Клітинна стінка: види, характеристики та функції

Клітина є основною одиницею життя. Кожна сутність, яка вважається живою, має у своїй структурі тіла принаймні одну клітину, починаючи від самого базального прокаріоту навіть людина, яка, здається, складається з 30 мільйонів клітин (84% з них - глобули червоний).

Кожна клітина повинна бути здатною живити себе, рости, розмножуватися, диференціюватися, сигналізувати, розпізнавати навколишнє середовище (хемотаксис) і розвиватися, тобто її геном повинен змінюватися протягом поколінь.

На додаток до цих функцій, слід зазначити, що клітина представляє у своїй структурі ДНК у вигляді хромосоми, які можуть бути вільними в цитоплазмі (прокаріоти) або укладеними ядерною мембраною (еукаріоти). Ця ДНК містить всю інформацію, необхідну для синтезу білків, які складають 80% зневодненої протоплазми клітин. Завдяки процесам транскрипції та трансляції інформація, присутня в генах, перетворюється на ланцюжок амінокислот, основних одиниць всього білкового матеріалу.

Щоб усі ці процеси відбувалися, клітина повинна мати внутрішній гомеостатичний баланс, тобто вона повинна залишатися відносно постійною, незважаючи на зміни навколишнього середовища. Плазматична мембрана відмежовує цей блок від решти середовища та модулює вхід і вихід речовин, але існують інші допоміжні структури, що сприяють захисту та цілісності клітинку. Тут ми розповімо вам все про

Клітинна стінка.

• Пов’язана стаття: "Найважливіші частини клітини та органели: огляд"

Що таке клітинна стінка?

Клітинна стінка може бути визначена як позаклітинний матрикс, який оточує всі рослинні клітини (Kingdom Plantae). Однак він також присутній у більшості прокаріотів, грибів та інших живих істот, які зазвичай вважаються "еволюційно простими".

З іншої сторони, клітини тварин не мають клітинної стінки, і їх єдиним розмежуванням щодо навколишнього середовища є плазматична мембрана.

Незважаючи на те, що у всіх клітинах саме плазматична мембрана обмежує внутрішню частину клітини ззовні, різноманітна таксони живих істот вирішили покрити ці структурні одиниці нерозчинною матрицею макромолекул секретується. Цей матрикс або позаклітинна стінка не тільки забезпечує структурну підтримку клітин та різних тканин, але також дозволяє підтримувати клітина в навколишньому середовищі, утворення спайок та особливих взаємодій і диктує функціональність різних штамів у тій же істоті живий.

Склад клітинної стінки різниться між різними таксонами живих істот, які її представляють. Тому ми розповідаємо вам особливості цього утворення в бактеріях, грибах та рослинах окремо.

1. Клітинна стінка у бактерій

У бактеріях клітина відповідає всьому вашому організму. З цієї причини ці мікроорганізми зазвичай мають особливі структури (такі як війки, джгутики та фімбрії), яких решта багатоклітинних істот не мають у більшості своїх тканин. Хоча ми додали структури, що дозволяють нам рухатись, бактерії повинні створювати єдине клітинне тіло для виконання всіх своїх життєво важливих функцій.

Щось подібне трапляється із захистом від зовнішніх стресових факторів. Хоча ми маємо цілу тканину, присвячену підкладці та захисту (шкіри), бактерії потребують інших структур менш вимогливі (наприклад, клітинні стінки), які покривають мембрану і дозволяють клітинному блоку підтримувати свою цілісність. На додаток до захисту зовнішньої сторони, бактеріальна стінка запобігає вибуху або деформації клітини через тургор (набряк через зміну концентрації між середовищем і цитоплазмою).

Бактеріальна клітинна стінка складається з пептидоглікану (муреїну), який у свою чергу складається з полісахаридних ланцюгів, з'єднаних між собою незвичайними пептидами, що містять D-амінокислоти. Хімічний склад є важливим диференціатором між стінками в різних царствах, оскільки гриби утворені хітином, а рослини - целюлозою. Однак приміщення та функціональність подібні у всіх цих таксонів.

