Celična stena: vrste, značilnosti in funkcije

Celica je osnovna enota življenja. Vsaka entiteta, ki velja za živo, ima v svoji telesni strukturi vsaj eno celico, od najbolj bazalnega prokariota celo človeško bitje, za katerega se zdi, da ga sestavlja 30 milijonov milijonov celic (84% teh krogel rdeča).

Vsaka celica mora biti sposobna, da se hrani, raste, razmnožuje, razlikuje, signalizira, prepoznava okolje (kemotaksija) in razvija, to pomeni, da se mora njen genom spreminjati med generacijami.

Poleg teh funkcij je treba opozoriti, da celica v svoji strukturi predstavlja DNA v obliki kromosomi, ki so lahko prosti v citoplazmi (prokarionti) ali zaprti z jedrsko membrano (evkarionti). Ta DNA vsebuje vse informacije, potrebne za sintezo beljakovin, ki predstavljajo 80% dehidrirane celične protoplazme. S postopki transkripcije in prevajanja se informacije, prisotne v genih, spremenijo v verigo aminokislin, bazalnih enot vsega proteinskega materiala.

Da bi se vsi ti procesi lahko odvijali, mora imeti celica notranje homeostatsko ravnovesje, to pomeni, da mora ostati kljub okoljskim spremembam razmeroma konstantna. Plazemska membrana to enoto loči od preostalega medija in modulira vstop in izstop iz snovi, obstajajo pa tudi druge pomožne strukture, ki spodbujajo zaščito in celovitost celica. Tukaj vam povemo vse o tem

celične stene.

• Povezani članek: "Najpomembnejši deli celice in organele: pregled"

Kaj je celična stena?

Celično steno lahko definiramo kot zunajcelični matriks, ki obdaja vse rastlinske celice (Kingdom Plantae). Vendar pa je prisoten tudi v večini prokariontov, gliv in drugih živih bitij, ki jih običajno štejemo za "evolucijsko preproste".

Po drugi strani, živalske celice nimajo celične stene in njihova edina razmejitev glede na okolje je plazemska membrana.

Kljub temu, da je v vseh celicah plazemska membrana tista, ki omejuje notranjost celice od zunaj, različna taksoni živih bitij so se odločili, da te strukturne enote pokrijejo z netopno matrico makromolekul izločena. Ta matrica ali zunajcelična stena ne le zagotavlja strukturno podporo celicam in različnim tkivom, temveč omogoča tudi vzdrževanje celico v okolju, nastanek adhezij in posebnih interakcij ter narekuje funkcionalnost različnih sevov znotraj istega bitja živ.

Sestava celične stene se razlikuje med različnimi svojti živih bitij, ki jo predstavljajo. Zato vam povemo posebnosti te tvorbe pri bakterijah, glivah in rastlinah ločeno.

1. Celična stena bakterij

V bakterijah celica ustreza celotnemu telesu. Iz tega razloga imajo ti mikroorganizmi običajno posebne strukture (kot so trepalnice, flagele in fimbrije), ki jih ostala večcelična bitja nimajo v večini svojih tkiv. Medtem ko smo dodali strukture, ki nam omogočajo gibanje, morajo bakterije z enim samim celičnim telesom izvajati vse svoje vitalne funkcije.

Nekaj ​​podobnega se zgodi z zaščito pred zunanjimi stresorji. Čeprav imamo celotno tkivo, namenjeno podlogi in zaščiti (koži), bakterije potrebujejo druge strukture manj zahtevne (na primer celične stene), ki prekrivajo membrano in celici omogočajo, da ohrani svojo celovitost. Poleg zaščite zunanjosti bakterijska stena preprečuje, da bi celica eksplodirala ali se deformirala zaradi turgora (otekanje zaradi sprememb koncentracije med medijem in citoplazmo).

Bakterijska celična stena je sestavljen iz peptidoglikana (murein), ki pa je sestavljen iz polisaharidnih verig, med seboj povezanih z nenavadnimi peptidi, ki vsebujejo D-aminokisline. Kemična sestava je bistveni razlikovalec med stenami v različnih kraljestvih, saj glive tvori hitin, rastlin pa celuloza. Vendar sta si predpostavka in funkcionalnost podobna pri vseh taksonih.

