ผนังเซลล์: ชนิด ลักษณะ และหน้าที่

เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิต ทุกสิ่งมีชีวิตที่ถือว่ามีชีวิตมีเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์ในโครงสร้างร่างกาย จากโปรคาริโอตที่เป็นเบสที่สุด แม้แต่มนุษย์ที่ดูเหมือนว่าจะประกอบด้วย 30 ล้านเซลล์ (84% ของพวกเขาเป็นทรงกลม สีแดง)

ทุกเซลล์ต้องสามารถหล่อเลี้ยงตัวเอง เติบโต ทวีคูณ สร้างความแตกต่างในตัวเอง ส่งสัญญาณ รับรู้สภาพแวดล้อม (เคมีบำบัด) และวิวัฒนาการ กล่าวคือ จีโนมของมันจะต้องแตกต่างกันไปในแต่ละรุ่น

นอกจากหน้าที่เหล่านี้แล้ว ควรสังเกตว่าเซลล์มีอยู่ในโครงสร้าง DNA ในรูปของ โครโมโซมซึ่งอาจไม่มีในไซโตพลาสซึม (โปรคาริโอต) หรือปิดล้อมด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส (ยูคาริโอต). ดีเอ็นเอนี้มีข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งประกอบขึ้นเป็น 80% ของโปรโตพลาสซึมของเซลล์ที่ขาดน้ำ ผ่านกระบวนการถอดรหัสและการแปล ข้อมูลที่มีอยู่ในยีนจะถูกแปลงเป็นสายโซ่ของกรดอะมิโน ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของวัสดุโปรตีนทั้งหมด

สำหรับกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ที่จะเกิดขึ้น เซลล์จะต้องมีความสมดุลของสภาวะสมดุลภายใน นั่นคือ เซลล์นั้นจะต้องคงที่ค่อนข้างคงที่แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม พลาสมาเมมเบรนคั่นหน่วยนี้ออกจากส่วนที่เหลือของตัวกลางและปรับทางเข้าและทางออกของ สาร แต่มีโครงสร้างเสริมอื่น ๆ ที่ส่งเสริมการป้องกันและความสมบูรณ์ของ เซลล์ ที่นี่เราบอกคุณทุกอย่างเกี่ยวกับ

ผนังเซลล์.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ส่วนที่สำคัญที่สุดของเซลล์และออร์แกเนลล์: ภาพรวม"

ผนังเซลล์คืออะไร?

ผนังเซลล์สามารถกำหนดเป็นเมทริกซ์นอกเซลล์ที่ล้อมรอบเซลล์พืชทั้งหมด (Kingdom Plantae) อย่างไรก็ตาม มันยังมีอยู่ในโปรคาริโอต เชื้อรา และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ส่วนใหญ่ ซึ่งมักถูกมองว่าเป็น "วิวัฒนาการที่เรียบง่าย"

ในทางกลับกัน, เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์ และมีเพียงพลาสมาเมมเบรนเท่านั้น.

แม้ว่าในเซลล์ทั้งหมดจะเป็นพลาสมาเมมเบรนที่แยกส่วนภายในของเซลล์ออกจากภายนอก อนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิตได้เลือกที่จะครอบคลุมหน่วยโครงสร้างเหล่านี้ด้วยเมทริกซ์ที่ไม่ละลายน้ำของโมเลกุลขนาดใหญ่ ความลับ ผนังเมทริกซ์หรือผนังภายนอกเซลล์นี้ไม่เพียงแต่ให้การสนับสนุนโครงสร้างแก่เซลล์และเนื้อเยื่อต่างๆ เท่านั้น แต่ยังช่วยบำรุงรักษา maintenance เซลล์ในสิ่งแวดล้อม การก่อตัวของการยึดเกาะและปฏิสัมพันธ์พิเศษ และกำหนดการทำงานของสายพันธุ์ต่างๆ ภายในตัวเดียวกัน มีชีวิตอยู่

องค์ประกอบของผนังเซลล์แตกต่างกันไปตามแท็กซ่าของสิ่งมีชีวิตที่ปรากฏ. ดังนั้นเราจึงบอกคุณถึงลักษณะเฉพาะของการก่อตัวนี้ในแบคทีเรีย เชื้อรา และพืชแยกจากกัน

