فروکتوز

ایزومر کتوهگزوزی گلوکز ، فروکتوز می‌باشد. فروکتوز ، شیرین‌ترین قند طبیعی است. فروکتوز نیز در بسیاری از میوه‌ها و در عسل وجود دارد. فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه است.

شربتهای فروکتوز

این شربتها که به نام  " High Fructos Corn Syrup "  یا  HFCS   معروف می باشند   در کشور های آمریکایی و تعدادی از کشور های اروپایی رواج پیدا کرده است و کم کم جانشین شکر صبحانه و شکر افزودنی به خوراکی ها می شود.

بررسی ها حاکی از آنست که جذب فروکتوز در بدن سریعتر از گلوکز انجام می شود (زیرا چرخه متابولیسم فروکتوز از گلوکز متفاوت است) .

نکته مهم در این بررسی ها نشان می دهد ، که سلولها برای برداشتن گلوکز از خون احتیاج به انسولین دارند در صورتی که در جذب و مصرف فروکتوز نیازی به انسولین نیست و این میتواند خبر خوبی برای بیماران دیابتی باشد .

اما دقت داشته باشید که مصرف بیش از حد فروکتوز  مقدار تری گلیسیرید خون را افزایش داده و موجبات بیماریهای قلبی را فراهم می کند .

شربتهای فروکتوز را معمولا از ذرت (بلال) استخراج می کنند ، چون از سایر روشها که روشهای آنزیمی نامیده می شود ، مقرون به صرفه تر است .

منابع گلوکز

گلوکز که در طبیعت به حالت آزاد و یا در ترکیب یافت می‌شود، نه تنها متداولترین قند است، بلکه فراوان‌ترین ترکیب شیمیایی طبیعت نیز محسوب می‌شود. گلوکز در حالت آزاد در اکثر گیاهان عالی‌تر ملاحظه می‌گردد. این قند ، همراه با D- فروکتوز در غلظتهای قابل ملاحظه در انگور ، انجیر و سایر میوه‌های شیرین و در عسل وجود دارد. همچنین در غلظتهای کمتر ، می‌توان آن را در خون و در لنف ملاحظه نمود.

ساختمان گلوکز

واکنش گلوکز

اثر اسیدها

مونوساکاریدها در اسیدهای معدنی رقیق و گرم پایدارند، اما تحت اثر اسیدهای غلیظ مانند اسید سولفوریک ، ساختمان خود را از دست داده، تولید ماده حلقوی به نام فورفورال و مشتقات آن‌را می‌کنند. بعنوان مثال زمانی که گلوکز در اسیدکلریدریک قوی حرارت داده می‌شود، به 5- هیدروکسی متیل فورفورال تبدیل می‌شود. فوفورال‌ها در مجاورت فنل‌ها متراکم می‌شوند و ترکیبات رنگی بوجود می‌آورند که از آنها در رنگ سنجی قندها استفاده می‌شود.

فرق ميان قورباغه و وزغ

 بسياری نمی دانند که آيا ميان قورباغه و وزغ تفاوتی وجود دارد يا نه؟ گرچه هردو دوزيست و خونسرد هستند ولی تفاوتهايی با هم دارند.قورباغه اندامی صاف،ليز و کشيده دارد واز وزغ خوشنماتر است اما وزغ خپله و دارای پوستی خشک و زگيل وار می باشد.بيشتر قورباغه ها دندان دارند ولی در بيشتر وزغها هيچ دندانی ديده نميشود .وزغ و قورباغه هردو عمر طولانی دارند وگاهی به ۳۰ تا ۴۰ سال هم می رسد.وزغ از قورباغه کمتر تخم می گذارد با اين وصف در ظرف يک سال بين ۴۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ تخم می گذارد. يک استثنا در مورد قورباغه گاوی وجود دارد که در هر فصل ۱۸۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ تخم می گذارد.در برخی از انواع وزغها نر نقش مهمتری در بيرون آمدن نوزاد از بازی ميکند.مثلا در اروپا ديده شده که وزغ نر زنجيره های دراز تخمها را به دور پای خود بسته،آنقدر در سوراخی توی زمين می آرمد تا نوزادها آماده بيرون آمدن از تخم شوند.در آمريکای جنوبی وزغی زيست ميکند که شکل عجيبی دارد،اين وزغ حفره هايی در پشت خود دارد که تخمهايش در درون آنها رشد ميکنند.در اين حفره ها مايعی ريخته شده وبا پوست هم رويشان پوشانده شده.نوزادان وزغ آنقدر در همين حفره ها باقی می مانند تا لحظه ای که شکل وزغ کاملی به خود بگيرند . وزغهايی که در مناطق معتدل زندگی ميکنند معمولا قهوه ای يا زيتونی هستند ولی وزغهای مناطق گرمسيری غالبا به رنگهای روشن هستند. نوزادان قورباغه و وزغ سه تا چهار ماه طول ميکشد تا دم و آبششهای خود را از دست بدهند وحدود يک سال طول ميکشد تا تبديل به يک قورباغه يا وزغ کامل شوند.

قورباغه ها و وزغ ها

قورباغه‌ها و وزغ‌ها بر خلاف بقيه‌ي دوزيستان، دم ندارند. پاهاي عقبي آن‌ها بلند است و براي جهيدن به كار مي‌رود. در هر پاي عقبي، پنج انگشت وجود دارد. پاهاي جلويي كوچك‌تر و چهار انگشتي هستند و هنگام فرود آمدن به زمين، مانند ضربه‌گير عمل مي‌كنند.

قورباغه‌ها و وزغ‌ها تفاوت علمي زيادي ندارند، اما مي‌توان گفت پوست قورباغه‌ها نازك‌تر و مرطوب است. در عوض، پوست وزغ‌ها كلفت، خشك و زگيل‌دار است. به علاوه، قورباغه‌ها مي‌جهند، اما وزغ‌ها آهسته راه مي‌روند.

تفاوتهايي بين قورباغه و وزغ

پوست قورباغه ها صاف و لزج است در حالي كه پوست وزغ زبر و دانه دار است . پوزه ي قورباغه مثلثي شكل است در حالي كه پوزه ي وزغ

دايره مانند است . دهان قورباغه در ناحيه ي فك بالا مجهز به دندان است در حالي كه وزغ فاقد دندان است . قورباغه ي نر داراي يك كيسه ي تشديد صوت يا «رزوناتور» در حد فاصل آرواره ي پايين و بالا  است اما وزغ نر داراي يك كيسه ي تشديد صوت در زير گلو مي باشد .

پاهاي قورباغه نسبت به دست ها بلند تر است بنابراين حركت آنها در آب به صورت جهشي است ولي پاهاي وزغ نسبت به دستها اختلاف چنداني ندارد بنابراين حركت آنها در خشكي مدلي از راه رفتن است .

تخم گذاري قورباغه ها به صورت توده اي و انبوه انجام مي گيرد ولي تخم گذاري وزغ به صورت رشته اي است .

وزغ هاي نر در مجاورت بيضه ها عضوي دارند كه به آن اندام ‍«بيدر» گفته مي شود كه قورباغه ي نر فاقد آن مي باشد . در صورتي كه در محيط آزمايشگاه بيضه هاي وزغ نر حذف شوند اندام بيدر رشد كرده و تبديل به تخمدان مي شود . بنابراين وزغ نر صفات وزغ ماده را بروز مي دهد به همين دليل به اندام بيدر ، تخمدان خاموش مي گويند .

مهم : هم قورباغه ها و هم وزغ ها داراي غدد سمي پراكنده در سطح بدن خود هستند اما وزغ ها علاوه بر اين غدد داراي يك جفت غده ي بسيار سمي در پس چشمها هستند . اين غدد سمي در مواردي باعث حساسيت هاي شديد پوستي مي شوند و براي چشم انسان بسيار خطرناك اند . توصيه مي شود با شناخت نسبي وزغ ها بوسيله ي اين مقاله از تماس با اين جانور بدون وسايل مجهز از قبيل دستكش ، عينك و ... خودداري فرماييد . 

