Bunková stena: typy, charakteristiky a funkcie

Bunka je základná jednotka života. Každá entita, ktorá sa považuje za živú, má vo svojej telesnej štruktúre najmenej jednu bunku, od najbazálnejšieho prokaryota dokonca aj ľudská bytosť, ktorá sa zdá byť tvorená 30 miliónmi buniek (84% z nich guľôčok) červená).

Každá bunka musí byť schopná sa sama živiť, rásť, množiť sa, rozlišovať sa, signalizovať, rozpoznávať prostredie (chemotaxia) a vyvíjať sa, to znamená, že jeho genóm sa musí meniť po celé generácie.

Okrem týchto funkcií je potrebné poznamenať, že bunka predstavuje vo svojej štruktúre DNA vo forme chromozómy, ktoré môžu byť voľné v cytoplazme (prokaryoty) alebo uzavreté jadrovou membránou (eukaryoty). Táto DNA obsahuje všetky informácie potrebné na syntézu proteínov, ktoré tvoria 80% protoplazmy dehydrovaných buniek. Pomocou transkripčných a translačných procesov sa informácie prítomné v génoch transformujú do reťazca aminokyselín, základných jednotiek všetkého proteínového materiálu.

Aby všetky tieto procesy prebiehali, musí mať bunka vnútornú homeostatickú rovnováhu, to znamená, že musí zostať relatívne konštantná napriek zmenám v prostredí. Plazmatická membrána vymedzuje túto jednotku od zvyšku média a moduluje vstup a výstup z média látok, ale existujú aj ďalšie doplnkové štruktúry, ktoré podporujú ochranu a integritu látky bunka. Tu vám povieme všetko o

bunková stena.

• Súvisiaci článok: „Najdôležitejšie časti bunky a organely: prehľad“

Čo je to bunková stena?

Bunkovú stenu možno definovať ako extracelulárnu matricu, ktorá obklopuje všetky rastlinné bunky (Kingdom Plantae). Je však prítomný aj vo väčšine prokaryotov, húb a iných živých bytostí, ktoré sa zvyčajne považujú za „evolučne jednoduché“.

Na druhej strane, živočíšne bunky nemajú bunkovú stenu a ich jediným ohraničením vzhľadom na životné prostredie je plazmatická membrána.

Napriek skutočnosti, že vo všetkých bunkách je to plazmatická membrána, ktorá ohraničuje vnútro bunky z vonkajšej strany, rôzne taxóny živých bytostí sa rozhodli pokryť tieto štruktúrne jednotky nerozpustnou matricou makromolekúl vylučovaný. Táto matrica alebo extracelulárna stena poskytuje nielen štrukturálnu podporu bunkám a rôznym tkanivám, ale umožňuje aj ich údržbu bunka v prostredí, tvorba adhézií a špeciálne interakcie a diktuje funkčnosť rôznych kmeňov v rámci toho istého bytia živý.

Zloženie bunkovej steny sa líši medzi rôznymi taxónmi živých bytostí, ktoré ju predstavujú. Preto vám osobitne povieme osobitosti tejto formácie v baktériách, hubách a rastlinách.

1. Bunková stena v baktériách

V baktériách bunka zodpovedá celému vášmu telu. Z tohto dôvodu majú tieto mikroorganizmy zvyčajne špeciálne štruktúry (ako sú mihalnice, bičíky a fimbrie), ktoré zvyšok mnohobunkových bytostí nemá vo väčšine svojich tkanív. Aj keď sme pridali štruktúry, ktoré nám umožňujú lokomóciu, baktérie musia na vykonanie všetkých svojich životne dôležitých funkcií vyvinúť telo jedinej bunky.

Niečo podobné sa deje s ochranou pred vonkajšími stresormi. Aj keď máme celé tkanivo určené na podšívku a ochranu (pokožku), baktérie potrebujú ďalšie štruktúry menej náročné (napríklad bunkové steny), ktoré pokrývajú membránu a umožňujú bunkovej jednotke zachovať jej celistvosť. Okrem ochrany vonkajšej strany bráni bakteriálna stena výbuchu alebo deformácii bunky v dôsledku turgoru (opuchu v dôsledku zmien v koncentrácii medzi médiom a cytoplazmou).

Bakteriálna bunková stena je zložený z peptidoglykánu (mureín), ktorý je zase tvorený polysacharidovými reťazcami, navzájom prepojenými neobvyklými peptidmi obsahujúcimi D-aminokyseliny. Chemické zloženie je podstatným rozlišovacím prvkom medzi stenami v rôznych kráľovstvách, pretože zloženie húb je tvorené chitínom a zloženie rastlín celulózou. Predpoklad a funkčnosť sú však vo všetkých týchto taxónoch podobné.

• Mohlo by vás zaujímať: 3 typy baktérií (vlastnosti a morfológia)

2. Bunková stena v hubách

V biológii sa pojem „huba“ alebo Huby používa sa na označenie taxónu eukaryotických organizmov, ktorý zahŕňa plesne, kvasinky a živé bytosti produkujúce huby. Mohli by vyzerať ako rastliny, ale líšia sa od nich tým, že sú to heterotrofy, teda to získať organickú hmotu priamo z prostredia a nemôže fotosyntetizovať.

Na druhej strane sa od zvierat líšia prítomnosťou bunkovej steny v ich bunkách, pretože si pamätáme, že ich vymedzenie končí plazmatickou membránou. Medzi dvoma vodami sa huby považujú za viac fylogeneticky blízke zvieratám ako rastlinám alebo prokaryotom.

Po objasnení tohto bodu je potrebné poznamenať, že ako sme už povedali, bunková stena húb je zložená z chitínu. Táto zlúčenina je typom sacharidu, ktorý je tvorený podjednotkami β- (1,4) -N-acetylglukozamínu (v basidiomycetes a ascomycetes), aj keď v zygomycetoch je prítomný vo forme chitosanu poly-p- (1,4) -N-acetylglukozamín).

Okrem chitínu alebo chitosanu je to bunková stena húb Obsahuje tiež glukány, glukózové polyméry, ktoré slúžia na spojenie rôznych chitínových reťazcov. Nakoniec táto štruktúra obsahuje aj enzýmy potrebné na syntézu a zničenie steny a predstavuje štrukturálne proteíny.

3. Bunková stena v rastlinách

Bunková stena rastlín je najznámejšia na všeobecnej úrovni, pretože sa zvyčajne používa ako hlavný rozdiel medzi bunkou ríše Animalia a Plantae. Najdôležitejšou funkciou tejto húževnatej a odolnej extracelulárnej matrice je vydržať osmotický tlak bunkového prostredia, súčin rozdielu koncentrácií medzi vnútorným a vonkajším prostredím.

Keď je extracelulárne médium hypotonické (má nižšiu koncentráciu rozpustených látok ako bunka), voda vstupuje do bunky a spôsobuje jej opuch alebo turgor. Z chemického hľadiska sa hľadá rovnováha medzi hypotonickým vonkajším roztokom a hypertonickou cytoplazmou, to znamená, že obidve sa stávajú izotonickými pri výmene tekutín. Bez bunkových stien (ktoré odolávajú niekoľkonásobne vyšším tlakom ako atmosférickým) by sa rastlinné bunky napučiavali v dôsledku vstupu vody a nakoniec by explodovali.

Aby tieto tlaky vydržali, musí byť bunková stena pevná a tuhá. Okrem toho má tri rôzne vrstvy:

• Primárna bunková stena: je to tenká a pružná vrstva, ktorá sa vyvíja pri raste rastlinnej bunky.
• Sekundárna bunková stena: keď bunka prestane rásť a primárna bunková stena sa úplne vytvorí, začne sa syntetizovať sekundárna stena. Táto vrstva sa nenachádza vo všetkých typoch buniek v rovnakom organizme.
• Stredná lamela: je to vrstva vápenatých a horečnatých pektínov, ktorá spája dve bunkové steny susedných buniek.

V rastúcej primárnej bunkovej stene sú najdôležitejšie syntetické materiály celulóza (polymér vyrobený z viac ako 10 000 monomérov glukózy), hemicelulóza (väčšinou xyloglukánového typu) a pektín. Je potrebné poznamenať, že je prekvapujúce, že celulóza je najhojnejším biopolymérom na Zemi od rastlín obsahujú vo svojich tkanivách (vo forme molekúl uhlíka) 80% biomasy celej planéty, asi 450 gigaton.

V prostredí rastlinných buniek sú celulózové fibrily uložené v matrici, ktorá sa skladá z proteínov a ďalších dvoch už pomenovaných polysacharidov, hemicelulózy a pektínu. Zatiaľ čo distribúcia týchto troch polysacharidov je v primárnej stene homogénna, v sekundárnej stene 80% z nich zodpovedá celulóze, a teda jej tuhosť a pevnosť.

Pokračovať

Ako ste mohli vidieť, práca bunkovej steny siaha ďaleko za kráľovstvo rastlín. Baktérie (okrem mykoplaziem) a huby ju tiež vlastnia, a hoci je ich zloženie odlišné, Odôvodnenie je rovnaké: zabráňte mechanickému namáhaniu bunky alebo výbuchu v dôsledku nerovnováhy osmotický.

Popri tejto životne dôležitej práci funguje bunková stena v rastlinách (najmä sekundárna) ako „priečky“ pre stavbu tkanív, pretože ich tvrdosť, malá tvárnosť a potenciál viazať sa na susedné štruktúry poskytujú tejto extracelulárnej matrici všetky vlastnosti potrebné na udržanie tkanív organizované. Bez bunkovej steny by bol život rastlín, prokaryotov a húb nemožný.