Карактеристике, функције и структура ћелијског зида

Тхе ћелијски зид То је дебела и отпорна структура која ограничава одређене типове ћелија и окружује плазматску мембрану. Не сматра се зидом који избегава контакт са спољаштином; То је динамична, сложена 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 типичан састав групе. Насупрот томе, једна од карактеристика животињских ћелија је недостатак ћелијског зида. Ова структура је углавном одговорна за давање и одржавање облика ћелија.

Ћелијски зид делује као заштитна баријера као одговор на осмотске неравнотеже које ћелијска околина може да представља. Поред тога, он има улогу у комуникацији између ћелија.

Индек

• 1 Опште карактеристике
• 2 Ћелијски зид у биљкама
  • 2.1 Структура и састав
  • 2.2 Резиме
  • 2.3 Функција
• 3 Ћелијски зид у прокариотима
  • 3.1 Структура и састав еубактерија
  • 3.2 Структура и састав археа
  • 3.3 Резиме
  • 3.4 Функције
• 4 Ћелијски зид у гљивама
  • 4.1 Структура и састав
  • 4.2 Синтеза
  • 4.3 Функције
• 5 Референце

Опште карактеристике

-Ћелијски зид је дебела, стабилна и динамичка баријера у различитим групама организама.

-Присуство ове структуре је од виталног значаја за виталност ћелије, њен облик и, у случају штетних организама, учествује у његовој патогености.

-Иако састав зида варира у зависности од сваке групе, главна функција је да се одржи интегритет ћелија против осмотских сила које могу да пуцају у ћелију.

-У случају вишестаничних организама, помаже формирању ткива и учествује у комуникацији ћелија

Ћелијски зид у биљкама

Структура и састав

Ћелијски зидови биљних ћелија се састоје од полисахарида и гликопротеина, организованих у тродимензионалну матрицу.

Најважнија компонента је целулоза. Састоји се од поновљених јединица глукозе, које су повезане заједно са β-1,4 везама. Сваки молекул садржи око 500 молекула глукозе.

Остале компоненте обухватају: хомогалактуронан, рамногалактуронан И и ИИ и полисахариде хемицелулозе као што су ксилоглукани, глукоманани, ксилани, између осталих.

Зид има и компоненте протеинске природе. Арабиногалактан је протеин који се налази у зиду и повезан је са ћелијском сигнализацијом.

Хемицелулоза је везана водиковим везама за целулозу. Ове интеракције су веома стабилне. Режим интеракције није добро дефинисан за остале компоненте.

Може се разликовати између примарних и секундарних ћелијских зидова. Примарни је танак и помало кован. Након престанка раста ћелија долази до таложења секундарног зида, који може да промени свој састав у односу на примарни или остане непромењен и дода само додатне слојеве.

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

Синтхесис

Процес биосинтезе зида је комплексан. То укључује приближно 2000 гена укључених у изградњу структуре.

Целулоза се синтетизује у плазма мембрани да би се депоновала директно споља. Његово формирање захтева неколико ензимских комплекса.

Остале компоненте се синтетишу у мембранским системима који се налазе унутар ћелије (као што је Голгијев апарат) и излучују се везикулама.

Фунцтион

Ћелијски зид у биљкама има аналогне функције са онима које екстрацелуларни матрикс обавља у животињским ћелијама, као што је одржавање облика и структуре ћелија, повезивање ткива и сигнализирање ћелија. Затим ћемо размотрити најважније функције:

Регулишите тургор

У животињским ћелијама - којима недостаје ћелијски зид - екстрацелуларно окружење је велики изазов у ​​смислу осмозе.

Када је концентрација медија већа у односу на унутрашњост ћелије, вода у ћелији тежи да изађе. Обрнуто, када је ћелија изложена хипотоничној средини (већа концентрација у ћелији), вода улази и ћелија може да експлодира.

У случају биљних ћелија, растворене супстанце у ћелијском окружењу су ниже него у унутрашњости ћелија. Међутим, ћелија не експлодира зато што је ћелијски зид притиснут. Овај феномен узрокује појаву неког механичког притиска или ћелијског тургора.

Тургорски притисак који ствара ћелијски зид помаже у одржавању крутих ткива биљака.

Везе између ћелија

Биљне ћелије су у стању да комуницирају једна са другом кроз низ "канала" који се називају плазмодези. Ови путеви омогућавају повезивање цитосола обе ћелије и размену материјала и честица.

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

Сигнални путеви

У овој замршеној матрици постоје молекули изведени из пектина, као што су олигогалактурониди, који имају способност да активирају сигналне путеве као одговоре одбране. Другим речима, они раде као имуни систем код животиња.

Иако ћелијски зид формира баријеру против патогена, он није потпуно непробојан. Стога, када је зид ослабљен, ова једињења се ослобађају и "упозоравају" биљку напада.

У одговору долази до ослобађања реактивних врста кисеоника и настају метаболити, као што су фитоалексини, који су антимикробне супстанце..

Ћелијски зид у прокариотима

Структура и састав еубактерија

Ћелијски зид еубактерије има две фундаменталне структуре, које се разликују по чувеној Грам боји.

