Heterocyt
Heterocyty (heterocysty) jsou specializované buňky sinic vytvářené vegetativními buňkami v případě nutnosti syntézy vlastního enzymatického aparátu, zejména nitrogenázy striktně vyžadující anaerobní prostředí (samotná příčina procesu), z důvodu fixace molekulárního dusíku z atmosféry.
Vznik editovat
Vznik heterocysty z normální asimilující buňky je velmi složitý proces sestávající z několika na sebe navazujících pochodů. Budoucí heterocysta se obalí tlustou trojvrstevnou buněčnou stěnou a dochází k odbourání fotosystému II (molekulární komplex zodpovědný předně za štěpení vody a uvolňování O2) vlastního sinicového fotosyntetického aparátu, přičemž se plně spustí dýchací řetězec spotřebovávající zbylý kyslík. Déle nedochází k fixaci uhlíku, ten musí být dodáván ve formě disacharidů z veget. buněk. Pentózový cyklus (vzájemné přeměny hexos) zajišťuje přísun redukčních ekvivalentů do heterocysty. Z veget. buněk. je importován glutamát tvořící společně s amoniakem (viz biologická fixace dusíku) glutamin, který je exportován zpět do veget. buňky, kde spolu s α-ketoglutarátem tvoří 2 molekuly glutamátu. Vlákna sinic s heterocyty se nazývají Nostocales. Životnost heterocystů není dlouhá a relativně rychle se rozpadají.
Prostorové oddělení editovat
Tato schopnost byla zjištěna u vláknitých sinic, které tvoří rozsáhlé polštáře, pod nimiž se utváří anaerobní prostředí (např. Coleofasciculus (Microcoleus) chthonoplastes). Jedná se o časové oddělení fixace N2 (v noci) a oxygenní fotosyntézy (ve dne): nejprve se degradují fykobiliproteiny, dále se zastaví fotosystém II - produkce O2 a dochází k oné klíčové syntéze nitrogenázy a fixaci N2 ukládané ve formě cyanofycinu. Následně dochází k opačnému procesu přes resyntézu fykobiliproteinů až k opětovné fotosyntéze.
Klasifikace Nostocales (typ – př. rodů a druhů sinic) editovat
- interkalární
- Anabaena - druhově bohatý rod, planktonní, tvoří vodní květ, některé jsou toxické.
- A. sphaerica
- A. planktonica
- A. affinis
- Aphanizomenon - na koncích mají rovnoměrně zúžená vlákna
- A. gracile
- A. flos-aque - tvorba vodního květu zvaného „jehličí na hladině“ (v posledních letech poněrně vzácný)
- Nostoc - stočená nevětvená vlákna uložená ve slizu, tvoří akineta ze všech vegetativních buněk, sladkovodní a půdní rod, symbionti
- N. punctiforme - symbióza s rostlinným rodem Gunnera - pozn.: Gunnera je jediným rodem ze všech krytosemenných rostlin, který vstupuje do symbiotického svazku se sinicí - jedná se o silný svazek, jelikož sinice je později výživou zcela závislá na svém hostiteli
- Nodularia - akineta v řadě za sebou, planktonní, žijí ve sladkých i slaných vodách, vodní květ, toxické
- N. spumigena
- N. harveyana
- Anabaena - druhově bohatý rod, planktonní, tvoří vodní květ, některé jsou toxické.
- terminální
- Cylindrospermopsis - heterocyty jsou kuželovitého tvaru, asymetrické dělení koncových buněk, vodní květ, eutrofní vody (bohaté na živiny), toxické
- Cylindrospermum - tenká slizová pochva, heterocyty kulovité až oválné, litorál vod, půda
- bazální
- Calothrix – vlákna jednotlivá nebo tvoří chomáče, mají slizové pochvy, výskyt v ponořených substrátech a v půdě
- C. parietina
- Dichothrix - svazky vláken ve slizu, často žlutohnědé barvy
- Gloeotrichia - tvoří kulovité kolonie, makroskopické, planktonní, v substrátech
- Rivularia - tuhé kulovité kolonie, makroskopické, v ponořených substrátech, kalcifikace (tvorba krust a travertinu)
- Calothrix – vlákna jednotlivá nebo tvoří chomáče, mají slizové pochvy, výskyt v ponořených substrátech a v půdě
- nepravé větvení
- Tolypothrix - boční vlákna vyrůstají po jednom, s podélně vrstevnatou pochvou či bez pochvy, epifyt, obalují ponořené kameny a rostliny
- Hassallia - poměrně běžný rod na bazických skalách
- Scytonema - slizová pochva, boční větévky zejména po dvou, tvorba travertinu
- S. crispata
- Petalonema - šikmo vrstevnatá pochva