Biljna kutikula je zaštitni film koji prekriva epidermu listova, mlade izdanke i ostale vazdušne biljne organe bez periderma. Sastoji se od lipida i ugljovodoničnih polimera impregniranih voskom, a sintetišu je isključivo epidermne ćelije.^[1]

Biljna kutikula je sloj lipidnih polimera, impregniranih voskom, koji je prisutan na spoljnim površinama primarnih organa svih vaskularnih kopnenih biljaka. Prisutan je i u generaciji sporofita paprati i u sporofitu i gametofitu mahovina.^[2] Biljna kutikula formira koherentan spoljni pokrivač biljke koji može biti izolovan i netaknut tretiranjem biljnog tkiva enzimima poput pektinaza i celulaza.

Kutikula je sastavljena od nerastvorne kutikulske membrane impregnirane i prekrivene rastvorljivim voskom. Kutin, poliester polimer sastavljen od inter-esterificirane omega hidroksi kiseline, koji su umreženi vezama estera i epoksida, najpoznatija je strukturna komponenta kutikulske membrane.^[3][4] Kutikula može sadržavati i ugljovodonični polimer poznat kao kutan.^[5] Kutikulska membrana impregnirana je kutikulskim voskom.^[6] Prekriveni su epikutikulskim voskom, koji je mešavina hidrofobnog alifatskih jedinjenja, ugljovodonika sa dužinama lanaca u tipskom rasponu od C16 do C36.^[7]

Sadašnje naučno razumevanje kutikulskog voska je ograničeno, ali su identifikovane znatne hemikalije i putevi. Za ovaj vosak se zna da se uglavnom sastoji od jedinjenja koja potiču od veoma dugolančanih masnih kiselina (VLCFA), kao što su aldehidi, alkoholi, alkani, ketoni i estri.^[8][9] Takođe treba napomenuti da su u kutikulskom vosku prisutni i druga jedinjenja koja nisu VLCFA derivati, kao što su terpenoidi i flavonoidi,^[9] te stoga imaju različite puteve sinteze od onih o kojima se ovde govori.

Prvi korak puta biosinteze kutikulskog voska je stvaranje VLCFA-a, koji se odvija u endoplazmatskom retikulumu epidermnih ćelija.^[9] VLCFA sinteza počinje sa de novo biosintezom C16 ili C18 acil lanaca, i okončava se sa produžavanjem tih lanaca.^[9] Važan katalizator, za koji se misli da je u ovom procesu, je kompleks elongaza masnih kiselina (FAE).^[8][9][10]

Da bi se formirale komponente kutikulskog voska, VLCFA se modifikuju kroz dva do sada identifikovana puta: put smanjenja acila ili put dekarbonilacije.^[9] Na putu redukcije acila, reduktaza pretvara VLCFA-ove u primarne alkohole, koji se mogu pretvoriti u estere voska kroz sintazu voska.^[9][10] Na putu dekarbonilacije stvaraju se aldehidi i dekarboniliraju se u alkane, a oni se nakon toga mogu oksidovati da bi nastali sekundarni alkoholi i ketoni. Put biosinteze voska završava se transportom komponenti voska iz endoplazmatskog retikuluma na površinu epiderme.^[9]

Primarna funkcija biljne kutikule je da bude prepreka propustljivosti vode i da sprečava isparavanje vode s površine epiderme, a takođe sprečava spoljnu vodu i rastvore da uđu u tkiva. Ona funkcioniše i kao barijera propusnosti za vodu i druge molekule (sprečava gubitak vode), a mikro i nanostruktura kutikule daje specijalizovana površinska svojstva koja sprečavaju kontaminaciju biljnih tkiva spoljnom vodom, prljavštinom i mikroorganizmima. Vazdušni organi mnogih biljaka, poput listova svetog lotosa (Nelumbo nucifera), imaju ultrahidrofobna i samočišćujuća svojstva koja su opisali Bartlot i Najnhuis (1997).^[11] Efekt lotusa ima primenu u biomimetici tehničkim materijalima.

Zaštita od dehidracije koju pruža kutikula majke poboljšava stanje potomstva kod mahovine Funaria hygrometrica i u sporofitima svih vaskularnih biljaka. Kod semenjača kutikula ima tendenciju da bude deblja na vrhu lista, ali ne uvek. Listovi biljaka kserofita prilagođeni vlažnijoj klimi imaju jednaku debljinu kutikule u odnosu na one mezofitne biljke iz vlažnijeg podnevlja koji nemaju visoki rizik od dehidracije donjih strana lišća.^[12]

Biljna kutikula jedna je u nizu inovacija, zajedno sa stomama, ksilemom i floemom i međućelijskim prostorima kod biljaka stablašica, a kasnije lisnog mezofila, koje su biljke evoluirale pre više od 450 miliona godina tokom prelaska između života u vodi i života na kopnu.^[13] Zajedno, ova svojstva omogućila su stvaranje uspravnih izdanaka, koristeći vazdušno okruženje za očuvanje vode interniranjem površina za izmenu gasova, zatvarajući ih u vodonepropusnu membranu i osiguravajući mehanizam za kontrolu promenjivog otvora zaštitne ćelije stoma, koje regulišu stope transpiracije i razmene CO₂.

Biljna kutikula на Викимедијиној остави.