LES wood 52 (2000) 10 Raziskave in razvoj 325 UDK: 630*811.1 Pregledni znanstveni ~lanek (A Review) Ksilogeneza Formation of wood Niko TORELLI* Povzetek Abstract Opisan je nastanek lignificirane celi~ne stene in zveza med molekularnimi sestavinami in strukturami ter njihovimi lastnostmi. Celi~na stena je primerjana z dvofaznim in ve~faz-nim kompozitom. Prikazan je nastanek celi~ne plo{~e in srednje lamele, zgradba in funkcija primarne in sekundarne stene, nastanek celuloznih mikrofibril in orientacije, raz-tegljivost primarne stene in lignifikacija. Klju~ne besede: les, celi~na stena, biogeneza, lastnosti, kompozit Formation of the lignified cell wall is described and the molecular components and structures of the cell wall to their properties related. Cell wall is compared with the two and polyphase composite. Emphasis is placed on the formation of the cell plate and middle lamella, structure and function of the primary and secondary cell wall, cellulose microfibril formation and orientation, primary wall extensibility and lignification. Keywords: wood, cell wall, biogenesis, properties, composite Les - sekundarni ksilem Les, strokovno, sekundarni ksilem, je produkt centripetalne delitvene aktivnosti vaskularnega kambija /Navzven producira vaskularni kambij sekundarni flo-em (sekundarno skorjo, “li~je”)/. Strukturno in funkcionalno je sekundarni ksi-lem (kot tudi sekundarni floem) tkivni kompleks. Osnovno tkivo predstavljajo razli~no specializirana vlakna (vlakneno ali fibriformno tkivo). Vanj so vklju~ena ostala tkiva. Tako je npr. osnovno tkivo jesenovine iz libriformskih vlaken, v katerem je ven~asto razporejeno trahejno omre`je ter trakovni in paratrahealni vazicentri~ni aksialni parenhim. Les iglavcev je bolj preprost. Prek 90 % predstavljajo aksialne traheide. Trahej ni. Les je tipi~en naravni polimerni kompo-zit. Najve~krat sestavljajta kompozit dve fazi: matrica in v njej dispergirana faza. Lastnosti kompozitov so funkcija lastno- prof. dr. dr. h. c., Gozdarski inštitut Slovenije, Ve~na pot 2, 1000 Ljubljana, Slovenija Avtor se zahvaljuje kolegici dr. Vesni Tišler za kriti~en pregled ~lanka sti sestavinskih faz, njihovega razmerja in geometrije dispergirane faze. Les si lahko predstavljamo zgrajenega iz amorfne matrice - srednje lamele (ML) v katero so vklju~ena vlakna. Les je tudi lameliran kompozitni sistem iz menja-vajo~ih se plasti redkejšega ranega lesa in gostejšega kasnega lesa. Primarno steno (P) si lahko predstavljamo zgrajeno iz hemicelulozno-pektinske matrice, v katero so vklju~ene toge celulozne mikrofibrile. V sekundarni steni (S) pektine v matrici nadomesti lignin. Seveda pa si lahko les in lesna tvoriva predstavljamo tudi kot ve~fazni sistem, ki poleg lesnih sestavin vsebuje tudi vlago, prazne prostore, akcesorne sestavine in (pri lesnih tvorivih) aditive (prim. npr. Bodig & Jayne.1982, str. 23; Callister 1997, str. 511). Bistvena sestavina lesa so lignificirane celi~ne stene. Njihov dele`, celi~ni tip, razporeditev, prisotnost jedrovinskih snovi in vla`nost dolo~ajo lastnosti lesa. Vaskularni kambij V razliko od `ivali, poteka nastajanje novih celic v rastlinah strogo lokalizira- no v tvornih tkivih ali meristemih. Lesarje zanima predvsem sekundarni lateralni meristem vaskularni kambij ali kratko kambij (sekundarni lateralni meristem je tudi plutni kambij ali felogen, ki tvori sekundarno krovno tkivo periderm). “Vaskularni” pomeni, da tvori vaskular-na (= prevodna) tkiva: ksilem in floem. Vaskularni kambij v strogem pomenu sestavljajo le kambijeve inicialke: vretenaste (fuziformne) - zarodnice aksialnih celic (vlakna, aksialni parenhim, trahejni ~leni) in trakovne - zarodnice trakovnih celic). S kambijevo cono ozna~ujemo kambijeve inicialke in materinske celice sek. ksilema in floema (sliki 1a, 1b). Slika 1a. Bela ali navadna jelka (Abies albaMill.): kambijeva cona v obdobju mirovanja. Daljica pomeni 100 mm LES wood 52 (2000) 10 Slika 1b. Bela ali navadna jelka (Abies albaMill.): kambi-jeva cona v vegetacijskem obdobju. Pas materinskih celic je nekajkrat {ir{i. Daljica pomeni 100 mm Bistvena zna~ilnost materinskih celic je, da se delijo. Zato jih obdaja le tenka primarna stena (P). Skorajda nemogo~e je razlikovati inicialke od njenih neposrednih derivatov - materinskih celic. Na~elno potekajo v kambiju aditivne delitve, s katerimi se dodajajo (lat. addo “dodajam”) nove celice ksilemu in floemu ter multipli-kativne delitve (lat. multiplico “pom-no`im”), s katerimi kambij pove~uje svoj obseg oz. povr{ino. Le tako lahko sledi debele~emu se deblu ali veji. Radovednemu bralcu toplo pripo-ro~am dve knjigi o kambiju: Iqbalo-vo (1990) in predvsem Larsonovo (1994). Z delitvijo kambijeve inicial-ke nastaneta dve h~erinski celici: ena ostane inicialka, druga pa je materinska celica, bodisi ksilemska ali flo-emska; ti se lahko {e ve~krat delita. Po zadnji delitvi stopi celica v proces diferenciacije. Del diferenciacije je tudi determinacija. Ta dolo~i smer diferenciacije celice. Tako lahko iz iste vretenaste inicialke nastane vlakno ali pa trahejni ~len! Razli~en razvoj prvotno podobnih celic je rezultat selektivne genske ekspresije. V do-lo~eni celici se ekspresirajo (izrazijo) in transkribirajo v mRNA ter nato prevedejo v proteine le izbrani geni. Nastali specifi~ni proteini dolo~ajo identiteto celice. Proteini lahko kot encimi katalizirajo ve~ino celi~nih kemi~nih reakcij ali pa predstavljajo Raziskave in razvoj strukturne elemente v ali okrog celice. Vlakno in trahejni ~len se lo~ita strukturno in funkcionalno potemtakem zaradi razlik v genski ekspresiji med razvojem (glej npr. Raven 1999, str. 214, 688; Sitte et al. 1998, str. 407). Izraz diferenciacija izhaja iz lat. differentia (razlika) in lat. differo (razlo~iti se). V na{i miselni zvezi ima diferenciacija dvojen pomen: (a) proces, ko celice postanejo razli~ne od kambijeve inicialke iz katere so nastale in (b) razli~ne med seboj. Med diferenciacijo lahko celica nekajkrat pove~a svojo dol`ino (vlakna) ali premer (trahejni ~len). Dokler celica ne zadobi dokon~ne velikosti in oblike jo obdaja le zelo tanka primarna stena (P). Tudi celice, ki nastajajo ob ranitvi ali regeneraciji, imajo iz istega razloga le primarno steno. Ob koncu diferenciacije se znotraj primarne stene odlo~i {e zelo masivna in toga sekundarna stena (S). Slika 2 prikazuje tipe lesnih celic, ki nastanejo iz vretenstih (fuziformnih) in trakovnih inicialk. V zadnji fazi diferenciacije se v lesu pojavijo notranje ali rastne napetosti. 