細胞壁：種類、特徴、機能

細胞は生命の基本単位です。 生きていると見なされるすべてのエンティティは、最も基本的な原核生物から、その体の構造に少なくとも1つの細胞を持っています 3,000万個の細胞（そのうち84％は小球）で構成されているように見える人間でさえ 赤）。

すべての細胞は、それ自体に栄養を与え、成長し、増殖し、分化し、シグナル伝達し、環境を認識し（走化性）、進化することができなければなりません。つまり、そのゲノムは世代を超えて変化しなければなりません。

これらの機能に加えて、細胞はその構造にDNAの形で存在することに注意する必要があります 染色体は、細胞質（原核生物）に遊離しているか、核膜に囲まれている可能性があります （真核生物）。 このDNAには、脱水細胞の原形質の80％を構成するタンパク質の合成に必要なすべての情報が含まれています。 転写と翻訳のプロセスを通じて、遺伝子に存在する情報は、すべてのタンパク質材料の基本単位であるアミノ酸の鎖に変換されます。

これらすべてのプロセスが行われるためには、細胞は内部の恒常性バランスを持っている必要があります。つまり、環境の変化にもかかわらず、細胞は比較的一定に保たれている必要があります。 原形質膜は、このユニットを残りの培地から区切って、の出入りを調節します 物質が、の保護と完全性を促進する他の付属構造があります 細胞。 ここで私たちはあなたにすべてを話します 細胞壁.

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細胞壁とは何ですか？

細胞壁は、すべての植物細胞（Kingdom Plantae）を取り囲む細胞外マトリックスとして定義できます。 ただし、ほとんどの原核生物、真菌、その他の生物にも存在し、通常は「進化的に単純」と見なされます。

一方、 動物細胞には細胞壁がなく、環境に対するそれらの唯一の区切りは原形質膜です.

すべての細胞において、細胞の内部と外部を区切るのは原形質膜であるという事実にもかかわらず、さまざまな 生物の分類群は、これらの構造単位を高分子の不溶性マトリックスで覆うことを選択しました 分泌された。 このマトリックスまたは細胞外壁は、細胞やさまざまな組織に構造的サポートを提供するだけでなく、 環境中の細胞、癒着と特別な相互作用の形成、そして同じ存在内のさまざまな菌株の機能を決定します 生きている。

細胞壁の構成は、それを提示する生物の異なる分類群間で異なります. したがって、バクテリア、菌類、植物におけるこの形成の特徴を別々に説明します。

1. バクテリアの細胞壁

バクテリアでは、細胞はあなたの体全体に対応します. このため、これらの微生物は通常、他の多細胞生物がほとんどの組織に持っていない特別な構造（繊毛、べん毛、線毛など）を持っています。 移動を可能にする構造を追加しましたが、バクテリアはすべての重要な機能を実行するために単一の細胞体で工夫する必要があります。

同様のことが、外部ストレッサーに対する保護でも起こります。 ライニングと保護（皮膚）専用の組織全体がありますが、バクテリアには他の構造が必要です 膜を覆い、細胞ユニットがその完全性を維持することを可能にする、それほど要求が厳しくない（細胞壁など）。 バクテリアの壁は、外部を保護するだけでなく、膨圧（培地と細胞質の間の濃度変化による腫れ）による細胞の爆発や変形を防ぎます。

細菌の細胞壁 ペプチドグリカン（ムレイン）で構成されており、ペプチドグリカンは多糖鎖で構成されており、D-アミノ酸を含む珍しいペプチドによって相互接続されています。. 菌類のそれはキチンによって形成され、植物のそれはセルロースによって形成されるので、化学組成は異なる王国の壁の間の本質的な差別化要因です。 ただし、前提と機能はこれらすべての分類群で類似しています。

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2. 菌類の細胞壁

生物学では、「真菌」または 菌類 これは、カビ、酵母、きのこを生成する生物を含む真核生物の分類群を指定するために使用されます。 それらは植物のように見えるかもしれませんが、従属栄養生物であるという点でこれらとは異なります。 環境から直接有機物を取得し、光合成することはできません.

