The buněčná stěna Jedná se o silnou a odolnou strukturu, která vymezuje určité typy buněk a nachází se kolem plazmatické membrány. Nepovažuje se to za zeď, která brání kontaktu s vnějškem; je to dynamická, komplexní struktura a je zodpovědná za významný počet fyziologických funkcí v organismech.
Buněčná stěna se nachází v rostlinách, houbách, bakteriích a řasách. Každá zeď má typickou skupinovou strukturu a složení. Naproti tomu jednou z charakteristik živočišných buněk je nedostatek buněčné stěny. Tato struktura je hlavně zodpovědná za poskytování a udržování tvaru buněk.
Buněčná stěna působí jako ochranná bariéra v reakci na osmotickou nerovnováhu, kterou může buněčné prostředí představovat. Kromě toho má roli v komunikaci mezi buňkami..
Rejstřík článků
-Buněčná stěna je silná, stabilní a dynamická bariéra nacházející se v různých skupinách organismů..
-Přítomnost této struktury je zásadní pro životaschopnost buňky, její tvar a v případě škodlivých organismů se podílí na její patogenitě..
-I když se složení stěny liší v závislosti na každé skupině, hlavní funkcí je udržení integrity buňky proti osmotickým silám, které mohou buňku roztrhat.
-V případě mnohobuněčných organismů napomáhá tvorbě tkání a podílí se na buněčné komunikaci
Buněčné stěny rostlinných buněk se skládají z polysacharidů a glykoproteinů uspořádaných do trojrozměrné matice.
Nejdůležitější složkou je celulóza. Skládá se z opakujících se jednotek glukózy, spojených dohromady β-1,4 vazbami. Každá molekula obsahuje asi 500 molekul glukózy.
Zbytek složek zahrnuje: homogalakturonan, rhamnogalakturonan I a II a hemicelulózové polysacharidy, jako jsou xyloglukany, glukomannan, xylan a další..
Zeď má také složky proteinové povahy. Arabinogalaktan je protein nacházející se ve zdi a souvisí s buněčnou signalizací.
Hemicelulóza se váže přes vodíkové vazby na celulózu. Tyto interakce jsou velmi stabilní. U ostatních komponent ještě není dobře definován režim interakce.
Můžete rozlišovat mezi primární a sekundární buněčnou stěnou. Primární je tenký a poněkud tvárný. Poté, co se zastaví růst buněk, dojde k depozici sekundární stěny, což může změnit její složení vzhledem k primární stěně nebo zůstat nezměněno a přidat pouze další vrstvy.
V některých případech je lignin součástí sekundární stěny. Například stromy mají významné množství celulózy a ligninu.
Proces biosyntézy stěny je složitý. Zahrnuje přibližně 2 000 genů, které se podílejí na konstrukci struktury.
Celulóza se syntetizuje na plazmatické membráně a ukládá se přímo venku. Jeho tvorba vyžaduje několik komplexů enzymů.
Zbytek složek je syntetizován v membránových systémech umístěných v buňce (jako je Golgiho aparát) a vylučován pomocí vezikul..
Buněčná stěna v rostlinách má funkce analogické těm, které provádí extracelulární matrice ve zvířecích buňkách, jako je udržování tvaru a struktury buněk, spojování tkání a buněčná signalizace. Níže probereme nejdůležitější funkce:
Ve zvířecích buňkách - které postrádají buněčnou stěnu - představuje extracelulární prostředí velkou výzvu z hlediska osmózy.
Když je koncentrace média vyšší ve srovnání s vnitřkem buňky, má voda tendenci vytékat z buňky. Naopak, když je buňka vystavena hypotonickému prostředí (vyšší koncentrace v buňce), voda vstupuje a buňka může explodovat.
V případě rostlinných buněk jsou rozpuštěné látky nalezené v buněčném prostředí méně než ve vnitřku buňky. Buňka však nevybuchne, protože buněčná stěna je pod tlakem. Tento jev způsobuje vzhled určitého mechanického tlaku nebo buněčného turgoru..
Turgorový tlak vytvářený buněčnou stěnou pomáhá udržovat rostlinné tkáně tuhé.
Rostlinné buňky jsou schopné vzájemně komunikovat prostřednictvím řady „kanálů“ nazývaných plasmodesmata. Tyto dráhy spojují cytosol obou buněk a vyměňují si materiály a částice..
Tento systém umožňuje výměnu metabolických produktů, proteinů, nukleových kyselin a dokonce i virových částic..
V této složité matrici jsou molekuly odvozené od pektinu, jako jsou oligogalakturonidy, které mají schopnost spouštět signální dráhy, jako jsou obranné reakce. Jinými slovy, fungují jako imunitní systém u zvířat..
