Parete cellulare: tipi, caratteristiche e funzioni

La cellula è l'unità fondamentale della vita. Ogni entità considerata viva ha almeno una cellula nella sua struttura corporea, dal procariote più basale anche l'essere umano, che sembra essere composto da 30 milioni di milioni di cellule (l'84% delle quali globuli rosso).

Ogni cellula deve potersi nutrire, crescere, moltiplicarsi, differenziarsi, segnalare, riconoscere l'ambiente (chemiotassi) ed evolvere, cioè il suo genoma deve variare nel corso delle generazioni.

Oltre a queste funzioni, va notato che la cellula presenta nella sua struttura DNA sotto forma di cromosomi, che possono essere liberi nel citoplasma (procarioti) o racchiusi da una membrana nucleare (eucarioti). Questo DNA contiene tutte le informazioni necessarie per la sintesi delle proteine, che costituiscono l'80% del protoplasma cellulare disidratato. Attraverso processi di trascrizione e traduzione, l'informazione presente nei geni si trasforma in una catena di amminoacidi, le unità basali di tutto il materiale proteico.

Perché tutti questi processi abbiano luogo, la cellula deve presentare un equilibrio omeostatico interno, cioè deve rimanere relativamente costante nonostante i cambiamenti ambientali. La membrana plasmatica delimita questa unità dal resto del mezzo e modula l'ingresso e l'uscita di sostanze, ma esistono altre strutture accessorie che promuovono la protezione e l'integrità del cellula. Qui vi raccontiamo tutto parete cellulare.

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Qual è la parete cellulare?

La parete cellulare può essere definita come una matrice extracellulare che circonda tutte le cellule vegetali (Kingdom Plantae). Tuttavia, è presente anche nella maggior parte dei procarioti, funghi e altri esseri viventi, che di solito sono considerati "evolutivamente semplici".

D'altro canto, le cellule animali non hanno una parete cellulare e la loro unica delimitazione rispetto all'ambiente è la membrana plasmatica.

Nonostante il fatto che in tutte le cellule sia la membrana plasmatica che delimita l'interno della cellula dall'esterno, vari taxa di esseri viventi hanno scelto di ricoprire queste unità strutturali con una matrice insolubile di macromolecole secreto. Questa matrice o parete extracellulare non solo fornisce supporto strutturale alle cellule e ai diversi tessuti, ma consente anche il mantenimento di la cellula nell'ambiente, la formazione di aderenze e interazioni speciali e detta la funzionalità di vari ceppi all'interno dello stesso essere vivo.

La composizione della parete cellulare varia tra i diversi taxa di esseri viventi che la presentano. Pertanto, ti diciamo le peculiarità di questa formazione in batteri, funghi e piante separatamente.

1. Parete cellulare nei batteri

Nei batteri, la cellula corrisponde a tutto il tuo corpo. Per questo motivo, questi microrganismi di solito hanno strutture speciali (come ciglia, flagelli e fimbrie) che il resto degli esseri multicellulari non ha nella maggior parte dei loro tessuti. Sebbene disponiamo di strutture aggregate che ci consentono la locomozione, i batteri devono escogitare un unico corpo cellulare per svolgere tutte le loro funzioni vitali.

Qualcosa di simile accade con la protezione contro i fattori di stress esterni. Sebbene disponiamo di un intero tessuto dedicato al rivestimento e alla protezione (pelle), i batteri hanno bisogno di altre strutture meno impegnative (come le pareti cellulari), che ricoprono la membrana e consentono all'unità cellulare di mantenere la sua integrità. Oltre a proteggere l'esterno, la parete batterica impedisce alla cellula di esplodere o deformarsi per turgore (gonfiore dovuto a variazioni di concentrazione tra il mezzo e il citoplasma).

La parete cellulare batterica è composto da peptidoglicano (mureina), che a sua volta è costituito da catene di polisaccaridi, interconnesse da insoliti peptidi contenenti D-amminoacidi. La composizione chimica è il fattore di differenziazione essenziale tra le pareti nei diversi regni, poiché quella dei funghi è formata dalla chitina e quella delle piante dalla cellulosa. Tuttavia, la premessa e la funzionalità sono simili in tutti questi taxa.

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2. Parete cellulare nei funghi

In biologia, il termine "fungo" o Fungo è usato per designare un taxon di organismi eucarioti che include muffe, lieviti ed esseri viventi produttori di funghi. Potrebbero sembrare delle piante, ma differiscono da queste in quanto sono eterotrofi, cioè, cioè ottenere materia organica direttamente dall'ambiente e non può fotosintetizzare.

