Plik ściana komórkowa Jest to gruba i odporna struktura, która ogranicza określone typy komórek i otacza błonę plazmatyczną. Nie jest uważana za ścianę, która uniemożliwia kontakt z zewnętrzem; jest dynamiczną, złożoną strukturą i odpowiada za znaczną liczbę funkcji fizjologicznych w organizmach.
Ściana komórkowa znajduje się w roślinach, grzybach, bakteriach i algach. Każda ściana ma typową strukturę i kompozycję grupową. Natomiast jedną z cech komórek zwierzęcych jest brak ściany komórkowej. Ta struktura jest głównie odpowiedzialna za nadanie i utrzymanie kształtu komórek.
Ściana komórkowa działa jako bariera ochronna w odpowiedzi na zaburzenia równowagi osmotycznej, które może występować w środowisku komórki. Ponadto odgrywa rolę w komunikacji między komórkami..
Indeks artykułów
-Ściana komórkowa to gruba, stabilna i dynamiczna bariera występująca w różnych grupach organizmów..
-Obecność tej struktury jest niezbędna dla żywotności komórki, jej kształtu, aw przypadku organizmów szkodliwych bierze udział w jej patogenności..
-Chociaż skład ściany różni się w zależności od każdej grupy, główną funkcją jest utrzymanie integralności komórki przed siłami osmotycznymi, które mogą rozerwać komórkę.
-W przypadku organizmów wielokomórkowych wspomaga tworzenie się tkanek i uczestniczy w komunikacji komórkowej
Ściany komórkowe komórek roślinnych składają się z polisacharydów i glikoprotein, zorganizowanych w trójwymiarowej macierzy.
Najważniejszym składnikiem jest celuloza. Składa się z powtarzających się jednostek glukozy, połączonych ze sobą wiązaniami β-1,4. Każda cząsteczka zawiera około 500 cząsteczek glukozy.
Pozostałe składniki to: homogalakturonian, ramnogalakturonian I i II oraz polisacharydy hemicelulozy, takie jak między innymi ksyloglukany, glukomannan, ksylan..
Ściana zawiera również składniki o charakterze białkowym. Arabinogalaktan jest białkiem występującym w ścianie i jest powiązany z sygnalizacją komórkową.
Hemiceluloza wiąże się poprzez wiązania wodorowe z celulozą. Te interakcje są bardzo stabilne. W przypadku pozostałych komponentów tryb interakcji nie jest jeszcze dobrze zdefiniowany.
Możesz rozróżnić pierwotną i wtórną ścianę komórkową. Pierwotny jest cienki i nieco plastyczny. Po zatrzymaniu wzrostu komórek następuje odkładanie się ściany wtórnej, która może zmienić swój skład w stosunku do ściany pierwotnej lub pozostać niezmieniona i tylko dodać dodatkowe warstwy.
W niektórych przypadkach lignina jest składnikiem ściany wtórnej. Na przykład drzewa zawierają znaczne ilości celulozy i ligniny.
Proces biosyntezy ścian jest złożony. Obejmuje około 2000 genów, które uczestniczą w budowie struktury.
Celuloza jest syntetyzowana na błonie komórkowej i osadzana bezpośrednio na zewnątrz. Jego powstanie wymaga kilku kompleksów enzymatycznych.
Reszta składników jest syntetyzowana w układach błoniastych zlokalizowanych w komórce (takich jak aparat Golgiego) i wydalana przez pęcherzyki..
Ściana komórkowa roślin pełni funkcje analogiczne do tych, które pełni macierz zewnątrzkomórkowa w komórkach zwierzęcych, takie jak utrzymywanie kształtu i struktury komórki, łączenie tkanek i sygnalizacja komórkowa. Poniżej omówimy najważniejsze funkcje:
W komórkach zwierzęcych - pozbawionych ściany komórkowej - środowisko zewnątrzkomórkowe stanowi poważne wyzwanie pod względem osmozy.
Kiedy stężenie pożywki jest wyższe w porównaniu do wnętrza komórki, woda ma tendencję do wypływania z komórki. I odwrotnie, gdy komórka jest wystawiona na działanie hipotonicznego środowiska (wyższe stężenie w komórce), woda dostaje się do środka i komórka może eksplodować.
W przypadku komórek roślinnych ilość substancji rozpuszczonych w środowisku komórkowym jest mniejsza niż we wnętrzu komórki. Jednak komórka nie eksploduje, ponieważ ściana komórki jest pod ciśnieniem. Zjawisko to powoduje pojawienie się określonego ciśnienia mechanicznego lub turgoru komórkowego..
Ciśnienie turgorowe wytwarzane przez ścianę komórkową pomaga utrzymać sztywność tkanek roślinnych.
Komórki roślinne są w stanie komunikować się ze sobą poprzez szereg „kanałów” zwanych plazmodesmami. Szlaki te łączą cytozole obu komórek i wymieniają materiały i cząsteczki..
System ten umożliwia wymianę produktów przemiany materii, białek, kwasów nukleinowych, a nawet cząstek wirusów..
