ძირითადი განსხვავება - ლიგნინი ცელულოზის წინააღმდეგ
მცენარის უჯრედის კედელი შედგება პირველადი და მეორადი კედლებისგან. პირველადი უჯრედის კედელი შედგება ცელულოზის მრავალ ფენისგან, გლუკოზის პოლისაქარიდისგან. ცელულოზა დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული ორგანული ნაერთია. მცენარეული ნივთიერებების 33% შედგება ცელულოზისგან. ეს არის კომერციულად მნიშვნელოვანი ნაერთი, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა მასალის წარმოებაში, როგორიცაა ქაღალდი, ფარმაცევტული და ტექსტილი. ლიგნინი არის მეორე ყველაზე უხვი ნაერთი დედამიწაზე, რომელსაც მხოლოდ ცელულოზა აღემატება; ძირითადად გვხვდება მერქნიან მცენარეებში. ლიგნინსა და ცელულოზას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ ცელულოზა არის ნახშირწყლების პოლიმერი, ხოლო ლიგნინი არის არანახშირწყლოვანი არომატული პოლიმერი.
რა არის ლიგინი?
ზოგადი ტერმინი ლიგნინი აღწერს არომატული პოლიმერების დიდ ჯგუფს, რომლებიც იკრიბებიან 4-ჰიდროქსიფენილპროპანოიდების ჟანგვითი შეერთების შედეგად. ეს არის ორგანული პოლიმერები, რომლებიც წარმოდგენილია სტრუქტურული ნაერთების სახით სისხლძარღვოვან მცენარეებში და ზოგიერთ წყალმცენარეებში. სისხლძარღვოვან მცენარეებში ლიგნინი არის მნიშვნელოვანი სტრუქტურული ნაერთი მეორადი უჯრედის კედლის მეორადი გასქელებისა და წარმოქმნის დროს. ეს უზრუნველყოფს ღეროს ქერქსა და მერქანს სიმყარეს და ანიჭებს დაშლის წინააღმდეგობას, იცავს უჯრედის კედლის პოლისაქარიდებს მიკრობული დეგრადაციისგან.
ლიგინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარეთა სისხლძარღვოვან ღეროებში წყლის გატარების პროცესში. მცენარის უჯრედის კედელში არსებული პოლისაქარიდული პოლიმერები, როგორიცაა ცელულოზა, წყალგაუმტარია მათი ჰიდროფილური ბუნების გამო. მისი არომატული ბუნების გამო, ლიგნინი უფრო ჰიდროფობიურია და ქმნის დაბრკოლებას უჯრედის კედელში წყლის შეწოვისთვის პოლისაქარიდებს შორის ჯვარედინი კავშირების წარმოქმნით.ეს უზრუნველყოფს მცენარის სისხლძარღვთა ქსოვილის ეფექტურ გზას, რათა წყალი ყოველგვარი დაბრკოლების გარეშე გაატაროს.
სურათი 01: ლიგინის სტრუქტურა
გარდა სტრუქტურული ნაერთისა, ლიგნინი არის მნიშვნელოვანი ნაერთი, რომელიც მართავს ნახშირბადის ციკლს და მოქმედებს როგორც მკვდარი მცენარეულობის ნელი დაშლის აგენტი. ეს არის მთავარი შემზღუდველი ფაქტორი მცენარეთა ბიომასის ბიოსაწვად გადაქცევაში.
კომერციული ასპექტით, მცენარეთა ბიომასიდან ლიგნინის მოცილება რთული და ძვირადღირებული პროცესია. ამიტომ, მრავალი კვლევითი კვლევა ტარდება ამ პერსპექტივაზე, რათა შეიქმნას მცენარეები ნაკლები ლიგნინის დეპონირებით და განვითარდეს ლიგნინის ფორმა, რომელიც უფრო მგრძნობიარეა მარტივი ქიმიური მონელების მიმართ.
რა არის ცელულოზა?
ცელულოზა არის პოლიმერი, რომელიც შედგება β გლუკოზისგან და არის ყველაზე უხვი ორგანული მოლეკულა დედამიწაზე.ცელულოზა ძირითადად მცენარეებში გვხვდება და მცენარის უჯრედის კედლის 40% შედგება ცელულოზისგან. იგი განლაგებულია მცენარის უჯრედის კედელში სხვადასხვა შრეებად, დიფერენცირებულია პირველად და მეორად კედლებად. ცელულოზის სტრუქტურა შედგება ხაზოვანი β გლუკოზის ჯაჭვებისაგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული β 1-4 გლიოზიდური ბმებით. ჰიდროქსილის ჯგუფების (-OH) არსებობა, რომლებიც გამოდიან თითოეული ჯაჭვიდან ყველა მიმართულებით, ზრდის კავშირს მეზობელ β გლუკოზის ჯაჭვებს შორის. ამ ჯვარედინი კავშირის გამო, იზრდება ცელულოზის სტრუქტურის დაჭიმვის სიმტკიცე. ეს მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცე ხელს უშლის უჯრედის ადიდებას, როდესაც წყალი უჯრედში ოსმოსის გზით შედის. უჯრედის ფორმა განისაზღვრება ცელულოზის შეკვრათა განლაგების მიხედვით.