D'altra parte, differiscono dagli animali per la presenza della parete cellulare nelle loro cellule, poiché ricordiamo che la delimitazione in queste ultime termina con la membrana plasmatica. Tra due acque, i funghi sono considerati filogeneticamente più vicini agli animali che alle piante o ai procarioti.

Chiarito questo punto, va notato che, come abbiamo già detto, la parete cellulare dei funghi è composta da chitina. Questo composto è un tipo di carboidrato, formato da subunità di β- (1,4) -N-acetilglucosamina (in basidiomiceti e ascomiceti), sebbene negli zigomiceti sia presente sotto forma di chitosano poli-β- (1,4) -N-acetilglucosamina).

Oltre alla chitina o al chitosano, la parete cellulare dei funghi Contiene anche glucani, polimeri del glucosio che servono a collegare le diverse catene di chitina. Infine, questa struttura ha anche enzimi necessari per sintetizzare e distruggere la parete e presenta proteine ​​strutturali.

3. Parete cellulare nelle piante

La parete cellulare delle piante è la più conosciuta a livello generale, in quanto viene solitamente utilizzata come principale distinzione tra la cellula del regno Animalia e le Plantae. La funzione più importante di questa matrice extracellulare dura e resistente è quella di resistere alla pressione osmotica dell'ambiente cellularecellular, prodotto della differenza di concentrazione tra ambiente interno ed ambiente esterno.

Quando il mezzo extracellulare è ipotonico (ha una minore concentrazione di soluti rispetto alla cellula), l'acqua entra nella cellula, provocandone il rigonfiamento o turgore. Da un punto di vista chimico si cerca un equilibrio tra la soluzione esterna ipotonica e il citoplasma ipertonico, cioè che entrambi diventino isotonico con lo scambio di fluidi. Senza pareti cellulari (che resistono a pressioni diverse volte superiori a quelle atmosferiche), le cellule vegetali si gonfierebbero a causa dell'ingresso di acqua e finirebbero per esplodere.

Per resistere a queste pressioni, la parete cellulare deve essere forte e rigida. Inoltre, ha tre diversi strati:

• Parete cellulare primaria: è uno strato sottile e flessibile, che si sviluppa man mano che la cellula vegetale cresce.
• Parete cellulare secondaria: quando la cellula smette di crescere e la parete cellulare primaria è completamente formata, la parete secondaria inizia a essere sintetizzata. Questo strato non si trova in tutti i tipi di cellule all'interno dello stesso organismo.
• Lamella media: è uno strato di pectine di calcio e magnesio che unisce due pareti cellulari di cellule adiacenti l'una all'altra.

Nella parete cellulare primaria in crescita, i materiali di sintesi più importanti sono cellulosa (un polimero composto da più di 10.000 monomeri di glucosio), emicellulosa (per lo più di tipo xiloglucano) e pectina. Va notato che, curiosamente, la cellulosa è il biopolimero più abbondante sulla Terra, poiché le piante contengono nei loro tessuti (sotto forma di molecole di carbonio) l'80% della biomassa dell'intero pianeta, circa 450 gigatonnellate.

Nell'ambiente delle cellule vegetali, le fibrille di cellulosa sono incorporate in una matrice, che consiste di proteine ​​e degli altri due polisaccaridi già nominati, emicellulosa e pectina. Mentre la distribuzione di questi tre polisaccaridi è omogenea nella parete primaria, nella parete secondaria l'80% di essi corrisponde alla cellulosa, da qui la sua rigidità e resistenza.

Curriculum vitae

Come avrete visto, il lavoro della parete cellulare va ben oltre il regno delle piante. Anche i batteri (eccetto i micoplasmi) e i funghi lo possiedono e, sebbene la loro composizione sia diversa, il La logica è la stessa: evitare che la cellula subisca stress meccanici o esploda a causa di squilibri osmotica.

Oltre a questo lavoro vitale, la parete cellulare nelle piante (soprattutto quella secondaria) funge anche da "partito" per la costruzione dei tessuti, poiché la sua durezza, poco malleabilità e potenziale di legame con strutture adiacenti conferiscono a questa matrice extracellulare tutte le proprietà necessarie per mantenere i tessuti organizzato. Senza la parete cellulare, la vita di piante, procarioti e funghi sarebbe impossibile.