דופן התא: סוגים, מאפיינים ופונקציות

התא הוא יחידת החיים הבסיסית. לכל ישות שנחשבת לחיה יש לפחות תא אחד במבנה גופה, מהפרוקריוט הבסיסי ביותר אפילו בן האדם, שנראה שמורכב מ -30 מיליון מיליון תאים (84% מהם כדוריות) אָדוֹם).

כל תא חייב להיות מסוגל להזין את עצמו, לצמוח, להכפיל, להבדיל, לאותת, לזהות את הסביבה (כימוטקסיס) ולהתפתח, כלומר הגנום שלו חייב להשתנות לאורך הדורות.

בנוסף לפונקציות אלה, יש לציין שהתא מציג במבנהו DNA בצורת כרומוזומים, שעשויים להיות חופשיים בציטופלזמה (פרוקריוטים) או מוקפים בקרום גרעיני (אוקריוטים). DNA זה מכיל את כל המידע הדרוש לסינתזה של חלבונים, המהווים 80% מפרוטופלזמה של התאים המיובשים. באמצעות תהליכי שעתוק ותרגום, המידע הקיים בגנים הופך לשרשרת של חומצות אמינו, היחידות הבסיסיות של כל חומר החלבון.

כדי שכל התהליכים הללו יתקיימו, על התא להציג איזון הומאוסטטי פנימי, כלומר עליו להישאר קבוע יחסית למרות שינויים סביבתיים. קרום הפלזמה תוחם יחידה זו משאר המדיום ומווסת את הכניסה והיציאה של חומרים, אך ישנם מבנים אביזרים אחרים המקדמים את ההגנה ואת תקינותם תָא. כאן אנו מספרים לך הכל על דופן תא.

• מאמר קשור: "החלקים החשובים ביותר בתא ובאברונים: סקירה כללית"

מהו קיר התא?

ניתן להגדיר את דופן התא כמטריצה ​​חוץ תאית המקיפה את כל תאי הצמח (Kingdom Plantae). עם זאת, הוא קיים גם ברוב הפרוקריוטים, הפטריות ויצורים חיים אחרים, הנחשבים בדרך כלל ל"פשוטים מבחינה אבולוציונית ".

מצד שני, לתאי בעלי חיים אין דופן תאים ותחומם היחיד ביחס לסביבה הוא קרום הפלזמה.

למרות העובדה שבכל התאים קרום הפלזמה הוא שתוחם את פנים התא מבחוץ, שונים מוניות של יצורים חיים בחרו לכסות את היחידות המבניות האלה במטריצה ​​מסיסת של מקרומולקולות מופרש. קיר מטריצה ​​או תא חוץ זה לא רק מספק תמיכה מבנית לתאים ולרקמות שונות, אלא גם מאפשר תחזוקה של התא בסביבה, יצירת הידבקויות ואינטראקציות מיוחדות ומכתיב את הפונקציונליות של זנים שונים בתוך אותה ישות בחיים.

הרכב דופן התא משתנה בין הטקסים השונים של יצורים חיים המציגים אותו. לכן, אנו מספרים לכם את המוזרויות של היווצרות זו בחיידקים, פטריות וצמחים בנפרד.

1. דופן התא בחיידקים

בחיידקים התא מתאים לכל גופך. מסיבה זו, לרוב למיקרואורגניזמים אלו יש מבנים מיוחדים (כגון סיליה, פלגלה ופימבריה) שאין לשאר היצורים הרב-תאיים ברוב רקמותיהם. אמנם יש לנו מבנים מצטברים שמאפשרים לנו להזיז תנועה, אבל חיידקים חייבים להתכווץ עם גוף תא בודד כדי לבצע את כל הפונקציות החיוניות שלהם.

משהו דומה קורה עם הגנה מפני גורמי לחץ חיצוניים. למרות שיש לנו רקמה שלמה המוקדשת לרירית והגנה (עור), חיידקים זקוקים למבנים אחרים פחות תובעני (כגון קירות תאים), המכסים את הממברנה ומאפשרים ליחידת התא לשמור על שלמותה. בנוסף להגנה על החלק החיצוני, דופן החיידק מונע מהתא להתפוצץ או להתעוות עקב טורגור (נפיחות עקב שינויים בריכוז בין המדיום לציטופלזמה).

דופן תאי החיידק מורכב מפפטידוגליקן (מורין), אשר בתורו מורכב משרשראות פוליסכרידים, המחוברים ביניהם על ידי פפטידים יוצאי דופן המכילים חומצות D-amino.. ההרכב הכימי הוא המבדיל המהותי בין הקירות בממלכות השונות, שכן זה של פטריות נוצר על ידי כיטין ושל צמחים על ידי תאית. עם זאת, הנחות היסוד והפונקציונליות דומות בכל המוניות הללו.

• אתה עשוי להתעניין ב: שלושת סוגי החיידקים (מאפיינים ומורפולוגיה)

2. דופן התא בפטריות

בביולוגיה, המונח "פטרייה" או פטריות הוא משמש לייעוד טקסון של אורגניזמים אוקריוטים הכוללים תבניות, שמרים ויצורים חיים המייצרים פטריות. הם יכלו להיראות כמו צמחים, אך הם נבדלים מאלה בכך שהם הטרוטרופים, כלומר להשיג חומר אורגני ישירות מהסביבה ולא יכול לעשות פוטוסינתזה.

