Buněčná stěna: typy, vlastnosti a funkce

Buňka je základní jednotkou života. Každá entita, která je považována za živou, má ve své tělesné struktuře alespoň jednu buňku, od nejzákladnějšího prokaryota dokonce i lidská bytost, která se zdá být složena z 30 milionů milionů buněk (84% z nich je globulí Červené).

Každá buňka musí být schopná sama se živit, růst, množit se, odlišovat se, signalizovat, rozpoznávat prostředí (chemotaxi) a vyvíjet se, to znamená, že jeho genom se musí po generace měnit.

Kromě těchto funkcí je třeba poznamenat, že buňka se ve své struktuře prezentuje DNA ve formě chromozomy, které mohou být volné v cytoplazmě (prokaryoty) nebo uzavřené jadernou membránou (eukaryoty). Tato DNA obsahuje všechny informace nezbytné pro syntézu proteinů, které tvoří 80% protoplazmy dehydratovaných buněk. Prostřednictvím transkripčních a translačních procesů se informace přítomné v genech transformují do řetězce aminokyselin, bazálních jednotek veškerého proteinového materiálu.

Aby všechny tyto procesy probíhaly, musí mít buňka vnitřní homeostatickou rovnováhu, to znamená, že musí i přes změny prostředí zůstat relativně konstantní. Plazmatická membrána odděluje tuto jednotku od zbytku média a moduluje vstup a výstup látky, ale existují i ​​jiné doplňkové struktury, které podporují ochranu a integritu buňka. Zde vám řekneme vše o

buněčná stěna.

• Související článek: „Nejdůležitější části buňky a organel: přehled“

Co je to buněčná stěna?

Buněčnou stěnu lze definovat jako extracelulární matrici, která obklopuje všechny rostlinné buňky (Kingdom Plantae). Je však také přítomen ve většině prokaryot, hub a dalších živých bytostí, které jsou obvykle považovány za „evolučně jednoduché“.

Na druhou stranu, živočišné buňky nemají buněčnou stěnu a jejich jediným ohraničením vzhledem k životnímu prostředí je plazmatická membrána.

Navzdory skutečnosti, že ve všech buňkách je to plazmatická membrána, která vymezuje vnitřek buňky z vnějšku, různé taxony živých bytostí se rozhodly pokrýt tyto strukturní jednotky nerozpustnou matricí makromolekul vylučováno. Tato matrice nebo extracelulární stěna nejen poskytuje strukturální podporu buňkám a různým tkáním, ale také umožňuje jejich údržbu buňka v prostředí, tvorba adhezí a speciálních interakcí a diktuje funkčnost různých kmenů ve stejné bytosti naživu.

Složení buněčné stěny se liší mezi různými taxony živých bytostí, které ji představují. Proto vám řekneme zvláštnosti této formace u bakterií, hub a rostlin zvlášť.

1. Buněčná stěna v bakteriích

V bakteriích buňka odpovídá celému tělu. Z tohoto důvodu mají tyto mikroorganismy obvykle speciální struktury (jako řasy, bičíky a fimbrie), které zbytek mnohobuněčných bytostí ve většině tkání nemá. I když jsme přidali struktury, které nám umožňují pohyb, bakterie si musí vymyslet jediné tělo buňky, aby mohly vykonávat všechny své životně důležité funkce.

Něco podobného se děje s ochranou před vnějšími stresory. I když máme celou tkáň věnovanou podšívce a ochraně (pokožce), bakterie potřebují další struktury méně náročné (například buněčné stěny), které pokrývají membránu a umožňují buněčné jednotce udržovat integritu. Kromě ochrany vnějšku brání bakteriální stěna explozi nebo deformaci buňky v důsledku turgoru (otok v důsledku změn koncentrace mezi médiem a cytoplazmou).

Bakteriální buněčná stěna je složen z peptidoglykanu (murein), který je zase tvořen polysacharidovými řetězci, propojenými neobvyklými peptidy obsahujícími D-aminokyseliny. Chemické složení je základním rozlišovacím prvkem mezi stěnami v různých královstvích, protože složení hub tvoří chitin a složení rostlin celulóza. Předpoklad a funkčnost jsou však u všech těchto taxonů podobné.