راههاي تشخيص قورباغه و وزغ از يكديگر چيست؟

 بعضي از جالبترين جانوران و گياهان جهان ، درون دريا و يا در اطراف رودخانه ها و مردابها  يافت مي شوند.  همه مردم  با كنسر تهاي آواز بلند قورباغه هاي بركه ها و مردابها در تابستان آشنايي دارند. البته به دليل گونا گوني دوزيستان  ، صداي آواز  قورباغه هاو وزغها متفاوت است. اما مردم صداي معمولي قورباغه را يعني «قور قور » مي شناسند، مثلأ ازوزغ نواي خوش آهنگ « أ و أ و – أوأو » شنيده مي شود. هر نوع قورباغه آواي مخصوص به خود دارد. قورباغه ميتواند بدون اينكه هواي درون ششها را بيرون بفرستد ، بارها آنها را از هوا پر كند و با اين عمل خود را بزرگ بزرگتر نمايد. به اين نوع تنفس كه مخصوص دوزيستان است «پمپ فشاري» مي گويند.  راستي بچه ها  بعضي از  مردم   در مورد اينكه چگونه قورباغه خود را باد مي كند ،مي گويند كه خود را بزرگ مي كند تا دشمن نتواند آنها  را  بخورد و يا پس از خورده شدن توسط دشمن ، در معدهء دشمن ، خود را باد مي كند تا سبب انفجار آن شوند.   به نظر شما راههاي تشخيص قورباغه و وزغ از يكديگر چيست؟  راههاي تشخيص قورباغه و وزغ  در  جدول زير آورده شده است. كه مطالعه و به خاطرسپردن آنها شما را در اين مورد ياري مي كند.

قورباغه ها و وزغ ها

تولید مثل

قورباغه ها و زغها هر ساله به محل تولید مثل (محل تولد) خود باز می گردند . عموماَ نرها زودتر از ماده ها به آبگیرها می رسند و محدوده جفت گیری خود را مشخص می کنند. هنگامی که ماده ها به محل می رسند ، نرها بوسیله آوازهای مخصوص آنها را به درون آبگیر دعوت می کنند . در صورتی که ماده ها به آواز نرها جواب بدهند ، نرها بوسیله پاهای جلویی آنها را می گیرند . وقتی ماده ها تخم ریزی می کنند ، نرها بوسیله اسپرم تخمها را بارور می کنند.

قورباغه درختی

بعضی از قورباغه های مناطق گرم با زندگی روی درختان و بوته ها سازگاری پیدا کرده اند . بعضی از گونه ها هرگز درختان را ترک نمی کنند و حتی روی درختان ،تولید مثل می کنند . بیشتر قورباغه های درختی دارای انگشتان بلند و دست و پا هستند که روی آنها صفحه های چسبناکی برای گرفتن شاخه ها و برگهای نرم وجود دارد. بعضی از قورباغه ها با استفاده از انگشتان پرده دارشان که به عنوان بال پرواز به کار می برند ، از این درخت به آن درخت می پرند. این قورباغه درختی جنگلهای بارانی آمریکای مرکزی ، یک قورباغه پرنده است که از این درخت می پرد . او در حالی که روی شاخه ها راه می رود ، حشرات را شکار می کند.

حقایق ثبت شده

وزغ نیزار متعلق به آمریکای مرکزی و جنوبی در سال 1935 برای کنترل سوسکهای نیشکر که آفت ساقه های نیشکر هستند ، به نواحی شما شرقی استرالیا برده شده . متاسفانه وزغ نیزار در محیط زیست خود بیش از حد سازگاری پیدا کرد . این وزغ به سرعت افزایش پیدا کرد و تعداد بیشماری از گونه های حشرات محلی و حیوانات استرالیا را خود . بعضی از این گونه ها در حال حاضر در معرض خطر قرار دارند . این وزغ به دلیل سمی بودن و غیر قابل خورده شدن ، شکارچیان کمی دارد.

فرایند فتوسنتز :

مکان فتوسنتز کلروپلاست ها می باشد.کلروپلاستها ، اجسام رنگدانه داری (کلروفیل) در ستوپلاسم سلولهای برگ و دیگر بافت های سبز می باشند. اختلافات ژنتیکی و محیطی مقادیر نسبی رنگدانه کلروفیل را تغییر داده و برگهایی را تولید می کنند که رنگ سبز تیره تا زرد دارند.

علاوه بر کلروپلاست Co2 , H2o وانرژی نورانی خورشید نیز لازم است تا گلوکز تولید شود. گلوکز به برگها و یا به دانه ها رفته و تغییر شکل می دهد.

کارایی فتو سنتز :

کارایی فتوسنتز در حدود 1% است.یعنی از کل تشعشعات ورودی به یک مزرعه فقط 1% به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. رسیدن به کارایی بالا در فتوسنتز امکان پذیر است ولی در شرایط مزرعه بیش از 6% انتظار نمی رود.حد بالای کارایی تا 20% به صورت فرضی محاسبه شده است.

فتوسنتز و عملکرد غلات :

چون کربن جزء اصلی ماده خشک گیاه است . پس منطقی است که افزایش سرعت اسیمیلاسیون دی اکسید کربن باعث افزایش عملکرد شود. از حدود سالهای 1960 سرعت اسیمیلاسیون Co2 نقطه شروعی برای توجیه بهبود عملکرد گیاهان زراعی بوده است.و درک اینکه چرا افزایش سرعت فتوسنتز برگ ممکن است عملکرد را افزایش ندهد اساس درک فیزیولوژی در رابطه با رشد و نمو آن ها می باشد.

تمام مواد فتوسنتزی تولید شده به سمت عملکرد اقتصادی یعنی دانه هدایت نمی شود . بخشی به ریشه ها ، برگ ها ، ساقه ها و وظایف حیاتی گیاه مصرف می شود . لذا اندازه گیری سرعت فتوسنتز یک برگ از یک گیاه منفرد نمی تواند نشان دهنده کل سرعت فتوسنتز آن گیاه با جمعیت گیاهی باشد.

زلیچ دریافت که اندازه گیری فتوسنتز گمراه کننده است . و دریافت که عملکرد گیاه زراعی رابطه نزدیکی با اسیمیلاسیون فتوسنتزی خالص Co2 دارد که در طول فصل محاسبه شده باشد . و خمچنین آزمایشات ، بر روی غنی سازی Co2 حاکی از آن است که افزایش فتوسنتز خالص عملکرد را افزایش می دهد.

اختلاف در کارایی فتوسنتز :

برخی گونه های گیاهی زراعی سرعت فت.سنتزی متفاوتی را نشان می دهند . بعنوان مثال سورگوم و ذرت ظرفیت بهره برداری انرژی نورانی خورشید را با سرعت تقریبا 50 تا 66 % بیشتر از توتون دارند . که بخش عمده ای از این اختلاف را می توان با اختلافات در تنفس توضیح داد.

گیاهان C3 و C4 :

زمانی که اولین محصول فتوسنتزی در گیاه ،یک ترکیب 3 کربنه (C3) باشد از مسیر کالوین – بنسون و اگر 4 کربنه (C4) باشد از طریق هچ – اسلک است .که برای اصلاع گیاهان C4 به کار برده می شود. و انحراف از نوع فتوسنتز C4 را متابولیسم اسید کراسولاسه یا CAM می نامند که با مناطق خشک سازگاری دارد.

گیاهان C4 (ذرت ، س.رگوم ، ارزن) در شرایط گرم و نور زیاد کارایی بیشتری از گیاهان C3 (غلات) دارند . در مجموع کارایی آنها (C4) حدود 40 % است.

