Back to chapter

4.15:

Bitki Hücre Duvarı

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Plant Cell Wall

Languages

Share

Bir bitki hücresi, hücre zarını, plazma zarının dışında bulunan ve hücreyi çevreleyen sert bir yapıya sahiptir. Bitki hücre duvarları üç farklı katmana sahip olabilir – orta tabaka, birincil hücre duvarı ve ikincil hücre duvarı. Her tabaka proteinlerin yanı sıra pektin, hemiselüloz ve selüloz gibi polisakkaritleri içerir. Orta tabaka hücre duvarının en dış tabakasıdır. Bu katman iki bitişik hücre arasında yer alır, bu nedenle “orta” lamel olarak adlandırılır. Orta lamel, hücrelerin birbirine yapışmasına ve bitki dokuları oluşturmasına izin veren pektinden oluşur. Birincil hücre duvarı, orta lamel ve plazma zarı arasında oluşur. Genç bitki hücreleri bölünüp büyüdükçe, pektin ve hemiselülozdan oluşan jel benzeri bir matrikse gömülü bir selüloz mikroelyaf tabakası salgılarlar. Bu ince ve esnek yapı, hücre büyümesi sırasında bitki hücre duvarının genişlemesini sağlar. Bir bitki hücresi olgunlaştıktan ve büyümeyi durdurduktan sonra, birincil hücre duvarı ile plazma zarı arasında ikincil bir hücre duvarı birikebilir. Bu kalın ve sert ikincil hücre duvarı, bitki hücrelerine koruma ve destek sağlayan selüloz, hemiselüloz ve sertleştirici maddeler (linyin gibi) içerir. Ahşap ve otların her ikisi de linyin içeren ikincil hücre duvarları geliştirir. Bununla birlikte, hücre duvarı bileşimleri yapısal ihtiyaçlarına göre farklılık gösterir. Odunsu doku hücreleri, çim hücrelerinin aksine, çoğunlukla güç ve sertlik sağlayan ikincil hücre duvarı katmanlarından oluşur. Aynı bitki içinde bile, vasküler bitkilerde su naklinden sorumlu damar elemanları ve trakeitler gibi farklı hücre tipleri özel sekonder hücre duvarları geliştirir. Bununla birlikte, bitki hücre duvarları aşılmaz engeller değildir. Küçük delikler komşu hücrelerin sitoplazmasını doğrudan bağlar. Bu bağlantılar su, besin maddeleri ve diğer hayati moleküllerin değişimine izin verir. Genel olarak, bitki hücre duvarı, otlar, çalılar ve ağaçlar gibi bitkilerin dayanıklı, dik doğasından sorumludur. Türlere veya hücre tipine bağlı olarak, hücre duvarının bileşimi, hücrenin bitki içindeki yapısına ve fonksiyonuna özgüdür.

4.15:

Bitki Hücre Duvarı

Bitki hücre duvarı, bitki hücrelerine şekil, destek ve koruma sağlar. Bir hücre olgunlaştıkça hücre duvarı hücre tipine göre uzmanlaşır. Örneğin, yaprakların parankim hücreleri yalnızca ince, birincil hücre duvarına sahiptir.

Kollenim ve sklerenkima hücreleri ise esas olarak bir bitkinin gövde ve yapraklarının dış katmanlarında meydana gelir. Bu hücreler, bitkiye ya birincil hücre duvarlarını kısmen kalınlaştırarak (yani kolenkimi) ya da ikincil bir hücre duvarı (yani sklerenkima) biriktirerek güç ve destek sağlar. Hepsi birlikte, değişen hücre duvarı bileşimleri, belirli hücrelerin ve dokuların işlevini belirler.

Ağaçlar ve otlar gibi bazı bitkiler, olgun hücrelerin etrafına ikincil bir hücre duvarı bırakır. İkincil hücre duvarları tipik olarak üç farklı katman içerir: dışta ikincil duvar katmanı 1 (S 1 ), ortada ikincil duvar katmanı 2 (S 2 ) ve en içteki ikincil duvar tabakası 3 (S 3 ). Her bir katmanda, selüloz mikrofibriller farklı yönlerde düzenlenmiştir. S 2 katmanı, hücre duvarının %75'ini oluşturabilir.

Bileşimden bağımsız olarak, tüm bitki hücre duvarlarında su, besin ve diğer moleküllerin taşınmasına izin veren küçük delikler veya çukurlar bulunur. Bir çukurda, orta lamel ve birincil hücre duvarı, yalnızca bitişik hücreleri ayıran ince bir zar oluşturur. Plazmodesmata, ortaya çıkan kanalı kaplar ve komşu hücrelerin sitoplazmasını bağlar. İkincil hücre duvarı çukurun etrafında birikebilir ancak içinde olmayabilir.

Bitkiler suyu ve besinleri emdiğinde, bitki hücreleri bunu kofulda depolar. Koful genişledikçe plazma zarını hücre duvarına doğru iter. Bu sözde turgor basıncı, bitkilerin dik ve sert yapısını destekler. Ancak hücre duvarı, hücrelerin bu basınç altında parçalanmasını engeller.

Bitki hücre duvarları, yapı ve destek sağlamanın yanı sıra, bitkilere besin deposu da sağlayabilir. Örneğin tohumlar, erken bitki büyümesi sırasında kullanılmak üzere kotiledon ve endosperm dokularının hücre duvarlarında şeker depolayabilir. Hücre duvarı ayrıca patojenik bakterilere, virüslere ve mantarlara karşı ana bariyer ve savunma görevi görür. Bitki hücre duvarları, katı ve değişmeyen engellerden ziyade dinamik yapılardır.

Suggested Reading

Lampugnani, Edwin R., Ghazanfar Abbas Khan, Marc Somssich, and Staffan Persson. 2018. “Building a Plant Cell Wall at a Glance.” Journal of Cell Science 131 (2): jcs207373. [Source]

Bacete, Laura, Hugo Mélida, Eva Miedes, and Antonio Molina. 2018. “Plant Cell Wall-Mediated Immunity: Cell Wall Changes Trigger Disease Resistance Responses.” The Plant Journal 93 (4): 614–36. [Source]