Hücre duvarı: türleri, özellikleri ve işlevleri

Hücre yaşamın temel birimidir. Canlı kabul edilen her varlığın vücut yapısında en bazal prokaryottan en az bir hücre bulunur. 30 milyon hücreden oluşmuş gibi görünen insan bile (yüzde 84'ü kürecikler) kırmızı).

Her hücre kendini besleyebilmeli, büyüyebilmeli, çoğalabilmeli, kendini farklılaştırabilmeli, sinyal verebilmeli, çevreyi tanımalı (kemotaksis) ve gelişebilmeli, yani genomu nesiller boyunca değişmelidir.

Bu işlevlerin yanı sıra hücrenin yapısında DNA'yı şu şekilde sunduğuna dikkat edilmelidir. sitoplazmada (prokaryotlar) serbest olabilen veya bir nükleer zar ile çevrelenebilen kromozomlar (ökaryotlar). Bu DNA, susuz hücre protoplazmasının %80'ini oluşturan proteinlerin sentezi için gerekli tüm bilgileri içerir. Transkripsiyon ve çeviri süreçleri yoluyla, genlerde bulunan bilgiler, tüm protein materyalinin temel birimleri olan bir amino asit zincirine dönüştürülür.

Tüm bu süreçlerin gerçekleşmesi için hücrenin içsel bir homeostatik dengeye sahip olması, yani çevresel değişikliklere rağmen nispeten sabit kalması gerekir. Plazma zarı, bu birimi ortamın geri kalanından sınırlar ve giriş ve çıkışını modüle eder. maddelerin korunmasını ve bütünlüğünü destekleyen başka yardımcı yapılar da vardır. hücre. Burada size her şeyi anlatıyoruz

hücre çeperi.

• İlgili makale: "Hücre ve organellerin en önemli kısımları: genel bir bakış"

hücre duvarı nedir?

Hücre duvarı, tüm bitki hücrelerini (Krallık Plantae) çevreleyen hücre dışı bir matris olarak tanımlanabilir. Bununla birlikte, genellikle "evrimsel olarak basit" kabul edilen çoğu prokaryotta, mantarda ve diğer canlılarda da bulunur.

Diğer yandan, hayvan hücrelerinin hücre duvarı yoktur ve çevreye göre tek sınırlamaları plazma zarıdır..

Tüm hücrelerde hücrenin içini dışarıdan ayıran plazma zarı olmasına rağmen, çeşitli canlıların taksonları bu yapısal birimleri çözünmez bir makromolekül matrisi ile kaplamayı seçmiştir. salgılanır. Bu matris veya hücre dışı duvar sadece hücrelere ve farklı dokulara yapısal destek sağlamakla kalmaz, aynı zamanda ortamdaki hücre, yapışıklıkların oluşumu ve özel etkileşimler ve aynı varlık içindeki çeşitli suşların işlevselliğini belirler. canlı.

Hücre duvarının bileşimi, onu sunan canlıların farklı taksonları arasında değişir.. Bu nedenle bakteri, mantar ve bitkilerde bu oluşumun özelliklerini ayrı ayrı anlatıyoruz.

1. Bakterilerde hücre duvarı

Bakterilerde hücre, vücudunuzun tamamına karşılık gelir.. Bu nedenle, bu mikroorganizmalar genellikle diğer çok hücreli canlıların dokularının çoğunda bulunmayan özel yapılara (kirpikler, flagella ve fimbria gibi) sahiptir. Hareket etmemize izin veren yapılar eklerken, bakterilerin tüm hayati işlevlerini yerine getirmek için tek bir hücre gövdesi ile tasarlanması gerekir.

Dış stres faktörlerine karşı koruma ile benzer bir şey olur. Astar ve korumaya (deri) adanmış bir dokumuz olmasına rağmen, bakterilerin başka yapılara ihtiyacı vardır. zarı kaplayan ve hücre biriminin bütünlüğünü korumasını sağlayan daha az talepkar (hücre duvarları gibi). Dış yüzeyi korumaya ek olarak, bakteri duvarı hücrenin turgor nedeniyle patlamasını veya deforme olmasını (ortam ve sitoplazma arasındaki konsantrasyondaki değişikliklerden dolayı şişme) önler.

Bakteri hücre duvarı D-amino asitler içeren olağandışı peptitler ile birbirine bağlanan polisakkarit zincirlerinden oluşan peptidoglikandan (murein) oluşur.. Mantarlarınki kitin ve bitkilerinki selüloz tarafından oluşturulduğundan, kimyasal bileşim farklı krallıklardaki duvarlar arasındaki temel farklılaştırıcıdır. Ancak, tüm bu taksonlarda öncül ve işlevsellik benzerdir.

• İlginizi çekebilir: 3 bakteri türü (özellikleri ve morfolojisi)

2. Mantarlarda hücre duvarı

Biyolojide "mantar" terimi veya mantarlar mantar üreten küfler, mayalar ve canlıları içeren ökaryotik organizmaların bir taksonunu belirtmek için kullanılır. Bitkilere benzeyebilirler, ancak bunlardan heterotrof olmaları, yani organik maddeyi doğrudan çevreden elde eder ve fotosentez yapamaz.

