ЋЕЛИЈСКИ ЗИД: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФУНКЦИЈЕ И СТРУКТУРА - БИОЛОГИЈА - 2025

Ћелијски зид је густа и отпорна структура која ограничава одређене врсте ћелија и налази окружује плазма мембрану. Не сматра се зидом који спречава контакт с спољашње стране; То је сложена, динамична структура и одговорна је за значајан број физиолошких функција у организмима.

Ћелијски зид се налази у биљкама, гљивицама, бактеријама и алгама. Сваки зид има структуру и састав карактеристичан за групу. Супротно томе, једна од карактеристика животињских ћелија је недостатак ћелијске стијенке. Ова структура је углавном одговорна за давање и одржавање облика ћелија.

Ћелијска стијенка делује као заштитна баријера као одговор на осмотске неравнотеже које ћелијско окружење може представљати. Поред тога, он има улогу у комуникацији између ћелија.

Опште карактеристике

-Ћелијски зид је густа, стабилна и динамична баријера која се налази у различитим групама организама.

- Присутност ове структуре од виталног је значаја за одрживост ћелије, њен облик и, ако штетни организми учествују у њеној патогености.

-Иако састав зида варира у зависности од сваке групе, главна функција је одржавање интегритета ћелије против осмотских сила које могу да разбију ћелију.

-У случају вишећелијских организама, он помаже у стварању ткива и учествује у ћелијској комуникацији

Ћелијски зид у биљкама

Структура и састав

Ћелијске стијенке биљних ћелија сачињене су од полисахарида и гликопротеина, организованих у тродимензионалном матриксу.

Најважнија компонента је целулоза. Састоји се од понављања јединица глукозе, повезаних заједно β - 1,4 везама. Сваки молекул садржи око 500 молекула глукозе.

Остале компоненте укључују: хомогалактуронан, раногалактуронан И и ИИ и полисахариде хемицелулозе, као што су ксилоглукани, глукоманан, ксилан, између осталих.

Зид такође садржи компоненте протеинске природе. Арабиногалацтан је протеин који се налази у зиду и повезан је са ћелијском сигнализацијом.

Хемицелулоза се веже водоником преко целулозе. Ове интеракције су врло стабилне. За остале компоненте начин интеракције још није добро дефинисан.

Можете разликовати између примарне и секундарне ћелијске стијенке. Примарна је танка и помало пробирљива. Након заустављања раста ћелија долази до таложења секундарног зида, што може променити свој састав у односу на примарни зид или остати непромењено и само додати додатне слојеве.

У неким случајевима лигнин је састојак секундарног зида. На пример, дрвеће садржи значајне количине целулозе и лигнина.

Синтеза

Процес биосинтезе зида је сложен. Укључује око 2000 гена који учествују у изградњи грађевине.

Целулоза се синтетише на плазма мембрани и депонује се напољу. За његово формирање потребно је неколико ензимских комплекса.

Остатак компоненти синтетише се у мембранским системима који се налазе у ћелији (као што је Голгијев апарат) и излучују се преко везикула.

Функција

Ћелијска стијенка у биљкама има функције аналогне онима које изводи ванћелијски матрикс у ћелијама животиња, као што су одржавање облика и структуре ћелије, повезивање ткива и ћелијска сигнализација. У наставку ћемо размотрити најважније функције:

Регулишу тургор

У животињским ћелијама - којима недостаје ћелијска стијенка - ванћелијско окружење представља главни изазов у ​​погледу осмозе.

Када је концентрација медијума већа у односу на унутрашњост ћелије, вода има тенденцију да тече из ћелије. Супротно томе, када је ћелија изложена хипотоничном окружењу (већа концентрација у ћелији), вода улази и ћелија може експлодирати.

У случају биљних ћелија, раствора који се налазе у ћелијском окружењу је мање него у унутрашњости ћелије. Међутим, ћелија не експлодира јер је ћелијски зид под притиском. Ова појава узрокује појаву одређеног механичког притиска или ћелијског тургора.

Притисак тургора створен ћелијским зидом помаже да одржите биљна ткива крута.

Ћелијске везе

Биљне ћелије су у стању да међусобно комуницирају кроз низ "канала" који се називају плазмодесмата. Ови путеви повезују цитосол обе ћелије и размењују материјале и честице.

Овај систем омогућава размену метаболичких производа, протеина, нуклеинских киселина, па чак и вирусних честица.

Сигурносне руте

У овој замршеној матрици налазе се молекули изведени из пектина, попут олигогалактуронида, који имају могућност покретања сигналних путева као одбрамбених одговора. Другим речима, они делују попут имунолошког система у животиња.

Иако ћелијска стијенка ствара баријеру против патогена, није сасвим непробојна. Стога, када је зид ослабљен, та једињења се ослобађају и „упозоравају“ биљку на напад.

Као одговор, долази до ослобађања реактивних врста кисеоника и стварају се метаболити, попут фитоалексина који су антимикробне супстанце.

Ћелијска стијенка у прокариотима

Структура и састав еубактерија

Ћелијска стијенка еубактерија има две темељне структуре које се разликују по чувеној мрљи по Граму.

Прву групу чине грам негативне бактерије. Код ове врсте мембрана је двострука. Ћелијски зид је танак и са обе стране је окружен унутрашњом и спољном плазма мембраном. Класичан пример грам-негативне бактерије је Е. цоли.

