Войти
Ситчатые элементы - это специализированные клетки, которые важны для функции флоэмы, которая представляет собой высокоорганизованную ткань, переносящую органические соединения, образующиеся во время фотосинтеза. Ситчатые элементы являются основными проводящими клетками флоэмы. Проводящие клетки помогают в транспортировке молекул, особенно для передачи сигналов на большие расстояния. В анатомия растений существует два основных типа ситовых элементов. Клетки-компаньоны и сетчатые клетки происходят из меристем, которые представляют собой ткани, которые активно делятся на протяжении всей жизни растения. Они похожи на развитие ксилемы, водопроводящей ткани у растений, основной функцией которой также является транспортировка в сосудистой системе растений. Основная функция ситовых элементов заключается в транспортировке сахаров на большие расстояния через растения, действуя как канал. Элементы сита имеют удлиненные ячейки, на стенках которых находятся ситчатые участки. Поры на ситчатых участках обеспечивают цитоплазматические связи с соседними клетками, что позволяет перемещать фотосинтетический материал и другие органические молекулы, необходимые для функционирования тканей. Структурно они имеют удлиненную форму и параллельны органу или ткани, в которых они расположены. Ситчатые элементы обычно не имеют ядра и не содержат ни одного или очень небольшого числа рибосом. Два типа ситовых элементов, ситовые трубчатые элементы и ситовые ячейки, имеют разную структуру. Элементы ситовой трубки короче и шире, имеют большую площадь для транспорта питательных веществ, в то время как ситчатые клетки имеют тенденцию быть длиннее и уже с меньшей площадью для транспортировки питательных веществ. Хотя функция обоих этих видов ситовых элементов одинакова, ситовидные клетки обнаруживаются у голосеменных, нецветущих сосудистых растений, а элементы ситовых трубок обнаруживаются у покрытосеменных, цветущих сосудистых растений.
Клетка-компаньон ( слева, светло-розовый), ядро (темно-розовый), ситчатая трубка (справа, сплошной зеленый), планшеты с ситовой трубкой (пунктирно-зеленый), растворенные питательные вещества (желтый) Ситовые элементы были впервые обнаружены лесным ботаником Теодором Хартигом в 1837 году. С момента этого открытия больше внимания уделяется структуре и физиологии ткани флоэмы, поскольку больше внимания уделяется ее специализированным компонентам, таким как ситовидные клетки. Флоэма была представлена Карлом Нэгели в 1858 году после открытия ситовых элементов. С тех пор было проведено множество исследований того, как ситовые элементы функционируют во флоэме с точки зрения работы в качестве транспортного механизма. Пример анализа флоэмы через ситовые элементы был проведен при исследовании листьев Arabidopsis. Путем изучения флоэмы листьев in vivo с помощью лазерной микроскопии и использования флуоресцентных маркеров (размещенных как в клетках-компаньонах, так и в элементах сита) была выделена сеть клеток-компаньонов с компактными ситовыми трубками. Маркеры для ситовых элементов и сопутствующих клеток использовались для изучения сети и организации клеток флоэмы.
Существует две категории ситовых элементов: ситовые клетки и элементы ситовых трубок. Основные функции элементов ситовой трубки включают поддержание клеток и транспортировку необходимых молекул с помощью клеток-компаньонов. Члены ситовой трубки представляют собой живые клетки (не содержащие ядра), которые отвечают за транспортировку углеводов по всему растению. Элементы ситовых трубок связаны с клетками-компаньонами, которые представляют собой ячейки, которые объединяются с ситовыми трубками для создания комплекса ситовых элементов и клеток-компаньонов. Это позволяет снабжать и поддерживать клетки растения, а также передавать сигналы между удаленными органами внутри растения. Члены ситовых трубок не имеют рибосом или ядра и, следовательно, нуждаются в клетках-компаньонах, которые помогают им функционировать в качестве транспортных молекул. Клетки-компаньоны снабжают членов ситовидных трубок белками, необходимыми для передачи сигналов, и АТФ, чтобы помочь им переносить молекулы между различными частями растения. Это клетки-компаньоны, которые помогают транспортировать углеводы извне клеток в элементы ситовой трубки. Клетки-компаньоны также допускают двунаправленный поток.
Хотя члены ситовых трубок несут ответственность за большую часть сигналов, необходимых для органов растения, только некоторые белки активны внутри ситовых трубок. Это связано с тем, что элементы ситовой трубки не содержат рибосом для синтеза белка, поскольку это затрудняет определение того, какие активные белки конкретно связаны с элементами ситовой трубки.