Прву групу чине Грам негативне бактерије. У овом типу мембрана је двострука. Ћелијски зид је танак и окружен је са обе стране унутрашњом и спољном мембраном плазме. Класичан пример Грам негативне бактерије је Е. цоли.

Са своје стране, Грам позитивне бактерије имају само плазматску мембрану и ћелијски зид је много дебљи. Обично су богате теихојским киселинама и миколичким киселинама. Пример је патоген Стапхилоцоццус ауреус.

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

Неки антибиотици, као што су пеницилин и ванкомицин, делују тако што спречавају формирање веза бактеријских ћелијских зидова. Када бактерија изгуби свој ћелијски зид, резултирајућа структура је позната као сферопласт.

Структура и састав археје

Археје се разликују по саставу зида у односу на бактерије, углавном зато што не садрже пептидогликан. Неке археје имају слој псеудопептидогликана или псеудомуреина.

Овај полимер има дебљину од 15-20 нм и сличан је пептидогликану. Компоненте полимера су л-Н-ацетилталосаминуронска киселина везана за Н-ацетилглукозамин.

Они садрже низ ретких липида, 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 различити него у бактеријама. Код еукариота и бактерија пронађене су везе естерског типа, док су у археама оне типа етра. Скелет глицерола је типичан за овај домен.

Постоје неке врсте археа, као што су Ферропласма Ацидопхилум и Тхермопласма спп., који немају ћелијски зид, упркос томе што живе у екстремним условима околине.

И еубацтериа и арцхаеа представљају велики слој протеина, као што су адхезини, који помажу овим микроорганизмима да колонизују различите средине.

Синтхесис

У грам-негативним бактеријама, компоненте зида се синтетишу у цитоплазми или у унутрашњој мембрани. Конструкција зида се одвија на спољашњој страни ћелије.

Формирање пептидогликана почиње у цитоплазми, где долази до синтезе, прекурсори нуклеотида компоненти зида.

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

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

Функције

Попут ћелијског зида у биљкама, ова структура у бактеријама обавља сличне функције како би заштитила ове једноћелијске организме од лизе у односу на осмотски стрес.

Спољна мембрана Грам-негативних бактерија помаже транслокацију протеина и раствора, и трансдукцију сигнала. Такође штити организам од патогена и обезбеђује стабилност ћелија.

Ћелијски зид у гљивама

Структура и састав

Већина ћелијских зидова гљива има прилично сличан састав и структуру. Они су формирани од полимера који су слични гелу, уграђени у полимерима, који су заплетени са протеинима и другим компонентама.

Карактеристична компонента гљивичног зида је хитин. У интеракцији са глуканима ствара се влакнаста матрица. Иако је то јака структура, она има одређени степен флексибилности.

Синтхесис

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

Остале компоненте су синтетизоване у Голгијевом апарату иу ендоплазматском ретикулуму. Ови молекули се узимају у ћелијску спољашњост путем излучивања путем везикула.

Функције

Ћелијски зид гљива одређује његову морфогенезу, виталност ћелија и патогеност. Са еколошке тачке гледишта, она одређује тип окружења у којем нека гљива може да живи или не.

Референце

1. Алберс, С.В., & Меиер, Б.Х. (2011). Омотница археалних ћелија. Натуре Ревиевс Мицробиологи, 9(6), 414-426.
2. Цоопер, Г.. Ћелија: молекуларни приступ. 2нд едитион. Синауер Ассоциатес.
3. Форбес, Б.А. (2009). Микробиолошка дијагноза. Ед Панамерицана Медицал.
4. Гов, Н.А., Латге, Ј.П., & Мунро, Ц.А. (2017). Ћелијски зид гљивица: структура, биосинтеза и функција. Спектар микробиологије 5(3)
5. Кеегстра, К. (2010). Зидови ћелија биљака. Плант пхисиологи, 154(2), 483-486.
6. Коебник, Р., Лоцхер, К. П., & Ван Гелдер, П. (2000). Структура и функција бактеријских протеина спољашње мембране: бачве у најкраћим цртама. Молецулар мицробиологи, 37. \ т(2), 239-253.
7. Лодисх, Х., Берк, А., Зипурски, С.Л., Матсудаира, П., Балтиморе, Д., & Дарнелл, Ј. (2000). Молекуларна ћелијска биологија 4. издање. Национални центар за биотехнолошке информације, књижна полица.
8. Сцхефферс, Д.Ј., & Пинхо, М.Г. (2005). Синтеза бактеријских ћелијских зидова: нова сазнања из студија локализације. Микробиологија и молекуларна биологија, 69(4), 585-607.
9. Сховалтер, А. М. (1993). Структура и функција протеина биљних ћелијских зидова. Ћелија биљке, 5(1), 9-23.
10. Валент, Б.С., & Алберсхеим, П. (1974). Структура ћелијских зидова биљака: На везивање ксилоглукана на целулозна влакна. Плант Пхисиологи, 54(1), 105-108.
11. Валларино, Ј.Г., & Осорио, С. (2012). Сигнална улога олигогалактуронида изведена током деградације ћелијског зида. Сигнализација и понашање постројења, 7(11), 1447-1449.