticky nejstarší součást buněčné stěny, spojovací tmel buněk, které k sobě přiléhají

    • tvorba začíná v poslední fázi jaderného dělení, kdy mikrotubuly vytvářejí tzv. fragmoplast

    • na začátku cytokineze se sem přemisťují váčky Golgiho aparátu s pektiny a fúzují zde

    • tak vzniká přepážka zvětšující se směrem ke stěnám (tzv. centrifugálně)

        • poznámka: u živočichů se buňky zaškrcují aktinovým prstencem směrem do středu (centripetálně)


Primární stěna

    • tvoří se mezi střední lamelou a cytoplazmatickou membránou dceřiných buněk sekrecí membránových váčků s pektiny a xyloglukany a syntézou celulózových mikrofibril

    • orientaci celulózových určuje systém tzv. kortikálních mikrotubulů uložených pod cytoplazmatickou membránou


Sekundární buněčná stěna

    • tvoří se v některých buňkách po ukončení expanzního růstu ukládáním nových vrstev na primární stěnu („dovnitř“)

    • kromě celulózy, pektinů, xyloglukanů a dalších látek obsahuje zpravidla 20–35 procent ligninu

        • impregnace buněčných stěn ligninem (lignifikace) je podstatnou součástí dřevnatění

        • lignin stěnám dodává odolnost proti roztržení a rozlomení, zmenšuje i prostupnost pro vodu

        • zajímavost: vlákna osemení bavlníku a sklereidy jsou téměř výhradně složeny z celulózy


Funkce buněčné stěny

    • zajišťuje mechanickou stabilitu buněk, pletiv a orgánů a zabraňují prasknutí protoplastů v důsledku jejich turgorového tlaku

    • funguje jako permeabilní membrána, je volně prostupná pro vodu a v ní rozpuštěné živiny

    • vytváří prostor sloužící k dálkovému transportu vodných roztoků v rostlině (symplast)

    • na povrchu stonkových orgánů pokryta kutikulou (bariéra proti úniku vody)

    • systém důležitý pro vnímání polohové informace a řízení polarity a diferenciace buněk, účastní se procesů morfogeneze

    • úložiště přebytečných minerálních solí a některých odpadních metabolitů

    • chrání buňku před napadením houbovými a bakteriálními patogeny (impregnace bílkovinami a ligninem)

    • zásobárna apoplastického vápníku (důležitý posel v buněčné signalizaci)


PLASMODESMY

  • cytoplasmatická spojení protoplastů sousedících buněk

  • kanálek v buněčné stěně „vystlaný“ cytoplazmatickou membránou, kterým prochází endoplasmatické retikulum (tzv. desmotubulus)

  • rostlina de facto tvoří jeden protoplastický celek, tzv. symplast

  • význam: mezibuněčný transport metabolitů, signálních molekul a makromolekul včetně RNA a bílkovin

  • zajímavost: na 1 milimetru čtverečním buněčné stěny, která je v kontaktu s jinou buňkou, se nachází více než 100 plasmodesmů