一方、動物とは細胞内の細胞壁の存在が異なります。後者の区切りは原形質膜で終わることを覚えているからです。 2つの水域の間では、菌類は植物や原核生物よりも系統発生的に動物に近いと考えられています。

この点が明確になったら、すでに述べたように、 菌類の細胞壁はキチンで構成されています. この化合物は炭水化物の一種であり、β-（1,4）-N-アセチルグルコサミンのサブユニットによって形成されます（ 担子菌および子嚢菌）、接合菌ではキトサンの形で存在しますが ポリ-β-（1,4）-N-アセチルグルコサミン）。

キチンまたはキトサンに加えて、真菌の細胞壁 また、異なるキチン鎖を接続するのに役立つグルカン、グルコースポリマーも含まれています. 最後に、この構造には、壁を合成して破壊するために必要な酵素もあり、構造タンパク質を提示​​します。

3. 植物の細胞壁

植物の細胞壁は、通常、動物界の細胞と植物界の主な区別として使用されるため、一般的なレベルで最もよく知られています。 この丈夫で耐性のある細胞外マトリックスの最も重要な機能は、細胞環境の浸透圧に耐えることです、内部環境と外部環境の濃度差の積。

細胞外培地が低張である場合（細胞よりも溶質の濃度が低い場合）、水が細胞に入り、腫れや膨圧を引き起こします。 化学的観点から、低張性の外部溶液と高張性の細胞質との間のバランスが求められます。つまり、両方が液体の交換で等張性になります。 細胞壁（大気圧の数倍の圧力に耐える）がないと、水の侵入により植物細胞が膨張します そして彼らは爆発することになるでしょう。

これらの圧力に耐えるために、細胞壁は強くて堅くなければなりません。 さらに、3つの異なるレイヤーがあります。

• 一次細胞壁：それは薄くて柔軟な層であり、植物細胞が成長するにつれて発達します。
• 二次細胞壁：細胞の成長が止まり、一次細胞壁が完全に形成されると、二次壁の合成が始まります。 この層は、同じ生物内のすべての細胞型に見られるわけではありません。
• 中層：カルシウムとマグネシウムのペクチンの層で、隣接する細胞の2つの細胞壁を結合します。

成長する一次細胞壁において、最も重要な合成材料は セルロース（10,000を超えるグルコースモノマーで構成されるポリマー）、ヘミセルロース（主にキシログルカンタイプ）、およびペクチン. 不思議なことに、植物以来、セルロースは地球上で最も豊富な生体高分子であることに注意する必要があります 組織に（炭素分子の形で）地球全体のバイオマスの80％、約450を含む ギガトン。

植物細胞環境では、セルロースフィブリルはマトリックスに埋め込まれています。マトリックスは、タンパク質と、すでに名前が付けられている他の2つの多糖類、ヘミセルロースとペクチンで構成されています。 これらの3つの多糖類の分布は一次壁で均一ですが、二次壁ではそれらの80％がセルロースに対応しているため、その剛性と強度があります。

履歴書

ご覧のとおり、細胞壁の働きは植物界をはるかに超えています。 バクテリア（マイコプラズマを除く）と真菌もそれを持っており、それらの組成は異なりますが、 理論的根拠は同じです。セルが機械的ストレスを受けたり、不均衡によって爆発したりするのを防ぎます。 浸透圧。

この重要な仕事に加えて、植物の細胞壁（特に二次細胞壁）は、その硬度がほとんどないため、組織を構築するための「パーティション」としても機能します 順応性と隣接する構造との結合の可能性は、この細胞外マトリックスに組織を維持するために必要なすべての特性を与えます 組織された。 細胞壁がなければ、植物、原核生物、菌類の生活は不可能です。