سلولز ماده اصلی موجود در دیواره های سلول گیاهی است و به گیاه کمک می کند تا سفت و قوی بماند. گلوکز گیاه محصول مستقیمی از فتوسنتز است که دی اکسید کربن را از جو می گیرد و ذخیره می کند.
به گزارش ایسنا و به نقل از تک اکسپلوریست، درک کردن این موضوع در سطح مولکولی و دریافتن چگونگی تولید سلولز میتواند دانشمندان را قادر سازد تا بیوسنتز گیاه را برای تغییر خصوصیات فیزیکی سلولز، بهینه سازی ترسیب کربن یا استخراج انرژی ذخیره شده برای سوخت رسانی به فرآیندهای انسانی اصلاح کنند.
ترسیب کربن به روند ذخیره کربن موجود در هوا در خاک و گیاهان گفته می شود. این روند با ذخیره کربن از هوا سبب می شود که از میزان کربن دی اکسید که گازی گلخانه ای است، کاسته شده و به بهبود کیفیت هوا کمک شود. ترسیب کربن به معنای رسوب دادن و تخلیه کربن موجود در جو (آتمسفر) است و به عبارت دیگر، به جذب دی اکسیدکربن اضافی جو توسط اندام های هوایی و زیرزمینی گیاهان، بقایای گیاهی و جلبک ها برای کاهش آثار سوء پدیده گرم شدن زمین اطلاق می شود.
پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه ویرجینیا در تحقیقات جدید خود به بررسی این موضوع که گیاهان چگونه این ماده ضروری را ایجاد می کنند، پرداخته اند.
طی این تحقیق پژوهشگران ماشین مولکولی را که گیاهان برای بافتن زنجیره سلولز به ساختارهای کابل مانند "میکروفیبریل" (microfibrils) از آن استفاده می کنند را مورد بررسی قرار داده اند.
این میکروفیبریل ها از دیوارهای سلولی گیاهان زمینی پشتیبانی بسیار مهمی می کنند و به آن ها اجازه می دهد فشار داخل سلول های خود را کنترل کنند. این فشار سبب می شود گیاهان رو به آسمان/بالا رشد کنند. سلولز از مولکول های گلوکز ساخته شده است با این حال طی این مطالعه پژوهشگران ماشین های مولکولی را که گیاهان از آن استفاده می کنند را مورد بررسی قرار دادند.
دانشمندان طرحی از سیستم این ماشین ها که گیاهان برای ساخت سلولز و انتقال آن به سطوح سلولی خود استفاده می کنند، ایجاد کردند. این سیستم ها با اسم "مجتمع سنتاز سلولز" (cellulose synthase complexes) شناخته میشوند و در داخل غشای سلولی قرار می گیرند تا بتوانند از مرز سلول سلولی عبور کنند.
دانشمندان متوجه شدند که این ماشین ها/سیستم ها سه زنجیره سلولز با قسمت هایی که در داخل سلول قرار دارد را تولید می کنند. این ماشین ها همچنين پلیمرها را از طریق کانال هایی که از مرز سلول عبور می کنند به سطح سلول منتقل می کنند. این کانال ها زنجیره های سلولز را به سمت یک نقطه خروج منفرد رها می کنند تا آن ها را داخل "پروتوفیبریل ها" که ساختار فیبرلار نازکتری دارند، قرار دهند. پروتوفیبریل ها مانند خمیر دندان از یک لوله و به صورت رشته ای بیرون می آیند و سپس در میکرو فیبریل ها جمع آوری میشوند تا وظایف اساسی خود را در دیواره سلولی انجام دهند.
ماشین های تولید سلولز بسیار کوچک هستند به طوری که به سختی توسط میکروسکوپ نوری معمولی دیده می شوند.دانشمندان آن ها را با بهره برداری از قدرت میکروسکوپ الکترونی تیتیان کریوس (Titan Krios electron microscope) نقشه برداری کردند و این موضوع دانشمندان را قادر ساخت تا نخستین نمای اجمالی از تولید و ایجاد بیشترین بیوپلیمر جهان را ارائه دهند.
"جوچن زیمر" (Jochen Zimmer) از بخش فیزیولوژی مولکولی و فیزیک بیولوژیکی این دانشگاه اظهار‌کرد: ما اکنون با موضوع تغییر شرایط محیطی روبرو هستیم که به سرعت در حال رخ دادن است و بر کشاورزی و امنیت غذایی در سرتاسر دنیا تأثیر می گذارد بنابراین درک چگونگی عملکرد گیاهان در آینده در سطح مولکولی بطور فزاینده ای بر سلامت اشخاص دنیا تأثير خواهد گذاشت.
- 16
- 3