326 Celi~na plo{~a in srednja lamela (ML) Zaporedje dogodkov v procesu delitve celice je celi~ni cikel, ki sestoji iz {tirih faz: G1, S in G2 in M. Prve tri faze sestavljao intefazo. Mitotska faza (M) sestoji iz mitoze (delitve jedra) in citoki-neze (delitve citoplazme). Opis celi~-nega cikla je nazorno prikazan v modernih univerzitetnih u~benikih (npr. Campbell et al. 1999, Mauseth 1995, Moore et al. 1998, Raven et al. 1999, Sitte et al. 1998, Taiz & Zeiger 1998). V nadaljevanju se omejimo na mitozo (delitev jedra) in predvsem na citokine-zo, ko nastane celi~na plo{~a - predhodnik srednje lamele (ML) in nove ce-li~ne stene. Delitev jedra poteka v {tirih fazah: profazi, metafazi, anafazi in tel-ofazi. Med interfazo le`ijo mikrotubuli tik pod plazemsko membrano (= plaz-malemo). V preprofazi, tj. neposredno pred profaz,) mikrotubuli izoblikujejo okrog jedra v ekvatorialni ravnini bo-do~ega mitotskega vretena preprofazni obro~. Med metafazo mikrotubuli zgradijo mitotsko vreteno. Celi~na plo{~a nastane s stopitvijo (fuzijo) Golgijevih veziklov (mehur~kov) Slika 2. Tipi lesnih (ksilemskih) celic, ki nastanejo iz vretenastih (1) in trakovnih (2) inicialk: 3, osna traheida ranega lesa lesa; 4, osna traheida kasnega lesa; 5, pramenske traheide; 6, osna parenhimska celica; 7, epitelna celica; 8, trakovna paren-himska celica; 9, epitelna celica; 10, trakovna traheida; 11, libvriformsko vlakno; 12, septirano libriformsko vlakno (spodaj) in septirana vlaknasta traheida (zgoraj); 13, vlaknasta traheida; 14, vazicentri~na traheida; 15, vaskularne traheide; 16, traheje z enostavno in ve~terno perforacijo ter izmeni~nim, lestvi~astim in nasprotnim razporedom intervaskularnih pikenj; 17, posamezna osna parenhimska celica; 18, parenhimskim pramen; 19, vretenaste parenhimske celice; 20, epitelna celica; 21, le`e~a celica; 22, zidakasta celica; 23, robna (marginalna) pokon~na celica. (Risba po Jane, 1970). LES wood 52 (2000) 10 v osrednem delu mitotskega vretena. Proces agregiranja veziklov usmerja fragmoplast, ki se izoblikuje v kasni anafazi ali telofazi iz disociiranih vre-tenskih podenot (npr. Taiz & Zeiger, 1998, str. 28). Najprej se Golgijevi vezikli, od katerih so nekateri povezani povezani s fuzijskimi cevmi, strnejo v osrednjem delu vretena. Tako nastane omre`je fuzijskih cevi. Vsebina veziklov, prete`no pektini, je predhodnik ali predstopnja (prekurzor) srednje lamele (ML). Z intenzivnim stapljanjem veziklov nastane v osrednjem delu rasto~e celi~ne plo{~e tubularno omre`je, medtem ko se na njegovem robu, kjer so mikrotubuli, pripajajo vedno novi vezi-kli. Iz membran veziklov nastane na obeh straneh celi~ne pol{~e nova pla-zemska membrana (= plazmalema). Tubularno omre`je se {iri in tvori okna-sto plast. Na mestih, kjer ostanki vre-tenskega aparata (endoplazmaski reti-kulum in mikrotubuli) preprepe~ujejo stapljanje veziklov, nastanejo primarni plazmodezmata (edn. plazmodesmos, mn. plazmodezmata). Z odlaganjem celi~ne stene nastanejo {e sekundarni plazmodezmata. Tanj{e mesto na kas-nej{i primarni steni, kjer so plazmodez-mata je primarno pikenjsko polje (= primordialna piknja). Plazmodezmata povezujejo citoplazmo `ivih celic v kontinuum - simplast (celi~ne stene in inter-celulariji tvorijo apoplast). Na lokaciji primarnih pikenjskih polj se v sekundarni steni razvijeo najraz-li~nej{e piknje, ki so v bistvu vrzeli v sekundarni steni celi~ne stene. Tako nastanejo med parenhimskimi celicami pari enostavnih pikenj in med neparenhimskih celic pari obokanih pikenj. Kjer se stikajo in komunicirajo parenhimske in neparenhimske celice nastanejo polobokane piknje (npr. v kri`nih poljih iglavcev). Povrnimo se k celi~ni plo{~i! Aktinski mikrofilamenti usmerjajo rasto~o ce-li~no plo{~o proti plazemski membrani, kjer se stopi s star{evsko celi~no steno natan~no na mestu, kjer se je pred tem nahajal preprofazni obro~. Tako je nastala srednja lamela, ki bo kasneje zlepljala zrele celice v trdno lesno tkivo. H~erinski celici nato odlo-`ita primarno steno na obeh straneh celi~ne plo{~e oz srednje lamele. Raziskave in razvoj Slednji~ fragmoplast izgine, celica vstopi v interfazo in v citosolu, ob pla-zemski membrani, se pojavijo mikro-tubuli. Ti imajo med drugim orientacijsko vlogo pri odlaganju mikrofibril (glej dalje!). Primarna stena (P) Primarna stena je organiziran plete` iz polisaharidov, proteinov in fenilpropa-noidnih polimerov v rahlo kislem mediju, ki vsebuje {tevilne encime ter organske in anorgamske substance. Ni sta-ti~na struktura, temve~ dinami~en presnovni kompartment, ki je molekulsko povezan s plazemsko membrano in citoskeletom. Je izlo~ek protoplasta. V procesu diferenciacije, ko obdaja celico le primarna stena, lahko celica nekajkrat pove~a svoje dimenzije (prim. Carpita 1997, str. 124). Primarna stena je zelo tanka (0,1 mm) in za lastnosti lesa prakti~no ni pomembna. Svojih dimenzij ne pove~uje pasivno, temve~ aktivno z intususcepcijo, tj. z vlaganjem sestavin. Pod svetlobnom mikroskopom je ni mogo~e lo~iti od srednje lamele. Zato so ksilotomi uvedli nov izraz v lesno anatomijo: zdru`ena srednja lamela, (angl. compound