7. Katioonide assimilatsioon
Taimed suudavad omastada nii makro- (kaalium, magneesium, kaltsium) kui ka mikrokatioone (vask, raud, mangaan, koobalt, tsink, naatrium), mis moodustavad komplekse orgaaniliste ühenditega. Süsinikuühenditega moodustavad katioonid mittekovalentseid sidemeid, mida on kahte tüüpi:
-
Koordineerimissidemed, mis tekivad polüvalentsete katioonide ja süsiniku molekulide vahel. Moodustamiseks loovutavad süsinikuühendi hapniku või lämmastiku aatomid mittejagatud elektrone katioonile, et luua side, millega neutraliseeritakse ka katiooni positiivne laeng.
-
Elektrostaatilised sidemed tekivad positiivselt laetud katioonide ning negatiivse laenguga ühendite (nt –COO-) liitumisel. Katioon säilitab oma laengu.
Monovalentsed katioonid, nt kaalium, saavad moodustada ühendeid paljude orgaaniliste hapete karboksüülrühmadega. Aga palju taime jõudnud kaaliumist jääb ka vaba iooni vormi, kuna ta funktsioneerib sellisel kujul osmootses regulatsioonis ja ensüümide aktiveerimises. Divalentsed ioonid, nt kaltsium, moodustavad elektrostaatilisi sidemeid pektaatidega ning polükalaturoonilise happega. Mõningad katioonid, nt kaltsium ja magneesium moodustavad nii elektrostaatilisi kui koordineerimissidemeid negatiivselt laetud molekulidega.
Raud on oluline komponent raua-väävli valkudes ning katalüsaatoriks ensüümivahendatud redoksreaktsioonides. Taimed saavad rauda mullast, kus ta esineb põhiliselt Fe3+ kujul oksiidides. Piisava koguse raua saamiseks mullast on taimejuurtel välja arenenud omadused, mis suurendavad raua lahustuvust ja seega ka tema kättesaadavust. Need mehhanismid on:
-
Mulla happesuse suurendamine, mis suurendab rauaioonide lahustumist.
-
Fe3+ redutseerimine paremini lahustuvaks Fe2+-ks, mida viib läbi ensüüm rauda kelaativ reduktaas
-
Mulda eraldatakse ühendeid, mis tekitavad stabiilseid, lahustuvaid rauaühendeid nt ketalaadid. Rauapuudus stimuleerib nende ühendite eraldamist.
Juurte poolt omastatud raud ning raua kelaat oksüdeeritakse Fe3+ vormi ning suunatakse lehtedesse, kus nad moodustavad tsitraatidega elektrostaatilisi komplekse. Enamus taimededes olevast rauast paikneb mitokondrites ja kloroplastide tsütokroomis. Lisaks elektroni transpordiahela raud-väävel valkudele seotakse rauda ka tsüsteiini jääkide külge apoproteiinis. Vabal raual on võimalus ühineda hapnikuga ning moodustada superoksiidi (O2-) anioone, mis võivad kahjustada raku membraane vähendades küllastumata lipiidide koostist. Taimerakud kaitsevad end kahjustuste eest kogudes raua ülejääke raua-proteiini ühendeis – fütoferritiinides.
|