تمام گیاهان به انرژی نیاز دارند و این انرژی از طریق تنفس به دست می آید . 2 نوع تنفس وجود دارد :

1- مستقل از نور : قند و کربو هیدرات تولید شده در فتوسنتز را به CO2 و H2O تبدیل می کند. از نظر زراعی تنفس نشان دهنده تلفات است و باید به حداقل برسد که درست نیست زیرا تنفس لازم است تا انرژی برای رشد و بقای گیاه فراهم شود . و تنفس بیش از نیاز برای تولید عملکرد زاید است . پس اهمیت سرعت اسیمیلاسیون خالص بیش از سرعت فتوسنتز و تنفس است.

2 – تنفسی که در حضور نور و در گیاهان C3 مشاهده می شود و ظاهرا در گیاهان C4 وجود ندارد.

اختلافات گیاهان C3 و C4 :

1 – گیاهان C4 نسبت به C3 به نورهای با شدت بالا واکنش نشان می دهند.(2 برابر گیاهان C3)

2 – گیاهان C4 با کارایی بیشتری از CO2 استفاده می کنند و در شدت نور ثابت و نسبتا زیاد قادرند CO2 اطراف را به ppm 10 – 0 کاهش دهند. که این نقطه جبران است . در حالی که در C3 برابر ppm 150 -50 co2 است . نقطه جبرانی پایین نشان دهنده کارایی زیاد فتوسنتز است .

3- گیاهان C4 سرعت اسیمیلاسیون خالص بالاتری از C3 دارند که به خاطر عدم وجود تنفس نوری است

4 – درجه حرارت بر روی C4 تاثیر مطلوب ، و بر روی گیاهان C3 تاثیر نا مطلوبی دارد . تا دمای 0 تا 35 درجه سانتیگراد سرعت تنفس به ازای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش حدود 2 تا 4 برابر افزایش می یابد. بسیاری از گیاهان C3 در محدوده دمایی 25 تا 35 درجه سانتیگراد تولیدی ندارند ولی گیاهان C4 افزایش نولید دارند.

5 – در گیاهان C4 کارایی مصرف آب بیش از گیاهان C3 است . میانگین ماده خشک تولید شده برای هر 1000 گرم آب مصرفی ، 29/3 گرم برای C4 و 54/1 گرم برای C3 می باشد.

6 – سرعت انتقال با سرعت فتوسنتز همبستگی دلرد زیرا انتقال آهسته می تواند عملکرد را محدود کند . در برگهای گیاهان C4 انتقال 2 برابرسریعتر از برگهای C3 است.

7 – حداکثر رشد گیاهان C4 بیشتر از گیاهان C3 است (به جز چند استثناء). وقتی طول فصل رشد متوسط در نظر گرفته می شود سرعت رشد C3 برابر 13 گرم در متر مربع در روز بوده و برای گیاهان C4 برابر 22 گرم در متر مربع در روز می باشد. با محصور کردن گیاهان C3 و C4 در ظرف در بسته دارای نور اختلاف در تنفس نوری را می توان نشان داد . چون C4 نقطه جبرانی پایین تری از گیاهان C3 دارند زمانی که گیاهان C4 از CO2 مصرف می کنند گیاهان C3 از بین می روند.

نمو گیاه و فتو سنتز :

آندوسپرم بذر غلات زمانی تا مین کننده غذا است که بذر شروع به جوانه زنی و کلئوپتیل خارج و اولین برگ شروع به فتوسنتز نمایید. در شرایط گرم و مرطوب طی 4 تا 5 روز ، و در شرایط سرد و خنک تا 2 هفته طول می کشد. البته عمق کاشت و وجود سله در فواصل بین بذر کاری و سبز شدن نیز تاثیر دارد. بعد از سبز شدن و رشد سریع سطح فتوسنتزی کود را به صورت نواری در 2 طرف بذر و کمی پایین تر قرار می دهند.

اگربذر در تماس مستقیم با کود قرار بگیرد ، ممکن است سبب ضایعات اسمزی شود . مرحله رشد رویشی (جوانه زنی – گلدهی) ، که طی آن میانگره ها و تعداد پنجه ها ، تعداد و اندازه سلول ها ، طول میانگره ها تحت تاثیر طول مدت مرحله رویشی که خود نیز تحت تاثیر درجه حرارت و طول روز است .افزایش قطر ساقه ها از طریق بزرگ شدن سلول ها زمانی رخ می دهد که ساختمان های ضروری شکل گرفته اند.

مرحله رسیدگی از زمان تلقیح گل تا بلوغ بذر می باشد.این مرحله برای توسعه دانه بحرانی است و مصرف آب ، سطح برگ برای جذب موثر نور خورشید ، یا اضافه کردن مواد غذایی ممکن است فتوسنتز را برای توسعه دانه افزایش دهد ،بدون آنکه رشد رویشی را تحریک کند.

عملکرد وزن خشک نهایی دانه حاصل سرعت پر شدن دانه و طول مدت پر شدن دانه می باشد. و زمانی که در وزن خشک دانه افزایشی صورت نمی گیرد محصول به بلوغ فیزیولوژیکی خود رسیده است . که با نمونه برداری از دانه و خوشه می توان توقف افزایش وزن خشک و مرحله برداشت را تعیین نمود.

عنکبوت

عنکبوت‌ها یا به فارسی "کارتنک"ها جانوران بی مهرهٔ شکارگری‌اند که دارای بدنی دوبخشه و هشت پا هستند. عنکبوت ها فاقد بخش‌های جوندهٔ دهان و بال‌اند. آنها در راستهٔ عنکبوت‌ها طبقه‌بندی می‌شوند که خود یکی از چند راستهٔ ردهٔ بزرگتر عنکبوتیان است. ردهٔ عنکبوتیان دربردارندهٔ گونه‌هایی چون گزدم و کنه است.

همهٔ عنکبوتان تار می‌تنند که معمولاً به صورت رشته‌ای پروتئینی از غده‌های تارتنِ انتهای شکم ایشان ترشح می‌شود. بسیاری از گونه‌ها از تار برای شکار استفاده می کنند. به این صورت که توری یا پرده‌ای می‌تنند که حشرات در در آن به دام می‌افتند ولی گونه‌های فراوانی هم هستند که آزاد شکار می‌کنند. از تار در بالارفتن از جایی، ایجاد دیوارهای هموار در لانه‌های زیرزمینی، ساختن ساک تخم، درپیچیدن صید، و نگاهداری موقت اسپرم، و خیلی کارهای دیگر استفاده می‌شود.

نوعی عنکبوت در حال حمل ساک تخمهایش

ساختار و ويژگيهاي پروتئين تار عنكبوت:

