Cellvägg: typer, egenskaper och funktioner

Cellen är livets grundenhet. Varje enhet som anses vara levande har minst en cell i sin kroppsstruktur, från den mest basala prokaryoten till och med människan, som verkar bestå av 30 miljoner miljoner celler (84% av dem klot röd).

Varje cell måste kunna föda sig själv, växa, multiplicera, differentiera, signalera, känna igen miljön (kemotaxis) och utvecklas, det vill säga dess genom måste variera över generationerna.

Förutom dessa funktioner bör det noteras att cellen presenterar i sin struktur DNA i form av kromosomer, som kan vara fria i cytoplasman (prokaryoter) eller inneslutna av ett kärnmembran (eukaryoter). Detta DNA innehåller all information som krävs för syntes av proteiner, som utgör 80% av uttorkad cellprotoplasma. Genom transkriptions- och translationsprocesser omvandlas informationen i gener till en kedja av aminosyror, de basala enheterna i allt proteinmaterial.

För att alla dessa processer ska kunna ske måste cellen ha en intern homeostatisk balans, det vill säga den måste förbli relativt konstant trots miljöförändringar. Plasmamembranet avgränsar denna enhet från resten av mediet och modulerar in- och utträde av ämnen, men det finns andra tillbehörsstrukturer som främjar skyddet och integriteten cell. Här berättar vi allt om

cellvägg.

• Relaterad artikel: "De viktigaste delarna av cellen och organellerna: en översikt"

Vad är cellväggen?

Cellväggen kan definieras som en extracellulär matris som omger alla växtceller (Kingdom Plantae). Det är emellertid också närvarande i de flesta prokaryoter, svampar och andra levande varelser, som vanligtvis anses vara "evolutionärt enkla".

Å andra sidan, djurceller har ingen cellvägg och deras enda avgränsning med avseende på miljön är plasmamembranet.

Trots att det i alla celler är plasmamembranet som avgränsar det inre av cellen från utsidan, olika taxa av levande varelser har valt att täcka dessa strukturella enheter med en olöslig matris av makromolekyler utsöndras. Denna matris eller extracellulära vägg ger inte bara strukturellt stöd till celler och olika vävnader utan möjliggör också underhåll av cellen i miljön, bildandet av vidhäftningar och speciella interaktioner och dikterar funktionerna hos olika stammar inom samma varelse vid liv.

Cellväggens sammansättning varierar mellan olika taxa av levande varelser som presenterar den. Därför berättar vi för dig vad som är speciellt med denna bildning i bakterier, svampar och växter separat.

1. Cellvägg i bakterier

I bakterier motsvarar cellen hela kroppen. Av denna anledning har dessa mikroorganismer vanligtvis speciella strukturer (som cilia, flagella och fimbriae) som resten av flercelliga varelser inte har i de flesta av sina vävnader. Medan vi har aggregerade strukturer som gör att vi kan förflytta oss, måste bakterier dra ihop sig med en enda cellkropp för att utföra alla sina vitala funktioner.

Något liknande händer med skydd mot yttre stressfaktorer. Även om vi har en hel vävnad dedikerad till foder och skydd (hud), behöver bakterier andra strukturer mindre krävande (som cellväggar), som täcker membranet och låter cellenheten bibehålla sin integritet. Förutom att skydda det yttre förhindrar bakterieväggen att cellen exploderar eller deformeras på grund av turgor (svullnad på grund av förändringar i koncentrationen mellan mediet och cytoplasman).

Bakteriecellväggen består av peptidoglykan (murein), som i sin tur består av polysackaridkedjor, sammankopplade av ovanliga peptider innehållande D-aminosyror. Den kemiska sammansättningen är den väsentliga skillnaden mellan väggarna i de olika kungarikena, eftersom svampens bildas av kitin och växternas cellulosa. Utgångspunkten och funktionaliteten är dock likadana i alla dessa taxa.

• Du kanske är intresserad av: De tre typerna av bakterier (egenskaper och morfologi)

2. Cellvägg i svampar

I biologi, termen "svamp" eller Svampar den används för att beteckna en taxon av eukaryota organismer som inkluderar mögel, jäst och levande varelser som producerar svamp. De kan se ut som växter, men de skiljer sig från dessa genom att de är heterotrofer, det vill säga det få organiskt material direkt från miljön och kan inte fotosyntetisera.