Элементы ситовой трубки образуют ситчатую трубку, которая имеет ситовые пластины между ними транспортировать питательные вещества. Показанные клетки-компаньоны содержат ядро, которое может синтезировать дополнительный белок для передачи клеточных сигналов. Двунаправленный поток питательных веществ показан двойной стрелкой. Элементы ситовой трубки и сопутствующие клетки соединены через плазмодесмы. Плазмодесмы состоят из каналов между клеточными стенками соседних растительных клеток для транспорта и распознавания от клетки к клетке. Структурно стенки ситовых трубок имеют тенденцию рассредоточиваться с сгруппированными вместе плазмодесмами, и именно эти области стенок трубок и плазмодесмы со временем развиваются в ситовые пластины. Элементы ситовидных трубок чаще всего встречаются у покрытосеменных. Они очень длинные и имеют горизонтальные торцевые стенки с ситами. Ситчатые пластины содержат ситчатые поры, которые могут регулировать размер отверстий в пластинах в зависимости от окружения растений. Эти ситчатые пластины очень большие, что означает, что имеется большая площадь поверхности для транспортировки материала.
Элементы ситовых трубок расположены от конца до конца в продольном направлении для образования ситовых труб. Образованные посредством этих вертикальных соединений между несколькими элементами ситовых труб, ситовые трубы непосредственно отвечают за транспортировку через минимальное сопротивление, окружающее их стенки. С помощью этих пор, которые составляют большую часть структуры ситовых пластин, можно регулировать диаметр ситовых трубок. Это регулирование необходимо для того, чтобы ситовые пробирки реагировали на изменения окружающей среды и условий в организме.
Ситчатые клетки - длинные, проводящие клетки во флоэме, которые не образуют сита. трубки. Основное различие между ситовыми ячейками и элементами ситовых трубок заключается в отсутствии ситовых пластин в ситовых ячейках. Они имеют очень узкий диаметр и, как правило, больше по длине, чем элементы ситчатых трубок, поскольку они обычно связаны с белковыми клетками. Подобно тому, как члены Sieve Tube связаны с клетками-компаньонами, ситовые клетки фланкированы белковыми клетками, чтобы помочь в транспортировке органического материала. Белковые клетки имеют длинные неспециализированные области с концами, которые перекрываются с концами других ситовидных клеток и содержат питательные вещества и запасают пищу для питания тканей. Они позволяют соединять ситчатые клетки с паренхимой, функциональной тканью в органах, что помогает стабилизировать ткань и транспортировать питательные вещества. Ситовидные клетки также связаны с голосеменными, потому что у них отсутствуют комплексы клеток-компаньонов и ситовых элементов, которые есть у покрытосеменных. Ячейки сита очень однородны и имеют равномерное распределение по площадям сита. Их узкие поры необходимы для их функции у большинства бессемянных сосудистых растений и голосеменных растений, у которых отсутствуют элементы решетчатых трубок и есть только решетчатые клетки для переноса молекул. Хотя ситчатые клетки имеют меньшие ситчатые области, они все же распределены по нескольким клеткам, чтобы по-прежнему эффективно транспортировать материал к различным тканям внутри растения.
Белковые клетки, связанные с ситчатыми клетками, работают между флоэмой и паренхимой. Они соединяют паренхиму со зрелыми ситчатыми клетками, чтобы помочь участвовать в транспортировке клеток. В зависимости от функции ткани или органа может быть много таких белковых клеток, которые принадлежат одной ситовой клетке.
Ситовые поры очень часто встречаются в областях, которые имеют перекрывающиеся ситчатые клетки. Уровни каллозы измеряются для наблюдения за активностью ситовых клеток. Каллоза блокирует поры сита, которые присутствуют в обоих элементах сита. Отсутствие каллозы предполагает, что ситовые элементы более активны и, следовательно, могут более активно регулировать свои поры в ответ на изменения окружающей среды.
Поскольку сосудистая система растений имеет жизненно важное значение для роста и развитие растительных клеток и органов внутри растения, роль ситовых элементов в транспорте необходимых углеводов и макромолекул значительно расширяется. Это может быть применено к сельскому хозяйству, чтобы наблюдать, как ресурсы распределяются между различными частями завода. Плазмодесмы соединяют клетки-компаньоны с элементами сита, а клетки паренхимы могут соединять ситовые трубки с различными тканями внутри растения. Эта система между плазмодесмами, клетками-компаньонами и ситовидными трубками обеспечивает доставку необходимых метаболитов. Урожайность сельскохозяйственной продукции потенциально может быть увеличена, чтобы максимизировать систему доставки этих специализированных клеток во флоэме таким образом, чтобы можно было максимизировать диффузию. Было обнаружено, что флоэма покрытосеменных может использовать ситчатые трубки как способ транспортировки различных форм РНК в тонкие ткани, что может способствовать изменению транскрипционной активности. Ткани раковины - это ткани, которые находятся в процессе роста и нуждаются в питательных веществах. Наличие элементов Sieve, транспортирующих дополнительные питательные вещества к опущенным тканям, может ускорить процесс роста, что может повлиять на рост и развитие растений. Со временем быстрый рост может привести к увеличению сельскохозяйственного производства.