پروتئينی كه عنكبوت را قادر می سازد خود را آويزان كند و همچنين به شكار طعمه كمك می كند، نظر دانشمندان را به خود جلب كرده است . مولكول های اين پـروتئين بسيار كشسان و قـوی هستند ، تقريباً ۲۰ برابر از نايلون كشسان تر و ۹ برابر از فولاد در قطر مساوی قوی تر می- باشد .علاقـه به تـار عنكبوت در حالی است كه زمينه مـواد زيستی، مورد بسيـار قابل توجه و رو به رشــدی در زمينه پـژوهش های مــواد است .دليل توجه ارتش ايالات متحده به اين ماده استفاده از آن در ساخت جليقه های ضد گلوله و محافظ هاست. هدف عمده ی پژوهش های دانشمندان، درك چگونگی چين خوردن اين پروتئين و سازماندهی رشته تار عنكبوت است . پژوهشگران با استفاده از روش ميكروسكوپ نيروی اتمی و يك كشنده مولكولی، با تصويربرداری و كشش اين پروتئين، به سر نخ هائی دست يافته اند.اين مشاهدات به پژوهشگران كمك می كند تا آنچه را در هنگام تشكيل تار عنكبوت در غده تراوش تارعنكبوت رخ می دهد ، شبيه سازی كنند .آنها دريافته اند كه وقتی پروتئين باز می شود به صورت تكه تكه است . در ضمن اين پروتئين دارای پيوندهایی است كه هنگام افزايش بـار ، باز شده و تغيير شكل می دهند ، اين امر از الگوئی پيروی می كند كه در ديگر پروتئين های تحت بار كشف شده است .تار عنكبوت دارای بخش های كريستالی و بخش های شبه لاستيكی كشسانی است.پژوهشگران دريافته اند كه مولكول های منفرد دارای هر دو بخش هستند .پـژوهشگران بر اين باورنـد كه با مطالعه توانمندی عنكبوت ها در تنيدن تــار می توان به راز توليد مواد قوی تر و بهتر پی برد . آن ها بر اين باورند كه می توانند با تقليد از عنكبوت فر آيند طراحی مواد را بهبود بخشند .به اين ترتيب آن ها می توانند كارآیی محصولات گوناگون، از راكت تنيس گرفته تا بمب افكن استلث(stealth) بهبود بخشند . آزمايش های انجام شده نشان می دهد كه تارعنكبوت در برابر تغيير خواص ، فوق العاده مقـاوم است و می توان آن را در هوا يا زير آب تنيد .الياف تار عنكبوت، با ظرافت بسیار (قطری در حدود ۰۲/۰ ميكرون) برتری های فراوانی دارند . ويژگی های ذاتی تار عنكبوت برای مهندسانی كه در حال طراحی مواد برای مشتريان وبازار صنعتی هستند، بسيار جذاب است .آنها می گويند:" بطورمعمول می توان موادی فوق العاده قوی ساخت ولی با اين كار چقـرمگی كاهش می يابد؛ هم چنين می توان موادی با چقرمگی فوق العاده بالا ساخت ولی استحكام كاهش خواهد يافت . تركيب اين دو ويژگی همان گونه كه در تار عنكبوت مشاهده می شود، هدف ماست

كشف راز استحكام تار عنكبوت

مهندسان در ماساچوست مشغول بررسی نحوه تولید تارهایی مشابه تارهای عنكبوت هستند.

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) اعلام كردند كه به روشی برای تولید رشته های محكم و كشسانی شبیه به تار عنكبوت دست پیدا كرده اند.

به گفته این محققان این رشته ها موسوم به نانو كامپوزیت های پلیمریك در تولید ابزار زیست پزشكی برای محكم كردن بسته بندیها و یا تولید رشته های مقاوم در برابر پارگی قابل استفاده هستند.

پروفسور كارت مك كینلی در این باره اظهار داشت: دانشمندان به راز تار عنكبوت پی برده و دریافته اند كه راز استحكام این تارها در ترتیب استحكام نانو كریستال های تار در حین تولید شدن است. وی خاطرنشان كرد: اگر شما به دقت به ساختار تار عنكبوت نگاه كنید درمی یابید كه مملو از شمار زیادی از كریستال های بسیار كوچك است، این ساختار بسیار مستحكم است.

عنکبوت شناسی        

مثل دیگر بند پایان این جانوران بی مهره دارای اسکلت خارجی سخت و پاهای مفصلی می باشند.عنکبوت شامل عنکبوتها، عقربها،کنه ها و هیره ها می باشند بیشتر آنها روی زمین زندگی می کنند. معمولا" بدن آنهااز دو قسمت تشکیل شده در جلو سر و سینه که بوسیله یک مفصل به همدیگر متصل شده اند. و درقسمت عقب شکم. بیشتر بند پایان دارای چهار جفت پاهای آرواره ای هستند.

یک عقرب طعمه خود را توسط چنگکهایش به دام می اندازد و بعد بوسیله نیش خود او را مسموم می کند.

حقایق ثبت شده:

عنکبوتهای پرنده خوار جزو بزرگترین بندپایان جهان هستند،و دارای عرض بدن به طول (11اینچ)28 سانتیمتر می باشند، پرندگان فقط بخش کوچکی از غذای از روزانه آنها را تشکیل می دهند بند پایان والدین محافظت کننده خوبی هستند. عنکبوتها از بچه های خود مراقبت کرده و برای اینکار نگهبانی می دهند و عقربهای ماده بچه های خود را روی دوششان حمل می کنند. فقط گونه های محدودی از عقربها می توانند به انسان صدمه بزنند. عقربهای کوچک که درافریقا یافت میشوند جزو سمی ترین عقربها می باشند.

عنکبوت سیاه زهردار صوبی    

هر چند بیشتر عنکبوتها مایع سمی از خود تولید می کنند. اما، این عنکبوت یکی از معدود گونه های عنکبوتها می باشد که برای انسان خطر آفرین می باشد.این عنکبوت به طورمعمول خجالتی است و از حشراتی که در تار خود به دام می اندازد تغذیه می کند. به هر حال در صورتی که او را لمس کنید ممکن است در مقابل شما را نیش بزند. زهر او به سرعت درد شدیددرقربانی ایجاد کرده و ممکن است او را فلج کند. امریکا، این گونه عنکبوت هر سال در حدود 6 نفر را می کشد.

منابع :

www.daneshnameh.roshd.ir

www.google.com

شبکه آندوپلاسمی، لیزوزوم،واکوئل

شبکه آندوپلاسمی

دید کلی

شبکه آندوپلاسمی بزرگترین اندامک داخل سلولی محسوب می‌شود. فضایداخل شبکه آندوپلاسمیلومننام دارد و درسال 1964 توسطآنشلیمنامگذاری شد. اینفضا که اغلب همگن است از ماده زمینه‌ای سیتوپلاسمی ، تراکم کمتری دارد و می‌تواندوسیع شده و حفره‌هایی را بوجود آورد. فضای داخل شبکه آندوپلاسمی یا لومن با فضایبین دو غشایی هسته نیز ارتباط دارد.

غشای خارجی هسته با شبکه آندوپلاسمیدانه‌دار ارتباط دارد. غشای شبکه آندوپلاسمی شباهت زیادی بهغشایسیتوپلاسمیدارد. با این اختلاف که ضخامت کمتری دارد و مقدارپروتئینآن بیشتر از مقدارلیپیداست. استخراجلیپیدهای غشای پلاسمایی موجب در هم ریختن ساختمان پلاسمالم می‌گردد. ولی استخراجلیپیدهای غشای شبکه آندوپلاسمی موجب درهم ریختن آن نمی‌شود.

انواع شبکه آندوپلاسمی

شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار یا خشن یا (Rough ER)

دانه‌های متصل به RER ریبوزومها هستند. این بخش درسنتزپروتئین بخصوص پروتئینهای ترشحی و در پردازش بعدی آن شرکت دارند. سلولهای ترشحیجانوران شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار توسعه یافته‌ای دارند ولی درسلولهایگیاهی این شبکه گسترش کمتری دارد. در مجاورتهسته و بخشهای خارجیسیتوپلاسم یا مجاور غشای سیتوپلاسمی شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار بیشتر وجود دارد.

شبکه آندوپلاسمی صاف یا نرم (Smooth ER)

این شبکه فاقدریبوزوم بوده ، ادامه شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار است. در نواحی میانی سیتوپلاسم شبکهآندوپلاسمی صاف و حفره‌ای بیشتر است. از وظایف شبکه آندوپلاسمی صاف می‌توانسنتز چربیها، هیدرولز گلوکز- 6 فسفات ومتابولیسم گزنوبیوتیکها یا مواد آلی خارجی مانندحشره کشهارا نام برد. در سلولهایی کهمتابولیسم چربیها در آن روی می‌دهد و سلولهای عضلانی SER گسترش بیشتری دارد.واج ناحیه ای موسوم به Transition است که از این ناحیه وزیکول‌های حاوی مواد از ER جدا و بهدستگاهگلژی فرستاده می‌شود.