• Mohlo by vás zajímat: 3 typy bakterií (charakteristika a morfologie)

2. Buněčná stěna v houbách

V biologii je termín „houba“ nebo Houby používá se k označení taxonu eukaryotických organismů, který zahrnuje plísně, kvasinky a živé bytosti produkující houby. Mohly by vypadat jako rostliny, ale liší se od nich tím, že jsou heterotrofy, to je to získávat organickou hmotu přímo z prostředí a nemůže fotosyntetizovat.

Na druhou stranu se od zvířat liší přítomností buněčné stěny v jejich buňkách, protože si pamatujeme, že jejich vymezení končí plazmatickou membránou. Mezi dvěma vodami jsou houby považovány za více fylogeneticky blízké zvířatům než rostlinám nebo prokaryotům.

Jakmile bude tento bod objasněn, je třeba poznamenat, že, jak jsme již řekli, buněčná stěna hub je složena z chitinu. Tato sloučenina je typem sacharidů, který je tvořen podjednotkami β- (1,4) -N-acetylglukosaminu (v basidiomycetes a ascomycetes), i když v zygomycetách je přítomen ve formě chitosanu poly-p- (1,4) -N-acetylglukosamin).

Kromě chitinu nebo chitosanu je to buněčná stěna hub Obsahuje také glukany, glukózové polymery, které slouží k propojení různých chitinových řetězců. Nakonec má tato struktura také enzymy nezbytné pro syntézu a zničení stěny a představuje strukturální proteiny.

3. Buněčná stěna v rostlinách

Buněčná stěna rostlin je nejznámější na obecné úrovni, protože se obvykle používá jako hlavní rozdíl mezi buňkou království Animalia a Plantae. Nejdůležitější funkcí této odolné a odolné extracelulární matrice je odolat osmotickému tlaku buněčného prostředí, součin rozdílu koncentrací mezi vnitřním a vnějším prostředím.

Když je extracelulární médium hypotonické (má nižší koncentraci rozpuštěných látek než buňka), vstupuje do buňky voda, která způsobuje její otok nebo turgor. Z chemického hlediska je hledána rovnováha mezi hypotonickým zevním roztokem a hypertonickou cytoplazmou, to znamená, že oba se stávají izotonickými při výměně tekutin. Bez buněčných stěn (které vydrží několikanásobně vyšší tlaky než atmosférické) by rostlinné buňky bobtnaly kvůli vstupu vody a nakonec explodují.

Aby tyto tlaky odolaly, musí být buněčná stěna silná a tuhá. Kromě toho má tři různé vrstvy:

• Primární buněčná stěna: je to tenká a pružná vrstva, která se vyvíjí s růstem rostlinné buňky.
• Sekundární buněčná stěna: když buňka přestane růst a primární buněčná stěna je zcela vytvořena, začne se syntetizovat sekundární stěna. Tato vrstva se nenachází ve všech typech buněk ve stejném organismu.
• Střední lamela: je to vrstva pektinů vápníku a hořčíku, která spojuje dvě buněčné stěny sousedících buněk.

V rostoucí primární buněčné stěně jsou nejdůležitější syntetické materiály celulóza (polymer složený z více než 10 000 monomerů glukózy), hemicelulóza (většinou xyloglukanového typu) a pektin. Je třeba podotknout, že kupodivu je celulóza nejhojnějším biopolymerem na Zemi od rostlin obsahují ve svých tkáních (ve formě molekul uhlíku) 80% biomasy celé planety, asi 450 gigatony.

V prostředí rostlinných buněk jsou celulózová vlákna zabudována do matrice, která se skládá z proteinů a dalších dvou již pojmenovaných polysacharidů, hemicelulózy a pektinu. Zatímco distribuce těchto tří polysacharidů je v primární stěně homogenní, v sekundární stěně 80% z nich odpovídá celulóze, tedy její tuhosti a pevnosti.

Životopis

Jak jste možná viděli, práce buněčné stěny jde daleko za království rostlin. Bakterie (kromě mykoplazmat) a houby ji také vlastní, a ačkoli je jejich složení odlišné, Odůvodnění je stejné: zabránit tomu, aby buňka byla vystavena mechanickému namáhání nebo aby explodovala v důsledku nerovnováhy osmotický.

Kromě této životně důležité práce funguje buněčná stěna rostlin (zejména sekundární) také jako „přepážky“ pro stavbu tkání, protože její tvrdost, malá tvárnost a potenciál pro vazbu se sousedními strukturami dodávají této extracelulární matrici všechny vlastnosti nezbytné k udržení tkání organizovaný. Bez buněčné stěny by byl život rostlin, prokaryotů a hub nemožný.