middle lamella, CML), ki obsega pravo srednjo lamelo (ML) in obe sosednji primarni steni. Torej: CML = P+ML+P. Primarna stena je dvofazni kompozit: v mo~no hidrirani matrici so vklopljene toge celulozne mikrofibrile. Preglednica 1. Zgradbene sestavine celi~ne stene (po Taiz & Zeiger 1998, str. 412) Razred Primeri Celuloza Mikrofibrile iz (1^4)ß-D-glukana Pektini Homogalakturonan Ramnogalakturonan Arabinan Galaktan Hemiceluloze (= lesne polioze) Ksiloglukan Ksilan Glubmanan Arabinoksilan Lignin Strukturni proteini Prolinski protein, PRP Glicinski protein 327 Matri~ni polimeri Matrico primarne stene sestavljajo pektini (35 %) in hemiceluloze (25 %). Na celulozne mikrofibrile odpade 25 % in na strukturne proteine 1 - 8 %. Matri~ne polisaharide sintetizirajo membranski encimi v Golgijevem aparatu in se dovajajo v celi~no steno z eksocitozo drobnih veziklov (slika 5B, C). Razli~no od celuloze, ki tvori mestoma kristalizirane mikrofibrile, so matri~ni polisaharidi veliko manj urejeni in jih ~esto opisujejo kot amorfne. Nekristaliziranost je posledica njihove zgradbe oz. njihovega razvejevanja in nelinearne zgradbe (konformacije). Spektroskopija pa vendarle ka`e, da so hemiceluloze in pektini vsaj delno orientirani. Razlog za to le`i v njihovi te`nji, da se fizi~no usmerijo vzdol` dalj{e osi celuloze (Taiz & Zeiger 1998, str. 419). Razvejana zgradba jim one-mogo~a, da bi se zdru`evale v mikrofi-brile kot celuloza. Namesto tega se z vodikovo vezjo ve`ejo na celulozne mikrofibrile in jih povezujejo v trden plete`. Predstavljajo zelo heterogeno skupino polisaharidov. V primarni steni dvokali~nic je najbolj pogosta hemice-luloza ksiloglukan, ki je v najve~ primerih bo~no povezuje oz. zamre`uje celulozni skelet (slika 5B, D). Njegova osnovna veriga sestoji iz b-D-glukoze (Glc) s kratkimi stranskimi verigami iz ksiloze (Xyl), v~asih z galaktozo (Gal) in fukozo (Fuc) (slika 3). Ksilani imajo osnovno verigo iz b-D-ksiloze (Xyl). Lahko imajo tudi stranske verige iz ara-binoze (Ara), 4-O-metil-glukuronske kisline( 4-O-Me-b-GlcA) ali drugih sladkorjev. Glukomanani so najpogo-stej{i v sekundarnih stenah, zlasti stor`njakov. Pri njih se b-D-glukozne enote (Glc) menjavajajo s po dvema b-D-manoznima enotama (Man). Pektini (slika 4) so zgradbeno najbolj kompleksni stenski polisaharidi. Ram-nogalakturonan I je zelo velik in heterogen pektin z osnovno verigo iz a-galakturonske kisline (GalA) in a-ram-noze (Rha). Razli~no dolge stranske verige (X) so vezane na ramnozo in sestoje predvsem iz arabinanov oz. galaktanov. Ostanki galakturonske kisline so pogosto metoksilirani. Homo-galakturonan, imenovan tudi poliga- LES wood 52 (2000) 10 Raziskave in razvoj 328 (A) Ksitoglukan l ifttt a-Xyl 1 1 4-1 4. 6 6 6 ->4)-ß-Glc-( 1 ^4)-p-61c:(1 -^-frGIc-O ->4)>GM1 -*4)-ß-(jlc-(1 ->4)-ß-Glc-(1 -> (B) Ksiiani ->4}.JJ-Xy|.(1 -»4)-p-Xyl-0 -*4)-£&IK1 ->4)*Xyl-(1 -»4)-p-Xyl-(1 -*4)-ß-XyM1 -» T T 4-Q$lfirß-$igjj a-Ara ( C) Gtukomanani -*4)-p-Glo(1-t4).|S-Man-(l ■ -*4)-p-Msnf(1 _f4)-p.Glc-( 1 -*4)-|3-Man-(1 -t4)-ß-Man-(1 -t Slika 3. Zgradba najpogostej{ih hemiceluloz (Taiz & Zeiger, 1998, str. 420) Slika 4. Najpogostej{i pektini (Taiz & Zeiger, 1998, str. 421) Pri sintezi matri~nih polisaharidov sta udele`eni UDP- D-glukoza in GDP-D-glukoza; slednja predvsem pri sintezi hemiceluloz, ki vsebujejo manozo (ga-laktoglukomanani in glukomanani) (prim. Sjöström 1993, str. 52). Strukturni proteini so klasificirani glede na prevladujo~o amino kislino: s hidroksiprolinom bogati glikoproteini, imenovani tudi ekstensini (HRGP), s prolinom bogat protein (PRP) in z gli-cinom bogat protein (GRP) v ksilemu. Hemiceluloze in proteini zamre`ujejo oz. bo~no povezujejo celulozne mi-krofibrile, medtem ko pektini tvorijo hidrofilne gele, ki se lahko zamre`ijo s kalcijevimi ioni. Celulozne mikrofibrile Celuloza je homopolisaharid iz ß-D-glukopiranoznih enot vezanih z (1®4)-glikozidno vezjo, torej z vezmi C-O-C na pozicijah C1 in C4. [e kraj{e jo ozna~imo kot (1® 4)b-D-glukan ali b-1,4-D-glukan. Celuloza ima pribli`no 104 enot in je dolga pri-bli`no 5 mm. Vsaka enota je obrnjena za 180° glede na sosednji, tako, da se struktura ponovi na vsaki dve enoti. Dimer (par enot) je celobioza. Ker je celuloza zgrajena iz ponavljajo~ih se celobioznih enot, je v bistvu polimer celobioze in ne b-D-glukoze. Terminalna glukozna ostanka se razlikujeta od ostalih in med seboj. Oba imata po {tiri hidroksilne skupine. Prvi ima reducirajo~i hemiacetil na poziciji C1, drugi pa alkoholni hidroksil na ogljiku C4 (nereducirajo~a kon~na skupina). Razli~ni terminalni skupini dolo~ata na~in biosinteze in kristalno zgradbo celuloze. Le na reducirajo-~em koncu se lahko kon~ni obro~ odpre in izpostavi aldehidno skupino. Celulozne molekule so povsem linearne in mo~no te`ijo k tvorbi intra- in intermolekularnih vodikovih vezi (npr. Sjöström 1993, str. 54). Zdru`ujejo se v mikrofobrile, v katerih se urejene kristalne regije (kristaliti) menjavajo z manj urejenimi amorfnimi. lakturonska ali pektinska kislina, sestoji molekule predvsem iz arabinoze (Ara). Gardner in Blackwell (1974) sta pro-iz a-galakturonske kisline (GalA). Kar- Osnovna veriga arabinogalaktana I je u~evala kristalno zgradbo nativne ce-boksilni ostanki so ~esto metoksilirani. iz galaktoze (Gal), stranske verige pa luloze z analizo uklona X-`arkov pri Arabinani imajo mo~no razvejane vsebujejo arabinozo (Ara). zeleni algi valoniji (Valonia ventrico- LES wood 52 (2000) 10 sa). Ta je prav posebej primerna za {tudij celuloznega skeleta. Valonijina mikrofibrla je debela pribl. 