لاملای حلقوی

دارای تشکیلات ریبوزوم و سیسترنا است و بر اثر یکی شدنوزیکولهای مشتق ازغشایهسته منافذی بین آنها باقی می‌ماند وجود ریبوزوم نشان دهنده شرکت آنها در سنتزپروتئین است.

شبکه سارکوپلاسم

حالت تخصص یافته شبکه آندوپلاسمی درسلولهایعضلانی است و در تنظیمیون کلسیم درونسلولها شرکت می‌کند در حالت انبساط عضله یونهای کلسیم درون شبکه سارکوپلاسم ذخیره ودر هنگام انقباض واردسیتوپلاسم سلول عضلانی می‌گردد.

عوامل موثر در اتصال ریبوزومها به شبکه آندوپلاسمی

وجود گلیکوپروتئین خاصی به نام ریبوفورین I و II: این گلیکو پروتیئن که به عنوان گیرنده ریبوزوم در غشای شبکهآندوپلاسمی قرار دارد. ریبوفورینعلاوهبر اتصال به زیر واحد بزرگ ریبوزوم نقش آنزیمی نیز دارد. ریبوفورین در عرض غشایشبکه آندوپلاسمی قرار دارد که سمت سیتوزولی آن جایگاه اتصال زیر واحد بزرگ ریبوزوماست و سمت لومنی آن فعالیت آنزیمی دارد.

وجود پیوندهای الکتروستاتیک بین زیر واحد بزرگریبوزوم با غشای RER: بارهای مثبت پروتئینهای موجود در غشا شبکهآندوپلاسمی با بارهای منفی گروههای فسفات موجود در RNAهای زیر واحد بزرگ ریبوزومپیوند الکتروستاتیکی برقرار می‌کنند. محلولهای غلیظ نمکی این نیروها را خنثی و موجبجدا شدن ریبوزومها از RER می‌شود.

زنجیره‌های پپتیدی در حال تشکیل بوسیلهریبوزومها: این مهمترین عامل اتصال ریبوزوم به شبکه آندوپلاسمی است. زنجیرهپلی پپتیددر حال تشکیل بوسیله ریبوزوم باواسطه پپتید نشان از جایگاه ویژه‌ای به فضای درونی یا لومن شبکه آندوپلاسمی نفوذمی‌کند و موجب برقراری اتصال ریبوزوم با غشای شبکه آندوپلاسمی می‌شود.

چگونگی سنتز پروتئینهای ترشحی

هم ریبوزومهای آزاد و هم انواع متصل به شبکهآندوپلاسمی درسنتزپروتئین فعال می‌باشند. ریبوزومهای آزاد عمدتا پروتئینهای سیتوزولی وپروتئینهای متعلق به اندامکها (به استثنایلیزوزوم) را می‌سازند. از طرفی بخش عمده بیوسنتز پروتئینهای انتیگرال غشایی ، پروتئینهایترشحی و پروتئینهای لیزوزومی بوسیله ریبوزومهای متصل به شبکه آندوپلاسمی صورتمی‌گیرد. این پروتئینها در انتهای N زنجیره پلی پپتیدی خود واجد توالی هیدروفوبیشامل 13 تا 36آمینواسید هستند که پپتید نشانه نامیده می‌شوند.

بطور کلی مراحل آغازیبیوسنتز پروتئینهای ترشحی ، غشایی و لیزوزومی نیز بوسیله ریبوزومهای آزاد صورتمی‌گیرد و زمانی که زنجیره پلی پپتیدی به طول 80 آمینو اسید ساخته شد و به محض آنکه پپتید نشانه از ریبوزوم بیرون زد کمپلکس SRP به ریبوزوم وصل می‌شود و فرایندسنتز پروتئین را موقتا مهار می‌کند. بعد از مهار موقتی سنتز پروتئین SRP مجموعه mRNA - ریبوزوم – زنجیره پلی پپتیدی تازه ساخت را بر روی شبکه آندوپلاسمی هدایتمی‌کند و خود با گیرنده‌اش یعنی پروتئین داکینگ در شبکه آندوپلاسمی وصلمی‌شود.

زیر واحد بزرگ ریبوزوم نیز به پروتئین اینتگرال غشایی ریبوفورین وصلمی‌شود. در این هنگام با استفاده از انرژی که ازهیدرولیز GTP به GDP و Pi آزاد می‌شود SRP از گیرنده‌اش جدا می‌شود و در این مرحله پروتئینداکینگ به از سر گیری مجدد سنتز پروتئین و همینطور عبور انتهای N پلی‌پپتید در حالرشد از غشا به درون لومن ER کمک می‌کند.

پپتید نشانه اندکی بعد از ورود بهلومن شبکه آندوپلاسمی بوسیله آنزیمی موسوم بهسیگنالپپتیدازکه در غشای شبکه آندوپلاسمی و در بخش لومنی مستقر است حذفمی‌گردد. محصول ترجمه mRNA پروتئین‌های ترشحی به صورت پری پرو پروتئین مانندپری پروانسولین است که دارای پپتید نشانه است. بعد از حذف پپتید نشانه بوسیله سیگنالپپتیداز به پرو پروتئین مانند پرو انسولین تبدیل می‌شود که پس از پردازش و برشنهایی به پروتئین بالغ مانند انسولین تبدیل می‌شود. حذف پپتید نشانه که با تبدیلپری پرو پروتئین به پرو پروتئین انجام می‌گیرد در لومن شبکه آندوپلاسمی و بوسیلهآنزیم سیگنال پپتیداز انجام می‌شود.

میکروزوم

هنگام جداسازی اندامکهای مختلف سلولها که با استفاده ازاولتراسانتریفوگاسیونصورت می‌گیرد قطعاتیاز سیستم غشایی درون سلولی خرد و جدا می‌شوند، به صورت حفره‌های غشایی کوچکی درمی‌آیند که آنها رامیکروزوممی‌نامند. میکروزومها قطعاتی از سیستم واکوئلی ، قطعات شبکه آندوپلاسمی صاف و دانه‌دار ودستگاهگلژی است. میکروزومها در سلولهای زنده و سالم دیده نمی‌شوند، بلکه نتیجه قطعهقطعه شدن قسمتهایی از سیستم غشایی درون سلولی است.

سیستم انتقال الکترون شبکه آندوپلاسمی

این سیستم در شبکه آندوپلاسمی صافبویژه درسلولهای کبدی وغددفوق کلیوی وجود دارد. چندین نوعآنزیم که هر کدامبرای یک سوبسترا یا یک گروه از سوبستراهای ویژه هستند در غشای شبکه آندوپلاسمیمی‌باشند که با سیستم انتقال الکترون مربوط بهسیتوکروم P_ 450 مرتبط هستند. در این سیستم انتقالالکترون NADPH و NADH به عنوان عوامل الکترون دهنده و سیتوکرومها و فلاوپروتئین بهعنوان ناقلینالکترون عمل می‌کنند ولی این انتقال الکترون با سنتزATP همراه نیست.

اعمال شبکه آندوپلاسمی

دخالت در متابولیسم قندها

آنزیم گلوکز 6 – فسفاتاز در سطح داخلی یا سطحلومنی غشای شبکه آندوپلاسمی قرار دارد و گروه فسفات را از کربن شماره 6 گلوکز جدامی‌کنند. گلوکز رابه فضای درونی شبکه و گروه فسفات را به سویسیتوزول هدایت می‌کند. همچنین با وجودآنزیم گلیکوزیلترانسفرازدر شبکه آندوپلاسمی بخشی از گلیکوزیلاسیون پلی‌پپتیدها ولیپیدها در این محل صورت می‌گیرد.