• Morda vas zanima: 3 vrste bakterij (značilnosti in morfologija)

2. Celična stena pri glivah

V biologiji je izraz "gliva" oz Glive uporablja se za označevanje taksona evkariontskih organizmov, ki vključuje plesni, kvasovke in živa bitja, ki proizvajajo gobe. Lahko bi bili videti kot rastline, vendar se od teh razlikujejo po tem, da so heterotrofi, torej tisti pridobivanje organskih snovi neposredno iz okolja in ne more fotosintetizirati.

Po drugi strani pa se od živali razlikujejo po prisotnosti celične stene v njihovih celicah, saj se spomnimo, da se razmejitev pri slednjih konča s plazemsko membrano. Med dvema vodama veljajo, da so glive živalim bolj filogenetski blizu kot rastlinam ali prokarionom.

Ko je ta točka pojasnjena, je treba opozoriti, da, kot smo že povedali, celična stena gliv je sestavljena iz hitina. Ta spojina je vrsta ogljikovih hidratov, ki jo nato tvorijo podenote β- (1,4) -N-acetilglukozamina (v basidiomiceti in askomiceti), čeprav je v zigomicetah prisoten v obliki hitozana poli-β- (1,4) -N-acetilglukozamin).

Poleg hitina ali hitozana tudi celična stena gliv Vsebuje tudi glukane, polimere glukoze, ki služijo za povezovanje različnih hitinskih verig. Končno ima ta struktura tudi encime, potrebne za sintezo in uničenje stene, in predstavlja strukturne beljakovine.

3. Celična stena rastlin

Celična stena rastlin je najbolj znana na splošni ravni, saj se običajno uporablja kot glavno razlikovanje med celico kraljestva Animalije in plantami. Najpomembnejša funkcija te trpežne in odporne zunajcelične matrike je vzdržati osmotski tlak celičnega okolja, produkt razlike v koncentracijah med notranjim in zunanjim okoljem.

Ko je zunajcelični medij hipotoničen (ima nižjo koncentracijo topljenih snovi kot celica), voda vstopi v celico in povzroči njeno otekanje ali turgor. S kemičnega vidika se išče ravnovesje med hipotonično zunanjo raztopino in hipertonično citoplazmo, to pomeni, da oba z izmenjavo tekočin postaneta izotonična. Brez celičnih sten (ki prenesejo pritiske nekajkrat višje od atmosferskih) bi rastlinske celice nabrekle zaradi vstopa vode in na koncu bi eksplodirali.

Da bi zdržala te pritiske, mora biti celična stena močna in toga. Poleg tega ima tri različne plasti:

• Primarna celična stena: je tanka in prožna plast, ki se razvije, ko rastlinska celica raste.
• Sekundarna celična stena: ko celica preneha rasti in je primarna celična stena v celoti oblikovana, se začne sintetizirati sekundarna stena. Te plasti ne najdemo pri vseh vrstah celic v istem organizmu.
• Srednja lamela: to je plast kalcijevih in magnezijevih pektinov, ki povezuje dve celični steni celic, ki mejijo ena na drugo.

V rastoči primarni celični steni so najpomembnejši materiali za sintezo celuloza (polimer, sestavljen iz več kot 10.000 monomerov glukoze), hemiceluloza (večinoma tipa ksiloglukana) in pektin. Treba je opozoriti, da je nenavadno, da je celuloza najpogostejši biopolimer na Zemlji od rastlin vsebujejo v svojih tkivih (v obliki molekul ogljika) 80% biomase celotnega planeta, približno 450 gigatoni.

V okolju rastlinskih celic so celulozne fibrile vgrajene v matriks, ki ga sestavljajo beljakovine in druga dva že imenovana polisaharida, hemiceluloza in pektin. Medtem ko je porazdelitev teh treh polisaharidov v primarni steni homogena, jih v sekundarni steni 80% ustreza celulozi, zato njena togost in trdnost.

Nadaljuj

Kot ste morda že videli, delo celične stene presega rastlinsko kraljestvo. Posedujejo ga tudi bakterije (razen mikoplazm) in glive, čeprav je njihova sestava različna Utemeljitev je enaka: preprečite celici mehanični stres ali eksplozijo zaradi neravnovesij osmotski.

Poleg tega vitalnega dela celična stena rastlin (zlasti sekundarna) deluje tudi kot "predelna stena" za gradnjo tkiv, saj je njena trdota malo gibčnost in možnost vezave s sosednjimi strukturami dajeta tej zunajcelični matrici vse lastnosti, potrebne za vzdrževanje tkiv organizirano. Brez celične stene bi bilo življenje rastlin, prokariontov in gliv nemogoče.