מצד שני, הם נבדלים מבעלי חיים על ידי הימצאות דופן התא בתאים שלהם, מכיוון שאנו זוכרים כי התיחום האחרון מסתיים בקרום הפלזמה. בין שני מים, פטריות נחשבות קרוב יותר מבחינה פילוגנטית לבעלי חיים מאשר לצמחים או פרוקריוטים.

לאחר בירור נקודה זו, יש לציין שכפי שכבר אמרנו, דופן התא של הפטריות מורכב מכיטין. תרכובת זו היא סוג של פחמימות, שנוצרת על ידי יחידות משנה של β- (1,4) -N- אצטילגלוקוזאמין (ב basidiomycetes ו ascomycetes), אם כי ב zygomycetes זה קיים בצורה של chitosan פולי β- (1,4) -N- אצטילגלוקוזאמין).

בנוסף לכיטין או כיטוסאן, דופן התא של הפטריות הוא מכיל גם גלוקנים, פולימרי גלוקוז המשמשים לחיבור שרשראות הכיטין השונות. לבסוף, יש במבנה זה גם אנזימים הדרושים לסינתזה והשמדת דופן ומציג חלבונים מבניים.

3. דופן התא בצמחים

דופן התא של הצמחים היא הידועה ביותר ברמה הכללית, מכיוון שהיא משמשת בדרך כלל כהבחנה העיקרית בין התא של ממלכת בעלי החיים לבין הפלנטה. הפונקציה החשובה ביותר של מטריצה ​​חוץ תאית קשוחה ועמידה זו היא לעמוד בלחץ האוסמוטי של הסביבה הסלולרית., תוצר של ההבדל בריכוזים בין הסביבה הפנימית והחיצונית.

כאשר המדיום החוץ-תאי היפוטוני (יש לו ריכוז מומסים נמוך יותר מהתא), מים נכנסים לתא וגורמים לנפיחותו או לטורגור שלו. מנקודת מבט כימית, מחפשים איזון בין התמיסה החיצונית ההיפוטונית לבין הציטופלזמה ההיפרטונית, כלומר ששניהם הופכים איזוטוניים עם חילופי הנוזלים. ללא קירות תאים (העומדים בלחצים הגבוהים פי כמה מהאטמוספירה), תאי הצמח יתנפחו עקב כניסת מים ובסופו של דבר הם יתפוצצו.

כדי לעמוד בלחצים אלה, דופן התא חייב להיות חזק ונוקשה. בנוסף, יש לו שלוש שכבות שונות:

• דופן תא ראשוני: זו שכבה דקה וגמישה, המתפתחת עם צמיחת תא הצמח.
• דופן התא המשני: כאשר התא מפסיק לצמוח ודופן התא הראשוני נוצר במלואו, הדופן המשני מתחיל להיות מסונתז. שכבה זו אינה מצויה בכל סוגי התאים באותו אורגניזם.
• ממלה אמצעית: זוהי שכבת סידן ופקטינים מגנזיום המצטרפת לשני קירות תאים של תאים הסמוכים זה לזה.

בדופן התא הראשוני הגדל, חומרי הסינתזה החשובים ביותר הם תאית (פולימר המורכב מיותר מ -10,000 מונומרים של גלוקוז), המיסלולוזה (בעיקר מסוג קסילוגלוקן) ופקטין. יש לציין כי, באופן מוזר, תאית היא הביו-פולימר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ מאז צמחים מכילים ברקמות שלהם (בצורה של מולקולות פחמן) 80% מהביומסה של כדור הארץ כולו, כ -450 גיגטונים.

בסביבת תאי הצמח, סיבי תאית מוטבעים במטריצה, המורכבת מחלבונים ושני הפוליסכרידים האחרים שכבר נקראו, המיסלולוזה ופקטין. בעוד שהתפלגות שלושת הפוליסכרידים הללו היא הומוגנית בדופן הראשונית, בדופן המשני 80% מהם תואמים לתאית, ומכאן נוקשותה ועוצמתה.

קורות חיים

כפי שאולי ראיתם, עבודת דופן התא חורגת הרבה מממלכת הצמחים. חיידקים (למעט מיקופלזמות) ופטריות גם הם מחזיקים בה, ולמרות שהרכבם שונה, הרציונל זהה: למנוע מהתא לסבול ממתח מכני או להתפוצץ בגלל חוסר איזון אוסמוטי.

בנוסף לעבודה חיונית זו, דופן התא בצמחים (במיוחד המשני) משמש גם כ"מחיצות "לבניית רקמות, מכיוון שקשיותו מעטה יכולת סיבוב ופוטנציאל לכריכה עם מבנים סמוכים נותנים למטריצה ​​החוץ תאית את כל המאפיינים הדרושים לשמירה על רקמות מְאוּרגָן. ללא דופן התא, חיי הצמחים, הפרוקריוטים והפטריות יהיו בלתי אפשריים.