دخالت در متابولیسم لیپیدها

عده‌ای از آنزیمهای سنتز کنندهاسیدهایچرب در شبکه آندوپلاسمی بخصوص شبکه آندوپلاسمی صاف وجود دارد کهتری گلیسریدها، گلیکولیپیدها و استروئیدهارا می‌سازند. همچنین آنزیمهای تجزیه کننده چربیها نیز در ER وجود دارد.

دخالت در متابولیسم پروتئینها

در قسمت درونی شبکه آندوپلاسمیپپتیدازهاوجود دارند. همچنین آنزیم اکسید کنندهاسید آمینه مانند سرین اکسیداز شناخته شده است. مرحله اول گلیکوزیلاسیون یا انتقالالیگوساکاریدهابهپروتئین در شبکه آندوپلاسمی صورت می‌گیرد. این شبکه با داشتنریبوزوم در سنتز پروتئینها بخصوص پروتئینهای ترشحی نقش دارند. عمل افزودن سولفات بهپروتئینها و یا لیپیدها در شبکه آندوپلاسمی و دستگاه گلژی صورت می‌گیرد.

دخالت در جابجایی مواد (ترکیبات قندی و پروتئینی)

عبور دادن زنجیره پلیپپتید در حال تشکیل به درون شبکه ، پمپ کلسیم به درون شبکه ، عبور دادن گلوکز بهدرون شبکه مربوط به انتقال عرضی می‌باشد. انتقالامواج الکتریکیدرون سلولی با انتقالبارالکتریکی بخصوص درسلولهای عصبیوعضلانی.

عمل سم زدایی

با الحاق UDB- گلوکورونیک اسیدبهمتابولیتهای سمی آنها را بی‌خطر می‌کند. سموم ابتدا بوسیله سیتوکوروم P_ 450 کبدیهیدروکسید می‌شود که به این ترتیب حلالیت آنها در فاز آبی بالا می‌رود. سپس بهمنظور دفع درکبد به اسید گلوکورونیک وصلمی‌شود.

تجزیه هموگلوبین خون

شبکه آندوپلاسمی سلولهای کبدی در جداسازی گروه هم ازگلوبین نقش دارد.

غیر اشباع کردن اسیدهای چرب

تبدیل مولکولهای آبگریز به مولکول‌های آب دوست، تغییر در استروئیدها و فعال کردن کارسینوژن‌ها ازواکنشهای اکسیداسیونشبکه آندوپلاسمی است. یکی دیگر از اعمال شبکه آندوپلاسمی ذخیره مواد در شبکه سارکوپلاسمیک می‌باشد.

نقش های اختصاصی شبکه آندوپلاسمی در سلولهای گیاهی

دخالت در تشکیل پلاسمووسماتا: درمرحلهتلوفاز ،سلولهایگیاهی بخشهایی از شبکه آندوپلاسمی بین تعداد زیادیفراگموزومقرار می‌گیرد و محلهای ارتباطی سلولهایگیاهی را فراهم می‌کند.

دخالت در ساخت و ترشح کالوز.

تشکیل میکروبادی ، تشکیل مواد ترشحی در سلولهای ترشحی ، محل رسوب مواد دردیواره آوند چوبی، دربرگرفتناستاتولیتهادرسلولهایکلاهک ریشه از وظایف شبکه آندوپلاسمی سلولهای گیاهی است.

لیزوزوم

دید کلی

هر یاخته یوکاریوتی دارای گروهی از اندامکهای سیتوپلاسمی به ناملیزوزومهاست که عمل اصلی آنها گوارش درون یاخته‌ای و برون یاخته‌ای است. لیزوزومهاکیسه‌های محتوی آنزیمهای هیدرولاز اسیدی یک غشایی هستند. غشای لیزوزوم شبیهغشایپلاسمایی است ولی مقدار لیستین آن زیادتر و ضخیم‌تر ازغشایمیتوکندری است و قابلیت تلفیق با غشاهای دیگر از جمله وزیکولهای آندوسیتوزی رادارد که علت آن زیاد بودن لیپیدهای غشایی است.

لیزوزومها درسلولهایگیاهی ،جانوریو تک سلولیها وجود دارند. باکتریها لیزوزوم ندارند. لیزوزومها را در حکم کیسه‌های خودکشی و یا نارنجک درون سلولیمی‌نامند که تخریب غشای آن می‌تواند موجب تجزیه مواد و اجزای درون سلول و در نتیجهلیزوزومها از غشا و ماده زمینه حاوی آنزیمهای مختلف تشکیل شده است.

آنزیمهای لیزوزومی

آنزیمهای لیزوزومی عمل هیدرولازی دارند و ساختمانگلیکوپروتئینی دارند. اینآنزیمها در PH اسیدی فعالند و PH مناسب عمل آنها حدود 5 - 4.5 است. در لیزوزوم انواع مختلفی ازآنزیمهای هیدرولازی وجود دارند که تعدادی از آنها عبارتند از :

آنزیمهای هیدرولیز کننده پروتئین‌ها شامل پروتئاز و پپتیدازها. مثالهای ایندسته از آنزیم‌ها عبارتند ازکاتپسین، کربوکسی پپتیداز A ، B ، C وگلوتامات کربوکسیلاز

 آنزیمهای هیدرولیز کننده لیپیدها مانند استرازها ،فسفو لیپازها.

گلوسیدازها که بر روی مواد قندی اثر می‌گذارند مثل آنزیم آلفا 1 و 4- گلوکوزیداز ، بتا گلوکورونیداز ، آریل سولفاتاز A ، B بتا گالاکتورونیداز و آلفامانوزیداز

آنزیمهای هیدرولیزکنندهاسیدهاینوکلئیک مانند DNA ،RNA

فسفاتازها مثل اسید فسفاتاز ، فسفودی استراز ، فسفاتیدیک اسید فسفاتاز.

سنتز آنزیمهای لیزوزومی

سنتز آنزیمهای لیزوزومی با دخالت ریبوزومهای متصلبهشبکهآندوپلاسمی و فرضیه پپتید نشانه است. گلیکوزیلاسیون این آنزیمها ضمن سنتز آنهادر فضاهای شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار انجام می‌شود و پردازش آنها نهایتا پس ازانتقال بهدستگاهگلژی صورت می‌گیرد. آنزیمهای لیزوزومی دارای مانوز 6 - فسفات است که به عنواننوعی نشانه برای انتقال آنها از شبکه آندوپلاسمی بهدیکتیوزومهاو سپس به لیزوزوم‌های اولیه است. مانوز 6-فسفات نشانگر یا علامت پروتئینهای لیزوزومی است.

ساختار غشای لیزوزوم

مطالعات نشان می‌دهد که گلیوکوپروتئین به مقدار زیاددر این غشاها وجود دارد. این پروتئین‌ها به شدت گلیکوزیله شده‌اند و بطور قابلتوجهی در مقابل تجزیه توسط هیدرولازهای اسیدی ماتریکسی لیزوزوم مقاومند و لیزوزوهارا به صورت یک مجموعه بسته نگه می‌دارد. غشای لیزوزوم قابلیت تلفیق با سایر غشاهارا دارد و از مقدار زیادی لیستین تشکیل شده است. غشای لیزوزوم بوسیله آنزیمهای درونآن تا حدی گوارش می‌یابد. اما بطور دائم ترمیم می‌شود، این عمل نیاز بهانرژی زیاد دارد و از آنجایی سلول مرده نمی‌تواند انرژی را تامین کند در نتیجه آنزیم‌هایهیدرولازی درون لیزوزوم آزاد شده و سبب از بین رفتن اندامکها و خود سلولمی‌شوند.

