جدار الخلية: الأنواع والخصائص والوظائف

الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة. يحتوي كل كيان يعتبر على قيد الحياة على خلية واحدة على الأقل في هيكل جسمه ، من أكثر بدائيات النوى القاعدية حتى الإنسان الذي يبدو أنه يتكون من 30 مليون خلية (84٪ منها كريات أحمر).

يجب أن تكون كل خلية قادرة على تغذية نفسها ، والنمو ، والتكاثر ، والتمييز ، والإشارة ، والتعرف على البيئة (الانجذاب الكيميائي) والتطور ، أي أن جينومها يجب أن يتنوع عبر الأجيال.

بالإضافة إلى هذه الوظائف ، تجدر الإشارة إلى أن الخلية تحتوي على DNA في هيكلها في شكل الكروموسومات ، والتي قد تكون حرة في السيتوبلازم (بدائيات النوى) أو محاطة بغشاء نووي (حقيقيات النواة). يحتوي هذا الحمض النووي على جميع المعلومات اللازمة لتخليق البروتينات ، والتي تشكل 80٪ من بروتوبلازم الخلية المجففة. من خلال عمليات النسخ والترجمة ، يتم تحويل المعلومات الموجودة في الجينات إلى سلسلة من الأحماض الأمينية ، وهي الوحدات القاعدية لجميع المواد البروتينية.

لكي تحدث كل هذه العمليات ، يجب أن يكون للخلية توازن داخلي ، أي يجب أن تظل ثابتة نسبيًا على الرغم من التغيرات البيئية. يحدد غشاء البلازما هذه الوحدة عن باقي الوسط ويقوم بتعديل الدخول والخروج المواد ، ولكن هناك هياكل ملحقة أخرى تعزز حماية وسلامة زنزانة. هنا نخبرك بكل شيء عن

جدار الخلية.

• مقالات لها صلة: "أهم أجزاء الخلية والعضيات: نظرة عامة"

ما هو جدار الخلية؟

يمكن تعريف جدار الخلية على أنه مصفوفة خارج الخلية تحيط بجميع الخلايا النباتية (Kingdom Plantae). ومع ذلك ، فهو موجود أيضًا في معظم بدائيات النوى والفطريات والكائنات الحية الأخرى ، والتي تعتبر عادةً "بسيطة تطوريًا".

من ناحية أخرى، لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدار خلوي وتحديدها الوحيد فيما يتعلق بالبيئة هو غشاء البلازما.

على الرغم من حقيقة أن غشاء البلازما في جميع الخلايا هو الذي يحدد الجزء الداخلي للخلية من الخارج ، إلا أن اختارت أصناف الكائنات الحية تغطية هذه الوحدات الهيكلية بمصفوفة غير قابلة للذوبان من الجزيئات الكبيرة يفرز. لا توفر هذه المصفوفة أو الجدار خارج الخلية الدعم الهيكلي للخلايا والأنسجة المختلفة فحسب ، بل تتيح أيضًا الحفاظ عليها الخلية في البيئة ، وتشكيل التصاقات والتفاعلات الخاصة وتملي وظيفة سلالات مختلفة داخل نفس الكائن على قيد الحياة.

يختلف تكوين جدار الخلية بين الأصناف المختلفة للكائنات الحية التي تقدمه. لذلك نخبرك بخصائص هذا التكوين في البكتيريا والفطريات والنباتات بشكل منفصل.

1. جدار الخلية في البكتيريا

في البكتيريا ، تتوافق الخلية مع الجسم كله. لهذا السبب ، فإن هذه الكائنات الحية الدقيقة عادة ما تقدم هياكل خاصة (مثل الأهداب ، الأسواط والخمل) التي لا تمتلكها بقية الكائنات متعددة الخلايا في معظم أنسجتها. بينما لدينا هياكل مجمعة تسمح لنا بالحركة ، يجب على البكتيريا أن تتعامل مع جسم خلية واحدة لأداء جميع وظائفها الحيوية.

يحدث شيء مشابه مع الحماية من الضغوط الخارجية. على الرغم من أن لدينا نسيجًا كاملاً مخصصًا للبطانة والحماية (الجلد) ، إلا أن البكتيريا تحتاج إلى بنى أخرى أقل تطلبًا (مثل جدران الخلايا) ، وتغطي الغشاء وتسمح لوحدة الخلية بالحفاظ على سلامتها. بالإضافة إلى حماية السطح الخارجي ، يمنع الجدار البكتيري الخلية من الانفجار أو التشوه بسبب التورم (الانتفاخ بسبب التغيرات في التركيز بين الوسط والسيتوبلازم).

جدار الخلية البكتيرية يتكون من ببتيدوغليكان (مورين) ، والذي يتكون بدوره من سلاسل عديد السكاريد ، مترابطة بواسطة ببتيدات غير عادية تحتوي على أحماض أمينية د. التركيب الكيميائي هو الفارق الأساسي بين الجدران في الممالك المختلفة ، حيث أن الفطريات تتكون من الكيتين وتلك الموجودة في النباتات بواسطة السليلوز. ومع ذلك ، فإن الفرضية والوظائف متشابهة في كل هذه الأصناف.

• قد تكون مهتمًا بـ: الأنواع الثلاثة للبكتيريا (الخصائص والتشكل)

2. جدار الخلية في الفطريات

في علم الأحياء ، مصطلح "فطر" أو الفطريات يتم استخدامه لتعيين تصنيف للكائنات حقيقية النواة التي تشمل العفن والخمائر والكائنات الحية التي تنتج الفطر. يمكن أن تبدو مثل النباتات ، لكنها تختلف عن هؤلاء في أنها غيرية التغذية ، أي أن الحصول على المواد العضوية مباشرة من البيئة ولا يمكن التمثيل الضوئي.

