Bitki Meristemleri ve Büyüme
Bitkiler, uçlarında ve yanlarında bulunan, kendini yenileyen kök hücre havuzları olan meristemlerden büyümektedir; bu sayede bitkiler ömürleri boyunca yeni organlar ekleyebilmekte ve kendilerini genişletebilmektedirler. Bu durum, hayvanlarınkinden farklı, ucu açık bir büyüme stratejisini temsil etmektedir.
Tanım
Meristemler, yeni dokular ve organlar oluşturan, farklılaşmamış, bölünen hücre bölgeleridir; bitki büyümesi ise bu hücrelerin sürekli aktivitesiyle üretilen hücrelerin boyut ve sayısındaki artış olarak tanımlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, sürgün ve kök apikal meristemleri ile lateral meristemleri, bitki kök hücre nişlerinin organizasyonunu ve sürdürülmesini, fillotaksi (phyllotaxis) dahil olmak üzere organ oluşumunun düzenlenmesini ve hücre bölünmesi ile genişlemesinin bitki büyümesini nasıl yönlendirdiğini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Sürgün ve kök apikal meristemleri nasıl organize olmuştur?
- Hücreler büyüme için kullanılırken, kararlı bir kök hücre havuzu nasıl sürdürülmektedir?
- Meristemler, yaprakların ve diğer organların düzenli dizilimini nasıl şekillendirmektedir?
Temel kuramlar
- Kök hücre nişi sürdürülmesi
- Bir düzenleyici merkez ile üstteki kök hücreler arasındaki geri bildirim döngüsü, meristemi dengede tutmakta, farklılaşma nedeniyle kaybedilen hücreleri yenilemekte ve böylece meristemin süresiz olarak varlığını sürdürmesini sağlamaktadır.
- Belirsiz, açık büyüme
- Meristemler korunduğu için bitkiler belirsiz ve modüler bir şekilde büyümekte, tekrarlayan birimler eklemekte ve çevreye yanıt olarak mimarilerini ayarlamaktadır.
Mekanizmalar
Sürgün apikal meristemi, yavaş bölünen kök hücrelerin bulunduğu merkezi bir bölge, organların başlatıldığı çevresel bir bölge ve altta yatan bir düzenleyici merkezden oluşmaktadır; düzenleyici merkez ile kök hücreler arasındaki sinyalleşme, bu hücrelerin sayısını stabilize etmektedir. Yönlü oksin (auxin) taşınımı ve inhibitör alanlar, ardışık organ primordiyumlarını konumlandırarak fillotaksinin düzenli spirallerini ve halkalarını oluşturmaktadır. Büyümenin kendisi, yönlü hücre bölünmesini, hücre duvarının kontrollü esnemesine karşı turgor basıncıyla yönlendirilen anizotropik hücre genişlemesiyle birleştirmektedir. Model bitkilerdeki mutant koleksiyonları, meristem fonksiyonunun düzenleyicilerini tanımlamada önemli rol oynamıştır.
Klinik önem
Meristem biyolojisi, bahçecilikte çoğaltma ve doku kültürünün temelini oluşturmaktadır: meristem ucu kültürü ile hastalıksız bitkiler üretilebilmekte, meristem aktivitesi aracılığıyla dallanma ve mimarinin kontrolü ise mahsul verimini ve formunu iyileştirmek için bir hedef olarak görülmektedir.
Tarihçe
Klasik anatomi, apikal meristemleri ve onların zonasyonunu tanımlamıştır; daha sonraki mikrocerrahi deneyler ve, belirleyici bir şekilde, model bitkilerdeki moleküler genetik çalışmaları, kök hücre nişini sürdüren ve organ oluşumunu düzenleyen sinyalleşmeyi ortaya koymuştur.
Öne çıkan isimler
- Katherine Esau
- Ian Sussex
İlgili konular
Temel eserler
- taiz2015
- raven2013
Sıkça sorulan sorular
- Meristem nedir?
- Meristem, farklılaşmamış, sürekli bölünen hücrelerden oluşan bir bölgedir; sürgün ve kök uçlarındaki apikal meristemler uzamayı sağlarken, lateral meristemler kalınlaşmayı sağlayarak bitkilerin ömürleri boyunca büyümesine olanak tanımaktadır.
- Yapraklar neden düzenli desenlerde büyür?
- Yeni yaprak primordiyumları, sürgün apeksi çevresinde, büyük ölçüde oksin hormonu içeren inhibitör alanlar tarafından belirlenen konumlarda oluşmakta, böylece fillotaksi olarak bilinen düzenli spiraller ve diğer dizilimler meydana gelmektedir.