در غشای لیزوزوم پمپهای پروتئینی وابسته بهATP وجود دارند که با مصرف انرژی پروتون H⁺ را وارد لیزوزوم می‌کند تا محیطاسیدی با PH حدود 4.5 تا 5 ایجاد کرده و شرایط اسیدی برای آنزیم‌های هیدرولازیلیزوزوم فراهم و شیب PH را در غشای لیزوزوم برقرار نماید که نتیجه آن PH پایین‌تراز 5 در ماتریکس لیزوزوم است. از طرف دیگر تراکم یونهای H⁺ در مجاورتسطح درونی غشای لیزوزوم زیاد است و PH بسیار کاهش یافته و حتی تا حدود 2 می‌رسد واین PH پایین‌تر از PH مناسب برای فعالیت آنزیم‌های هیدرولازی لیزوزومی یعنی (PH (4 - 5 است. در نتیجه آنزیم‌های هیدرولازی لیزوزوم بر روی غشا خود تاثیر ندارند. یونهاهم در این عمل محافظتی نقش دارند. سطح درونی لیزوزوم پوشش گلیکوپروتئینی دارد که ازغشا محافظت می‌کنند.

عوامل مخرب غشای لیزوزوم

عوامل مختلفی سلامت و تمامیت غشای لیزوزوم رااز بین می‌برد که عبارتند از :

عوامل مکانیکی: مثل ضربه ، لغزشها ،ارتعاشات و صوتهای موسیقی

عوامل فیزیکی: مانندگرماو سرمای بیش از حد ،انجماد وگرم کردن مجدد

عوامل صوتی: صدای رعد و برق، امواج ناشی ازشکستدیوار صوتی

عوامل شیمیایی و هورمونی: افزایشCO₂ ،اکسیژنیونی ،سیلیس،قلع وروی ،سموم

هورمونهای جنسییا استروئیدها ، ویتامین‌هایقابل حل در چربی ( A ، D ، E و K ) ، عده‌ای ازآنتیبیوتیکها و برخی آنزیمهای تجزیه کننده از عوامل شیمیایی مخرب غشای لیزوزومهستند. کورتیزول نقش پایدارکننده غشای لیزوزوم را دارد.

عوامل زیستی: مانندویروسها ، عواملروحی مانند تنش ،اضطراب ،شوک ، خستگی ، کار سنگین از عوامل مخرب غشای لیزوزوم هستند. آرامش روانی، اکسیژن کافی وتغذیه مناسب ازعوامل پایدارکننده غشای لیزوزوم می‌باشند.

انواع لیزوزوم

چهار نوع لیزوزوم در نظر گرفته می‌شود که اولی لیزوزوماولیه و سه تای بعدی لیزوزوم ثانویه خوانده می‌شوند.

لیزوزوم اولیه

اندامکهای تک غشایی با ماده زمینه‌ای متراکم دارایآنزیم‌های هیدرولازی هستند که از بخش دور یا ترانسدستگاهگلژی مشتق شده ولی هنوز فعالیت آنزیمی خود را آغاز نکرده‌اند. لیزوزوم اولیه راپروتولیزوزومنیز می‌گویند.

لیزوزوم ثانویه

هتروفاگوزوم: که به نامهایهترولیزوزوم ، فاگولیزوزوم ، واکوئلهای هیدروفاژی یا واکوئلهای دگرخواری نیز نامیدهمی‌شوند. این لیزوزومها از تلفیق لیزوزومهای اولیه با وزیکولهای حاوی مواد برونسلولی مانند حفره‌های فاگوسیتوزی یا پینوسیتوزی یا اندوزوم ثانویه تشکیل می‌شوند. سپس مواد برون سلولی یا بیگانه بوسیله آنزیمهای هیدرولیزی لیزوزوم اولیه حذفمی‌شود. برخی باکتریها از جملهباکتریجذام از عمل دگرخواری مصون می‌ماند و به خوبی در لیزوزوم‌ها زندهمی‌ماند.

اتوفاگوزوم: که به نامهای لیزوزومهایاتوفاژیک ، اتولیزوزوم ، واکوئل خودخوار و سیتولیزوزوم نیز خوانده می‌شود. این نوعاز لیزوزومها از تلفیق لیزوزومهای اولیه با واکوئل‌های حاوی مواد سلولی مانندمیتوکندری ،میکروبادی‌هاو اندامک‌های پیر و فرسودهایجاد می‌شوند. گاهی قطعاتی ازشبکهآندوپلاسمی ، بخشی ازسیتوپلاسمسلول را احاطه کرده ، با لیزوزوم اولیه ادغام می‌شود و به لیزوزوم ثانویه کههمان اتوفاگوزوم است تبدیل می‌شود و آنزیمهای آن مواد را تجزیه و هضم می‌کنند. تشکیل این لیزوزومها برای مبارزه با فقر غذایی ، انجام تمایزهای ویژه مانند حذفبرخی اندامک‌ها ، حذف محتویات سلول برای تشکیلآوندهایچوبی و یا حذف بخشهای اضافی مانند حذف مجرای مولر درپرندگان، تحلیل رفتن دم دردوزیستان در هنگامدگردیسیصورت می‌گیرد.

اجسام باقیمانده یا لیزوزومکرینوفاژی: چنانچه عمل گوارش در لیزوزوم‌های ثانویه کامل نباشد، اجسامباقیمانده تشکیل می‌شود. لیزوزوم‌های حاوی این اجسام باقیمانده را جسم باقیمانده یالیزوزوم کرینوفاژی نیز می‌نامند که دارای شکل نامنظم است. کرینوفاژی پدیده‌ای کهحذف ترشحی را امکان پذیر می‌سازد.

اجسام متراکم یا تلولیزوزوم: برخی ازمواد آندوسیتوزی و اگزوسیتوزی در برخی وزیکولهای گوارشی باقی می‌مانند و اجساممتراکم یا تلولیزوزوم را تشکیل می‌دهند و اغلب فعالیت هیدرولاری ندارند.

نقشهای لیزوزوم

گوارش درون سلولی: مواد گوناگون بهروش‌های فاگوسیتوزی و اتوفاژی به لیزوزوم‌ها می‌رسند. گوارش آنها توسط آنزیم‌هایلیزوزومی درون لیزوزومها صورت می‌گیرد و مواد حاصل از گوارش با عبور از غشایلیزوزوم به سیتوزول می‌رسند و مسیر سوخت و ساز خود را می‌گذرانند.

گوارش برون سلولی: برای مثالسلولهای استخوان خوار (استئوکلاستها) که درمغز زرد استخوان قرار دارند با آزاد کردن هیدرولازهای لیزوزومی موجب تخریب سلولهایاستخوانی می‌شوند.

دخالت در تمایز سلولی و از بین بردناندامکها

دخالت در پدیده اتولیز و مبارزه با فقرغذایی

دخالت در ایمنی سلولها: لیزوزومهاباکتریها و ویروسهای وارد شده به سلول را توسط آنزیمهای خود تخریب می‌کند و از بینمی‌برد.

تجمع مواد سمی از جملهجیوه درلیزوزومها

لیزوزومهای گیاهی با داشتن آنزیم های مختلف از جمله آلفا آمیلاز ، نوکلئازها درگوارش درون سلولی و برون سلولی و فرآیندهای رشد و نمو دخالت دارند

واکوئل

نگاه کلی

بررسی انواع مختلفی از بافتها نشان می‌دهد که بخشی ازسیتوپلاسم بویژه دریاخته‌هایگیاهی بوسیله اندامک حجیمی که آن را واکوئل می‌نامند پر شده است. مجموعهواکوئلهای هر یاخته ، دستگاه واکوئلی را تشکیل می‌دهد که آن را در مقایسه باکوندریوزومها (مجموعمیتوکندریها) و پلاستیدوم (مجموع پلاستها) واکوئم می‌نامند. ممکن است واکوئلها 80 تا 90 درصد حجمیاخته‌ای را پر کنند و سیتوپلاسم را به صورت لایه نازکی در کناره‌های یاخته باقیگذارند.