20 nm, tj. nekajkrat ve~ kot mikrofibrile v lesu. Nadejajo si (npr. Fujita & Harada 1991 str. 89), da lahko prou~evanje valonije da pomembne informacije o ultrastrukturi celuloznih mikrofibril v lesu. Osnovna celica nativne celuloze (celuloza I) sestoji iz {tirih D-glukoznih enot. V vzdol`ni smeri (os c) je pona-vljajo~a se enota celobioza (1, 03 nm) in vsak glukozni ostanek je obrnjen za 180° glede na sosednja. Vse verige v nativni celulozi so orientirane enkao, tj. so vzporedne. Vsak glukozni ostanek tvori dve intramolekularni vodikovi vezi: O3-H…O5' in O6…H-O2' ter eno intermolekularno vez: O6-H…O3 (slika 5E). Verige potemtakem tvorijo plast v kristalografski ravnini a-c. Med posameznimi plastmi (v smeri osi b) ni vodikovih vezi, tem-ve~ delujejo le {ibke van der Waalso-ve sile. Nativna celuloza ima potemtakem hkrati veri`no in plastno re{etko (Gardner & Blackwell 1974, Blackwell, Kolpak & Gardner 1978). Kasneje je Atalla (1990) predpostavil alternativne vodikove vezi in obstoj dveh tipov celuloze: 1a in 1b. Slednji naj bi prevladoval pri vi{jih rastlinah. Sicer pa je mogo~e z uklonom X-`arkov natan~no locirati le te`je atome kisika in ogljika, slab{e pa vodikove. Na njihovo lokacijo je mogo~e sklepati (1) stereokemi~no (ko se predvidijo mesta v osnovi celici, kjer jih je mogo~e umestiti), (2) glede na pri~akovane dol`ine vezi in kote (trdnost kemijske vezi je funkcija njene razdalje do optimalne dol`ine vezi brez nedopustnih deformacij), (3) z infrarde~o in ramansko spektroskopijo in (4) u uklonom nevtronov (s katerim je mogo~e bolj natan~no locirati polo`aj vodikovih atomov kot z uklonom X-`arkov) (prim Walker 1993, str 27). Z nabrekanjem z mo~nimi alkalijami ali z regeneracijo iz raztopine se kristalna re{etka celuloze I ireverzibilno spremeni oz. uni~i. Nastala celuloza II, ki je termodinamsko bolj stabilna od celuloze I, ima druga~no osnovno Raziskave in razvoj celico z antiparalelnimi verigami, ki so mo~neje povezane z vodikovo vezjo. Razlog, da ima nativna celuloza kristalno zgradbo manj stabilne celuloze, ti~i v na~inu sinteze celuloze z (enim) encmskim kompleksom v plazemski membrani (Brown 1982). Predstava o biosintezi celuloze se v zadnjem ~asu vse bolj bistri. Celulozne mikrofibrile se sintetizirajo v pla-zemski membrani (plazmalemi) v velikih urejenih proteinskih kompleksih, imenovanih rozete (particle rosettes) ali terminalnih kompleksih (Brown et al. 1996) (slika 5). Te strukture domnevno vsebujejo po ve~ enot celuloze sintaze. Celuloza sintaza prena{a glukozne ostanke z donorskega sladkornega nukleotida na rasto~o glukansko verigo. Donor je najverjetneje uridin difosfat D-glukoza (UDP-G, aktivna glukoza). Odkril ga je nobelovec Leoir 1970. Sinteza celuloze iz UDP-G poteka po naslednji shemi: UDP-G + [(1® 4)-b-D-glukozil] ®. n [( 1 ® 4)-b -D-glukozil]n+1 + UDP Raziskave ka`ejo, da utegne glukoza, ki se uporablja za sintezo celuloze, izvirati iz saharoze (trsni ali pesni sladkor) - disaharida, ki vsebuje enoto glukoze in fruktoze. Po tej hipotezi encim saharoza sintaza deluje kot presnovni (metabolni) kanal po katerem se vr{i prenos glukoze s saharoze preko UDP-G na rasto~o celulozno verigo. Nastali glukani se nato kristalizirajo v mikrofibrilo (slika 5C). Smer odlaganja najverjetneje dolo~a orientacija mikrotubulov pod plazemsko membrano. Zanimivo je, da spremembi orientacije celuloznih mikrofi-bril na prehodu v novo lamelo pred-hodi reorientacija mikrotubulov. Lamele in sloji imajo razli~no orientacijo mikrofibril (slika 9). Nastajajo~e mi-krofibrile se vgrajujejo v steno, kjer se `e nahajajo drugi polisaharidi. Ti se lahko ve`ejo z mikrofibrilami, lahko pa rasto~o mikrofibrilo tudi modificirajo. V raziskavah in vitro se je pokazalo, da se hemiceluloze, kot sta npr. ksiloglukan in ksilan, ve`eta na povr-{ino celuloze. Med mikrofibrilami ujete hemiceluloze lahko zmanj{ajo urejenost celuloznega ogrodja. 329 Omenili smo `e, da obstaja koinci-denca med za~etno orientacijo mikro-fibril in mikrotubulov. Ta je praviloma pre~na (pravokotna na dalj{o os celice oz. na os polarnosti), kar omogo~a vzdol`no ekspanzijo celice (vlakna). Spreminjajo~o se orientacijo mikrofi-bril v lamelah in slojih sekundarne stene spremlja ustrezna orientacija korti-alnih mikrotubulov. Dokaz, da imajo mikrotubuli usmerjevalno vlogo, so eksperimenti z raznimi snovmi, ki vplivajo na mikrotubule. Lahko se ve`ejo na tubulin, sestavino mikrotubulov, in ga depolimerizirajo. Celice se tedaj ne podalj{ujejo, temve~ izotropno ekspandirajo. Ker ni mikrotubulov, izostane prvotna pre~na usmerjenost mikrofibil. Mikrofibrile sicer nastajajo, vendar so poljubno usmerjene. Rezultat je rast celice v vseh smereh. Danes, `al, {e ne vemo, kako kortikalni mikrotubuli usmerjajo odlaganje mi-krofibril. Predstavljamo si, da se isto-~asno z odlaganjem mikrofibril celulozni sintazni kompleksi premikajo v ravnini plazemske membrane, pri ~e-mer vle~ejo za seboj celulozne mikro-fibrile. Kortikalni mikrotubuli so bo~no vezani na citoplazemsko stran pla-zemske membrane in utegnejo delovati kot vodila, kanali ali bariere znotraj membrane. Sintazni kompleksi, ki jih `enejo sile nastale pri polimerizaciji in kristalizaciji celuloznih mikrofibril bi utegnili drseti v teh kanalih (slika 5B). Lahko pa `enejo sintazne komplekse v smeri, kot jo dolo~ajo mikrotubuli, molekulski "motorji" (dinein, kinesin) (Asada & Collings 1997 iz Taiz & Zeiger 1998, str. 430). Na razpored mikrotubulov vplivajo tudi hormoni. Giberelini, npr., usmerjajo mikrotubu-le pre~no in tako omogo~ajo rast celice v dol`ino. Nasprotno pa etilen (eten) usmerja mikrotubule vzdol`no, kar povzro~i bo~no {irjene celic. Primarno steno si je treba predstavljati kot zelo kompleksen plete` makomo-lekul, ki lahko sledi rasti celice. Pri tem njena debelina ostane nespremenjena, kar pomeni, da se med rastjo nenehno odlagajo stenske sestavine (intususcepcija). Med rastjo celulozne mikrofibrile, ki jih povezujejo hemice-luloze, pektini in strukturni proteini, zaradi turgorja (tlaka v celici) drsijo druga ob drugi pri ~emer pride do LES wood 52 (2000) 10 Raziskave in razvoj 330 Slika 5. Mehanizem nastajanja celi~ne stene. (A) situacija: 1, celi~no jedro; 2, endoplazmatski retikulum; 3, tranzicijski vezikli; 4, Golgijevo telo; 5, Golgijevi vezikli; 6, exocitoza; 7, plazemska membrana (plazmalema) in 8, primarna stena. (B) Mehanizem nastajanja mikrofibril. Prerez skozi plazemsko membrano in primarno steno. V notranjem delu plazmale so "rozete" - terminalni kompleksi, ki vsebujejo ve~ enot celuloze sintaze, ki priklaplja glukozne molekule, ki jih dobavlja "aktivna" glukoza (UDP-G) iz citoplazme. Iz "rozet" izraš~ajo mikrofibrile! (risba po Jones & Barlett, 1996). (C) "rozeta," model sinteze celuloze z "multipodenotnim" kompleksom, ki vsebuje celulozo sintazo. (Risba po Delmer & Amor, 1995). (^) Shema sinteze in dovajanja matri~nih polisaharidov v celi~no steno. Polisaharidi se encimsko sintetizirajo v Golgijevem aparatu. Golgijevi vezikli jih transportirajo proti plazmalemi, kjer se z eksocitozo prenesejo v celi~no steno. (Risba po Jones & Barlett, 1996 iz Taiz & Zeiger1998, str. 416 ).(D) Shematski diagram glavnih sestavin primarne stene in njihovega razporeda. (Risba po Brett & Waldron, 1996). (E) Projekcija verig v celulozi I pravokotno na ravnino a-c. Srednja veriga je nekoliko zamaknjena, vendar je vzporedna z robnima. Prikazane so vodikove vezi. Vsak glukozni ostanek ima dve intramolekulski vodikovi vezo (3-H…O5' in O6---H-O2') in eno intermolekulsko (O6-H…O3). (Risba po Gardner & Blackwell, 1974). LES wood 52 (2000) 10 Raziskave in razvoj 331 razklepanja vezi in ponovnega fiksiranja. Mehanizmi rahljanja in ponovnega vezanja stenskih sestavin primarne stene so dokaj nejasni. Znano je, da se rasto~a celi~na stena hitreje {iri pri kislem pH kot pri nevtralnem (Rayle & Cleland, 1992). Pojav se imenuje kisla rast (acid growth). Po hipotezi kisle rasti hormoni, predvsem avksin, aktivirajo encime, ki omogo~ajo pre~rpa-vanje protonov iz citosola v celi~no steno. Padec pH naj bi povzro~il rahljanje stenske strukture. To se lahko zgodi z revezibilno cepitvijo neceluloz-nih polisaharidov, ki sicer povezujejo celulozni skelet, ali pa ekspanzini prekinejo vodikovo vez. Po neki drugi hipotezi naj bi avksin aktiviral ekspresijo specifi~nih genov, ki vplivajo na dostavljanje novega stenskega materiala in celi~no raztegljivost (ekstenzibil-nost) (prim. npr. Raven 1999, str., 689). Lignin Prekurzorji (predstopnje) ligninov so cimetni (cinamil) alkoholi (monoligno-li): koniferil alkohol (gimnosperme) ter sinapil alkohol in p-kumaril alkohol (angiosperme in gramineje), ki nastanejo po {ikimatni poti (od fosfoenolpi-ruvata in D-eritroze-4-fosfata do aro-matskih amino kislin L-fenilalanina in L-tirozina) in cinamatni poti (od L-feni-lalanina in L-tirozina do cimetnih (cina-mil) alkoholov (slika 5) (prim. npr. Hess 1991, Higuchi 1990, Sjöström 1992 in biokemi~ni u~beniki). Podobno kot matri~ni polisaharidi v primarni steni, se tudi ligninski prekurzorji sintetizirajo in skladi{~ijo v veziklih, ki se izlo~ajo iz Golgijevih teles in prilo`no iz gladkega endoplazmatskega retikuluma. V ce-li~no steno se dovajajo z eksocitozo. Proces so dokazali avtoradiografsko z uporabo tritiiranih ligninskih prekurzor-jev (Fujita & Harada, str. 51). Nadaljni transport v celi~ni steni ni znan. Mehanizmi polimerizacije monoligno-lov ostajajo dokaj nejasni (npr. Bou-det 1995). Prevladujo~e mnenje je, da oksidaze celi~ne stene monoligno-le prevedejo v mezomerne proste radikale, ki nato spontano polimerizira-jo v lignine. Obstaja veliko na~inov povezovanja fenoksi radikalov (npr. Fengel & Wegener, 1989, str. 137) Slika 6. Biosinteza cimetne kisline in ligninskih gradnikov. Fenilalanin-amoniak-liaza, PAL (reakcija prakti~no ireverzibilna), ' Cinamat-4-hidroksilaza (vezana na ER, ~esto asociirana s PAL), ' Tirozin-amoniak-liaza, TAL (predvsem pri travah), ' Kumarat 3-hidroksilaza, ~ O-metiltransferaza, OMT. Ti encimi dolo~ajo stopnjo metiliranja predstopenj in slednji~ lignina, - Ferulat 5-hidroksilaza, ~ Hidroxicinamat-CoA-ligaza, ' Cinamoil-CoA-reduktaza, CCR, " Cinamoilalkohol-dehidroge-naza, CAD (Risba po Boudet et al, 1995 in Sitte et al, 1998, str. 346). Slika 7. Strukturni model smrekovega lignina (Adler, 1977) z ozna~bo ogljikovih atomov: (1) koniferil alkohol, (2) sinapil alkohol in (3) p - kumaril alkohol. (Lin & Dence, 1992) LES wood 52 (2000) 10 Spajanju fenoksi radikalov lahko sledi {e adicija vode ali primarnih, sekundarnih in fenolnih hidroksilnih skupin na kinnmetidne intermediate. Tako nastane tridimenzionalni polimer brez regularnih in urejenih repeticijskih enot, kot npr. pri drugih naravnih polimerih kot so celuloza in proteini. Zaradi tega ne predstavlja konstitucij-sko definirane spojine, temve~ kom-pozit iz fizikalno in kemi~no heterogenih gradnikov. Zato ga prikazujejo v obliki modela, ki pa ni strukturna formula v obi~ajnem smislu (Adler 1977, Nimz 1974) (slika 7). V njih zlahka razpoznamo najrazli~nej{e vezi (preglednica 2) (prim. npr. Fengel & We-gener, 1989, str. 137; Sjöström 1993, str. 82). Preglednica 2. Tipi in pogostnost vezi med enotamii v ligninu iglavcev in listavcev ({tevilo enot na100 C -enot) (Lin & Den-9 ce, 1992, str.6) Vez Smrekov lignin Bukov lignin [tevilke enot na sl. 3 (Erickson et al. 1973) (Nimz 1974) b-O-4 49-51 65 1-2, 4-5, 6-7, 7-8, 13-1 a-O-4 6-8 - 3-13, 15-16, 3-4 b-5 9-15 6 3-4 b-1 2 15 8-9 5-5 9,5 2,3 5-6, 11-12 4-O-5 3,5 1,5 8-10 b-b 2 5,5 10-11 Do nedavnega so menili, da je predvsem peroksidaza odgovorna za poli-merizacijo monolignolov, zdaj pa postaja jasno, da je udele`ena tudi lakaza (Dean & Eriksson, 1994). Steri-ades et al.