Са своје стране, грам-позитивне бактерије имају само плазма мембрану, а ћелијски зид је много дебљи. Обично су богате теикоичним и миколичним киселинама. Пример је патоген Стапхилоцоццус ауреус.

Главна компонента оба типа зидова је пептидогликан, такође познат као муреин. Јединице или мономери који га чине су Н-ацетилглукозамин и Н-ацетилмураминска киселина. Састоји се од линеарних ланаца полисахарида и малих пептида. Пептидогликан формира снажне и стабилне структуре.

Неки антибиотици, попут пеницилина и ванкомицина, делују тако што спречавају стварање веза у станици ћелије бактерија. Када бактерија изгуби станичну стијенку, резултирајућа структура је позната као сферопласт.

Структура и састав археја

Археје се по саставу зидова разликују од бактерија, углавном зато што не садрже пептидогликан. Неке археје имају слој псеудопептидогликана или псеудомуреина.

Овај полимер је дебљине 15–20 нм и сличан је пептидогликану. Компоненте полимера су лН-ацетилталосаминуронска киселина повезана са Н-ацетилглукозамином.

Садрже бројне ретке липиде, као што су изопренске групе везане за глицерол и додатни слој гликопротеина, који се назива слој С. Овај слој је често повезан са плазма мембраном.

Липиди су другачији него код бактерија. У еукариотама и бактеријама пронађене су везе естерског типа, док су у архејама етерског типа. Окосница глицерола типична је за овај домен.

Постоје неке врсте археја, попут Ферропласма Ацидопхилум и Тхермопласма спп., Које немају ћелијску стијенку, и поред тога што живе у екстремним условима окружења.

И еубактерије и археје имају велики слој протеина, попут лепина, који помажу тим микроорганизмима да колонизују различита окружења.

Синтеза

У Грам негативним бактеријама компоненте зида синтетизују се у цитоплазми или унутрашњој мембрани. Изградња зида дешава се на спољној страни ћелије.

Формирање пептидогликана започиње у цитоплазми, где се одвија синтеза нуклеотида прекурсора компоненти зида.

Након тога, синтеза се наставља у цитоплазматској мембрани, где се синтетишу једињења липидне природе.

Процес синтезе се завршава унутар цитоплазматске мембране, где се дешава полимеризација пептидогликанских јединица. У овом процесу учествују различити ензими.

Карактеристике

Као и ћелијска стијенка у биљкама, ова структура у бактеријама има сличне функције да заштити ове једноцеличне организме од лизе против осмотског стреса.

Спољна мембрана Грам негативних бактерија помаже у транслокацији протеина и растворених супстанци, као иу трансмисији сигнала. Такође штити тело од патогена и пружа ћелијску стабилност.

Ћелијска стијенка у гљивицама

Структура и састав

Већина ћелијских зидова у гљивицама има прилично сличан састав и структуру. Формирају се од гел сличних угљених хидратних полимера, испреплетених са протеинима и другим компонентама.

Препознатљива компонента гљивичног зида је хитин. Интеракција је са глуканима да створи влакнасту матрицу. Иако је снажне структуре, показује одређен степен флексибилности.

Синтеза

Синтеза главних компоненти - хитина и глукана - одвија се у плазма мембрани.

Остале компоненте се синтетишу у Голгијевом апарату и у ендоплазматском ретикулуу. Ови молекули се износе ван ћелије путем излучивања кроз везикуле.

Карактеристике

Ћелијска стијенка гљивица одређује њихову морфогенезу, виталност ћелије и патогеност. Са еколошког становишта, одређује врсту окружења у којем одређена гљива може или не може да живи.

Референце

1. Алберс, СВ, и Меиер, БиХ (2011). Овојница археалних ћелија. Натуре Ревиевс Мицробиологи, 9 (6), 414–426.
2. Цоопер, Г. (2000). Ћелија: Молекуларни приступ. Друго издање Синауер Ассоциатес.
3. Форбес, БА (2009). Микробиолошка дијагноза. Панамерицан Медицал Ед.
4. Гов, НА, Латге, ЈП, и Мунро, ЦА (2017). Зид гљивичне ћелије: структура, биосинтеза и функција. Микробиолошки спектар 5 (3)
5. Кеегстра, К. (2010). Постављајте ћелијске зидове. Физиологија биљака, 154 (2), 483–486.
6. Коебник, Р., Лоцхер, КП, и Ван Гелдер, П. (2000). Структура и функција протеина вањске мембране бактерија: барел у љусци. Молекуларна микробиологија, 37 (2), 239–253.
7. Лодисх, Х., Берк, А., Зипурски, СЛ, Матсудаира, П., Балтиморе, Д., и Дарнелл, Ј. (2000). Молекуларна ћелијска биологија, четврто издање. Национални центар за информације о биотехнологији, полица за књиге.
8. Сцхефферс, ДЈ, & Пинхо, МГ (2005). Синтеза ћелијских зидова бактерија: нови увиди из студија локализације. Прегледи микробиологије и молекуларне биологије, 69 (4), 585–607.
9. Сховалтер, АМ (1993). Структура и функција протеина биљне стијенке. Биљна ћелија, 5 (1), 9–23.
10. Валент, БС, Алберсхеим, П. (1974). Структура зидова биљних ћелија: О везивању ксилоглукана на целулозна влакна. Физиологија биљака, 54 (1), 105-108.
11. Валларино, ЈГ, & Осорио, С. (2012). Сигнална улога олигогалактуронида добијених током разградње ћелијске стијенке. Сигнализација и понашање биљака, 7 (11), 1447–1449.