اولین گزارش در مورد واکوئلها بیشتر بر روی ویژگی شفاف بودن ایناندامکها تکیه داشت و نام واکوئل از کلمه لاتین واکوئوس (فضای خالی) با این دیدابداع شد که واکوئل حفره یاخته‌ای کم و بیش غیر فعال است. در سالهای اخیر ، پویاییو اهمیتتبادلهای واکوئلیبه اثبات رسیده و واکوئلهابه عنوان یکی از اندامکهای فعال یاخته‌ای منظور شده‌اند.

تفکیک یا جدا سازی واکوئلی

عده زیادی از پژوهشگران واکوئلها را به صورتحفره‌های آبکی که از تورم بخشهای کلوئیدی سیتوپلاسم بوجود آمده‌اند، در نظرمی‌گیرند. برخی دیگر آنها را نتیجه آبکی شدن محتوای بخشهایی ازشبکهآندوپلاسمی دانسته‌اند. پس از پژوهشهایدووریمشخص شد که واکوئلها تشکیلات ساده موقتینیستند، بلکه از بخشهایی مستقل و پایدار یاخته‌ای هستند. وی با پلاسمولیز یاخته‌هادر شرایط کم و بیش نامناسب موفق به تخریب سیتوپلاسم و حفظ واکوئلها شد.

اینتجربه را تفکیک یا جداسازی واکوئلی می‌نامند که موجب بدست آمدن حفره‌هایی شد کهبرای چند روز ویژگیهایی چون قدرت نگهداری رنگدانه‌ها و توان تغییر حجم باز گشت پذیربا تغییر شرایط محیط خارجی را حفظ می‌کردند. این ویژگیها موجب این پندار شد کهشیره واکوئلیبوسیله پوششی چسبنده ، ممتد ،قابل کشش ، قابل ارتجاع ، پایدار و دارای تراوایی نسبی احاطه شده است که دووری آنرا تونوپلاست نام گذاشت. تمام این نتایج پس از کاربردمیکروسکوپالکترونی ثابت گردیدند.

تغییرات واکوئلها

واکوئلها اندامکهایی دارای قابلیت تغییر و تحول هستند. تعداد ، اندازه ، نوع و غلظت محتوای درونی آنها بر حسبدرجهتمایز یاخته‌ای ، شرایط محیطی ، فصل و شرایط فیزیولوژیکی یاخته‌ها تغییرمی‌کند. با افزایش میزان تمایز یاخته‌های گیاهی ، واکوئلهای کوچک به تدریج بهمپیوسته و گسترش می‌یابند و واکوئل حجیمی را می‌سازند که بخش عمده یاخته را پرمی‌کند وهسته و سیتوپلاسم را به کناره‌های یاخته می‌راند.

هنگام تمایز زدایی ، واکوئلحجیم چند بخش می‌شود. حجم این واکوئلها کاهش می‌یابد و موجب بازگشت سیتوپلاسم وهسته به وضعی مشابه یاخته جوان می‌گردد. واکوئلها اندامکهایی دارای تغییرات منظمنیز هستند. در یاخته‌های محافظ روزنه ، تغییرات واکوئلها دارای نظم شبانه روزی است. هنگام روز به دنبال افزایشفشاراسمزی که موجب تغییر شکل و حجیم شدن یاخته‌ها می‌شود، روزنه‌ها گشاد می‌شوند وشب هنگام که فشارها و اندازه واکوئل‌ها کاهش می‌یابد، روزنه‌ها تنگمی‌شوند.

جنبشهای شبانه و حالت خواب اندامهای گیاهی (بسته شدن گلها ، تا شدن برگها هنگام شب ، باز شدن صبحگاهی آنها و نظایر آن) نیزنتیجه تغییرات فشار اسمزی یاخته‌هایی است که در محلهای حساس قرار دارند. دریاخته‌های کامبیومی، واکوئلها دارای نظمسالانه هستند. در زمستان کوچک شده و در بهار دوباره حجیم می‌گردند.

ساختار و فرا ساختار واکوئلها

ساختار واکوئل دو بخش اصلی شامل غشا ومحتوای واکوئلی قابل تشخیص است. بررسی‌های انجام شده بامیکروسکوپهایالکترونی فرا ساختار غشای واکوئلی یا تونوپلاست را بطور کلی مشابهپلاسمالم و متشکل از دو لایهفسفولیپیدی وپروتئینها نشان داده است. با این تفاوت کهبخشهایگلوسیدی (قندی) گلیکولیپیدها در غشای واکوئل به طرف درون واکوئل قرار دارند وبخشی از این ساختارها به عنوان گیرنده برخی مواد موجود در واکوئلها عمل می‌کنند.

محتوای واکوئلی

دستگاه واکوئلی دارای ترکیبات بسیار زیاد است که شاملیونهای کانی ، قندهای ساده و اولیگوزیدها ،اسیدهایآمینه ، اسیدهای آلی و دیگر (مثل اسد مالیک در ریشه واکوئلی سیب ، اسیداسکوربیک در مرکبات) پلی پپتیدها و پروتئینها و گلیکو پروتئینها ، موسیلاژهای پلیساکاریدی و هتروزیدهای متنوع است. در مورد یونهای کانی ، تمام فنون جدید ، ورودانتخابی آنها را تایید می‌کنند. مخمرهاتجمع واکوئلی قابل ملاحظه‌ای از Mg⁺² وفسفاتدارند. برعکس سیتوپلاسم آنها داراییونهای⁺K و⁺Na است.

لوله‌های شیرابه‌اینیز مقدار زیادی Mg⁺² دارند. در حالی که⁺K به غلظت برابر در واکوئل وسیتوزول آنها وجود دارد. آنیونهای واکوئلی مثل ^-C l، اغلب یونهای یکظرفیتی هستند. محتوای واکوئلی مخزنی از ترکیبات پیچیده است که جنس و غلظت آنها برحسب گونه ، نوع یاخته‌ای و حالت فیزیولوژیکی جاندار بسیار متغیر است. برخی مولکولهابطور پایدار در واکوئلها ثابت شده‌اند و برخی دیگر با سیتوپلاسم جابجاییدارند.

این جنبشها اغلب دارای نظم هستند و در شرایططبیعی می‌توانند نوسانهای روزانه یا سالانه داشته باشند. مدت ذخیره مواد درواکوئلها بر حسب نوع یاخته متفاوت است و در بافتهای ذخیره‌ای طولانی است. برخیمولکولها مانندآنتوسیانها، رنگدانه‌های مختلف ، اینولین وغیره تنها در شیره واکوئلی وجود دارند و برخی دیگر مثلساکارز ،مالات ، اسیدهای آمینه هم در واکوئل و هم در سیتوزول یافت می‌شوند. بنابراین درجهانتخاب واکوئل متغیر است.

محتوای واکوئلها ممکن است از مواد حد واسطفعالیتهای پایه متابولیسم اولیه یاخته باشند که ضمن جنبشهای سیتوپلاسمی کنار گذاشتهشده‌اند و یا محصولی از مسیرهای بیوسنتزی بسیار ویژه (متابولیسم ثانویه) هستند. ازمهمترین محصولات متابولیسم اولیه موجود در واکوئلها می‌توان بهاسیدهایکربوکسیلیک ، گلوسیدها ، اسیدهای آمینه و پروتئینها اشاره کرد. محصولاتمتابولیسم ثانویه که در شیره واکوئلی وجود دارند شامل کومارین ، سیانوژنها ،فلاونوئیها ، تانن‌ها ، آلکالوئیدها و از جمله آلکالوئیدهامرفین،تئین چای،کافئینقهوه ،کدئین خشخاشاشاره کرد.