(1993) (iz Boudet et al., 1995 ) menijo, da lakaze katalizirajo za~etno polimerizacijo monolignolov v oligolignole, peroksidaze pa reakcije od oligolignolov to visoko kondenzira-nega makromolekularnega lignina. Freudenberg (1959, 1965) je torej utegnil imeti prav, ko je predvidel peroksidazo in lakazo kot potencialna kandidatki za polimerizacijo lignina. Slu~ajnostno vezanje radikalov da vrsto dimerov in oligomerov (lignoli). Da se dokazati, da bi nadaljne oksi- Raziskave in razvoj dativno spajanje di- in oligolignolov (bulk polymerization) vodilo do produkta, ki bi vseboval veliko nena-si~enih stranskih verig. Ker pa je njihovo {tevilo v ligninu razmeroma majhno, reakcija domnevno poteka -po dolo~eni za~etni fazi- predvsem kot endwise polymerization., tj. kot polimerizacija po dol`ini (npr. Sjö-ström 1993, str. 80). To pomeni, da se monomerni prekurzorji ne ve`ejo v dimere, temve~ se pripajajo na konec rasto~ega polimera. Tak{na polimeri-zacija je verjetna, ker je koncentracija monomerov v reakcijskem obmo~ju zelo nizka (Sjöström, 1992, str. 80). Sinteza se nadaljuje, dokler lignoli ne dose`ejo velikosti 18-20 enot. Sledi vezava teh makromolekul (Wayman & Parekh, 1990). Doslej so menili, da tvorba makromo-lekul lignina ni genetsko dolo~ena, ampak da se lignoli slu~ajnostno povezujejo v nelinearni polimer. Kon~no konstitucijo lignina naj bi dolo~ala predvsem reaktivnost in frekvenca zgradbenih enot, ki sodelujejo pri polimerizaciji. Z morfolo{kega vidika so rasto~e molekue lignina prisiljene zapolniti prostore med polisaharidnimi verigami. Danes se vse bolj utrjuje prepri~anje, da le ne gre za slu~aj-nostni dehidrogenativni proces, tem-ve~ da narava polisaharidne {ablone omogo~a relativno organizacijo poli-merizacijskega procesa. Mikrohetero-genost ligninske monomerne sestave je v razli~nih slojih celi~ne stene z raz-li~no polisaharidno strukturo razli~na. Vsaka celica naj bi sama nadzorovala proces lignifikacije (intracelularno). Dotlej je veljalo Freudenbergovo mnenje, da je lignifikacija intercelular-ni proces z udele`bo kambijevih celic (Freudenberg, Neish 1968), vendar ni jasno ali so lignificirajo~e se celice avtonomne pri sintezi svojih monolig-nolov ali pa se ti sintetizirajo in dovajajo iz sosednjih celic (Boudet et al. 1995). Z intracelulrnim nadzorom je mogo~e obrazlo`iti tudi delno lignifi-kacijo floemskih vlaken in sklereid {e znatno zatem, ko so te celice nastale v kambiju. V prid intracelularnega nastanka ligninskih prekurzorjev utegne govori tudi obstoj razli~nih tipov lignina v razli~nih celicah istega tkiva in dokazan obstoj PAL v celi~nih stenah 332 lignificirajoeih se ksilemskih celic, ne pa v celicah kambija. Kljub temu {e ni povsem jasno ali so lignificirajo~e se celice povsem avtonomne pri sintezi svojih monolignolov ali se te mono-merne enote sintetizirajo in transporti-rajo iz sosednjih celic (Boudet et al. 1995). Pravtako ni jasno, kako se monolignoli uporabijo pri nastajanju lignina. Lignoli se lahko glikozilirajo v reakcijah z udele`bo endoplazmatske-ga retikula in Golgijevega aparata, pri ~emer naj bi bila glikozidacija potrebna za membranski transport in "targeting". Glikozilirani lignoli se kopi~ijo tudi v celi~ni vakuoli. V ko-lik{ni meri se med sekrecijo monolig-noli za~no kondenzirati in povezovati z ogljikovimi hidrati ali drugimi materiali, ni jasno. Kot `e vemo, se mono-lignoli in njihovi za~etni kondenzacij-ski produkti polimerizirajo s katalizo s peroksidazami ali kot ka`ejo novej{e raziskave tudi z lakazami (Dean & Ericksson 1994). Mo`en obstoj kovalentnih vezi med lig-ninom in polisaharidi je predmet debate in intenzivnega prou~evanja. Na splo{no velja, da obstajajo ali bolje, da morajo obstajati. Govorimo o lignin-sko-ogljikovohidratnem kompleksu (angl. lignin-carbohydrate complex -LCC). Kovalentne vezi naj bi obstajale med ligninom in hemicelulozami in morda tudi celulozo. Te vezi so lahko esterskega ali eterskega tipa in morda celo glikozidne (Sjöström, 1992, str. 85). Slika 8 prikazuje modele povezave celuloze, hemiceluloz in lignina v ole-seneli celi~ni steni. Lignifikacija poteka v treh fazah (Bou-det et al. 1995, str. 213): (1) Ko so se odlo`ile pektinskih snovi in ko je za-~ela nastajati zunanja stena sekundarne stene (S1), se za~ne lignifikacija celi~nih vogalov in srednje lamele (ML). (2) Nadaljnja, resda zelo po-~asna, lignifikacija spremlja odlaganje celuloznih mikrofibril, manana in ksilana v srednjem sloju sekundarne stene (S2). (3) Najbolj intenzivno poteka proces lignifikacije po odlo`itvi celuloznih mikrofibril v notranjem sloju sekundarne stene (S3). Les iglavcev vsebuje 24 - 33 %, les listavcev zmernega pasu od 19 do 28 LES wood 52 (2000) 10 Raziskave in razvoj 333 Slika 8. Modeli povezave celuloze (1), hemiceluloz (2) in lignina (3) v oleseneli celi~ni steni: (a) Kerr & Goring, 1975; (b) Fen-gel 1970 in (c) Fengel & Wegener, 1975: 4, vez me ligninom in hemicelulozo: 5, vodikova vez med celuloznimi molekulami. (Risbe po navedenih avtorjih) % in les tropskih listavcev od 26 do 35 %. Koncentracija lignina je velika srednji lameli (ML) in nizka v sekundarni steni (S). Kljub temu pa je zaradi velike debeline vsaj 70 % vsega lignina prav v sekundarni steni. V kompre-sijskem lesu je vsebnost lignina mo~no pove~ana (35 do 40 %), v ten-zijskem lesu listavcev pa zmanj{ana (15 do 20 %). Juvenilni les debelne sredice ima ve~ lignina kot zreli les in rani les ve~ kot kasni. Lignin u~vr{~uje in higrofobizira stene specializiranih celic. Ima bistveno vlogo pri strategijah mehanske opore, prevajanja raztopin in za{~ite pred boleniznimi vi{jih rastlin (Boudet et al. 1995). Letno produkcijo lignina na Zemlji cenimo na 2 x 1010 t (celuloze na 1012 t). Prehod rastlin iz vodnega okolja na kopno je tesno povezan z evolucijo biosinteze lignina. Zdi se, da je evolucija lignifikacije in ojedritve v tesni zvezi z ekskrecijo. Mikroorganizmi z velikim razmerjem med povr{ino in prostornino lahko izlo~ajo odpadne snovi, ki nastajajo pri metabolizmu, neposredno