دانش زیست فناوری

مسیر های دیگر در فرایند فتوسنتز در گیاهان:

مسیر اکسیداسیونی ساخت پنتوز هگزرفسفات:

این فرایند برای اکسیداسیون گلوکز در سایتوزول صورت میگیرد  که طی آن گلوکز  6 فسفات توسط فرایندی شکسته و nadphتولید خواهد شد  که در ادامه:

نقش این چرخه:

1-      در ادامه از گلوکز 6 فسفات  به ریبولوز 5 فسفات  تبدیل میشد که در ادامه با تبدیل این ماده با ریوز 5 فسفات میتواند از در ساختمان نوکلوئید ها از جمله RNAمورد استفاده قرار خواهد گرفت

2-      همچنین از این چرخه میتوند در تولید اسید های آمینه ی آروماتیک  نقش داشته باشد و همین مواد میتواند در سنتز لیگنین موجود در دیواره مورد استفاده قرار بگیرد.

3-      همچنین میتواند در سنتز فرانوبیر ها مورد استفاده قراربگیرد

 

سوال : این چرخه کی و در کدام سلول ها صورت میگیرد؟

این چرخه بیشتر در داخل سلول هایی که کم کم از مرحله ی مرستمی وارد مرحله ی بلوغ میشوند مورد استفاده میشود.

نکته : مسیر اصلی در سلول ها همان مسیر گلیکولیز خواهد بود  و گیاه بیشتر برای تولید ترکیبات ثانویه از این چرخه مورد استفاده قرار خواهد داد.

نکته : فعالیت آنزیم  گلوکز 6 فسفات دی هیدروژناز که در این چرخه نقش دارد  بسته به نسبت  NADPHبه NADPمیباشد که با زیاد شدن این نسبت  فعالیت آن کاهش خواهد یافت.

گلوکو نئوژنز:

واکنش: تبدیل فسفو اینور پیروات به پیروات یا به گلوکز از راح عکس واکنش گلایکولیز را شامل میشود

محل: این فرایند در سلول هایی مانند سلول های جوانه ی که در حال رشد بوده که بیشتر زخیره ی کربن در آن ها به صورت چربی میباشد (مانند بذر گیاهانی مانند آفتابگردان)که در طی آن چربی به ساکارز مورد استفادهی خود تبدیل میشود.

مکانیز این فرایند:این فرایند در داخل اندامک هایی به نام گلیاکزی زوم و میتوکندری نقش دارند

ابتدا تمامی تری گلیسرید های موجود در داخل اندامک  که در کنار اندامک گلیاکسی زوم قرار دارد با تبدیل شدن به اسید های چرب آزاد وارد محیط گلیاکسیزوم میشود در ادامه با فعالیت استیل کوانزیم A(COA) این ماده وارد سیکل خاصی میشود که در طی آن در ابتدا  سوبسینات تولید میشود که این ماده وارد میتوکندری میشود و در داخل آن به موادی مانند مالات تبدیل میشود  و این ماده وارد سایتوزول شده و تولید اگزالواستات (OAA)میکند که در ادامه توسط آنزیم کربوکسی کیناز به فسفو اینور پیرووات (PEP) تبدیل میشود  و در نتیجه ی همهی این واکنش ها در نهایت  موجب تولید گلوکز میشود که با فرکتوز واکنش داده و تولید ساکرز خواهد کرد.

کسر تنفسی

عبارت است از نسبت  کربن دی اکسید  تولید شده به O2تولید شده میباشد

برسی این نسبت در مواد مصرفی گوناگون در گیاهان:

1-      کربوهیدرات:برابر با یک است

2-      پروتئین ها یا چربی ها: RQدر این صورت کمتر خواهد بود چراکه این مواد در ساختار خود اتم اکسیژن کمتری دارند  ودر نتیجه در جه اکسیداسون بالاتر و در جه  احیا کمتر بوده و در فرایند سوختن به O2بیشتری مورد نیاز است.

3-      اگر ماده ای مانند  اسید آلی که در ساختار خود اکسیژن زیادی دارد مورد استفاده باشد در این صورت این نسبت  بالاتر از یک خواهد بود.

 

نقش این فرایند :

زمانی که اکسیژن در داخل سلول باشد به علت بالاتر بودن RQ برای فرایند تخمیر بالاتر خواهد بود و در نتیجه ی این فرایند بنابر نظریه ی پاستور گلوکز بیشتری مورد استفاده قرار میگیرد

نکته:بنابه نظریه این دانشمند سلول های مخمر در شرایط بیهوزی  گلوکز بیتری را نسبت به شرایط هوازی استفاده خواهد کرد.