من ناحية أخرى ، تختلف عن الحيوانات في وجود جدار الخلية في خلاياها ، حيث نتذكر أن التحديد في الأخير ينتهي بغشاء البلازما. بين الماءين ، تعتبر الفطريات أقرب إلى الحيوانات من الناحية التطورية من النباتات أو بدائيات النوى.

بمجرد توضيح هذه النقطة ، تجدر الإشارة إلى أنه ، كما قلنا بالفعل ، يتكون جدار الخلية من الفطريات من الكيتين. هذا المركب هو نوع من الكربوهيدرات ، والذي يتكون من وحدات فرعية من β- (1،4) -N-acetylglucosamine (in basidiomycetes و ascomycetes) ، على الرغم من وجودها في الزيجوميسيتيس في شكل الشيتوزان بولي β- (1،4) -N-Acetylglucosamine).

بالإضافة إلى الكيتين أو الشيتوزان ، جدار الخلية من الفطريات يحتوي أيضًا على جلوكان وبوليمرات الجلوكوز التي تعمل على ربط سلاسل الكيتين المختلفة. أخيرًا ، يحتوي هذا الهيكل أيضًا على إنزيمات ضرورية لتركيب وتدمير الجدار وتقديم البروتينات الهيكلية.

3. جدار الخلية في النباتات

يعد جدار الخلية للنباتات هو الأكثر شهرة على المستوى العام ، حيث يتم استخدامه عادةً كتمييز رئيسي بين خلية مملكة Animalia و Plantae. تتمثل الوظيفة الأكثر أهمية لهذه المصفوفة خارج الخلوية القاسية والمقاومة في تحمل الضغط الاسموزي للبيئة الخلوية، نتاج الاختلاف في التركيزات بين البيئة الداخلية والخارجية.

عندما يكون الوسط خارج الخلية منخفض التوتر (يحتوي على تركيز أقل من المواد المذابة من الخلية) ، يدخل الماء إلى الخلية ، مما يتسبب في انتفاخها أو انتفاخها. من وجهة نظر كيميائية ، يتم البحث عن توازن بين المحلول الخارجي ناقص التوتر والسيتوبلازم مفرط التوتر ، أي أن كلاهما يصبح متساوي التوتر مع تبادل السوائل. بدون جدران الخلايا (التي تتحمل ضغوطًا أعلى بعدة مرات من الضغط الجوي) ، ستنتفخ الخلايا النباتية بسبب دخول الماء وسوف ينتهي بهم الأمر بالانفجار.

لتحمل هذه الضغوط ، يجب أن يكون جدار الخلية قويًا وصلبًا. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تتكون من ثلاث طبقات مختلفة:

• جدار الخلية الأساسي: هو طبقة رقيقة ومرنة تتطور مع نمو الخلية النباتية.
• جدار الخلية الثانوي: عندما تتوقف الخلية عن النمو ويتشكل جدار الخلية الأساسي بشكل كامل ، يبدأ الجدار الثانوي في التركيب. لم يتم العثور على هذه الطبقة في جميع أنواع الخلايا داخل نفس الكائن الحي.
• الصفيحة الوسطى: هي طبقة من البكتين الكالسيوم والمغنيسيوم التي تربط بين جدارين من الخلايا متجاورين.

في جدار الخلية الأساسي المتنامي ، تكون أهم المواد التخليقية السليلوز (بوليمر يتكون من أكثر من 10000 مونومر جلوكوز) وهيميسليلوز (معظمه من نوع زيلوغلوكان) والبكتين. وتجدر الإشارة إلى أنه من الغريب أن السليلوز هو البوليمر الحيوي الأكثر وفرة على وجه الأرض ، منذ النباتات تحتوي في أنسجتها (على شكل جزيئات كربون) على 80٪ من الكتلة الحيوية للكوكب بأسره ، حوالي 450 جيجا طن.

في بيئة الخلايا النباتية ، يتم تضمين ألياف السليلوز في مصفوفة تتكون من البروتينات والسكريات الأخرى التي تم تسميتها بالفعل ، وهما الهيميسليلوز والبكتين. في حين أن توزيع هذه السكريات الثلاثة متجانس في الجدار الأساسي ، في الجدار الثانوي 80 ٪ منها يتوافق مع السليلوز ، وبالتالي صلابته وقوته.

سيرة ذاتية

كما قد تكون قد رأيت ، فإن عمل جدار الخلية يتجاوز مملكة النباتات. البكتيريا (باستثناء الميكوبلازما) والفطريات تمتلكها أيضًا ، وعلى الرغم من اختلاف تكوينها ، فإن الأساس المنطقي هو نفسه: منع الخلية من المعاناة من الإجهاد الميكانيكي أو من الانفجار بسبب الاختلالات تناضحي.

بالإضافة إلى هذا العمل الحيوي ، يعمل جدار الخلية في النباتات (خاصةً الثانوي) أيضًا كـ "أقسام" لبناء الأنسجة ، نظرًا لصلابته ، توفر المرونة وإمكانية الارتباط مع الهياكل المجاورة لهذه المصفوفة خارج الخلية جميع الخصائص اللازمة للحفاظ على الأنسجة منظم. بدون جدار الخلية ، ستكون حياة النباتات وبدائيات النوى والفطريات مستحيلة.