v vodni medij. Z nastankom ve~jih rastlinskih oblik se je razmerje med povr{ino in prostornino vse bolj zmanj{evalo, zmanj{evale pa so se tudi mo`nosti za u~inkovito izlo~a-nje. Pri `ivalih se je razvil sistem specializiranih izlo~evalnih organov, medtem ko vi{je rastline nimajo u~inkovi-tega sistema za eksterno ekskrecijo. Ekskrecija lahko poteka iz korenin ali z listne povr{ine ali z vsakr{no abscisi-jo kot je npr. odmetavanje listov, kla-doptoza, odmiranje korenin in vej, pa tudi s transformacijo beljave v jedrovi-no in transformacijo `ive skorje v mrtvo (ritidomizacija) . V veliki meri pa rastline {kodljive sekundarne snovi zadr`ijo v svojem telesu in prakticirajo nekak{no lokalno ekskrecijo v vakuole in celi~no steno. To utegne pojasniti pestrost sekundarnih metabolitov v vi{jih rastlinah. Vodotopne snovi, npr. antocianini, se lahko kopi~ijo v vaku-olah, medtem ko se netopne fenolne snovi, npr. lignini odlagajo v celi~nih stenah (Freudenberg in Neish 1968, str. 36). Sekundarne presnovne snovi utegnejo biti pre`ivetveno koristne, dasi niso bistvene za manifestacijo `ivljenja. Lahko privabljajo `u`elke in tako olaj{ujejo opra{itev. Strupene snovi lahko varujejo pred napadom parazitov. Lignin je utrdil celi~no steno in omogo~il razvoj vaskularnega tkiva in velikih rastlinskih oblik. Med evolucijo vaskularnih rastlin (cevnic) sta utegnile biti pridobitev zmo`nosti sintetizirati fenilalanin amoniak liazo (PAL) in morda fenilhidroksilazo edini mutaciji, ki sta bili potrebni za nastanek lignina iz ogljikovih hidratov (Freudenberg & Neish 1968, str. 37). S to pridobitvijo so se slednji~ lahko razvile traheide, trahejni ~leni in lesna vlakna. Lignin ni bil ve~ odpaden material, temve~ bistvena substanca, ki je sodelovala pri evoluciji vi{jih rastlin. Narava je re{ila problem ekskrecije tudi s pretvarjanjem “odpadnih” snovi v lignine in flavonoide, ki so se izkazali za pre`ivetveno koristne. Paradoksalno je, da nezmo`nost razviti u~inkovit ekskrecijski sistem, ni vodila v zmanj{anje velikosti, temve~ prav obratno, v evolucijo najmogo~-nej{ih in dolgo`ivih bitij - dreves. [ele z ligninom inkrustirana in oja~ana prevodna in mehanska tkiva so omo-go~ila razvoj drevesnih (arborescent-nih) rastlinskih oblik. Lignin se nahaja v prevodnih (vasku-larnih) tkivih praprotnic in semenk, medtem ko ga pri ni`jih rastlinah, t.j. algah, glivah, li{ajih in mahovih (z izjemo Sphagnum spp.) ni (prim. Lewis & Yamamoto, 1990). Ligninske makromolekule so lahko izjemno velike. Prav mogo~e je, da ena sama molekula lignina prepreda celotno drevesno deblo, potemtakem je tolik{na, da jo lahko dobesedno `agamo (Rensing & Cornelius 1988, str. 388). V ~istem stanju je lignin bel, amorfen prah. Natan~na zgradba lignina ni znana, saj ga je te`ko ekstra-hirati iz rastlin, kjer je kovalentno vezan na celulozo in druge polisaharide celi~ne stene (Taiz & Zeiger 1998, str 361). Ne da se razbiti v monomerne enote. ^eprav hidroliziran, je zelo nagnjen k oksidaciji in hitro kondenzira (Walker 1993, str. 45). Prou~evanje zgradbe in kemizma lignina zato pogosto temelji na modificiranih frag- LES wood 52 (2000) 10 mentih, ekstrahiranih iz drobno zmletega lesa (Björkmanov lignin ali milled wood lignin, MWL), na prekurzorjih z nizko molekulsko maso ali na modelnih kemikalijah. V procesu ojedritve (an. heartwood formation, nem. Kernholzbildung) ce-li~no steno inkrustirajo nizkomoleku-larne bolj ali manj toksi~ne jedrovin-ske snovi. Celi~na stena in les tedaj pridobita pomembne lastnosti, ki jih lesarji znamo ceniti: biolo{ko odpornost, dimenzijsko stabilnost in v primeru obarvane jedrovine (~rnjave) tudi obarvanost. Topografija celi~ne stene Celulozne mikrofibrile je mogo~e neposredno opazovati pri velikih pove-~avah z elektronskim mikroskopom (TEM in SEM), na njihov potek pa je mogo~e sklepati tudi pri manj{ih po-ve~avah v polarizirani svetlobi. Orientacijo mikrofibril v masivnem srednjem sloju sekundarne stene (S2) nakazujejo mo~no splo{~ene in podalj{ane notranje odprtine pikenjskih kanalov mo~-no reduciranih obokanih pikenj, pri kompresijskih traheidah pa tudi potek helikalnih razpok. Orientacijo mikrofi-bril opisujemo kot heliks S in Z (mikro- Raziskave in razvoj fibrile te~ejo v smeri srednjega dela obeh ~rk!). Orientacijo in gostoto mi-krofibril v primarni in sekundarni steni tipi~nih vlaken (aksialne traheide iglavcev, traheide, vlaknaste traheide in libriformska vlakna listavcev) prikazuje slika 9 (Harada 1984). Na zunanji strani tanke primarne stene (PZ) te~ejo mikrofibrile bolj ali manj aksial-no, na notranji strani (PN) pa pre~no. Primarna stena je lamelirana z razne-roma veliko razdaljo med mikrofibrila-mi. Je zelo tanka in predstavlja le pri-bli`no 2 % prostornine celotne celi~ne stene. Mehanske lastnosti lesa dolo~a izklju~no sekundarna stena, predvsem njen masivni srednji sloj (S2) (pribli`no 75 % celotne celi~ne stene). Zanj so zna~ilne gosto zbite mikrofibrile z majhnim mikrofibrilarnim kotom, pre-te`no s heliksom Z. Pri boru (Pinus densiflora) je debelina S2 v ranem lesu 1,66 mm s 30-40 lamelami, v kasnem lesu pa 6,94 mm z do 150 lamelami. Zunanji (S1) in notranji sloj sekundarne stene (S3) sta debela le okrog 0,1 mm z velikim mikrofibrilar-nim kotom, v S1 s heliksom S in Z ter v S3 s heliksom S. Mo~no odstopa stenska zgradba kompresijskih traheid pri iglavcih in tenzijskih vlaken pri listavcih, prav tako trahejnih ~lenov in {e zlasti parenhimskih celic. 