Značajke, funkcije i struktura ćelijskog zida

stanična stijenka To je gusta i otporna struktura koja ograničava određene tipove stanica i okružuje plazmatsku membranu. Ne smatra se zidom koji izbjegava kontakt s vanjskom stranom; To je dinamična, složena struktura i odgovorna je za značajan broj fizioloških funkcija u organizmima.

Stanična stijenka nalazi se u biljkama, gljivicama, bakterijama i algama. Svaki zid ima strukturu i tipičan sastav grupe. Nasuprot tome, jedna od karakteristika životinjskih stanica je nedostatak stanične stijenke. Ova struktura je uglavnom odgovorna za davanje i održavanje oblika stanica.

Stanična stijenka djeluje kao zaštitna barijera kao odgovor na osmotske neravnoteže koje stanična okolina može predstavljati. Osim toga, ima ulogu u komunikaciji između stanica.

indeks

• 1 Opće karakteristike
• 2 Stanična stijenka u biljkama
  • 2.1 Struktura i sastav
  • 2.2 Sažetak
  • 2.3 Funkcija
• 3 Stanična stijenka prokariota
  • 3.1. Struktura i sastav eubakterija
  • 3.2. Struktura i sastav arhea
  • 3.3 Sažetak
  • 3.4 Funkcije
• 4 Stanična stijenka u gljivama
  • 4.1 Struktura i sastav
  • 4.2 Sinteza
  • 4.3 Funkcije
• 5 Reference

Opće karakteristike

-Stanična stijenka je debela, stabilna i dinamička barijera u različitim skupinama organizama.

-Prisutnost ove strukture ključna je za održivost stanice, njezin oblik i, u slučaju štetnih organizama, sudjeluje u njegovoj patogenosti.

-Iako se sastav zida mijenja ovisno o svakoj skupini, glavna funkcija je održavanje integriteta stanica protiv osmotskih sila koje mogu rasprsnuti ćeliju.

-U slučaju višestaničnih organizama, pomaže formiranju tkiva i sudjeluje u komunikaciji stanica

Stanična stijenka u biljkama

Struktura i sastav

Stanične stijenke biljnih stanica sastoje se od polisaharida i glikoproteina, organiziranih u trodimenzionalnoj matrici.

Najvažnija komponenta je celuloza. Sastoji se od ponavljanih jedinica glukoze, koje su međusobno povezane β-1,4 vezama. Svaka molekula sadrži oko 500 molekula glukoze.

Ostale komponente uključuju: homogalakturonan, ramnogalakturonan I i II i polisaharide hemiceluloze kao što su ksiloglukani, glukomanani, ksilani, između ostalih.

Zid također ima komponente proteinske prirode. Arabinogalaktan je protein koji se nalazi u zidu i povezan je sa staničnom signalizacijom.

Hemiceluloza je vezana vodikovim vezama na celulozu. Ove interakcije su vrlo stabilne. Način interakcije nije dobro definiran za ostale komponente.

Može se razlikovati između primarnih i sekundarnih staničnih stijenki. Primarni je tanak i pomalo savitljiv. Nakon prestanka rasta stanica dolazi do taloženja sekundarnih zidova, koji mogu promijeniti svoj sastav u odnosu na primarni ili ostati nepromijenjen i dodati samo dodatne slojeve.

U nekim slučajevima, lignin je sastavni dio sekundarne stijenke. Na primjer, stabla pokazuju značajne količine celuloze i lignina.

sinteza

Proces biosinteze zida je složen. Uključuje približno 2000 gena uključenih u izgradnju strukture.

Celuloza se sintetizira u plazmatskoj membrani kako bi se deponirala izravno izvana. Njegovo stvaranje zahtijeva nekoliko enzimskih kompleksa.

Ostale komponente se sintetiziraju u membranskim sustavima koji se nalaze unutar stanice (poput Golgijevog aparata) i izlučuju se mjehurićima.

funkcija

Stanična stijenka u biljkama ima analogne funkcije s onima koje ekstracelularni matriks obavlja u životinjskim stanicama, kao što su održavanje oblika i strukture stanica, povezivanje tkiva i signaliziranje stanica. Zatim ćemo raspraviti najvažnije funkcije:

Regulirajte turgor

U životinjskim stanicama - kojima nedostaje stanična stijenka - izvanstanično okruženje je glavni izazov u smislu osmoze.

Kada je koncentracija medija veća u usporedbi s unutarnjim stanicama, voda u ćeliji izlazi na vidjelo. Obrnuto, kada je stanica izložena hipotoničnoj okolini (veća koncentracija unutar stanice), voda ulazi i stanica može eksplodirati.

U slučaju biljnih stanica, otopljene tvari u staničnom okruženju su niže nego u unutrašnjosti stanica. Međutim, stanica ne eksplodira jer je stijenka stanice pritisnuta. Ovaj fenomen uzrokuje pojavu nekog mehaničkog tlaka ili staničnog turgora.

Turgorski tlak stvoren od strane stanične stijenke pomaže u održavanju krutih tkiva biljaka.

Veze između stanica

Biljne stanice mogu komunicirati jedna s drugom kroz niz "kanala" koji se nazivaju plazmodezi. Ovi putevi omogućuju povezivanje citosola obje stanice i razmjenu materijala i čestica.

Ovaj sustav omogućava razmjenu metaboličkih produkata, proteina, nukleinskih kiselina i čak virusnih čestica.

