LĄSTELĖS SIENA: CHARAKTERISTIKOS, FUNKCIJOS IR STRUKTŪRA - BIOLOGIJA - 2025

Ląstelių sienelę yra storio ir atspari struktūra, kuri atriboja tam tikrų tipų ląstelių ir yra nustatyta aplink plazminės membranos. Tai nelaikoma siena, neleidžiančia susisiekti su išore; Tai sudėtinga, dinamiška struktūra ir atsakinga už daugybę organizmų fiziologinių funkcijų.

Ląstelės sienelė randama augaluose, grybuose, bakterijose ir dumbliuose. Kiekviena siena turi būdingą grupei struktūrą ir kompoziciją. Priešingai, viena iš gyvūnų ląstelių savybių yra ląstelės sienos nebuvimas. Ši struktūra yra atsakinga už ląstelių formos suteikimą ir palaikymą.

Ląstelės siena veikia kaip apsauginis barjeras reaguodama į osmosinį disbalansą, kurį gali sukelti ląstelės aplinka. Be to, ji vaidina ryšį tarp ląstelių.

Bendrosios savybės

-Ląstelės siena yra storas, stabilus ir dinamiškas barjeras, kuris randamas skirtingose ​​organizmų grupėse.

- Šios struktūros buvimas yra gyvybiškai svarbus ląstelės gyvybingumui, jos formai, o kenksmingų organizmų atveju ji dalyvauja jos patogeniškume.

- Nors sienos sudėtis skiriasi priklausomai nuo kiekvienos grupės, pagrindinė funkcija yra išlaikyti ląstelės vientisumą nuo osmosinių jėgų, galinčių suardyti ląstelę.

- Daugialąstelinių organizmų atveju jis padeda formuotis audiniams ir dalyvauja ląstelių bendravime

Ląstelių siena augaluose

Struktūra ir sudėtis

Augalų ląstelių sieneles sudaro polisacharidai ir glikoproteinai, išdėstyti trimatėje matricoje.

Svarbiausias komponentas yra celiuliozė. Jį sudaro pasikartojantys gliukozės vienetai, sujungti β - 1,4 ryšiais. Kiekvienoje molekulėje yra apie 500 gliukozės molekulių.

Į kitus komponentus įeina: homogalakturonanas, ramnogalakturonanas I ir II ir hemiceliuliozės polisacharidai, tokie kaip ksiloglukanai, gliukomananas, ksilanas, be kitų.

Sienoje taip pat yra baltyminio pobūdžio komponentų. Arabinogalaktanas yra baltymas, esantis sienoje ir susijęs su ląstelių signalizavimu.

Hemiceliuliozė jungiasi su celiulioze vandenilio ryšiu. Šios sąveikos yra labai stabilios. Likusių komponentų sąveikos būdas dar nėra tiksliai apibrėžtas.

Galite atskirti pirminę ir antrinę ląstelių sienas. Pagrindinis yra plonas ir šiek tiek kaliojo. Kai ląstelių augimas sustoja, atsiranda antrinės sienos nusėdimas, kuris gali pakeisti jos sudėtį pirminės sienos atžvilgiu arba likti nepakitęs ir įpilti tik papildomus sluoksnius.

Kai kuriais atvejais ligninas yra antrinės sienos komponentas. Pavyzdžiui, medžiai turi nemažą kiekį celiuliozės ir lignino.

Sintezė

Sienų biosintezės procesas yra sudėtingas. Tai apima maždaug 2000 genų, kurie dalyvauja konstrukcijos kūrime.

Celiuliozė sintezuojama ant plazminės membranos, kad būtų galima nusodinti tiesiai į išorę. Jo formavimui reikalingi keli fermentų kompleksai.

Likę komponentai sintetinami membraninėse sistemose, esančiose ląstelėje (pavyzdžiui, Golgi aparate), ir išsiskiria per pūsleles.

Funkcija

Augalų ląstelių siena turi tas pačias funkcijas, kurias atlieka tarpląstelinė matrica gyvūnų ląstelėse, pavyzdžiui, ląstelių formos ir struktūros palaikymas, jungiamieji audiniai ir ląstelių signalizacija. Žemiau aptarsime svarbiausias funkcijas:

Reguliuokite turgorą

Gyvūnų ląstelėse, kurioms trūksta ląstelių sienelių, tarpląstelinė aplinka sukelia didelį iššūkį osmoso srityje.

