اجزاء سلول گیاهی و وظايف آنها

امروزه سلول به عنوان واحد ساختمانی همه موجودات زنده معرفی می‌شود و درباره هر یك از اجزای تشكیل‌دهنده آن بررسیهای متعددی به عمل می‌آید. اگر گفته می‌شود كه سلول، واحد ساختار و كار موجودات زنده است، این گفته نه تنها در تك سلولیها بلكه در جاندارانی كه بدنشان از میلیاردها سلول تشكیل شده نیز صادق است. زیرا، زندگی این موجود پرسلولی وابسته به فعالیت‌ هماهنگ اجزای تشكیل‌دهنده آنها است. سلول به عنوان یک واحد ساختمانی اولین بار در سال 1665 توسط رابرت هوک انگلیسی ( که شغلش پارچه فروش بود) در قطعات چوب پنبه (پوست مرده درخت) دیده شد.

در کل اندامهای گیاهی از گروهی از یاخته ها و بافتهای تخصص یافته تشکیل شده اند که وظیفه حمایت ، حفاظت ، انتقال مواد ، ذخیره، متابولیسم و تولید مثل را در گیاه به عهده دارند. در گیاهان یکساله و درختچه ها ،پیکره گیاه بر اثر تقسیم ،رشد و نمو سلولهای مریستمی که در نوک ساقه ها و ریشه ها قرار دارند ایجاد می شود از سلولهای مریستمی بافتهای اولیه به وجود می آید مانند بشره ، عناصر آوندی ، مغز.

در گیاهان چند ساله بافتهای ثانویه از طریق فعالیت یک لایه زاینده بوجود می آید  از این لایه زاینده سلولهای آوند آبکشی و آوند چوبی ثانویه و سلولهای دیگر تولید می شوند که بواسطه رشد ثانویه، قطر ساقه و ریشه افزایش می یابد.

شکل 1 - سلول گیاهی و اجزای سلول

1- دیواره سلولی: سلول بعضی از باکتری‌ها و ویروس‌ها و تمام قارچ‌ها و گیاهان بوسیله دیواره‌ای به‌نام دیواره سلولی احاطه شده است. سلول‌های جوان و در حال رشد، سلول‌های ذخیره‌ای و سلول‌های فتوسنتزکننده در برگ‌ها فقط دارای دیواره اولیه سلول می‌باشند. دیواره سلول در این گونه اندام‌ها نرم بوده و به آنها امکان رشد می‌دهد. سلول‌ها در گیاهان بالغ به‌خصوص آنهایی که رشد در آنها پایان یافته دارای یک دیواره دیگر به‌نام دیواره ثانویه بوده که بین دیواره اولیه و غشاء سلول قرار گرفته است. دیواره ثانویه خیلی ضخیم‌تر از دیواره اولیه بوده و ضخامت آن تا چندین میکرون می‌رسد. دیواره ثانویه، مرکب از 45-41% سلولز، 30% همی‌سلولز و 28-22% لیگنین می‌باشد. لیگنیل به‌همراه میکروفیبریل‌ها به سلول استحکام ‌می‌بخشد.

همچنین بین دیواره دو سلول مجاور، لایه دیگری به‌نام تیغه میانی وجود دارد که باعث چسبیدن و اتصال سلول‌ها بهم می‌شود. این دیواره ترکیبات پکتینی داشته و حالت ژله‌ای دارد و میزان آن در سلول‌های میوه‌های نرسیده زیادتر است. بعضی از آنزیم‌ها در هنگام رسیدن میوه باعث حل شدن ترکیبات پکتیکی دیواره میانی سلول شده و نرم شدن و رسیدن میوه را سبب می‌شوند.

