زیست شناسی دیواره سلولی
چکیده
دیوارههای سلولی گیاهی غنی از پلی‌ساکارید مواد زیستی مهمی هستند که رشد گیاه را تضمین کرده و مخازن اصلی برای کربن انباشته‌شده از طریق فتوسنتز می‌باشند؛ علاوه بر این تاثیر بسزایی بر روی استفاده انسان از گیاهان دارند. دیوارههای سلولی گیاهان خشکی‌زی در ناحیه‌ای حاوی دوازه ساختار بزرگ پلی‌ساکاریدی که عمدتا شامل سلولز، همی‌سلولز و پلی‌ساکاریدهای پکتیک هستند؛ قرار دارند. در طول تکوین گیاهان خشکی‌زی، تغییر پلی‌ساکارید به نظر می‌رسد تا حد زیادی شامل پیچیدگی و تنوع ساختاری این گروه‌های پلی‌ساکاریدی است. شیمی دیواره سلولی پیشرفته است و هدف فاز جاری علم دیواره سلولی قرار دادن مبحث شیمی پیچیده پلی‌ساکارید در مباحث سلولی و توسعه درک دقیقی از زیست‌شناسی دیواره سلولی است. تصویربرداری از گلیکوم‌های دیواره سلولی یک حوزه چالش‌برانگیز است؛ اما پیشرفت‌های اخیر در تولید پانل‌های پروب مولکولی دیواره سلولی و استفاده از آنها در روش‌هایی با توان عملیاتی بالا منجر به پیشرفت‌های سریع در درک مولکولی از ناهمگونی فضایی دیوارههای سلولی جداگانه و همچنین تفاوت‌های دیواره سلولی در سطوح تاکسونومی شده است. چالش فعلی این است که دانش پیرامون ناهمگونی دیواره سلولی با درک مکانیسم‌های مولکولی و فیزیولوژیکی که پایه‌های ویژگی‌ها و عملکردهای دیواره سلولی هستند؛ ادغام شود.
مقدمه
اندام‌های گیاهی در حال رشد قدرت و انعطاف‌پذیری لازم برای مقاومت در برابر اثرات باران و بادهای شدید و همچنین توانایی قابلیت نفوذ به خاک‌های فشرده را دارند. استحکام مکانیکی اندام‌های گیاهی به دلیل حضور دیوارههای سلولی سخت در سطوح سلولی است. دیوارههای سلولی نه تنها اشکال سلولی و خواص مکانیکی را برای افزایش رشد در محیط‌های متغیر ایجاد می‌کنند؛ بلکه همچنین مسئول چسبندگی سلول به سلول هستند که این چسبندگی سهم اصلی را در استحکام مکانیکی گیاهان در حال رشد دارد. اهمیت دیوارههای سلولی گیاهی در بسیاری از زمینه‌های فعالیت و تلاش انسانی افزایش یافته است. دیوارههای سلولی مجموعه مهمی از مواد زیستی هستند که این مواد نه تنها برای خواص اندام‌های گیاهی و از این رو رشد محصول ضروری می‌باشند؛ بلکه همچنین مخازن بزرگی برای تثبیت کربن به روش فتوسنتز و منبع حیاتی در بازیافت کربن نیز هستند. بنابراین دیوارههای سلولی برای گیاه و رشد میکروبی، تغذیه گیاهخواران و حفظ اکوسیستم‌های خشکی و دریایی حیاتی هستند. علاوه بر این، دیوارههای سلولی به طور گسترده در فعالیت‌های مختلف انسانی مربوط به غذا، افزودنی‌های غذایی، آنزیمولوژی صنعتی، الیاف، پارچه‌ها، کاغذ، الوار و سوخت‌های زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این گستره وسیع از مسائل مربوط به دیوارههای سلولی و اجزاء آنها، در زیست‌شناسی آنها را در مرکز توجه قرار می‌دهد. دیوارههای سلولی مدتهاست که بسته به اینکه آیا آنها به ترتیب در طول رشد اندام قابل گسترش یا غیر قابل گسترش هستند؛ به دیواره سلولی اولیه و ثانویه طبقه‌بندی شده‌اند. دیوارههای سلولی اولیه موجب ایجاد فشار تورمی (در نتیجه موجب مقاومت در برابر نیروهای کششی می‌شوند)، انطباق با رشد سلول و ایجاد چسبندگی سلولی می‌شوند و در سطح اکثر سلول‌های گیاهی وجود دارد. دیوارههای سلولی ثانویه به مجموعه‌های خاصی از سلول‌های تمایزیافته محدود هستند؛ تمایل دارند ضخیم‌تر از دیوارههای اولیه باشند و در برابر نیروهای تراکمی مقاومت کنند. زمانی که ما در مورد میکروساختار دیوارههای سلولی اطلاعاتی را بدست می‌آوریم؛ می‌توانیم ببینیم که انواع مختلفی از دیوارههای سلولی اولیه و ثانویه در شرایط مولکولی وجود دارد و همچنین ممکن است مرزهای روشنی بین ساختار و ویژگی‌های دو نوع دیواره وجود نداشته باشد.
