-
АтФазные системы, ответственные за транспорт минеральных элементов. Принцип функционирования н-атФазной помпы.
АТФазные помпы. Активная секреция протонов из клеток корневой системы – это фундаментальный процесс, важный для всех транс-мембранных потоков в растениях. Для поддержания стационарного уровня рН в цитоплазме и других компартментах клетки существуют несколько механизмов: буферные системы (фосфатный, карбонатный, органические кислоты и их соли, аминокислоты), биохимический рН-стат (реакции декарбоксилирования – кислый рН, карбоксилирования – щелочной рН) и биофизический рН-стат функционирование Н+-АТФазной помпы.
Нужно отметить, что АТФаза плазмалеммы несколько отличается по своему строению от АТФ-синтазы митохондрий, как и от АТФазы тонопласта. Выход ионов Н+, связанный с работой Н+-АТФазы плазмалеммы является активным процессом. Причем, как отмечалось, система может быть как электрогенной, так и нейтральной. одна из функций Н+-АТФазы плазмалеммы регуляция внутриклеточного рН, другая – использование созданной протондвижущей силы для вторичного транспорта веществ. Н+-движущая сила может создаваться либо путем увеличения Ψн (адицифицирующая способность), либо в результате повышения Ψм (пе-ренос заряда – Н+). На плазматических мембранах растений существуют и другие АТФазы, роль которых связана с переносом минеральных ве-ществ.
К таким АТФазам можно отнести Са2+-АТФазу. Считают, что Са2+-АТФаза вместе с Н+-АТФазой и редокс-цепью плазмалеммы может относится к числу систем, которые участвуют в формировании электрогенной компоненты потенциала.
Вопрос о Na+/K+-АТФазе остается открытым. Сообщения о наличии Na+/K+-АТФазы у растений появились в начале 1970 г. Они касались как целых органов растений, так и мембранных препаратов. Но, в основном, эта АТФаза, по мнению многих исследователей, характерна для мембран галофитов, т. е. растений, устойчивых к засолению. Таким образом, Na/K-АТФаза активна у тех растений, которым необходимо противостоять сильному засолению и осуществлять удаление Na+ из клеток.
Тем не менее сегодня продолжают существовать крайние взгляды на присутствие Na+/K+-АТФазы у высших растений. В соответствии с одной точкой зрения – это ферментативная система отсутствует, с другой – она имеется во всех растениях, но у многих видов находится в скрытом виде и ее функционирование зависит от влияния определенных условий.
-
Общие закономерности роста и развития растений. Кривая роста.
Рост
– это количественные изменения в ходе
развития, которые заключаются в
необратимом увеличении размеров клетки,
органа или целого организма. Кривая,
характерная для роста всех органов,
растений, популяций и т. д. (от сообщества
до молекулярного уровня) имеет S-образный,
или сигноидный вид. Эту кривую можно
разделить на ряд участков:
– начальная лаг-фаза, протяжение которой зависит от внутренних изменений, которые служат для подготовки к росту;
– логарифмическая фаза, или период, когда зависимость логарифма скорости роста от времени описывается прямой;
– фаза постепенного снижения скорости роста;
– фаза, на протяжении которой организм достигает стационарного состояния.
Протяженность каждой из слагающих S-кривую фаз и ее характер зависит от ряда внутренних и внешних факторов. На длительность лаг-фазы прорастания семян влияет отсутствие или излишек гормонов, присутствие ингибиторов роста, физиологическая неспелость зародыша, недостаток воды и кислорода, отсутствие оптимальной температуры, световой индукции и др. Протяженность логарифмической фазы связано с рядом специфических факторов и зависит от особенностей генетической программы развития, закодированной в ядре, градиента фитогормонов, интенсивности транспорта питательных элементов и т. д.
Торможение роста может быть результатом изменения факторов окружающей среды, а также определяться сдвигами, связанными с накоплением ингибиторов и своеобразных белков старения.
Полное торможение роста обычно связывают со старением организма, т. е. с тем периодом, когда скорость синтетических процессов идет на убыль.