اگر RQکمتر از یک باشد ...........................یعنی گیاه از چربی و پروتئین برای تامیین انزژی استفاده میکنند

نکته: در مراحلی ابتدایی رشد و جوانه زنی دانه های دارای مقادیر بالای (چربی(مثل دانه ی ذرت) در ابتدای جوانه زنی RQپایین تر از یک و در ادامه این نسبت به علت تولید گلوکز بیشتر خواهد شد.

نقطه!!!

در طی چرخه ی گلایکولیز وچرخهی کربس کلاوه بر تولید انرژی بسیاری از متابولیسم های گیاهی همچون :

1-اسید های آلی،،،،،2-لیپید ها،،،،،،3- پورفرین ها(در ساختار کلروفیل در حلقه ی پروفرین ها)،،،،4- ایزو پرونوئید ها (الکانوئید ها؛) 5 – هرمون ها تولید میشود

نخته: آنزیم استیل کوانزیم A در سنتز اسید های چرب و اگزالو استات در سنتز اسید های آلی نقش دارد.

انتقال و توزیع مواد حاصل از فتوسنتز

مواد تولید شده از فرایند فتوسیستم یعنی گلوکز برای انتقال بو خروج از سلول به شکل پایدار تر و حالت پر انرژی تری به نام ساکارز تبدیل میشود که در ادامه این انتقال از طریق آوند های آبکشی و در یک مسیر طولانی(LONG TRANSTOR) از محل تولید (یعنی جایی که میزان تولید مواد پرورده  بیشتر از میزان مصرف است)به محل مصرف(که میزان تولید مواد پرورده  کمتر از میزان مصرف آن است )صورت میگیرد.

سلول های آوند آبکشی سلول های غربالی نامیده میشوند که از طریق لوله های غربالی به صورت عرضی در ارتباط با هم دیگر و از طریق صفحات غربالی که صفحاتب با منافذ درشتر میباشند با هم دیگر ارتباط طولی برقرار می کنند

سلول های عناصر غربالی:

فاقد:هسته ، واکوئل ، ریبوزوم ، میکروتوبول ، میکروفلابان ، کلروپلاست  میباشند

ولی در عوض دارای : میتوکندری ، شبکه آندوپلاسمی  ، غشای پلاسمایی خواهند بود(در زمان بلوغ خود)

بنابر این این نوع از سلول ها قادر به تولید انرژی هستند و لی در عوض توانایی تولید انرژی مورد نیاز خود را ندارند.

ویژکی سنتز پروتئین ها در  داخل یک ردیف از سلول های پارانشیم که در مجاورت آوند آبکش قرار میگیرند و سلول هی همراه نامیده میشوند برای سلول تامیین میشود.

اگه این منافذ دچار آسیب دیدگی بشوند چی :

در این صورت برای انسداد لوله های غربالیدر دولپه ای ها  پروتئینی به نام اسلایوم وجود خواهند داشت که در این شرایط میتوانند  با تشکیل ژل در داخل این مجاری موجب بسته شدن آن ها شوند

ولی اگه اسیب دیدگی خیلی شدید باشه در این صورت  گیاه با رسوب ماده ای به نام کالوز در کد فاصل بین غشا و دیواره  و در مجاری پلاسمو دسماتا یتواند موجب بسته شدن منافذ سلول های غربالی شود.

 مواد انتقالی توسط آوند آبکش

بستگی به :1- سن گیاه   2 – شرایط فیزیولژکی گیاه  3 – گونه گیاه

شامل:1- قند  2- پروتئین  3- کاتیون های معدنی  4 – اسید چرب

مهم ترین : آب  چرا که تمامی مواد محلول در آب هستند.

فراوان ترین : کربوهیدرات

متداول ترین : ساکاروز که حدود 80 درصد وزن خشک را به خود اختصاص میدهد

پروتئین ها: آنزیم ها ،  Pپروتئین

دیگر: کاتیون هایی همانند یون پتاسیوم و Mg وآنیون هایی همانند فسفات و کلروسفات و هرمون ها

 ومواد دیگری همچون اذت و نیتروژن که توسط بر خی اسید های آمینه همانند اسید آسپارتیک و اسید گلوتامین  که از طریق این مجاری منتقل میشوند.