W tej złożonej macierzy znajdują się cząsteczki pochodzące z pektyny, takie jak oligogalakturonidy, które mają zdolność wyzwalania szlaków sygnałowych, takich jak odpowiedzi obronne. Innymi słowy, działają jak układ odpornościowy zwierząt..
Chociaż ściana komórkowa tworzy barierę przed patogenami, nie jest całkowicie nieprzenikniona. Dlatego też, gdy ściana jest osłabiona, związki te uwalniają się i „ostrzegają” roślinę o ataku..
W odpowiedzi dochodzi do uwolnienia reaktywnych form tlenu i powstają metabolity, takie jak fitoaleksyny, które są substancjami przeciwdrobnoustrojowymi..
Ściana komórkowa eubakterii ma dwie podstawowe struktury, które można odróżnić słynnym barwieniem Grama.
Pierwsza grupa składa się z bakterii Gram-ujemnych. W tym typie membrana jest podwójna. Ściana komórki jest cienka i otoczona z obu stron wewnętrzną i zewnętrzną błoną plazmatyczną. Klasycznym przykładem bakterii Gram-ujemnych jest E coli.
Ze swojej strony bakterie Gram-dodatnie mają tylko błonę plazmatyczną, a ściana komórkowa jest znacznie grubsza. Są one zwykle bogate w kwasy teichojowe i mikolowe. Przykładem jest patogen Staphylococcus aureus.
Głównym składnikiem obu typów ścian jest peptydoglikan, zwany także mureiną. Składające się na nią jednostki lub monomery to N-acetyloglukozamina i kwas N-acetylomuraminowy. Składa się z liniowych łańcuchów polisacharydów i małych peptydów. Peptydoglikan tworzy mocne i stabilne struktury.
Niektóre antybiotyki, takie jak penicylina i wankomycyna, działają zapobiegając tworzeniu się wiązań w ścianie komórkowej bakterii. Kiedy bakteria traci swoją ścianę komórkową, powstała w ten sposób struktura nazywana jest sferoplastem..
Archaea różnią się składem ścianek od bakterii, głównie dlatego, że nie zawierają peptydoglikanu. Niektóre archeony mają warstwę pseudopeptydoglikanu lub pseudomureiny.
Ten polimer ma grubość 15-20 nm i jest podobny do peptydoglikanu. Składniki polimeru to kwas l-N-acetylotalozaminuronowy połączony z N-acetyloglukozaminą.
Zawierają szereg rzadkich lipidów, takich jak grupy izoprenowe związane z glicerolem oraz dodatkową warstwę glikoprotein, zwaną warstwą S. Warstwa ta jest często związana z błoną plazmatyczną..
Lipidy są inne niż u bakterii. U eukariotów i bakterii znalezione wiązania są typu estrowego, podczas gdy u archeonów są typu eterowego. Szkielet glicerolu jest typowy dla tej domeny.
Istnieje kilka gatunków archeonów, takich jak Ferroplasma Acidophilum Y Thermoplasma spp., które nie mają ściany komórkowej, pomimo życia w ekstremalnych warunkach środowiskowych.
Zarówno eubakterie, jak i archeony mają dużą warstwę białek, takich jak adhezyny, które pomagają tym mikroorganizmom kolonizować różne środowiska.
U bakterii Gram-ujemnych składniki ściany są syntetyzowane w cytoplazmie lub w błonie wewnętrznej. Konstrukcja ściany występuje na zewnątrz komórki.
Tworzenie peptydoglikanu rozpoczyna się w cytoplazmie, gdzie zachodzi synteza prekursorów nukleotydów składników ściany..
Następnie synteza przebiega dalej w błonie cytoplazmatycznej, gdzie syntetyzowane są związki o charakterze lipidowym..
Proces syntezy kończy się wewnątrz błony cytoplazmatycznej, gdzie zachodzi polimeryzacja jednostek peptydoglikanu. W tym procesie uczestniczą różne enzymy.
Podobnie jak ściana komórkowa roślin, ta struktura bakterii pełni podobne funkcje, chroniąc te jednokomórkowe organizmy przed lizą przed stresem osmotycznym..
Zewnętrzna błona bakterii Gram-ujemnych pomaga w translokacji białek i substancji rozpuszczonych oraz w transdukcji sygnału. Chroni także organizm przed patogenami i zapewnia stabilność komórkową.
Większość ścian komórkowych grzybów ma dość podobny skład i strukturę. Powstają z żelopodobnych polimerów węglowodanowych, przeplatanych białkami i innymi składnikami.
Charakterystycznym składnikiem ściany grzyba jest chityna. Oddziałuje z glukanami, tworząc włóknistą macierz. Chociaż jest to mocna konstrukcja, charakteryzuje się pewnym stopniem elastyczności.
W błonie komórkowej zachodzi synteza głównych składników - chityny i glukanów.
Inne składniki są syntetyzowane w aparacie Golgiego i retikulum endoplazmatycznym. Cząsteczki te są przenoszone na zewnątrz komórki drogą wydalania przez pęcherzyki..
Ściana komórkowa grzybów determinuje ich morfogenezę, żywotność komórek i patogeniczność. Z ekologicznego punktu widzenia określa rodzaj środowiska, w którym dany grzyb może zamieszkiwać lub nie.
Jeszcze bez komentarzy