Давление, влияние на рост клеток

Влияние ауксинов на рост клетки достаточно хорошо изучено. Рост растяжением предполагает, что целлюлозный каркас клеточной стенки еще не приобрел окончательной жесткости. Увеличение размеров клетки осуществляется как за счет осмотического набухания (растягивания протопласта поступающей в него водой), так и за счет отложения нового материала стенки. Направление растяжения определяется, повидимому, ориентацией уже включенных в нее целлюлозных микрофибрилл. Мягкость стенки поддерживается кислотной средой и ауксинами. В 1973 г. четыре группы ученых независимо друг от друга продемонстрировали, что ауксины стимулируют секрецию протонов из цитоплазмы в клеточную стенку. Это приводит к снижению в ней pH (повышению кислотности) и, следовательно, к ее размягчению . Возможно, некий фермент с низким оптимумом pH разрывает связи в образующих стенку полисахаридах и тем самым обеспечивает растяжимость каркаса в целом. Кроме того, необходимо, чтобы в клетке поддерживался низкий осмотический потенциал и чтобы было достаточно воды, которая проникала бы в клетку и создавала высокое тургорное давление. Согласно более поздним данным, первичное действие ауксинов обусловлено, вероятно, не подкислением клеточной стенки не исключено, что они связываются с рецепторами в плазмалемме эпидермальных клеток, что приводит к изменениям генной активности. Эти изменения приводят к синтезу новых ферментов или других белков, имеющих непосредственное отношение к росту. [c.255]

Но мы еще не закончили. Почему подкисление способствует растяжению клеточных стенок Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны вернуться к структуре клеточной стенки растения (рис. 2.31). Стенка состоит из длинных молекул целлюлозы, связанных между собой полисахаридными мостиками, образованными смесью сахаров, таких, как галактоза, арабиноза и ксилоза. Полисахаридные мостики, составляющие часть стенки, обычно называют гемицеллюлозой. Длинные целлюлозные молекулы, соединенные друг с другом этими поперечными связями, обусловливают жесткость клеточной стенки. При необратимом растяжении клеточной стенки, что происходит обычно в процессе роста, целлюлозные цепи должны скользить относительно друг друга, и это может, быть достигнуто только в том случае, если поперечные связи между цепями целлюлозы будут разорваны. Когда растяжение стенки завершается, поперечные связи образуются вновь, фиксируя целлюлозные цепи в их новом положении (рис. 9.18). В результате размеры клетки увеличиваются. Чтобы кислота могла способствовать увеличению растяжимости стенки, она, очевидно, должна разрывать поперечные связи между молекулами целлюлозы. Было высказано предположение, что в клеточной стенке имеется рН-зависимый фермент, разрушающий такие связи. Этот фермент не действует при pH 6,0—7,0, но становится высокоактивным при pH около 5,0. Когда под влиянием ауксина, присутствующего внутри клетки, ионы Н+ накачиваются в клеточную стенку, фермент активируется и разрушает поперечные овязи целлюлозные цепи освобождаются и получают возможность скользить одна относительно другой. Такое скольжение осуществляется под действием тургорного давления клеточного содержимого, что вызывает растяжение стенки, и увеличение размеров клетки. Мы еще не знаем природу этого гипотетического фермента, о существовании которого свидетельствует то, что некоторые химические соединения, препятствующие обычно действию ферментов, способны ингибировать индуцированное кислотой растяжение стенок изолированных клеток. [c.281]

Влияние внешних условий происходит через гравитационные силы тяжести, температуры, давления, но в первую очередь через силы тяжести. Растение растет, возрастает гравитационные механические нагрузки на все ткани и когда этот рост превосходит предел прочности древесины, то рост клеток замедляется и дерево начинает стареть, т.к. при таком предельном режиме деформаций ствола клетки не могут нормально развиваться и размножаться, чтобы поддерживать прежний рост растения. При предельно больших размерах все клетки испытывают избыточно большие механические нагрузки под влиянием собственного веса растения и оно начинает стареть. Чем больше размеры, тем прогрессивнее старение. [c.383]

Тургорное давление важно не только для создания упругости растительных тканей. Всякий раз, когда клеточная стенка уступает внутреннему тургорному давлению и растягивается, происходит необратимое увеличение объема клетки, иными словами клетка растет. Рост клетки происходит лишь тогда, когда тургорное давление внутри клетки превышает локальный предел прочности стенки. В принципе, в этом случае растение может использовать две стратегии для своего роста либо повышать тургорное давление, либо ослаблять клеточную стенку в отдельных местах. Имеется надежное oкaзaтeль твo того, что растительная клетка выбирает вторую возможность и разнообразными способами ослабляет клеточную стенку (перемещая, например, в стенку ионы Н с помощью АТРазы, локализованной в плазматической мембране и накачивающей протоны). Хотя детали этого механизма не изучены, полагают, что локальное снижение pH приводит к уменьшению числа слабых связей, скрепляющих компоненты стенки при этом макромолекулы, входящие в состав стенки, под влиянием тургорного давления скользят относительно друг друга. Чтобы еше больше облегчить рост стенки, осуществ- [c.389]

Но сама плазматическая мембрана клетки при своем разрастании и нроникновении в щель увеличивается в размерах с силой температурного расширения, т.к. этому содействует давление разуплотнения поверхностного слоя. При росте клетки в плазматической мембране увеличивается количество липидных молекул, нм становится теспо и опи стремятся удалиться друг от друга, сначала также как расширяется газ, а иод влиянием давления разуплотнения с силой, равной силе температурного расширения. При отталкивапии молекул друг от друга давление разуплотнения дает еще дополнительный толчок, отталкивающий молекулы липидного бислоя друг от друга. Поэтому этот бислой удлиняется с силой давления разуплотнения [c.409]

Калий радиоактивен, хотя радиоактивность его очень слабая. Радиоактивные свойства ка. шя были открыты еще в 1907 г. Он имеет три изотопа з(>к, К, К, из которых радиоактивен только К, содержание его в изотопной смесн калия составляет 0,012%. Калий обладает способностью к излучению, подобно урану и радию он действует на фотографическую пластинку. Интенсивность р-излучений калия равна 0,001 аналогичного излучения урана. Однако вопрос о физиологической роли радиоактивности калия изучен мало. Известно, что при исключении калня из питательной смеси не образуется тилакоидов и гра-нальных структур в хлоропластах, приостанавливается рост растений, и они погибают. При резкой недостаточности калня на пластинках листьев с краев появляются бурые пятна — характерный признак калийного голодания растеннй. Из всех катионов калий необходим растению в наибольших количествах, и внесение его в почву значительно увеличивает урожай. Под влиянием усиленного калийного питания возрастает морозостойкость растений, что объясняется повышением содержания углеводов в клетках н увеличением вследствие этого осмотического давления. Все изложенное свидетельствует о важной роли калия в жизни расте(шй. [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология