세포투석

Cytorrhysis
일반 식물 세포의 개략도

세포투석은 내부 양압(유압 터고르 압력)의 상실로 식물세포가 완전히 붕괴된 후 세포벽에 영구적이고 돌이킬 수 없는 손상을 말한다.[1]세포벽의 직립구조를 유지하기 위해서는 식물세포 내의 양압이 필요하다.[1]세포 붕괴를 초래하는 탈수화(상대수 함량 10% 이하)는 식물세포의 터고르 압력 조절 능력이 환경 스트레스에 의해 훼손될 때 발생한다.내부 세포 압력이 외부 대기압과 동일한 제로 터고르 압력에 도달한 후 세포 밖으로 물이 계속 확산되어 세포 내에서 음압을 발생시킨다.[2]그 음압은 세포벽이 더 이상 압력을 견딜 수 없을 때까지 세포의 중심을 안쪽으로 끌어당긴다.[1]내부 압력은 붕괴의 대다수를 세포의 중심부에서 발생하게 하여 남은 세포질 내에 있는 기관들을 세포벽에 밀어 넣는다.[1]플라슬리시스(자연에서 일어나지 않는 현상)에서와 달리, 혈장막은 세포가 붕괴하는 동안과 이후에도 세포벽과의 연결을 유지한다.[1]null

식물 세포의 세포 투석은 세포 벽 매트릭스의 모공을 통과하는 용액의 크기를 억제하는 초음극 용액에 놓이면 실험실 환경에서 유도될 수 있다.[1][3]폴리에틸렌 글리콜은 분자량이 높은 용액으로 실험 조건에서 세포투석을 유도하는 데 사용하는 예다.[3]자연환경에서 세포투석 발생을 유발할 수 있는 환경적 스트레스 요인으로는 극심한 가뭄, 얼어붙은 기온, 쌀가루 곰팡이(Magnaporthe grisea)와 같은 병원균이 있다.[3][4][5]null

회피 메커니즘

탈수 허용오차는 심한 탈수증에 이어 세포벽에 회복할 수 없는 손상 없이 세포가 성공적으로 수분을 보충할 수 있는 능력을 말한다.[6]건조와 관련된 대사, 기계적, 산화적 스트레스로 인한 세포 손상을 피하는 것은 건조 내성을 유지하기 위해 극복해야 할 장애물이다.[6][7]가뭄 내성을 위해 사용되는 많은 메커니즘은 탈색 내성을 위해 활용되지만, 탈색 내성과 가뭄 내성 용어의 소유가 반드시 다른 것을 소유하는 것과 관련이 있는 것은 아니기 때문에 탈색 내성 및 가뭄 내성 용어의 상호교환을 해서는 안 된다.[7]높은 탈취 내성(high disacation concertivity)은 일반적으로 경적, 간경련, 이끼식물군에서 관찰되는 특성이지만 혈관조영제에서도 덜 관찰되었다.[7]집합적으로 이 식물들은 부활 식물이라고 알려져 있다.[8]null

부활식물

많은 부활 식물들은 가뭄과 나중에 건조 스트레스를 다루기 위해 구성적이고 설득력 있는 메커니즘을 사용한다.[7]사이클로필린, 탈수, LEA 단백질과 같은 보호 단백질은 건조 민감성 종에 대해 일반적으로 가뭄 스트레스 동안만 볼 수 있는 건조 내성 종 내에서 수준으로 유지되며, 유도성 메커니즘이 활성화됨에 따라 더 큰 보호 완충제를 제공한다.[6][7]어떤 종은 안토시아닌과 다른 폴리페놀도 지속적으로 생산한다.[7]호르몬 ABA의 증가는 일반적으로 유도성 대사 경로의 활성화와 관련이 있다.[7]세포 구조와 기능을 더욱 안정시키기 위해 활성화 후 당분(predominopular sucrose), 알데히드 탈수소화, 열충격인자, 기타 LEA 단백질의 생산을 상향 조절한다.[6][7]셀 벽 구조의 구성은 유연성을 높이기 위해 변경되어 셀 벽의 구조를 회복할 수 없는 손상 없이 폴딩이 발생할 수 있다.[7]당분은 세포막 내에서 수소 결합을 유지함으로써 물의 대체물로 활용된다.[8]광합성은 반응성 산소종의 생산을 제한하기 위해 중단되고 결국 모든 신진대사가 급격히 감소하며, 세포는 수분이 다시 될 때까지 사실상 휴면 상태가 된다.[7]null

참조

  1. ^ a b c d e f "3.1.4 - Turgor loss, cytorrhysis, and plasmolysis". plantsinaction.science.uq.edu.au. Retrieved 3 June 2016.
  2. ^ Jones, Hamlyn G. (2014). Plants and Microclimate: A Quantitative Approach to Environmental Plant Physiology. Cambridge University Press. pp. 73–76. ISBN 9780521279598.
  3. ^ a b c Buchner, Othmar; Neuner, Gilbert (3 June 2009). "Freezing cytorrhysis and critical temperature thresholds for photosystem II in the peat moss Sphagnum capillifolium". Protoplasma. 243 (1–4): 63–71. doi:10.1007/s00709-009-0053-8. PMID 19495938. S2CID 28749980.
  4. ^ Moore, John P.; Vicré-Gibouin, Mäite; Farrant, Jill M.; Driouich, Azeddine (1 October 2008). "Adaptations of higher plant cell walls to water loss: drought vs desiccation". Physiologia Plantarum. 134 (2): 237–245. doi:10.1111/j.1399-3054.2008.01134.x. PMID 18494857.
  5. ^ de Jong, Joke C.; McCormack, Barbara J.; Smirnoff, Nicholas; Talbot, Nicholas J. (1997). "Glycerol generates turgor in rice blast". Nature. 389 (6648): 244. doi:10.1038/38418. S2CID 205026525.
  6. ^ a b c d Hoekstra, F. A.; Golovina, E. A.; Buitink, J. (2001-09-01). "Mechanisms of plant desiccation tolerance". Trends in Plant Science. 6 (9): 431–438. doi:10.1016/s1360-1385(01)02052-0. ISSN 1360-1385. PMID 11544133.
  7. ^ a b c d e f g h i j Gechev, Tsanko S.; Dinakar, Challabathula; Benina, Maria; Toneva, Valentina; Bartels, Dorothea (2012-07-26). "Molecular mechanisms of desiccation tolerance in resurrection plants". Cellular and Molecular Life Sciences. 69 (19): 3175–3186. doi:10.1007/s00018-012-1088-0. PMID 22833170. S2CID 15168972.
  8. ^ a b 프록터, 마이클 CF. C, 로베르토 G. 리그론, 그리고 제프리 G.덕켓."모스 폴리트리쿰 포모섬의 탈색 허용 오차:탈염과 회복기의 생리학적, 미세구조적 변화."Botany 99.1 (2007년) : 75-93.웹