Paroi cellulaire: types, caractéristiques et fonctions

La cellule est l'unité de base de la vie. Chaque entité considérée comme vivante a au moins une cellule dans sa structure corporelle, du procaryote le plus basal même l'être humain, qui semble être composé de 30 millions de millions de cellules (dont 84 % de globules rouge).

Chaque cellule doit être capable de se nourrir, de croître, de se multiplier, de se différencier, de signaler, de reconnaître l'environnement (chimiotaxie) et d'évoluer, c'est-à-dire que son génome doit varier au fil des générations.

En plus de ces fonctions, il faut noter que la cellule présente dans sa structure de l'ADN sous forme de chromosomes, qui peuvent être libres dans le cytoplasme (procaryotes) ou enfermés par une membrane nucléaire (eucaryotes). Cet ADN contient toutes les informations nécessaires à la synthèse des protéines, qui constituent 80% du protoplasme cellulaire déshydraté. Grâce à des processus de transcription et de traduction, l'information présente dans les gènes est transformée en une chaîne d'acides aminés, les unités basales de tout le matériel protéique.

Pour que tous ces processus aient lieu, la cellule doit avoir un équilibre homéostatique interne, c'est-à-dire qu'elle doit rester relativement constante malgré les changements environnementaux. La membrane plasmique délimite cet ensemble du reste du milieu et module l'entrée et la sortie de substances, mais il existe d'autres structures accessoires qui favorisent la protection et l'intégrité de la cellule. Ici, on vous dit tout sur paroi cellulaire.

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Qu'est-ce que la paroi cellulaire ?

La paroi cellulaire peut être définie comme une matrice extracellulaire qui entoure toutes les cellules végétales (Kingdom Plantae). Cependant, il est également présent chez la plupart des procaryotes, des champignons et d'autres êtres vivants, qui sont généralement considérés comme « évolutivement simples ».

D'un autre côté, les cellules animales n'ont pas de paroi cellulaire et leur seule délimitation par rapport à l'environnement est la membrane plasmique.

Malgré le fait que dans toutes les cellules c'est la membrane plasmique qui délimite l'intérieur de la cellule de l'extérieur, divers taxons d'êtres vivants ont choisi de recouvrir ces unités structurales d'une matrice insoluble de macromolécules sécrétée. Cette matrice ou paroi extracellulaire fournit non seulement un support structurel aux cellules et aux différents tissus, mais permet également le maintien de la cellule dans l'environnement, la formation d'adhérences et d'interactions spéciales et dicte la fonctionnalité de diverses souches au sein du même être vivant.

La composition de la paroi cellulaire varie entre les différents taxons d'êtres vivants qui la présentent. Par conséquent, nous vous expliquons séparément les particularités de cette formation chez les bactéries, les champignons et les plantes.

1. Paroi cellulaire chez les bactéries

Chez les bactéries, la cellule correspond à l'ensemble de votre corps. Pour cette raison, ces micro-organismes ont généralement des structures spéciales (telles que des cils, des flagelles et des fimbriae) que le reste des êtres multicellulaires n'ont pas dans la plupart de leurs tissus. Bien que nous ayons ajouté des structures qui nous permettent de nous déplacer, les bactéries doivent s'arranger avec un seul corps cellulaire pour remplir toutes leurs fonctions vitales.

Quelque chose de similaire se produit avec la protection contre les facteurs de stress externes. Bien que nous ayons un tissu entier dédié à la doublure et à la protection (peau), les bactéries ont besoin d'autres structures moins exigeants (comme les parois cellulaires), qui recouvrent la membrane et permettent à l'unité cellulaire de conserver son intégrité. En plus de protéger l'extérieur, la paroi bactérienne empêche la cellule d'exploser ou de se déformer en raison de la turgescence (gonflement dû aux changements de concentration entre le milieu et le cytoplasme).

La paroi cellulaire bactérienne est composé de peptidoglycane (muréine), qui à son tour est constitué de chaînes polysaccharidiques, interconnectées par des peptides inhabituels contenant des acides aminés D. La composition chimique est le différenciateur essentiel entre les parois des différents règnes, puisque celle des champignons est formée par la chitine et celle des plantes par la cellulose. Cependant, le principe et la fonctionnalité sont similaires dans tous ces taxons.

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2. Paroi cellulaire chez les champignons

En biologie, le terme « champignon » ou Champignons il est utilisé pour désigner un taxon d'organismes eucaryotes qui comprend les moisissures, les levures et les êtres vivants producteurs de champignons. Ils pourraient ressembler à des plantes, mais ils diffèrent de ceux-ci en ce qu'ils sont hétérotrophes, c'est-à-dire que obtenir de la matière organique directement de l'environnement et ne peut pas faire de photosynthèse.