Ačkoli buněčná stěna tvoří bariéru proti patogenům, není zcela neproniknutelná. Proto, když je zeď oslabena, jsou tyto sloučeniny uvolňovány a „varují“ rostlinu před útokem..
V reakci na to dochází k uvolňování reaktivních forem kyslíku a produkují se metabolity, jako jsou fytoalexiny, které jsou antimikrobiálními látkami..
Buněčná stěna eubakterií má dvě základní struktury, které se liší slavnou Gramovou barvou.
První skupinu tvoří gramnegativní bakterie. U tohoto typu je membrána dvojitá. Buněčná stěna je tenká a je z obou stran obklopena vnitřní a vnější plazmatickou membránou. Klasickým příkladem gramnegativní bakterie je E-coli.
Grampozitivní bakterie mají pouze plazmatickou membránu a buněčná stěna je mnohem silnější. Obvykle jsou bohaté na kyseliny teichoové a kyseliny mykolové. Příkladem je patogen Zlatý stafylokok.
Hlavní složkou obou typů stěn je peptidoglykan, známý také jako murein. Jednotkami nebo monomery, které jej tvoří, jsou N-acetylglukosamin a kyselina N-acetylmuramová. Skládá se z lineárních řetězců polysacharidů a malých peptidů. Peptidoglykan tvoří silné a stabilní struktury.
Některá antibiotika, jako je penicilin a vankomycin, působí tak, že zabraňují tvorbě vazeb v bakteriální buněčné stěně. Když bakterie ztratí buněčnou stěnu, je výsledná struktura známá jako sféroplastika..
Archaea se liší ve složení stěny od bakterií, hlavně proto, že neobsahují peptidoglykan. Některé archaea mají vrstvu pseudopeptidoglykanu nebo pseudomureinu.
Tento polymer má tloušťku 15-20 nm a je podobný peptidoglykanu. Složkami polymeru jsou kyselina l-N-acetyltalosaminuronová navázaná na N-acetylglukosamin.
Obsahují řadu vzácných lipidů, jako jsou izoprenové skupiny vázané na glycerol a další vrstvu glykoproteinů, nazývanou vrstva S. Tato vrstva je často spojována s plazmatickou membránou..
Lipidy se liší od bakterií. U eukaryot a bakterií jsou nalezené vazby typu esteru, zatímco v archaeách jsou typu éteru. Páteř glycerolu je pro tuto doménu typický.
Existují některé druhy archaeí, například Ferroplasma Acidophilum Y Termoplazma spp., kteří nemají buněčnou stěnu, přestože žijí v extrémních podmínkách prostředí.
Eubacteria i archaea mají velkou vrstvu proteinů, jako jsou adhesiny, které těmto mikroorganismům pomáhají kolonizovat různá prostředí.
U gramnegativních bakterií jsou složky stěny syntetizovány v cytoplazmě nebo ve vnitřní membráně. Konstrukce stěny probíhá na vnější straně buňky.
Tvorba peptidoglykanu začíná v cytoplazmě, kde dochází k syntéze prekurzorů nukleotidů složek stěny..
Následně syntéza pokračuje v cytoplazmatické membráně, kde se syntetizují sloučeniny lipidové povahy..
Proces syntézy končí uvnitř cytoplazmatické membrány, kde dochází k polymeraci peptidoglykanových jednotek. Na tomto procesu se podílejí různé enzymy.
Stejně jako buněčná stěna v rostlinách plní tato struktura v bakteriích podobné funkce k ochraně těchto jednobuněčných organismů před lýzou proti osmotickému stresu..
Vnější membrána gramnegativních bakterií pomáhá při translokaci proteinů a solutů a při signální transdukci. Chrání také tělo před patogeny a poskytuje buněčnou stabilitu.
Většina buněčných stěn v houbách má poměrně podobné složení a strukturu. Jsou vytvořeny z gelových sacharidových polymerů propletených s bílkovinami a dalšími složkami.
Výraznou složkou houbové stěny je chitin. Interaguje s glukany a vytváří vláknitou matrici. I když se jedná o silnou strukturu, představuje určitou míru flexibility.
Syntéza hlavních složek - chitinu a glukanů - probíhá v plazmatické membráně.
Další komponenty jsou syntetizovány v Golgiho aparátu a v endoplazmatickém retikulu. Tyto molekuly jsou přenášeny ven z buňky cestou vylučování přes vezikuly..
Buněčná stěna hub určuje jejich morfogenezi, životaschopnost buněk a patogenitu. Z ekologického hlediska určuje typ prostředí, ve kterém určitá houba může nebo nemusí obývat.
Zatím žádné komentáře