Microscopische en submicroscopische structuur van celwanden - uitgelegd!
Nuttige opmerkingen over de microscopische en submicroscopische structuur van celwanden!
De chemische stoffen van celwanden blijven fysisch en chemisch met elkaar gecombineerd. Verschillende fysische en chemische methoden zijn gebruikt voor dergelijke onderzoeken. In het begin was de secundaire muur het belangrijkste onderzoeksobject, maar met de verfijning van de methoden is ook de primaire wand met succes onderzocht.
Afbeelding met dank aan: clipartpal.com/_thumbs/pd/plants/Plant_cell_wall_diagram.png
Het belang van de studie van primaire wanden is dat het informatie oplevert over de groeimethoden van celwanden in het oppervlaktegebied. Onderzoekers combineren observaties op differentiële kleuring; differentiële oplosbaarheden; grove en fijne structuurvariaties; reactie op gepolariseerd en fluorescerend licht, op röntgenstralen en op donkerveldbelichting; brekingsindices; en samenstelling van as. In de moderne tijd is de elektronenmicroscoop het belangrijkste hulpmiddel voor de studie van celwanden.
Micellaire en Intermicellar-systemen:
De organisatie van de structuur van de celwanden is gebaseerd op cellulose. De fundamentele eenheden van het systeem zijn de kettingachtige cellulosemoleculen van verschillende lengte. Deze ketens worden niet willekeurig verspreid, maar komen voor in aggregaten en staan algemeen bekend als micellen. De ketenmoleculen bezitten een parallelle ordening in een micel en de glucoseresiduen binnen een keten liggen op uniforme afstand van elkaar.
Zo kan een bundel cellulosemoleculen, de micel, worden vergeleken met een kristal doordat de eenheden ervan symmetrisch zijn gerangschikt. Op deze manier zijn de bundels van cellulosemoleculen onderling verbonden door middel van de lagere-ketenmoleculen en uit een poreus coherent systeem, het Micellar-systeem, doordrongen door een even coherent intermicelair systeem waarin verschillende wandsubstanties anders dan de cellulose aanwezig zijn.
Frey Wyssling (1959) beschreef grafisch deze structurele elementen en hun onderlinge relaties op basis van de secundaire wand van de vezel van Boehmeria. Hier is één cellulosemolecule 8 A breed. Cellulosemoleculen worden gecombineerd tot een elementaire microfibrille die een breedste diameter van 100 A heeft en waarneembaar is met de elektronenmicroscoop. Het bevat 100 cellulosemoleculen in een dwarsdoorsnede. Zowel de cellulosemoleculen als de elementaire fibrillen zijn lintachtige structuren.
Elementaire fibrillen vormen een bundel die bekend staat als microfibril die 250 A breed is en 2000 cellulosemoleculen bevat in een transversale sectie. Elektronenmicroscopische studies op celwanden zijn voornamelijk verbonden met deze eenheid. Microfibrillen worden gecombineerd tot macrofibrillen van 0, 4 micron (| i) breed en bevatten 500.000 cellulosemoleculen in transversale doorsnede. Ten slotte vormen 2.000.000.000 cellulosemoleculen een dwarsdoorsnede van de secundaire wand van de vezel.
Microfibrillaire en microcapillaire structuur:
Zoals eerder vermeld, wordt de cellulose van plantencelwanden geïnterpreteerd als een combinatie van twee interpenetrerende systemen, de Micellar en de intermicellar. Ze zijn submicroscopisch. De wanden bevatten een poreuze matrix van cellulose die bestaat uit zeer fijne gecoalesceerde fibrillen, de microfibrillen en een interfibrillair systeem van microcapillairen die verschillende niet-celluloseachtige wandbestanddelen bevatten.
Binnen de microfibrillen komen de micellen en bijgevolg ook de ketenmoleculen ongeveer evenwijdig aan de lange as van de fibrillen voor. De microcapillairen binnen het cellulosekader kunnen vloeistoffen, wassen, lignine, cutine, hemicellulosen, suberine, pectine-stoffen, andere minder gebruikelijke organische verbindingen en zelfs kristallen en silica bevatten.
Microfibrillaire oriëntatie in de celwand:
In de drie gelaagde wanden van bepaalde vaten, tracheïden en houtvezels variëren de fibrillaire oriëntaties van de binnenste en buitenste laag tussen transversaal en spiraalvormig, de helices hebben een relatief lage steek en die van de centrale laag fluctueren tussen longitudinaal en relatief steil hellend schroefvormig . Karakteristieke patronen ontstaan over de grote omzoomde putten van de vroege hout tracheïden.
In de katoenvezel bestaat het grootste deel van de secundaire wand uit microfibrillen die onder een hoek van 45 graden en minder ten opzichte van de lengteas van de vezel zijn georiënteerd.
In de opeenvolgende lamel van de vlasvezel worden de helices in tegengestelde richtingen gewonden. In tracheare cellen met ringvormige en scalariforme secundaire verdikkingen hebben de kristallijne gebieden van deze verdikkingen een horizontale, ringachtige oriëntatie.
De toonhoogte van de helices van microfibrillen varieert in de secundaire wanden van verschillende cellen. Echter, tussen de lagen van dezelfde wand, binnen een gegeven laag, zijn de microfibrillen gewoonlijk parallel aan elkaar en altijd evenwijdig aan het oppervlak van de cel. De secundaire wanden bezitten een parallelle textuur.