Kai terpės koncentracija yra didesnė, palyginti su ląstelės vidumi, vanduo linkęs ištekėti iš ląstelės. Priešingai, kai ląstelė yra veikiama hipotoninės aplinkos (didesnė koncentracija ląstelėje), vanduo patenka ir ląstelė gali sprogti.

Augalų ląstelių ląstelėje aptinkamų tirpiųjų medžiagų yra mažiau nei ląstelių viduje. Tačiau ląstelė nesprogsta, nes ląstelės sienelė yra veikiama slėgio. Šis reiškinys sukelia tam tikro mechaninio slėgio ar ląstelinio turgoro atsiradimą.

Turgo slėgis, kurį sukuria ląstelės siena, padeda išlaikyti augalų audinius standžius.

Ląstelių jungtys

Augalo ląstelės geba susisiekti viena su kita per kanalus, vadinamus plazmodesmata. Šie keliai jungia abiejų ląstelių citozolį ir keičiasi medžiagomis ir dalelėmis.

Ši sistema leidžia keistis metaboliniais produktais, baltymais, nukleorūgštimis ir net viruso dalelėmis.

Signalizacijos keliai

Šioje įmantrioje matricoje yra molekulių, gautų iš pektinų, tokių kaip oligogalakturonidai, kurie gali sukelti signalinius kelius, tokius kaip gynybinės reakcijos. Kitaip tariant, jie veikia kaip imuninė sistema gyvūnams.

Nors ląstelės siena sudaro barjerą nuo patogenų, ji nėra visiškai nepralaidi. Todėl, nusilpus sienai, šie junginiai išsiskiria ir „įspėja“ augalą nuo užpuolimo.

Reaguojant išsiskiria reaktyviosios deguonies rūšys ir susidaro metabolitai, tokie kaip fitoeleksinai, kurie yra antimikrobinės medžiagos.

Ląstelės siena prokariotuose

Eubakterijų struktūra ir sudėtis

Eubakterijų ląstelių sienelė turi dvi pagrindines struktūras, kurias skiria garsioji „Gramo“ dėmė.

Pirmąją grupę sudaro gramneigiamos bakterijos. Šio tipo membrana yra dviguba. Ląstelės siena yra plona ir iš abiejų pusių ją supa vidinė ir išorinė plazminė membrana. Klasikinis gramneigiamų bakterijų pavyzdys yra E. coli.

Savo ruožtu, gramteigiamos bakterijos turi tik plazmos membraną, o ląstelės siena yra daug storesnė. Paprastai jose gausu teiko rūgščių ir mikoolio rūgščių. Pavyzdys yra patogenas Staphylococcus aureus.

Pagrindinis abiejų tipų sienų komponentas yra peptidoglikanas, dar žinomas kaip mureinas. Jį sudarantys vienetai arba monomerai yra N-acetilgliukozaminas ir N-acetilmuraminė rūgštis. Jį sudaro tiesinės grandinių polisacharidai ir maži peptidai. Peptidoglikanas sudaro stiprias ir stabilias struktūras.

Kai kurie antibiotikai, tokie kaip penicilinas ir vankomicinas, veikia užkertant kelią jungčių susidarymui bakterijų ląstelių sienelėje. Kai bakterija praranda savo ląstelės sienelę, susidariusi struktūra vadinama sferoplastu.

Struktūra ir kompozicija archajoje

Archaea sienelių sudėtis nuo bakterijų skiriasi daugiausia tuo, kad jose nėra peptidoglikano. Kai kurios archajos turi pseudopeptidoglikano arba pseudomureino sluoksnį.

Šis polimeras yra 15–20 nm storio ir yra panašus į peptidoglikaną. Polimero komponentai yra lN-acetilalosaminurono rūgštis, sujungta su N-acetilgliukozaminu.

Juose yra nemažai retų lipidų, tokių kaip glicerolio surištų izopreno grupių ir papildomas glikoproteinų sluoksnis, vadinamas S sluoksniu. Šis sluoksnis dažnai yra susijęs su plazmos membrana.

Lipidai skiriasi nei bakterijose. Eukariotuose ir bakterijose rasti jungtys yra esterio tipo, o archajoje - eterio tipo. Glicerolio stuburas būdingas šiai sričiai.

Yra keletas archajų rūšių, tokių kaip Ferroplasma Acidophilum ir Thermoplasma spp., Kurios neturi ląstelės sienos, nepaisant to, kad gyvena ekstremaliomis aplinkos sąlygomis.

