Ћелијски зид: врсте, карактеристике и функције

Ћелија је основна јединица живота. Сваки ентитет који се сматра живим има бар једну ћелију у телесној структури, од најосновнијег прокариота чак и људско биће, које изгледа да се састоји од 30 милиона милиона ћелија (84% од њих глобула црвена).

Свака ћелија мора бити способна да се негује, расте, размножава, диференцира, сигнализира, препознаје животну средину (хемотаксија) и развија, односно да се њен геном мења током генерација.

Поред ових функција, треба напоменути да ћелија има ДНК у својој структури у облику хромозоми, који могу бити слободни у цитоплазми (прокариоти) или затворени нуклеарном мембраном (еукариоти). Ова ДНК садржи све информације потребне за синтезу протеина, који чине 80% дехидриране протоплазме ћелија. Кроз процесе транскрипције и транслације, информације присутне у генима трансформишу се у ланац аминокиселина, базалних јединица целог протеинског материјала.

Да би се сви ови процеси одвијали, ћелија мора имати унутрашњу хомеостатску равнотежу, односно мора остати релативно константна упркос променама у окружењу. Плазма мембрана ограничава ову јединицу од остатка медијума и модулише улаз и излаз супстанце, али постоје и друге помоћне структуре које промовишу заштиту и интегритет ћелија. Овде ћемо вам рећи све о

Ћелијски зид.

• Повезани чланак: „Најважнији делови ћелије и органеле: преглед“

Шта је ћелијски зид?

Ћелијски зид се може дефинисати као ванћелијски матрикс који окружује све биљне ћелије (Кингдом Плантае). Међутим, присутан је и у већини прокариота, гљивица и других живих бића, која се обично сматрају „еволуционо једноставним“.

С друге стране, животињске ћелије немају ћелијски зид и њихово једино ограничење у односу на животну средину је плазма мембрана.

Упркос чињеници да је у свим ћелијама плазма мембрана та која од споља ограничава унутрашњост ћелије, различита својти живих бића одабрали су да ове структурне јединице покрију нерастворљивом матрицом макромолекула излучена. Овај матрикс или ванћелијски зид не само да пружа структурну подршку ћелијама и различитим ткивима, већ омогућава и одржавање ћелија у окружењу, стварање адхезија и посебних интеракција и диктира функционалност различитих сојева унутар истог бића жив.

Састав ћелијског зида варира између различитих својти живих бића која га представљају. Због тога вам кажемо посебности ове формације у бактеријама, гљивицама и биљкама одвојено.

1. Ћелијски зид код бактерија

У бактеријама ћелија одговара целом вашем телу. Из тог разлога, ови микроорганизми обично имају посебне структуре (попут трепетљика, бичева и фимбрија) које остатак вишећелијских бића нема у већини својих ткива. Иако имамо агрегатне структуре које нам омогућавају кретање, бактерије морају да смисле једно ћелијско тело да би обављале све своје виталне функције.

Нешто слично се дешава и са заштитом од спољних стресора. Иако имамо цело ткиво посвећено слузници и заштити (кожи), бактеријама су потребне друге структуре мање захтевни (попут ћелијских зидова), који прекривају мембрану и омогућавају ћелијској јединици да одржи интегритет. Поред заштите спољашњости, бактеријски зид спречава експлозију или деформисање ћелије услед тургора (отицање услед промене концентрације између медија и цитоплазме).

Зид бактеријских ћелија састоји се од пептидогликана (муреин), који се пак састоји од полисахаридних ланаца, међусобно повезаних необичним пептидима који садрже Д-аминокиселине. Хемијски састав је суштински диференцијал између зидова у различитим царствима, јер гљиве ствара хитин, а биљке целулоза. Међутим, премиса и функционалност су слични код свих ових својти.

• Можда ће вас занимати: 3 врсте бактерија (карактеристике и морфологија)

2. Ћелијски зид код гљивица

У биологији се појам „гљива“ или Гљиве користи се за означавање таксона еукариотских организама који укључује плесни, квасце и жива бића која производе печурке. Могли би да личе на биљке, али се од њих разликују по томе што су хетеротрофи, односно то органске материје добијају директно из околине и не могу фотосинтетизовати.

