Biljna kutikula
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
Biljna kutikula je zaštitni film koji prekriva epidermu listova, mlade izdanke i ostale zračne biljne organe bez periderma. Sastoji se od lipida i ugljikovodičnih polimera impregniranih voskom, a sintetiziraju je isključivo epidermne ćelije.[1]
Biljna kutikula je sloj lipidnih polimera, impregniranih voskom, koji je prisutan na vanjskim površinama primarnih organa svih vaskularnih kopnenih biljaka. Prisutan je i u grneraciji sporofita paprati i u sporofitu i gametofitu mahovina.[2] Biljna kutikula formira koherentan vanjski pokrov biljke koji može biti izoliran i netaknut tretiranjem biljnog tkiva enzimima poput pektinaza i celulaza.
Kutikula je sastavljena od nerastvorive kutikulske membrane impregnirane i prekrivene rastvorljivim voskom. Kutin, poliester polimer sastavljen od inter-esterificirane omega hidroksi kiseline, koji su umreženi vezama estera i epoksida, najpoznatija je strukturna komponenta kutikulske membrane.[3][4] Kutikula može sadržavati i ugljikovodični polimer poznat kao kutan.[5] Kutikulska membrana impregnirana je kutikulskim voskom.[6] Prekriveni su epikutikulskim voskom, koji je mješavina hidrofobnog alifatskog spoja, ugljovodonika sa dužinama lanaca u tipskom rasponu od C16 do C36.[7]
Sadašnje naučno razumijevanje kutikulskog voska je ograničeno, ali su identificirane znatne hemikalije i putevi. Za ovaj vosak se zna da se uglavnom sastoji od spojeva koji potiču od veoma dugolančanih masnih kiselina (VLCFA), kao što su aldehidi, alkoholi, alkani, ketoni i estri.[8][9] Također treba napomenuti dasu kutikulskom vosku prisutni i drugi spojevi u koji nisu VLCFA derivati, kao što su terpenoidi, flavonoidi[9] i stoga imaju različite puteve sinteze od onih o kojima se ovdje govori.
Prvi korak puta biosinteze kutikulskog voska je stvaranje VLCFA-a, koji se događa u endoplazmatskom retikulumu epidermnih ćelija.[9] VLCFA synthesis begins with the de novo biosynthesis of C16 or C18 acyl chains, and concludes with the extension of these chains.[9] Važan katalizator, za koji se misli da je u ovom procesu, je kompleks elongaza masnih kiselina (FAE).[8][9][10]
Da bi se formirale komponente kutikulskog voska, VLCFA se modifikuju ili kroz dva identificirana puta: put smanjenja acila ili put dekarbonilacije.[9] Na putu redukcije acila, reduktaza pretvara VLCFA-ove u primarne alkohole, koji se mogu pretvoriti u estere voska kroz sintaza voska.[9][10] Na putu dekarbonilacije stvaraju se aldehidi i dekarboniliraju se u alkane, a oni se nakon toga mogu oksidirati da bi nastali sekundarni alkoholi i ketoni. Put biosinteze voska završava se transportom komponenti voska iz endoplazmatskog retikuluma na površinu epiderme.[9]
Primarna funkcija biljne kutikule je da bude prepreka propustljivosti vode i da sprečava isparavanje vode s površine epiderme, a također sprečava vanjsku vodu i rastvore da uđu u tkiva. Funkcionira i kao barijera propusnosti za vodu i druge molekule (sprečavaju gubitak vode), a mikro. i nanostruktura kutikule daje specijalizirana površinska svojstva koja sprječavaju kontaminaciju biljnih tkiva vanjskom vodom, prljavštinom i mikroorganizmima. Zračni organi mnogih biljaka, poput listova svetog lotosa (Nelumbo nucifera), imaju ultrahidrofobna i samočišćujuća svojstva koja su opisali Barthlott i Neinhuis (1997).[11] Efekt lotusa ima primjenu u biomimetici tehničkim materijalima.
Zaštita od dehidracije koju pruža kutikula majke poboljšava stanje potomstva u mahovine "Funaria hygrometrica" i u sporofitima svih vaskularnih biljaka. U sjemenjača kutikula ima tendenciju da bude deblja na vrhu lista, ali ne uvijek. Listovi biljaka kserofita prilagođeni vlažnijoj klimi imaju jednaku debljinu kutikule u odnosu na one mezofitne biljke iz vlažnijeg podneblja koji nemaju visoki rizik od dehidracije donjih strana lišća.[12]
Biljna kutikula jedna je u nizu inovacija, zajedno sa stoma ma, ksilemom i floemom i međućelijskim prostorima u biljaka stablašica, a kasnije lisnog mezofila, koje su biljke evoluirale prije više od 450 miliona godina tokom prelaska između života u vodi i života na kopnu.[13] Zajedno, ova svojstva omogućila su stvaranje uspravnih izdanaka, koristeći zračno okruženje za očuvanje vode interniranjem površina za izmjenu plina, zatvarajući ih u vodonepropusnu membranu i osiguravajući mehanizam za kontrolu promjenjivog otvora zaštitne ćelije stoma, koje reguliraju stope transpiracije i razmjene CO2.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