Tiek eubakterijos, tiek archajos turi didelį baltymų, tokių kaip adhezinai, sluoksnį, kuris padeda šiems mikroorganizmams kolonizuoti skirtingas aplinkas.

Sintezė

Gramneigiamose bakterijose sienos komponentai sintetinami citoplazmoje arba vidinėje membranoje. Sienos konstrukcija vyksta ląstelės išorėje.

Peptidoglikano susidarymas prasideda citoplazmoje, kur vyksta sienos komponentų pirmtakų nukleotidų sintezė.

Vėliau sintezė tęsiasi citoplazminėje membranoje, kur sintetinami lipidinio pobūdžio junginiai.

Sintezės procesas baigiasi citoplazminės membranos viduje, kur vyksta peptidoglikano vienetų polimerizacija. Šiame procese dalyvauja skirtingi fermentai.

funkcijos

Kaip ir augalų ląstelių siena, ši bakterijų struktūra atlieka panašias funkcijas, apsaugančias šiuos vienaląsčius organizmus nuo lizės nuo osmosinio streso.

Gramneigiamų bakterijų išorinė membrana padeda baltymų ir tirpių medžiagų perkėlimui ir signalo perdavimui. Tai taip pat apsaugo organizmą nuo patogenų ir suteikia ląstelių stabilumą.

Grybų ląstelių siena

Struktūra ir sudėtis

Daugelio grybelių ląstelių sienos yra gana panašios sudėties ir struktūros. Jie susidaro iš į gelį panašių angliavandenių polimerų, persipynusių su baltymais ir kitais komponentais.

Skiriamasis grybelio sienos komponentas yra chitinas. Jis sąveikauja su gliukanais, sukurdamas pluoštinę matricą. Nors tai stipri struktūra, ji pasižymi tam tikru lankstumu.

Sintezė

Pagrindinių komponentų - chitino ir gliukanų - sintezė vyksta plazmos membranoje.

Kiti komponentai sintetinami Golgi aparate ir endoplazminiame retikulume. Šios molekulės išnešiojamos iš ląstelės išorės per pūsleles.

funkcijos

Grybų ląstelių sienelė lemia jų morfogenezę, ląstelių gyvybingumą ir patogeniškumą. Ekologiniu požiūriu tai nustato aplinkos, kurioje gali arba negali gyventi tam tikras grybelis, tipą.

Nuorodos

1. Albers, SV ir Meyer, BH (2011). Archealinės kameros vokas. „Nature Reviews Microbiology“, 9 (6), 414–426.
2. Cooperis, G. (2000). Ląstelė: molekulinis požiūris. 2-asis leidimas. „Sinauer Associates“.
3. „Forbes“, BA (2009). Mikrobiologinė diagnozė. Panamerican Medical Ed.
4. „Gow“, NA, „Latge“, JP ir „Munro“, CA (2017). Grybelinės ląstelės siena: struktūra, biosintezė ir funkcija. Mikrobiologijos spektras 5 (3)
5. Keegstra, K. (2010). Augalų ląstelių sienos. Augalų fiziologija, 154 (2), 483–486.
6. Koebnik, R., Locher, KP, ir Van Gelder, P. (2000). Bakterijų išorinės membranos baltymų sandara ir funkcijos: statinės riešutais. Molekulinė mikrobiologija, 37 (2), 239–253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., ir Darnell, J. (2000). Molekulinių ląstelių biologija, 4-asis leidimas. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, knygų lentyna.
8. „Scheffers“, DJ ir „Pinho“, MG (2005). Bakterijų ląstelių sienelių sintezė: naujos lokalizacijos tyrimų įžvalgos. Mikrobiologijos ir molekulinės biologijos apžvalgos, 69 (4), 585–607.
9. Showalter, AM (1993). Augalų ląstelių sienelės baltymų struktūra ir funkcijos. Augalų ląstelė, 5 (1), 9–23.
10. Valent, BS ir Albersheim, P. (1974). Augalų ląstelių sienelių struktūra: Ksilogliukano prisijungimas prie celiuliozės pluošto. Augalų fiziologija, 54 (1), 105–108.
11. Vallarino, JG, & Osorio, S. (2012). Signalinis oligogalakturonidų vaidmuo ląstelių sienelės skilimo metu. Augalų signalizavimas ir elgsena, 7 (11), 1447–1449.