Öte yandan, hücrelerinde hücre duvarının varlığı ile hayvanlardan farklıdırlar, çünkü ikincisindeki sınırlamanın plazma zarı ile sona erdiğini hatırlıyoruz. İki su arasında, mantarların filogenetik olarak bitkilere veya prokaryotlara göre hayvanlara daha yakın olduğu düşünülür.

Bu nokta netleştikten sonra, daha önce de söylediğimiz gibi, not edilmelidir. mantarların hücre duvarı kitinden oluşur. Bu bileşik, β- (1,4) -N-asetilglukozamin (in) alt birimlerinden oluşan bir karbonhidrat türüdür. basidiomycetes ve ascomycetes), ancak zygomycetes'te kitosan formunda bulunur poli-p-(1,4)-N-Asetilglukozamin).

Kitin veya kitosan'a ek olarak, mantarların hücre duvarı aynı zamanda farklı kitin zincirlerini birbirine bağlamaya yarayan glukanlar, glikoz polimerleri içerir.. Son olarak, bu yapı aynı zamanda duvarı sentezlemek ve yok etmek için gerekli enzimlere sahiptir ve yapısal proteinler sunar.

3. Bitkilerde hücre duvarı

Bitkilerin hücre duvarı, genel olarak en iyi bilinenidir, çünkü genellikle Animalia krallığının hücresi ile Plantae arasındaki ana ayrım olarak kullanılır. Bu sağlam ve dirençli hücre dışı matrisin en önemli işlevi, hücresel ortamın ozmotik basıncına dayanmasıdır., iç ve dış ortam arasındaki konsantrasyon farkının ürünü.

Hücre dışı ortam hipotonik olduğunda (hücreden daha düşük bir çözünen konsantrasyonuna sahiptir), su hücreye girerek şişmesine veya turgoruna neden olur. Kimyasal açıdan, hipotonik dış çözelti ile hipertonik sitoplazma arasında, yani her ikisi de sıvı alışverişi ile izotonik hale gelen bir denge aranır. Hücre duvarları olmadan (atmosferik basınçtan birkaç kat daha yüksek basınca dayanır), bitki hücreleri su girmesi nedeniyle şişer. ve sonunda patlayacaklardı.

Bu basınçlara dayanabilmek için hücre duvarının sağlam ve sert olması gerekir. Ayrıca, üç farklı katmana sahiptir:

• Birincil hücre duvarı: Bitki hücresi büyüdükçe gelişen ince ve esnek bir tabakadır.
• İkincil hücre duvarı: Hücre büyümesi durduğunda ve birincil hücre duvarı tamamen oluştuğunda, ikincil duvar sentezlenmeye başlar. Bu katman aynı organizmadaki tüm hücre tiplerinde bulunmaz.
• Orta lamel: Bitişik hücrelerin iki hücre duvarını birleştiren bir kalsiyum ve magnezyum pektin tabakasıdır.

Büyüyen birincil hücre duvarında, en önemli sentetik malzemeler şunlardır: selüloz (10.000'den fazla glikoz monomerinden oluşan bir polimer), hemiselüloz (çoğunlukla ksiloglukan türünden) ve pektin. İlginç bir şekilde, selülozun yeryüzündeki en bol biyopolimer olduğu belirtilmelidir, çünkü bitkiler dokularında (karbon molekülleri şeklinde) tüm gezegenin biyokütlesinin% 80'ini, yaklaşık 450'sini içerir gigaton.

Bitki hücresi ortamında, selüloz fibrilleri, proteinlerden ve halihazırda adı verilen diğer iki polisakaritten, hemiselüloz ve pektin'den oluşan bir matris içine gömülüdür. Bu üç polisakkaritin dağılımı birincil duvarda homojen iken, ikincil duvarda bunların %80'i selüloza, dolayısıyla sertliğine ve mukavemetine karşılık gelir.

Devam et

Görmüş olabileceğiniz gibi, hücre duvarının çalışması bitkiler krallığının çok ötesine geçer. Bakteriler (mikoplazmalar hariç) ve mantarlar da buna sahiptir ve bileşimleri farklı olmasına rağmen, Gerekçe aynıdır: hücrenin mekanik strese maruz kalmasını veya dengesizlikler nedeniyle patlamasını önlemek ozmotik.

Bu hayati işe ek olarak, bitkilerdeki hücre duvarı (özellikle ikincil olan) aynı zamanda dokuların inşası için "bölmeler" olarak da işlev görür, çünkü sertliği az olduğu için dövülebilirlik ve bitişik yapılarla bağlanma potansiyeli, bu hücre dışı matrise dokuları korumak için gerekli tüm özellikleri verir. organize. Hücre duvarı olmadan bitkilerin, prokaryotların ve mantarların yaşamı imkansız olurdu.