Å andra sidan skiljer de sig från djur genom närvaron av cellväggen i deras celler, eftersom vi kommer ihåg att avgränsningen i den senare slutar med plasmamembranet. Mellan två vatten anses svampar vara mer fylogenetiskt nära djur än växter eller prokaryoter.

När denna punkt har klargjorts bör det noteras att, som vi redan har sagt, cellväggen hos svampar består av kitin. Denna förening är en typ av kolhydrat, som i sin tur bildas av underenheter av β- (1,4) -N-acetylglukosamin (i basidiomycetes och ascomycetes), även om det i zygomycetes är närvarande i form av kitosan poly-P- (1,4) -N-acetylglukosamin).

Förutom kitin eller kitosan, svampens cellvägg Den innehåller också glukaner, glukospolymerer som tjänar till att ansluta olika kitinkedjor. Slutligen har denna struktur också enzymer som är nödvändiga för att syntetisera och förstöra väggen och presenterar strukturella proteiner.

3. Cellvägg i växter

Cellväggen hos växter är den mest kända på allmän nivå, eftersom den vanligtvis används som huvudskillnad mellan cellen i Animalia-riket och Plantae. Den viktigaste funktionen för denna tuffa och resistenta extracellulära matris är att motstå det osmotiska trycket i den cellulära miljön, produkt av skillnaden i koncentrationer mellan den interna och externa miljön.

När det extracellulära mediet är hypotoniskt (det har en lägre koncentration av lösta ämnen än cellen) kommer vatten in i cellen och orsakar svullnad eller turgor. Ur kemisk synpunkt söks en balans mellan den hypotoniska externa lösningen och det hypertoniska cytoplasman, det vill säga att båda blir isotoniska med utbytet av vätskor. Utan cellväggar (som tål tryck flera gånger högre än atmosfären) skulle växtceller svälla på grund av inträde av vatten och de skulle sluta explodera.

För att motstå dessa tryck måste cellväggen vara stark och stel. Dessutom har den tre olika lager:

• Primär cellvägg: det är ett tunt och flexibelt lager som utvecklas när växtcellen växer.
• Sekundär cellvägg: när cellen slutar växa och den primära cellväggen har bildats helt börjar sekundärväggen syntetiseras. Detta skikt finns inte i alla celltyper inom samma organism.
• Mellanlamell: det är ett lager av kalcium- och magnesiumpektiner som förenar två cellväggar i intilliggande celler.

I den växande primära cellväggen är de viktigaste syntesmaterialen cellulosa (en polymer som består av mer än 10 000 glukosmonomerer), hemicellulosa (mestadels av xyloglukantypen) och pektin. Det bör noteras att cellulosa, märkligt nog, är den vanligaste biopolymeren på jorden sedan växter innehåller i deras vävnader (i form av kolmolekyler) 80% av biomassan på hela planeten, cirka 450 gigaton.

I växtcellmiljön är cellulosafibriller inbäddade i en matris som består av proteiner och de andra två redan nämnda polysackariderna, hemicellulosa och pektin. Medan fördelningen av dessa tre polysackarider är homogen i primärväggen, motsvarar 80% av dem i sekundärväggen cellulosa, därav dess styvhet och styrka.

Återuppta

Som du kanske har sett går cellväggens arbete långt bortom växtriket. Bakterier (utom mycoplasmas) och svampar har också det och även om deras sammansättning är annorlunda, Motiveringen är densamma: förhindra att cellen får mekanisk stress eller exploderar på grund av obalanser osmotisk.

Förutom detta viktiga arbete fungerar cellväggen i växter (särskilt den sekundära) också som "partitioner" för konstruktion av vävnader, eftersom dess hårdhet, liten smidbarhet och potential för bindning med intilliggande strukturer ger denna extracellulära matris alla egenskaper som är nödvändiga för att underhålla vävnader organiserad. Utan cellväggen skulle livet för växter, prokaryoter och svampar vara omöjligt.