Bài giảng Không bào thực vật

Nội dung text: Bài giảng Không bào thực vật

1. Không bào thực vật 1
2. 1. Nguồn gốc. Tiền-không bào, từ mạng nội chất & thể Golgi dung hợp & thu nước. 2
3. •2. Phương pháp nghiên cứu • Quan sát •quan sát trực tiếp •đỏ trung tính; bichromat K, • Chọc hút dịch không bào để phân tích • Cô lập •- Máy cắt lát mỏng để phóng thích không bào •- Sốc thẩm thấu phá vỡ màng nguyên sinh chất của tế bào trần (màng không bào bền hơn). Cô lập lutoid Libe Hevea có nhiều kênh đa nhân chứa các bóng lutoid (không bào) và các hạt terpen kênh mở để nhựa mủ thoát ra. 3
4. A Kênh nhựa mủ trong libe B Chảy mủ & đông tụ terpen thành hạt cao su C Ly tâm phân đoạn để phân chia lutoid và cao su 4
5. 3. Thành phần của không bào • nước • ion khoáng • chất hữu cơ • - chất biến dưỡng sơ cấp [glucid, acid dicarboxylic (malic, oxalic), acid amin, protein ] • - biến dưỡng thứ cấp chống pathogen & động vật ăn cỏ [terpen; hợp chất phenol (cumarin, flavonoid, tanin); hợp chất chứa N (HCN, alkaloid)] • - thể protein (hạt aleurone) 5
6. • (1) Cumarin • - Không bào chứa ß-glucosid của acid cumaric • - Tế bào chất hay vách chứa ß-glucosidaz, enzym phóng thích acid cumaric • Chỉ khi tế bào vỡ đài chất tiếp xúc enzym - Acid cumaric tự hóa vòng thành cumarin - Nhờ vi khuẩn, cumarin cho dicumarol, chất gây chảy máu ở động vật ăn cỏ. 6
7. (2) Acid cyanhydric (HCN) • HCN cản cytochrom oxydaz (chuyển e-) • Gramineae giàu một glucosid sinh HCN trong không bào: dhurrin. Sự phóng thích HCN do 2 enzym: glucosidaz (tế bào chất) và hydroxy-nitril- lyase (lục lạp). 7
8. Cả 2 trường hợp: sự tiếp xúc enzym - đài chất để phóng thích chất độc xảy ra khi tế bào bị phá hủy.8
9. CO2Me O OH N TERPEN Me O H CO2 NH3 O NH Alkaloid Biosynthesis: cocaine NMe 3 Nitrogen containing H3N H N compounds CO2 H N HN H Me Starting materials: N ornithine ergot tryptophan Amino acids & nucleic acids nicotine NH2 O NH3 CH3 N N H C N 3 N N Me O N N O N H N O N -O P O O 3 - CH3 O CO2 OH OH caffeine purine pseudopelletierine lysine OH HO CO2 HO OH N NH3 N H O Me N NCH H H H 3 NH3 HO CO2 ajmaline tryptophan morphine tyrosine 9
10. Tetra-hydroisoquinoline Biosynthesis HO HO H3CO H3CO NH2 NMT HO NCS NH 6-OMT NCH3 L-t y r o s i n e HO NH HO H HO H O H HO HO HO (S)-norcoclaurine HO CPY80B3 H CO H CO 3 H CO O 3 BBE 3 NCH3 4OMT + N HO NCH3 O N HO H HO HO H OMe OH HO H3CO OCH3 (S)-reticuline HO berberine OMe (S)-scoulerine berberine type H CO H3CO 3 H3CO O + NCH3 NCH STS O HO HO 3 HO HO H + HO NCH N H 3 H CO H3CO O 3 H3CO O be nz ophe nanthrid ine type O 1,2-dehydroreticuline (R)-reticuline sa luta ridine sanguinarine SO R H3CO H3CO H3CO H3CO spontaneous HO HO O O SAT NCH3 NCH3 NCH3 H NCH HO H H H 3 O H CO H3CO 3 HO H H3CO oxycodone theba ine HO sa litid a ro l-7 -O -a ce ta te H3CO saluta ridinol O H CO HO NCH 3 H H 3 O O O codeinone morphanan type NCH NCH3 CO R H H 3 H H 10 HO HO codeine morphine
11. (3) Flavonoid • Nhóm sắc tố ở dạng heterosid với glucoz, galactoz trong không bào của tế bào biểu bì cánh hoa, trái, lá (mùa thu), • Flavonol, flavon có màu trắng, vàng hay cam (flavus: vàng). • Anthocyan (anthos: hoa, cyanos: xanh lơ) có màu từ lơ-tím tới đỏ. 11
12. Tạo flavonoid (hợp chất phenol) cần phenylalanin amonia lyaz (PAL) PAL nhạy với ánh sáng & t0 thấp hoa có màu sắc rực rỡ trên núi 13
13. (4) Các alkaloid •Không bào chứa nhiều alkaloid. •Nuôi cấy tế bào ở dừa cạn, Taxus 14
14. Lá và thân non Thông đỏ Mô sẹo ban đầu Mô sẹo Mô sẹo Tăng trưởng Dịch treo tế bào Sản xuất taxol Dịch treo Dịch treo tế bào tế bào Tăng trưởng Sản xuất taxol 16
15. (5) Các tanin Tanin làm biến tính protein, được dùng trong kỹ nghệ thuộc da. Tanin làm trầm hiện mucin của nhú lưỡi se lưỡi khi ăn trái non. 18
16. Biến đổi không bào thành các thể protein & hạt aleurone (tức thể protein có tổ chức cao nhất). Tế bào trứng: không bào lớn chứa đầy nước. Phôi trưởng thành: không bào phân đoạn, khử nước & tích tụ protein để thành các thể protein hay các hạt aleurone 19