En revanche, ils diffèrent des animaux par la présence de la paroi cellulaire dans leurs cellules, puisque l'on se souvient que la délimitation chez ces dernières se termine par la membrane plasmique. Entre deux eaux, les champignons sont considérés comme plus proches phylogénétiquement des animaux que des plantes ou des procaryotes.

Une fois ce point clarifié, il convient de noter que, comme nous l'avons déjà dit, la paroi cellulaire des champignons est composée de chitine. Ce composé est un type de glucide formé de sous-unités de β- (1,4) -N-acétylglucosamine (en basidiomycètes et ascomycètes), bien que chez les zygomycètes, il soit présent sous forme de chitosane poly-β- (1,4) -N-acétylglucosamine).

En plus de la chitine ou du chitosan, la paroi cellulaire des champignons Il contient également des glucanes, des polymères de glucose qui servent à relier les différentes chaînes de chitine. Enfin, cette structure possède également des enzymes nécessaires pour synthétiser et détruire la paroi et présente des protéines structurelles.

3. Paroi cellulaire chez les plantes

La paroi cellulaire des plantes est la plus connue au niveau général, car elle est généralement utilisée comme principale distinction entre la cellule du règne Animalia et celle des Plantae. La fonction la plus importante de cette matrice extracellulaire dure et résistante est de résister à la pression osmotique de l'environnement cellulaire, produit de la différence de concentrations entre l'environnement interne et externe.

Lorsque le milieu extracellulaire est hypotonique (il a une concentration en solutés plus faible que la cellule), l'eau pénètre dans la cellule, provoquant son gonflement ou sa turgescence. D'un point de vue chimique, un équilibre est recherché entre la solution externe hypotonique et le cytoplasme hypertonique, c'est-à-dire que tous deux deviennent isotoniques avec l'échange de fluides. Sans parois cellulaires (qui résistent à des pressions plusieurs fois supérieures à l'atmosphère), les cellules végétales gonfleraient à cause de l'entrée d'eau et ils finiraient par exploser.

Pour résister à ces pressions, la paroi cellulaire doit être solide et rigide. De plus, il comporte trois couches différentes :

• Paroi cellulaire primaire: c'est une couche mince et flexible, qui se développe au fur et à mesure de la croissance de la cellule végétale.
• Paroi cellulaire secondaire: lorsque la cellule cesse de croître et que la paroi cellulaire primaire est complètement formée, la paroi secondaire commence à être synthétisée. Cette couche ne se trouve pas dans tous les types de cellules au sein du même organisme.
• Lamelle moyenne: c'est une couche de pectines de calcium et de magnésium qui relie deux parois cellulaires de cellules adjacentes.

Dans la paroi cellulaire primaire en croissance, les matériaux de synthèse les plus importants sont cellulose (un polymère composé de plus de 10 000 monomères de glucose), hémicellulose (principalement de type xyloglucane) et pectine. Il est à noter que, curieusement, la cellulose est le biopolymère le plus abondant sur Terre, puisque les plantes contiennent dans leurs tissus (sous forme de molécules de carbone) 80% de la biomasse de la planète entière, soit environ 450 gigatonnes.

Dans l'environnement des cellules végétales, les fibrilles de cellulose sont intégrées dans une matrice constituée de protéines et des deux autres polysaccharides déjà nommés, l'hémicellulose et la pectine. Alors que la répartition de ces trois polysaccharides est homogène dans la paroi primaire, dans la paroi secondaire 80% d'entre eux correspondent à de la cellulose, d'où sa rigidité et sa résistance.

résumé

Comme vous l'avez peut-être vu, le travail de la paroi cellulaire va bien au-delà du royaume des plantes. Les bactéries (à l'exception des mycoplasmes) et les champignons le possèdent également et, bien que leur composition soit différente, le La logique est la même: éviter que la cellule ne subisse un stress mécanique ou n'explose à cause de déséquilibres osmotique.

En plus de ce travail vital, la paroi cellulaire des plantes (surtout la secondaire) sert également de "cloisons" pour la construction des tissus, car sa dureté, peu la malléabilité et le potentiel de liaison avec les structures adjacentes confèrent à cette matrice extracellulaire toutes les propriétés nécessaires au maintien des tissus organisé. Sans la paroi cellulaire, la vie des plantes, des procaryotes et des champignons serait impossible.