دیواره اولیه نازک بوده و حدود 25-9 درصد سلولز دارد. مولکول‌های سلولز به‌صورت رشته‌های دراز و استوانه مانندی به‌نام میکروفیبریل که متصل بهم بوده، دیده می‌شود. میکروفیبریل‌ها در داخل ماده‌ای به‌نام ماتریکس قرار دارند و دارای ساختمان شیمیایی پیچیده‌ای است. بیشتر مواد تشکیل دهنده ماتریکس را همی سلولز تشکیل می‌دهد. دیواره نخستین سلول دارای 50-25 درصد همی سلولز می‌باشد. همچنین مواد دیگر نظیر ترکیبات پکتیکی و پروتئین‌ها در ساختمان دیواره نخستین سلول به‌کار رفته است. دیواره نخستین سلول به‌وسیله بعضی از مواد شیمیایی تنظیم‌کننده رشد نرم گشته و به سلول این امکان را می‌دهد که در هنگام جذب آب به‌وسیله پروتوپلاسم و فشار ناشی از آن، دیواره سلول خاصیت پلاستیکی پیدا کند و موجب متورم شدن سلول شود. زمانی‌که سلول در حال رشد نیست، میکروفیبریل‌ها از هم جدا شده و ضمن به‌وجود آمدن شکاف بین آنها، امکان عبور آب و مواد حل شده در آنرا از دیواره اولیه سلول فراهم می‌سازد.

دیواره سلول نسبت به آب و املاح نفوذپذیر بوده و دارای منافذ متعددی به‌نام پلاسمودسماتا است، که محتویات سیتوپلاسم و سلول‌های مجاور به‌وسیله این شکاف‌ها بهم وصل می‌شود.

2- غشاء سلولی: عمل آن عبور آب و مواد محلول به‌داخل سلول است که به‌وسیله غشلء پلاسما یا پلاسمالما صورت می‌گیرد. غشاء سیتوپلاسم و کلیه غشاءها دارای خاصیت عبور انتخابی هستند، بدین معنی که ورود بعضی مواد را به‌داخل سلول سبب شده ولی از خروج آنها جلوگیری می‌کنند. چنین خاصیت غشاء را خاصیت تراوای افتراقی گویند. ضخامت دیواره غشاء حدود 10-5/7 نانومتر می‌باشد. همچنین به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی، ساختمان غشاء به صورت دو لایه نسبتا تاریک (یک لایه تک مولکولی پروتئینی) که به‌وسیله یک لایه روشن (متشکل از یک لایه دو مولکولی چربی، که چربی در ساختمان این لایه از نوع فسفولیپید است) از هم جدا شده‌اند، دیده می‌شود.

شکل 2- غشاء سلولی

در یک سلول گیاهی ، یک بخش سلولی به نام پروتوپلاسم با دیواره سلولی اولیه احاطه می شود . پروتوپلاسم شامل دو قسمت هسته و سیتو پلاسم می باشد.

سیتوپلاسم: در برگیرنده اجزایی نظیر هسته، واکوئل، میتوکندری و کلروپلاست می‌باشد. ستوپلاسم جزء زنده و فعال سلول بوده و کلیه اعمال شیمیایی و حیاتی در درون آن صورت می‌گیرد. در بیشتر موارد معمولا به ‌‌مجموعه هسته و سیتوپلاسم، پروتوپلاسم هم می‌گویند.

الف) هسته: بزرگترین جزء درون سلول بوده که در کار تنظیم اعمال فیزیولوژیکی درون سلول دخالت دارد. هسته مرکز سنتز آنزیم‌هایی است که در فعالیت‌های متابولیکی سلول شرکت دارند. هسته به‌علت دارا بودن صفات ژنتیکی عمل انتقال وراثت را در سلول به‌عهده دارد. همچنین گفته می‌شود که هسته محل سنتز اسیدهای هسته‌ای نظیر RNA و DNA می‌باشد. هسته به‌وسیله یک غشاء دولایه‌ای از سیتوپلاسم جدا شده است. در داخل هسته، ذرات کروی و یا بیضی شکل کوچکی به‌نام هستک وجود دارد. تعداد هستک‌ها در هسته متغیر بوده، بسته به نوع و گونه گیاه بین 1 تا 4 عدد هم برسد. هستک‌ها در مرحله تلوفاز از مراحل تقسیم میتوزی در سلول، تشکیل می‌شوند. مطالعه ساختمان هستک‌ها نشان می‌دهد که قسمت اعظم آنها از پروتئین و RNA ساخته شده‌اند. یکی از اعمال هستک‌ها سنتز قسمتی از اسید هسته‌ای RNA می‌باشد. از وظایف دیگر هستک‌ها سنتز، پروتئین می‌باشد. پروتئین سنتز شده به‌وسیله هستک، بعدا در ساختن ریبوزوم به‌کار می‌رود.