1. ผนังเซลล์ในแบคทีเรีย

ในแบคทีเรีย เซลล์จะสัมพันธ์กับส่วนต่างๆ ของร่างกายคุณ. ด้วยเหตุผลนี้ จุลินทรีย์เหล่านี้มักจะมีโครงสร้างพิเศษ (เช่น cilia, flagella และ fimbriae) ซึ่งสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่เหลือไม่มีในเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ ในขณะที่เราได้เพิ่มโครงสร้างที่ช่วยให้เราสามารถเคลื่อนที่ได้ แบคทีเรียจะต้องสร้างร่างกายด้วยเซลล์เดียวเพื่อทำหน้าที่สำคัญทั้งหมด

สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับการป้องกันแรงกดดันจากภายนอก แม้ว่าเราจะมีเนื้อเยื่อทั้งหมดสำหรับเยื่อบุและการป้องกัน (ผิวหนัง) แต่แบคทีเรียก็ต้องการโครงสร้างอื่นๆ มีความต้องการน้อยกว่า (เช่น ผนังเซลล์) ซึ่งครอบคลุมเมมเบรนและช่วยให้หน่วยเซลล์สามารถรักษาความสมบูรณ์ได้ นอกเหนือจากการปกป้องภายนอกแล้ว ผนังแบคทีเรียยังป้องกันไม่ให้เซลล์ระเบิดหรือเปลี่ยนรูปเนื่องจาก turgor (บวมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นระหว่างตัวกลางและไซโตพลาสซึม)

ผนังเซลล์แบคทีเรีย ประกอบด้วย peptidoglycan (murein) ซึ่งประกอบขึ้นจากสายโซ่โพลีแซ็กคาไรด์ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเปปไทด์ที่ผิดปกติซึ่งมีกรด D-amino. องค์ประกอบทางเคมีเป็นตัวสร้างความแตกต่างที่สำคัญระหว่างผนังในอาณาจักรต่างๆ เนื่องจากเชื้อราประกอบด้วยไคตินและพืชที่เกิดจากเซลลูโลส อย่างไรก็ตาม หลักฐานและฟังก์ชันการทำงานมีความคล้ายคลึงกันในแท็กซ่าทั้งหมดนี้

• คุณอาจสนใจ: แบคทีเรีย 3 ชนิด (ลักษณะและสัณฐานวิทยา)

2. ผนังเซลล์ในเชื้อรา

ในทางชีววิทยา คำว่า "เชื้อรา" หรือ เชื้อรา มันถูกใช้เพื่อกำหนดอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตซึ่งรวมถึงรา ยีสต์ และสิ่งมีชีวิตที่ผลิตเห็ด พวกมันอาจดูเหมือนพืช แต่พวกมันแตกต่างจากพวกมันตรงที่พวกมันเป็นเฮเทอโรโทรฟ นั่นคือ that ได้รับอินทรียวัตถุโดยตรงจากสิ่งแวดล้อมและไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้.

ในทางกลับกัน พวกมันแตกต่างจากสัตว์เมื่อมีผนังเซลล์อยู่ในเซลล์ เนื่องจากเราจำได้ว่าการแบ่งเขตในระยะหลังจบลงด้วยพลาสมาเมมเบรน ระหว่างน้ำสองแห่ง เชื้อราถือว่าอยู่ใกล้กับสัตว์มากกว่าพืชหรือโปรคาริโอต

เมื่อได้ชี้แจงประเด็นนี้แล้ว ก็ควรสังเกตว่า ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ผนังเซลล์ของเชื้อราประกอบด้วยไคติน. สารประกอบนี้เป็นคาร์โบไฮเดรตชนิดหนึ่งซึ่งเกิดขึ้นจากหน่วยย่อยของ β- (1,4) -N-acetylglucosamine (ใน basidiomycetes และ ascomycetes) แม้ว่าในไซโกไมซีตจะมีอยู่ในรูปของไคโตซาน โพลี-β- (1,4) -N-อะเซทิลกลูโคซามีน)

นอกจากไคตินหรือไคโตซานแล้ว ผนังเซลล์ของเชื้อรา นอกจากนี้ยังประกอบด้วยกลูแคน กลูโคสโพลีเมอร์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อสายไคตินต่างๆ. ในที่สุด โครงสร้างนี้ยังมีเอ็นไซม์ที่จำเป็นในการสังเคราะห์และทำลายผนังและนำเสนอโปรตีนโครงสร้าง

3. ผนังเซลล์ในพืช

ผนังเซลล์ของพืชเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในระดับทั่วไป เนื่องจากมักใช้เป็นความแตกต่างหลักระหว่างเซลล์ของอาณาจักร Animalia และ Plantae หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่ทนทานและทนต่อแรงดันออสโมติกของสภาพแวดล้อมของเซลล์, ผลคูณของความแตกต่างของความเข้มข้นระหว่างสภาพแวดล้อมภายในและภายนอก