انتقال اذت در داخل آوند های آبکش به صورت اسید های آمینه و آمید است ولی در آوند های چوبی به شکل مواد معدنی  وبخشی از یک مولکول آلی(همانند اورئید ها  ، سیترووات)

سوال دانشجو ؟ ببخشید استاد این اورئید که میگید چی چیه؟

در برخی از گیاهان که در ساختار خود دارای برخی از گره ها  میباشند این گره ها میتوانند نیتروژن موجود در هوا را گرفته و به برخی از ترکیبات نیتروژن دار همانند اورئید ها تبدیل کنند.

عوامل حرکت مواد در:

آوند های چوبی :بیشتر عامل تعرق و به صورت جزئی  فشار ریشه ای

آوند های آبکشی:نیروی محرک  فشار هیدرواستاتیک(؟؟؟)

برای اندام مصرف کننده میتوان برگ نابالغ و یا قسمت های در حال رشد یا منبع در حال ذخیره را در نظر گرفت.

سرعت انتقال مواد در آوند های آبکشی بستگی به :

1-      میزان بارگیری مواد از سلول مزوفیلی

2-      میزان و سرعت تخلیه

3-      ترکیب شیمیا یی مواد دارد.

مکانیزم بارگیری (loading):

تعریف : به طور کلی انتقال مواد فتوسنتزی از سلول مزوفیلی مبدا به کمپلکش عناصر غربالی را شامل میشود.

دو مسیر وجود دارد:

1-مسیر سیمپلاستی:

ساکارز از طریق منافذ پلاسمودسماتا وارد کمپلکس عناصر غربالی میشود.

نکته: در خانواده ی کدوئیان بعد از انتقال ساکارز به داخل سلول های همراه با گلوکزی واکنش داده و تولید یک ماده ی سنگین به نام ستا کیوس را خواه کرد که در درون این سلول ها به دام خواهد افتاد.

2-مسیر اپوپلاستی:

در برخی موارد ساکارز از  غشای سلول مزوفیل عبور کرده  و در  محیط اپوپلاست(فضای دیواره ی سلولی مشترک بین دو سلول)قرار خواهد گرفت  که بعدا برای عبور از غشای آوند آبکش و ورود به آن با صرف انرژی توسط پروتئین هایی که در این غشا قرار گرفته اند و وظیفه ی انتقال H+را دارند این فرایند صورت خواه گرفت.

مکانیسم تخلیه :

1-روش سیپوپلاستی : که از طریق پلاستو پلاسمی در برگ های جوان در حال رشد و در نوک ریشه ها (مخازن رویشی) این روش صورت میگیرد.

2-مسیر آپو پلاستی :

در:

سلول های پارانشیم ذخیره ای گیاهان C4: ابتدا ساکارز وارد محیط اپوپلاست میشود و در داخل این محیط توسط آنزیمی به نام اینورتاز به گلوکز و ففروکتوز شکسته و در ادامه هر کدام از این ها توسط ناقل هایی از این محیط خارج شده و دوباره به هم چسبیده و تشکیل ساکارز خواهد داد که این ساکارز در ادامه میتواند به صورت نشاسته در داخل این سلول ها ذخیره شود.

نکته : واکنش آنزیم اینورتاز در محیط اپو پلاست به صورت یک طرفه میباشد که  تجزیه بیش از بیش ساکارز در ادامه میتواند موجب افزایش سرعت انتقال ساکارز به داخل سلول های  ذخیره ای میشود

نکته : اینورفاز میتواند هم در محیط اسیدی و هم در محیط بازی فعالیت کند.

سریشه چغندر ، گندم ، دانه های جو ، سویا : ساکارز بدون تغییر از محیط اپوپلاست  وارد سیتو سول سلول مخزن خواهد شد که در انجا توسط اینترفاز الکالینی به گلوکز  وفروکتوز شکسته و یا این که ساکارز بدون تغییر وارد واکوئل سلول مخذن شود.

دانه های بگولات (با روش تخمک خالی)

در این روش جنین را از بذر حذف میکنند و و در محلی از پوسته بذر که خالی خواهد ماند محلول آگار اضافه خواهند کرد که در ادامه با بر خی ز روش ها همانند تغییر PH یا با استفاده از باز دارنده ی PCEH فرایند تخلیه را برسی خواهند کرد :

اگر انتقال صورت گرفت:..............ناقل دخیل نیست

اگر انتقال صورت نگرفت:............ناقل دخیل است

اینو حدیثو از امام زمان داشته باش....

خداوند با ماست، و به جز ذات پروردگار به چيزى نياز نداريم، و حقّ با ماست. اگر كسانى با ما نباشند، هرگز در ما وحشتى ايجاد نمى‌شود، ما دست پرورده‌هاى پروردگارمان، و مردمان، دست‌پرورده‌هاى ما هستند.