სურათი 02: ცელულოზის ქიმიური სტრუქტურა
გარდა მისი ძირითადი ფუნქციისა, როგორც სტრუქტურული ნაერთისა, ცელულოზა ემსახურება როგორც საკვების მნიშვნელოვან წყაროს ზოგიერთი ცხოველისთვის, ბაქტერიებისა და სოკოებისთვის.ცელულოზა კატაბოლიზდება გლუკოზაში ფერმენტ ცელულაზას მიერ. მიუხედავად იმისა, რომ ცელულოზა გლუკოზის კარგი წყაროა, ადამიანები ვერ გამოიყენებენ მას, რადგან მათ სისტემებში არ აქვთ ფერმენტ ცელულაზა. ძუძუმწოვრები, როგორიცაა ძროხა, ითვისებენ ცელულოზას ნაწლავის მიკროორგანიზმებით, რომლებსაც აქვთ ცელულოზის კატაბოლიზების უნარი. კომერციული თვალსაზრისით, ცელულოზა მნიშვნელოვანი ნაერთია ქაღალდის, ტექსტილისა და ფარმაცევტული მრეწველობის ინდუსტრიაში.
რა მსგავსებაა ლიგნინსა და ცელულოზას შორის?
- ლიგინი და ცელულოზა გვხვდება ყველა მცენარეში.
- ისინი მცენარეთა უჯრედის უჯრედის კედლის ძირითადი კომპონენტებია.
- ორივე ნაერთი მონაწილეობს მცენარის სტრუქტურული სიმყარის უზრუნველსაყოფად.
- ისინი ორგანული ნაერთებია.
რა განსხვავებაა ლიგნინსა და ცელულოზას შორის?
ლიგინი vs ცელულოზა |
|
| ლიგინი არის არანახშირწყლოვანი არომატული პოლიმერი, რომელიც გვხვდება მცენარეებში. | ცელულოზა არის ნახშირწყლების პოლიმერი (β გლუკოზა), რომელიც გვხვდება მცენარეებში. |
| მდებარეობა | |
| ლიგნინი ძირითადად გვხვდება მეორად უჯრედულ კედელში, როდესაც მცენარე მეორად გასქელებას განიცდის. | ცელულოზა არის პირველადი უჯრედის კედელში. |
| სტრუქტურა | |
| ლიგინი სამგანზომილებიანია. | ცელულოზა არის ხაზოვანი სტრუქტურა ხაზოვანი β გლუკოზის ჯაჭვებით. |
| ჯვარედინი კავშირი | |
| ლიგნინს აქვს ჯვარედინი კავშირი ფენოლურ პოლიმერებს შორის. | ცელულოზას აქვს ჯვარედინი კავშირები β გლუკოზის ჯაჭვების მიმდებარე –OH ჯგუფებს შორის. |
| ობლიგაციები | |
| ლიგნინი აყალიბებს ეთერულ ბმებს ან ეთერულ ბმებს. | ცელულოზა აყალიბებს წყალბადურ ბმებს ან β 1-4 გლიკოზიდურს. |
| ურთიერთქმედება წყალთან | |
| ლიგინი ჰიდროფობიურია. | ცელულოზა არის ჰიდროფილური. |
რეზიუმე – ლიგნინი ცელულოზის წინააღმდეგ
ცელულოზა და ლიგნინი მცენარეთა უჯრედის კედლის მნიშვნელოვანი სტრუქტურული კომპონენტებია. ცელულოზა არის β გლუკოზის პოლიმერი და იმყოფება პირველადი უჯრედის კედელში. ლიგნინი, არომატული პოლიმერი, ეხმარება მეორად გასქელებას და ძირითადად იმყოფება მეორადი უჯრედის კედელში. ეს არის განსხვავება ლიგნინსა და ცელულოზას შორის. მათი განსხვავებული ქიმიური და ფიზიკური თვისებების გამო, ისინი მონაწილეობენ მრავალ განსხვავებულ ფუნქციაში სისხლძარღვთა სისტემის შიგნით.