เมื่อตัวกลางภายนอกเซลล์มีค่า hypotonic (มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่ำกว่าเซลล์) น้ำจะเข้าสู่เซลล์ ทำให้เกิดอาการบวมหรือกระตุก จากมุมมองทางเคมี ต้องหาสมดุลระหว่างสารละลายภายนอกที่มีความดันเลือดต่ำและไซโตพลาสซึมไฮเปอร์โทนิก นั่นคือ ทั้งสองกลายเป็นไอโซโทนิกเมื่อแลกเปลี่ยนของเหลว หากไม่มีผนังเซลล์ (ซึ่งทนต่อแรงกดดันที่สูงกว่าบรรยากาศหลายเท่า) เซลล์พืชก็จะพองตัวเนื่องจากการเข้าของน้ำ และพวกเขาก็จะระเบิด

ผนังเซลล์ต้องแข็งแรงและแข็งแรง จึงจะทนต่อแรงกดดันเหล่านี้ได้ นอกจากนี้ยังมีสามชั้นที่แตกต่างกัน:

• ผนังเซลล์ปฐมภูมิ: เป็นชั้นบางและยืดหยุ่น ซึ่งจะพัฒนาเมื่อเซลล์พืชโตขึ้น
• ผนังเซลล์ทุติยภูมิ: เมื่อเซลล์หยุดเติบโตและผนังเซลล์ปฐมภูมิก่อตัวเต็มที่ ผนังเซลล์ทุติยภูมิจะเริ่มสังเคราะห์ขึ้น ไม่พบชั้นนี้ในเซลล์ทุกประเภทภายในสิ่งมีชีวิตเดียวกัน
• แผ่นชั้นกลาง: เป็นชั้นของเพคตินแคลเซียมและแมกนีเซียมที่เชื่อมผนังเซลล์สองเซลล์ที่อยู่ติดกัน

ในผนังเซลล์ปฐมภูมิที่กำลังเติบโต สารสังเคราะห์ที่สำคัญที่สุดคือ เซลลูโลส (พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยกลูโคสโมโนเมอร์มากกว่า 10,000 ชนิด) เฮมิเซลลูโลส (ส่วนใหญ่เป็นชนิดไซโลกลูแคน) และเพกติน. ควรสังเกตว่า อย่างน่าแปลกที่เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพที่มีมากที่สุดในโลก เนื่องจากพืช มีอยู่ในเนื้อเยื่อของมัน (ในรูปของโมเลกุลคาร์บอน) 80% ของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ของทั้งโลก ประมาณ 450 กิกะตัน

ในสภาพแวดล้อมของเซลล์พืช เส้นใยเซลลูโลสถูกฝังอยู่ในเมทริกซ์ ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์อีก 2 ชนิดที่ตั้งชื่อไว้แล้ว ได้แก่ เฮมิเซลลูโลสและเพกติน ในขณะที่การกระจายของโพลีแซ็กคาไรด์ทั้งสามนี้เป็นเนื้อเดียวกันในผนังหลัก แต่ในผนังทุติยภูมิ 80% ของพวกมันสอดคล้องกับเซลลูโลส ดังนั้นจึงมีความแข็งแกร่งและความแข็งแรง

เรซูเม่

อย่างที่คุณอาจเคยเห็น การทำงานของผนังเซลล์นั้นไปไกลกว่าอาณาจักรของพืช แบคทีเรีย (ยกเว้นมัยโคพลาสมา) และเชื้อราก็มีเช่นกัน และแม้ว่าองค์ประกอบของพวกมันจะแตกต่างกัน เหตุผลก็เหมือนกัน: ป้องกันเซลล์จากความเครียดทางกลหรือจากการระเบิดเนื่องจากความไม่สมดุล ออสโมติก

นอกจากงานสำคัญนี้ ผนังเซลล์ในพืช (โดยเฉพาะเซลล์รอง) ยังทำหน้าที่เป็น "พาร์ทิชัน" สำหรับการสร้างเนื้อเยื่อ เนื่องจากมีความแข็งเพียงเล็กน้อย ความอ่อนตัวและศักยภาพในการจับกับโครงสร้างที่อยู่ติดกันทำให้เมทริกซ์นอกเซลล์มีคุณสมบัติทั้งหมดที่จำเป็นต่อการรักษาเนื้อเยื่อ จัดระเบียบ หากไม่มีผนังเซลล์ ชีวิตของพืช โปรคาริโอตและเชื้อราก็เป็นไปไม่ได้