• Вас можуть зацікавити: 3 типи бактерій (характеристики та морфологія)

2. Клітинна стінка у грибів

У біології термін «грибок» або Гриби його використовують для позначення таксону еукаріотичних організмів, що включає цвілі, дріжджі та живих істот, що виробляють гриби. Вони могли виглядати як рослини, але вони відрізняються від них тим, що є гетеротрофами, тобто тим отримувати органічні речовини безпосередньо з навколишнього середовища і не може фотосинтезувати.

З іншого боку, вони відрізняються від тварин наявністю клітинної стінки в їх клітинах, оскільки ми пам’ятаємо, що розмежування в останніх закінчується плазматичною мембраною. Між двома водами гриби вважаються більш філогенетично близькими до тварин, ніж до рослин або прокаріотів.

Після з’ясування цього моменту слід зазначити, що, як ми вже говорили, клітинна стінка грибів складається з хітину. Ця сполука є типом вуглеводів, який утворений субодиницями β- (1,4) -N-ацетилглюкозаміну (в базидіоміцети та аскоміцети), хоча в зигоміцетах він присутній у формі хітозану полі-β- (1,4) -N-ацетилглюкозамін).

Крім хітину або хітозану, клітинна стінка грибів Він також містить глюкани, полімери глюкози, які служать для з'єднання різних ланцюгів хітину. Нарешті, ця структура також має ферменти, необхідні для синтезу та руйнування стінки, і представляє структурні білки.

3. Клітинна стінка у рослин

Клітинна стінка рослин є найвідомішою на загальному рівні, оскільки її зазвичай використовують як основну відмінність між клітиною королівства Анімалія та плантатами. Найважливіша функція цього міцного і стійкого позаклітинного матриксу - протистояти осмотичному тиску клітинного середовища, добуток різниці в концентраціях між внутрішнім і зовнішнім середовищем.

Коли позаклітинне середовище є гіпотонічним (воно має меншу концентрацію розчинених речовин, ніж клітина), вода потрапляє в клітину, викликаючи її набряк або тургор. З хімічної точки зору шукається баланс між гіпотонічним зовнішнім розчином та гіпертонічною цитоплазмою, тобто обидва стають ізотонічними при обміні рідин. Без клітинних стінок (які витримують тиск, який у кілька разів перевищує атмосферний), рослинні клітини набухають через потрапляння води і вони в підсумку вибухнуть.

Щоб протистояти цим тискам, клітинна стінка повинна бути міцною і жорсткою. Крім того, він має три різних шари:

• Первинна клітинна стінка: це тонкий і гнучкий шар, який розвивається в міру зростання клітини рослини.
• Вторинна клітинна стінка: коли клітина перестає рости і первинна клітинна стінка повністю формується, вторинна стінка починає синтезуватися. Цей шар міститься не у всіх типах клітин в одному організмі.
• Середня ламела: це шар пектинів кальцію та магнію, що з’єднує дві клітинні стінки клітин, що прилягають одна до одної.

У зростаючій первинній клітинній стінці найважливішими матеріалами синтезу є целюлоза (полімер, що складається з понад 10 000 мономерів глюкози), геміцелюлоза (переважно типу ксилоглюкана) та пектин. Слід зазначити, що, що цікаво, целюлоза є найпоширенішим біополімером на Землі з часів рослин містять у своїх тканинах (у вигляді молекул вуглецю) 80% біомаси всієї планети, приблизно 450 гігатони.

У середовищі рослинних клітин фібрили целюлози вбудовані в матрикс, який складається з білків та інших двох уже названих полісахаридів - геміцелюлози та пектину. Хоча розподіл цих трьох полісахаридів однорідний у первинній стінці, у вторинній стінці 80% з них відповідає целюлозі, отже, її жорсткість і міцність.

Резюме

Як ви могли переконатися, робота клітинної стінки виходить далеко за межі царства рослин. Бактерії (за винятком мікоплазм) та гриби також нею володіють, і, хоча їхній склад різний, але Обгрунтування те саме: запобігання клітині зазнавати механічних навантажень або вибухати через дисбаланс осмотичний.

На додаток до цієї життєво важливої ​​роботи, клітинна стінка рослин (особливо вторинна) також виконує роль "перегородок" для побудови тканин, оскільки її твердість мало податливість і потенціал зв’язування з сусідніми структурами надають цьому позаклітинному матриксу всі властивості, необхідні для підтримки тканин організовано. Без клітинної стінки життя рослин, прокаріотів і грибів було б неможливим.