С друге стране, разликују се од животиња по присуству ћелијског зида у њиховим ћелијама, с обзиром да се сећамо да се разграничење код ових последњих завршава плазматском мембраном. Између две воде, гљиве се сматрају филогенетски ближим животињама него биљкама или прокарионима.

Једном када је ова тачка разјашњена, треба приметити да, као што смо већ рекли, ћелијски зид гљива састављен је од хитина. Ово једињење је врста угљених хидрата, која се пак формира подјединицама β- (1,4) -Н-ацетилглукозамина (у базидиомицети и аскомицети), иако је у зигомицетама присутан у облику хитозана поли-β- (1,4) -Н-ацетилглукозамин).

Поред хитина или хитозана, ћелијски зид гљивица Такође садржи глукане, полимере глукозе који служе за повезивање различитих хитинских ланаца. Коначно, ова структура такође има ензиме неопходне за синтезу и уништавање зида и представља структурне протеине.

3. Ћелијски зид биљака

Ћелијски зид биљака је најпознатији на општем нивоу, јер се обично користи као главна разлика између ћелије краљевства Анималије и планта. Најважнија функција ове жилаве и отпорне ванћелијске матрице је да издржи осмотски притисак ћелијског окружења, производ разлике у концентрацији између унутрашњег и спољашњег окружења.

Када је ванћелијски медијум хипотоничан (има нижу концентрацију растворених супстанци од ћелије), вода улази у ћелију узрокујући њено отицање или тургор. Са хемијског становишта, тражи се равнотежа између хипотоничног спољашњег раствора и хипертоничне цитоплазме, то јест, обоје постају изотонични разменом течности. Без ћелијских зидова (који подносе притиске неколико пута веће од атмосферских), биљне ћелије би набрекле услед уласка воде и на крају би експлодирали.

Да би издржао ове притиске, ћелијски зид мора бити чврст и крут. Поред тога, има три различита слоја:

• Примарни ћелијски зид: то је танак и флексибилан слој који се развија како биљна ћелија расте.
• Секундарни ћелијски зид: када ћелија престане да расте и када се примарни ћелијски зид у потпуности формира, секундарни зид почиње да се синтетише. Овај слој се не налази у свим типовима ћелија унутар истог организма.
• Средња ламела: то је слој пектина калцијума и магнезијума који спаја два ћелијска зида ћелија суседних једна уз другу.

У растућем примарном ћелијском зиду најважнији су материјали за синтезу целулоза (полимер састављен од више од 10 000 глукозних мономера), хемицелулоза (углавном типа ксилоглукана) и пектин. Треба напоменути да је, необично, целулоза најраспрострањенији биополимер на Земљи, од биљака садрже у својим ткивима (у облику молекула угљеника) 80% биомасе целе планете, око 450 гигатони.

У окружењу биљних ћелија фибрили целулозе уграђени су у матрицу, која се састоји од протеина и друга два већ именована полисахарида, хемицелулоза и пектин. Док је дистрибуција ова три полисахарида хомогена у примарном зиду, у секундарном зиду њих 80% одговара целулози, па отуда и њена крутост и чврстоћа.

Резиме

Као што сте можда видели, рад ћелијског зида превазилази царство биљака. Бактерије (осим микоплазми) и гљиве такође га поседују и, иако је њихов састав другачији, Образложење је исто: спречите ћелију да претрпи механички стрес или да експлодира због неравнотеже осмотски.

Поред овог виталног посла, ћелијски зид биљака (посебно секундарни) делује и као „преграда“ за изградњу ткива, јер је његова тврдоћа мало гипкост и потенцијал везивања са суседним структурама дају овој екстрацелуларној матрици сва својства неопходна за одржавање ткива организовано. Без ћелијског зида живот биљака, прокариота и гљивица био би немогућ.