334 Epilog Celi~na stena je dvo- ali ve~fazni kompozit. Matrica v primarni steni sestoji iz hemiceluloz in pektinov, v togi sekundarni steni pa pektine zamenja lignin. V matrici so vklopljene celulozne mikrofibrile. Freudenberg je olese-nelo celico upravi~eno primerjal z armiranim betonom: matrica ustreza betonu, celulozni skelet pa `elezni armaturi. Lamelirana sekundarna stena z razli~no usmerjenimi mikrofibrilami prav tako predstavlja kompozitni sistem, ki ga lahko primerjamo z vezanim lesom. Makroskopsko sestoji les iz menjavajo~ih se lamel redkej{ega ranega lesa in gostej{ega kasnega lesa. Tropsko drevje z izmeni~no zavito rastjo (an. interlocked grain, nem. Wechseldrehwuchs) lahko primerjamo z lamelirano sekundarno steno in vezanim lesom, itd. Vgradnja rastnih napetosti v les v zadnji fazi diferenciacije vlaken in proces ojedritve podelita drevesu in lesu bistvene prednostne lastnosti. Les je resni~no hi tech produkt narave. Od njega se lahko marsikaj nau~imo. LITERATURA 1. Adler, E. 1977. Lignin chemistry - past, present and future. Wood Science & Technology 11:169-218. 2. Atalla, R.H. 1990. The structure of cellulose. V: materials interactions relevant to the pulp, paper and wood industries. Izd. D.F. 3. Caulfield, J.D. Passarellt & S.F. Sobczynski. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 197:89-98. 4. Blackwell, J., F.J. Kolpak & H. Gardner. 1978. The structures of celluloses I and II. Tappi 61:71-72. 5. Bodig, J. 1982. Mechanics of wood and wood composites. Van Nostrand Reinhold Comp., New York, itd. 6. Boudet, A.M., Lapierre, C. & J. Grima-Pettenati 1995. Biochemistry and molecular biology of lig-nification. New Phytol. 129:203-236. 7. Brett, C. & K. Waldron, 1996. Physiology and biochemistry of plant cell walls, 2. izd. Chapman and Hall, London. 8. Carpita, N. 1997. Structure and biosynthesis of LES wood 52 (2000) 10 plant cell walls. V. Plant metabolism. Izd. D.T. Dennis, D.B. Layzell, D.D. Lefebvre in D.H. Turpin. Longman, Edinburgh Gate, Harlow. 9. Dean, J.F.D & K.E.L Ericksson. 1994. Laccase and the deposition of lignin in vascular plants. Holzforschung 48:21-33. 10. Delmer, D.P. & Y. Amor, 1995. Cellulose biosynthesis. Plant Cell 7:789-1000. 11. Lin, S.Y. & C.W. Dence, 1992. Methods in lignin chemistry, Springer-Verlag, Berlin, itd. 12. Fengel, D. & G. Wegener, 1989. Wood - chemistr-ty, ultrastructure, reactions. Walter de Gruyter, Berlin, New York. 13. Fengel, D. 1970. The ultrastructural behaviour of cell polysacharides. TAPPI, STAP 8:74-96. 14. Freudenberg, K. & A.C. Neish 1968. Constitution an biosynthesis of lignin. Springer-Verlag, Berlin, itd. 15. Fujita, M. & H.Harada. 1991. Ultrastructure and formation of wood cell wall. V: Wood and cellulose chemistry. Izd. D.N.-S. Hon in N. Shiraishi 3-57. Marcel Dekker, Inc., New York in Basel. Da ne bo pomote, {e vedno smo tista Jelovica, ki je dobila ime po osnovni surovini za svoje proizvode, to je jelki oz. smreki, na{ znak {e vedno simbolizira drevo, kot simbol rasti in razvoja, osnovni kos na{e garderobe je {e vedno v oran`ni barvi. In vendar smo druga~ni. Realizirali smo drzno, vendar premi{ljeno potezo. Logotip Jelovice je bil izdelan v za~etku {estdesetih let in prav njegovi odli~nosti in dovr{enosti se moramo zahvaliti, da se v tako dolgem obdobju ni pokazala potreba po njegovi Raziskave in razvoj 16. Gardner, K.H. & J. Blackwell. 1974. The structure of native cellulose. Biopolymers 13:1975-2001. 17. Harada, H. 1984. The structure of the wood cell. Proc. Pacific Regional Wood Anatomy Conference, Tsukuba, Ibaraki, Jap.1-5. 18. Hess, D.1991. Pflanzenphysiologie. 9. izd. Uni-Tachenbucher 15. UTB, Ulmer, Stuttgart 19. Higuchi, T. 1990. Lignin biochemistry: biosynthesis and biodegradation. Wood Sci, Technol. 24:23-63. 20. Iqbal, M. (izd.) 1990. The vascular cambium. RSP John Wiley & Sons Inc., New York, itd. 21. Jeffrey, F..D..D. & K.E. L. Eriksson 1994. Laccase and the deposition of lignin in vascular plants. Holzforschung 48:21-33. 22. Kerr, A.J. & D.A.I. Goring, 1975. Ultrastructural arrangement of the wood cell wall. Cellulose Chem. Technol. 9(6):563-573. 23. Larson, P.R. 1994. The vascular cambium - development and structure. Springer-Verlag, Berlin, itd. 24. Lewis, N.G. & Okamura, K. 1991. Structure of cel- spremembi. Pa vendar vsaka stvar dozori in potrebne so dolo~ene spremembe. Pa ne zato, ker ne bi bila ve~ dobra, ampak ker si enostavno prenovo zaslu`i. Novi trendi, nove zahteve na vseh podro~jih delovanja podjetja se morajo odra`ati tudi v njegovi pripravljenosti prilagajanju tem spremembam in to je osnovni razlog, da smo se tudi v Jelovici odlo~iti za pomladitev na{ega znaka in pristopili k urejanju celostne grafi~ne podobe. Nova grafi~na re{itev ohranja elemente starega znaka. Na tak na~in 335 lulose. V:Wood and cellulose chemistry. Izd. D.N.-S. Hon & N. Shiraishi. 89-112. Marcel Dekker, Inc.,New York/Basel. 25. Lin, S.Y. & C.W. Dence, 1992. Methods in lignin chemistry. Springer, Berlin, itd. 26. Rensing, L. & G. Cornelius.1988. Grundlagen der Zellbiologie. Uni-Taschenbücher 1472. UTB, Ulmer, Stuttgart. 27. Saka, S. 1991. Chemical composition and distribution. V: Wood and cellulose chemistry. Izd. D.N.-S. Hon in N. Shiraishi 59-88. Marcel Dekker, Inc., New York in Basel. 28. Sjöström, E. 1992. Wood chemistry, 2. izd. Academic Press, Inc. Harcourt Brace Jovanovich, Publishers, San Diego, itd. 29. Taiz, L. & E. Zeiger. 1998. Plant physiology, 2. Izd. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunder-land, Massachusetts. 30. Walker, J.C.F. 1993. Primary wood processing. Chapman & Hall, London, itd. 31. Wayman, M & S.R. Parekh. 1990. Biotechnology of biomass conversion. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ. smo ohranili tradicijo, enostavne ~rke in ~iste linije pa poudarjajo na{o fleksibilnost in usmerjenost k oblikovanju sodobne dru`be, ki bo tudi v bodo~e skrbela za zadovoljstvo kupcev z lepo oblikovanimi izdelki iz naravnih materialov. Prepri~ani smo, da smo s spremembo znaka ohranil njegovo prepoznavnost in boste v vsakem sre~anju z njim pomislili: okna, vrata, hi{e, seveda, to je Jelovica. Jelovica d.d. JELOVICA JELOVICA v novi obleki