ABSTRACT
Polysaccharide-rich plant cell walls are important biomaterials that underpin plant growth, are major repositories for photosynthetically accumulated carbon, and, in addition, impact greatly on the human use of plants. Land plant cell walls contain in the region of a dozen major polysaccharide structures that are mostly encompassed by cellulose, hemicelluloses, and pectic polysaccharides. During the evolution of land plants, polysaccharide diversification appears to have largely involved structural elaboration and diversification within these polysaccharide groups. Cell wall chemistry is well advanced and a current phase of cell wall science is aimed at placing the complex polysaccharide chemistry in cellular contexts and developing a detailed understanding of cell wall biology. Imaging cell wall glycomes is a challenging area but recent developments in the establishment of cell wall molecular probe panels and their use in high throughput procedures are leading to rapid advances in the molecular understanding of the spatial heterogeneity of individual cell walls and also cell wall differences at taxonomic levels. The challenge now is to integrate this knowledge of cell wall heterogeneity with an understanding of the molecular and physiological mechanisms that underpin cell wall properties and functions.
INTRODUCTION
Growing plant organs have the strength and flexibility to resist the impacts of rain and intense gusts of winds and also the capability of penetrating compacted soils. The mechanical robustness of plant organs is due to the presence of tough cell walls at cell surfaces. Cell walls do not only impart cell shapes and mechanical properties for extension growth in variable environments, but are also responsible for cell-to-cell adhesion that is a core attribute of the mechanical robustness of growing plants. The importance of plant cell walls extends into many areas of human activity and endeavor. Cell walls are an important set of biomaterials in that they are not only crucial for the properties of plant organs and hence crop growth, but they are in addition the major repository for the Earth’s photosynthetically fixed carbon and a crucial resource in carbon recycling. Cell walls are therefore critical to plant and microbial growth, herbivore nutrition, and to the maintenance of terrestrial and marine ecosystems. Moreover, cell walls are widely exploited in diverse human activities relating to food, food additives, industrial enzymology, fibers, textiles, paper, lumber, and biofuels. This wide reach of issues pertaining to cell walls and their components places them with a central importance in biology (Albersheim et al., 2010). Cell walls have long been classed as primary or secondary, depending upon whether they are, respectively, extendable or non-extendable during organ growth. Primary cell walls generate turgor pressure (thus resisting tensile forces), accommodate cell expansion, mediate cell adhesion, and occur at the surface of most plant cells. Secondary cell walls are restricted to specific sets of differentiated cells, tend to be thicker than primary walls, and resist compressive forces. As we learn about the microstructures of cell walls, we can see that there is a great variety of both primary and secondary cell walls in molecular terms and also that there may not be clear boundaries between the architectures and properties of the two types of wall, but more of a continuum (Albersheim et al., 2010; Knox, 2008).
چکیده
مقدمه
از شیمی دیواره سلولی تا زیست شناسی دیواره سلولی
تصویربرداری از گلیکوم: چالش‌های تشخیص و فراتر از آن
مشخص کردن عملکرد پلی‌ساکارید
آیا زیست‌شناسی دیواره سلولی با مکانیک و فیزیک سازگار است
ABSTRACT
INTRODUCTION
FROM CELL WALL CHEMISTRY TO CELL WALL BIOLOGY
IMAGING THE GLYCOME: THE CHALLENGES OF DETECTION AND BEYOND
REVEALING POLYSACCHARIDE FUNCTION
WHERE CELL WALL BIOLOGY MEETS MECHANICS AND PHYSICS
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه