2. A víz felvétele és transzportja, transzspiráció

1. 2. A víz felvétele és transzportja,transzspiráció

2. 2.1. A sejtmembrán vízvezető képessége A hidraulikus konduktivitás

3. A sejtmembrán ellenállásának nyomásfüggése, a „kritikus nyomásérték”

4. A transzcelluláris ozmózis és a poláris permeabilitás

5. A transzcelluláris ozmózis és a poláris permeabilitás

6. A diffúziós permeabilitás és a hidraulikus konduktivitás viszonya

7. A reflexiós koefficiens

8. Aquaporinok

10. Struktúra és funkció: elsődleges struktúra -a legtöbb MIP tag: 250-300 aminosav, Mwt: 27-31 kDa  -összehasonlítva egyes organizmusok elsődleges struktúráját MIP-jeik tekintetében néhány szakasz erősen konzervált  -MIP-ek 46 típusa mutat filogenetikai rokonságot  -szerkezete: 8 szomszédos struktúra mely tartalmaz 6 hidrofób transzmembrán hélixet, és 2 funkcionális B és E hurkot  -B és E-ben az aszparagin-prolin-alanin (NPA) motívum erősen konzervált   Aquaporin struktúra a AQP-2 példáján

11. Felépítés és funkciók -Jung: CHIP28-ról 3D óraüvegmodell -B és E hurkok feltekeredtek és a memb.-ban találkoztak , az NPA motívumok átfedésekkel egy szűk csatornát alakítanak ki -aquaporinok szelektivitása: nemcsak a térbeli korlátoktól függ -AQP1 3A átmérőjű így akadályozza a nagyobb mol. áthaladását -pórusok legszűkebb része hidrofób kivéve a két központi aszparagin maradványt az NPA motívumon belül

12. -vízmolekula keresztülhaladása: az O és aszparagin közti kölcsönhatás úgy orientálja a 2 H atomot, hogy megakadályozza a H-kötések kialakulását a szomsz. vízmolekulák közt, ezalatt protonok átvitele korlátozott ebben a régióban -ionokra vonatkoztatva: pórusok térbeli korlátozottsága létrehoz egy dielektromos gátat, ami eltaszítja az ionokat -AQP1 tetramerikus formájú -in vitro növ.-i aggregátumokban oligomerek lehetnek 

14. Aquaporin aktivitás -a legtöbb aqv. igazoltan szenzitív a Hg komponensekre, ezek reverzibilisen blokkolják a víztranszportot, kötődve a cisztein maradványok SH csoportjaihoz  -léteznek Hg inszenzitív aqv.-ok is  -tonoplaszt vízpermeabilitása nagyobbá válhat, ezt igazolja a gyökér növekedésekor vagy vízpotenciál csökkenéskor a TIP-ek expressziója  -a PIP-ek szerepe a víztranszport regulációja, optimalizálja a vízcserét az apoplaszt és a vakuolum közt

15. Aquaporinok regulációja -túlzott vízveszteség hatására a víz permeabilitása csökken és csökken az aquaporinok aktivitása - de: vízstressz hatására génexpresszió is történhet (ez a szárazságtűrésben játszhat szerepet) -biotikus és abiotikus stresszorok, környezeti változások, patogének okozta károk összefüggésbe hozhatók az aqv.-ok aktivációjával és inaktivációjával -gabona gyökerében só-stresszre drámai változás e tekintetben: Pos ozmotikus gradiens erősen csökkent, az aqv.-ok záródtak válaszolván a víz deficitre

16. Génexpresszió transzkripciós regulációja -víz-stressz erős hatással van a MIP gének expressziójára -különböző növ.-ben különböző mintázatúak az egyes MIP gének, ezek lehetnek specifikusak Post-transzlációs reguláció -legegyszerűbb post-transzlációs modifikáció: foszforiláció, mely konformációváltozással járhat

17. 2.2. Víztranszport a gyökérben

18. A gyökér szerkezete keresztmetszeti képen A Caspary pontos endodermisz elzárja a sejtfalon keresztüli víztranszportot a xilémbe

19. A víz transzportja a gyökérben történhet az • apoplasztban, az összefüggő sejtfalrendszerben • A szimplasztban, a sejtek összefüggő citoplazmájában • Sejtről sejtre, transzcellulárisan

20. 2.2. Víztranszport a gyökérben

21. Az exudáció („könnyezés”) Jv =LpσRT(Cx – Co) Jv = gyölér vízfelvételi sebessége Lp = vízvezető képesség Σ = szállított anyagok reflexiós koefficiense Cx = xilém elemekben lévő oldat koncentrációja Co = közeg koncentrációja

22. A gyökér hidraulikus konduktivitása (Lpr)

24. A gyökérzónák vízfelvétele a transzspiráció intenzitásától függően I-V, csúcsi – alapi zónák A-D, fokozódó transzspirációs intenzitás

25. 2.3. Vízmozgás a fatestben

26. A víz a központi hengerben a fatest, a xilém vízszállító csöveibe kerül, amelyek elhalt sejtek

27. Vízáramlás a trachea elemeken keresztül Poiseuille egyenlet: V = r4/8 (P/x) r= rádiusz,  = viszkozitás Következményei: 1 érett metaxilém elem (r= 100 m) = 560 metaxilém elem (r=23 m) A gyökérben a radiális víztranszport a limitáló és nem az axiális (1 membrán barrier ellenállása = 24 km xilémedény ellenállásával Vízáramlás a trachea elemeken keresztül Poiseuille egyenlet: V = r4/8 (P/x) r= rádiusz,  = viszkozitás Következményei: 1 érett metaxilém elem (r= 100 m) = 560 metaxilém elem (r=23 m) A gyökérben a radiális víztranszport a limitáló és nem az axiális (1 membrán barrier ellenállása = 24 km xilémedény ellenállásával

29. A kavitáció

30. 3. A transzspiráció

31. Gázcserenyílások

32. Szőrök a levélfelszínen

33. A kutikula fluoreszcencia és fénymikroszkópos képe

34. Sztómazáró sejtek

35. Kis pórusokon keresztül intenzívebb a párologtatás, mint közeli vagy összefüggő felületeken

36. Levélszerkezet és sztóma elhelyezkedés

37. A gázcserét befolyásoló tényezők

38. A negatív nyomás kialakulásának helye és mechanizmusa

39. A hajtásba irányuló víztranszportot is a vízpotenciál gradiens tartja fenn

40. A hidraulikus lift

41. 3.2. A sztómamozgás élettana és mechanizmusa

42. A gázcserenyílások környezeti tényezőktől függő reakciói

43. A gázcserenyílások környezeti tényezőktől függő reakciói Fény Kis széndioxid koncentráció Átlagos hőmérséklet Elegendő víz Auxin (indolecetesav) NYITOTT SZTÓMA ZÁRT SZTÓMA Sötétség Nagy széndioxid koncentráció Szélsőséges hőmérséklet Vízhiány Abszcizinsav

44. A molekuláris mechanizmus

45. A molekuláris mechanizmus

46. A molekuláris mechanizmus A zeaxantin lehetséges szerepe

47. A molekuláris mechanizmus TEA =tetraetil ammónium klorid

48. A molekuláris mechanizmus Ld. „Anyagtranszport és mechanizmusai” – később!

49. Kálium csatorna

50. A „patch clamp” technika