17. Thể protein còn chứa tinh thể oxalat Ca hay globoid (trong khế, me, đậu nành, củ cải ) Hạt aleuron có cả tinh thể lẫn globoid. 20
18. Phytin = dạng dự trữ khoáng ở các hột, nguồn P và các cation cho phôi đang nảy mầm = muối của acid phytic (myo-inositol- 1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate) + cation (thường nhất là: Mg, K và Ca). Trong nảy mầm, phytin bị khử cation và sau đó bị thủy giải bởi các phytase thành phosphate và các ester có ít phosphate hơn của myo-inositol. 21
19. 4. Cử động không bào • (1) Cử động Tế bào theo trạng thái phân rễ: hóa tế bào 5, trưởng • Tế bào MPS thành ngọn có không bào cực nhỏ. 2-4, kéo dài & • Tế bào tầng phân hóa phát sinh có không bào lớn hơn. 1, MPS 22
20. Phần lớn thể tích tế bào do không bào cái giá tăng trưởng tế bào rất “rẻ” (nhờ nước!). Trong khử phân hóa, không bào phân đoạn & giảm kích thước tới trạng thái MPS cấp 1. Tạo mô sẹo ở lá Bégonia. 23
21. (2) Cử động theo nhịp ngày •- Cử động thức ngủ: Thể phù chứa tế bào có  không bào ngược nhau, ở ngày hay đêm, trong 2 nửa thể phù. •- Cử động khí khẩu: mở khi  tế bào khẩu tăng. 24
22. (3) Cử động theo nhịp năm (mùa) Mùa đông (giai đoạn nghỉ ): tế bào giảm thể tích, Mùa không bào xuân: phân đoạn và không  tối đa. bào hợp lại, tái hoạt động,  giảm. 25
23. • 5. Vận chuyển qua màng không bào • (1) Thẩm thấu & aquaporin (theo ) • Gene aquaporin biểu hiện ít trong tế bào non, tối đa ở tế bào trưởng thành (không bào dung hợp & thu nước mạnh). Vài aquaporin xuất hiện do stress nước. • Mọi protein vận chuyển đều là lối đi của nước: ion qua màng cùng 5-10 phân tử nước. 26
24. Types of Membrane Transport 27
25. Aquaporines 28
26. (2) Khuếch tán dễ (nhờ protein vận chuyển & kênh ion) (3) Bơm proton tonoplast Khuynh độ điện hóa giữa hai mặt tonoplast được duy trì do 2 kiểu bơm proton: - V-ATPaz: Cấu trúc giống F-ATPaz (ngược hướng), giúp acid hóa không bào. - V-pyrophosphataz (V-PPaz): Thủy giải P~P để cho năng lượng (không có ở động vật), giúp chuyển ion (đặc biệt K+ tăng ), nhiều trong tế bào non. 29
27. • * Ion hóa các (4) Các “bẫy” nội bào baz thích lipid (như alkaloid) • * Đổi hình thể • * Glycosyl-hóa • * Tạo tinh thể (oxalat Ca) • * Liên kết: Mg2+ & acid hữu cơ • * Ngoại hấp trên protein, tanin, mucilages, mặt trong màng không bào 31
28. • (5) Sự nhập bào • • (6) Vận chuyển hoạt động cấp 2: bắt cặp hoạt động: bơm H+ & đối chuyển Ca2+/H+ 32
29. (7) Trường hợp coumaryl-glucosid: • Glycosyl hóa tiền chất cumaryl nhờ UDP-glucoz và UDP-glucosyl transferaz (T), trước sự đối chuyển cumaryl- glucosid / H+ 33
30. (8) Trường hợp sacaroz Ở tế bào cải đường và mía đường, có 2 cách: •- nhờ V-ATPaz và V-PPaz hoạt hóa đối chuyển •- nhờ phức hợp enzym định hướng V-ATPaz & V-PPaz hoạt hóa sự đối chuyển 34
31. • * UDPG cố •Phức hợp enzym định hướng định trên màng • * Sacaroz phosphat synthaz xúc tác sự tạo sacaroz phosphat. • * Sacaroz phosphat bị cắt bởi sacaroz phosphat phosphataz, phóng thích sacaroz vào không bào. 35
32. 6. Chức năng Không xem không bào là ngăn chứa nước. 36
33. (1) Duy trì ổn định lượng đường & ion vô cơ cho tế bào chất nhờ các protein định hướng. (2) Điều hòa pH: giữ H+ & acid hữu cơ pH tế bào chất chất ổn định 7. (3) Điều hòa cân bằng nước qua thẩm thấu và hệ thống vận chuyển (đặc biệt là K+), aquaporin. (4) Điều hòa cân bằng hormon • - Không bào cô lập tạo ethylen • - GA-tritium phóng xạ trong không bào • - Auxin-tritium màng không bào, mạng nội chất, màng nguyên sinh chất đều là đích của auxin 37
34. (4) Điều hòa sự tăng trưởng vách • Không bào là “động lực tăng trưởng” 38
35. Osmotic Effects on Cells 39
36. (5) Không bào là dạ dày hay bồ chứa của tế bào “Dạ dày”: chứa enzym thủy giải “Bồ chứa” là nơi thực hiện 3 quá trình: thu hút, dự trữ & hoàn trả các chất. (6) Khử độc và bảo vệ Không bào thu nhiều chất độc (“cặn bã”), trong khi tế bào động vật thải ra ngoài. 40