Signalizacija cesta

U ovoj zamršenoj matrici postoje molekule izvedene iz pektina, kao što su oligogalakturonidi, koji imaju sposobnost da aktiviraju signalne puteve kao odgovore obrane. Drugim riječima, oni djeluju kao imunološki sustav u životinja.

Iako stanična stijenka čini barijeru protiv patogena, ona nije potpuno neprobojna. Stoga, kada je zid oslabljen, ovi spojevi se oslobađaju i "upozoravaju" biljku napada.

U odgovoru dolazi do oslobađanja reaktivnih kisikovih vrsta i nastaju metaboliti, kao što su fitoaleksini, koji su antimikrobne tvari.

Stanična stijenka u prokariotima

Struktura i sastav eubakterija

Stanična stijenka eubakterije ima dvije temeljne strukture, koje se razlikuju po poznatoj Gram boji.

Prvu skupinu čine gram-negativne bakterije. U ovom tipu membrana je dvostruka. Stanična stijenka je tanka i na obje strane je okružena unutarnjom i vanjskom membranom plazme. Klasičan primjer gram-negativne bakterije jest E. coli.

Sa svoje strane, Gram pozitivne bakterije imaju samo plazmatsku membranu, a stanična stijenka je mnogo deblja. Oni su obično bogati teihoičnom kiselinom i mikoličnom kiselinom. Primjer je patogen Staphylococcus aureus.

Glavna komponenta oba tipa zidova je peptidoglikan, također poznat kao murein. Jedinice ili monomeri koji ga čine su N-acetilglukozamin i N-acetilmuramska kiselina. Sastoji se od linearnih lanaca polisaharida i malih peptida. Peptidoglikan tvori jake i stabilne strukture.

Neki antibiotici, kao što su penicilin i vankomicin, djeluju tako da sprečavaju stvaranje veza bakterijskih stanica. Kada bakterija izgubi staničnu stijenku, rezultirajuća struktura je poznata kao sferoplast.

Struktura i sastav arhea

Arheje se razlikuju u sastavu zida u odnosu na bakterije, uglavnom zato što ne sadrže peptidoglikan. Neke arheje imaju sloj pseudopeptidoglikana ili pseudomureina.

Ovaj polimer ima debljinu od 15-20 nm i sličan je peptidoglikanu. Komponente polimera su l-N-acetiltalosaminuronska kiselina vezana za N-acetilglukozamin.

Oni sadrže niz rijetkih lipida, kao što su skupine izoprena vezane uz glicerol i dodatni sloj glikoproteina, koji se naziva sloj S. Ovaj sloj je često povezan s plazmatskom membranom.

Lipidi su različiti nego u bakterijama. Kod eukariota i bakterija pronađene su veze esterskog tipa, dok su u arheama one tipa etera. Skelet glicerola je tipičan za ovo područje.

Postoje neke vrste arhea, kao što su Ferroplazma Acidophilum i Thermoplasma spp., koji nemaju staničnu stijenku, unatoč tome što žive u ekstremnim uvjetima okoline.

I eubacteria i archaea predstavljaju veliki sloj proteina, kao što su adhezini, koji pomažu tim mikroorganizmima da koloniziraju različita okruženja.

sinteza

U gram-negativnim bakterijama sastojci zida se sintetiziraju u citoplazmi ili u unutarnjoj membrani. Konstrukcija zida se odvija na vanjskoj strani ćelije.

Formiranje peptidoglikana počinje u citoplazmi, gdje se sinteza događa, prekursori nukleotida komponenti zida.

Nakon toga, sinteza se nastavlja u citoplazmatskoj membrani, gdje se sintetiziraju spojevi lipidne prirode.

Postupak sinteze završava unutar citoplazmatske membrane, gdje dolazi do polimerizacije peptidoglikanskih jedinica. U ovom procesu sudjeluju različiti enzimi.

funkcije

Poput stanične stijenke u biljkama, ova struktura u bakterijama obavlja slične funkcije kako bi zaštitila te jednostanične organizme od lize u uvjetima osmotskog stresa.

Vanjska membrana gram-negativnih bakterija pomaže translokaciju proteina i otopljenih tvari, te prijenos signala. Također štiti organizam od patogena i osigurava staničnu stabilnost.

Stanična stijenka u gljivama

Struktura i sastav

Većina staničnih stijenki gljiva ima relativno sličan sastav i strukturu. Oni se formiraju iz ugljikohidratnih polimera nalik gelu, isprepletenih s proteinima i drugim komponentama.

Karakteristična komponenta gljivične stijenke je hitin. Djeluje na glukane kako bi stvorio vlaknastu matricu. Iako je to jaka struktura, ona ima određeni stupanj fleksibilnosti.

sinteza

Sinteza glavnih komponenti - hitina i glukana - pojavljuje se u plazmatskoj membrani.

Ostale komponente su sintetizirane u Golgijevom aparatu iu endoplazmatskom retikulumu. Ove molekule se uzimaju u staničnu vanjštinu pomoću izlučivanja pomoću vezikula.

funkcije

Stanična stijenka gljiva određuje njezinu morfogenezu, vitalnost stanica i patogenost. S ekološkog stajališta određuje vrstu okruženja u kojem neka gljiva može živjeti ili ne.

reference

1. Albers, S.V., & Meyer, B.H. (2011). Omotnica arhealnih stanica. Nature Reviews Mikrobiologija, 9(6), 414-426.
2. Cooper, G. (2000). Stanica: molekularni pristup. 2. izdanje. Sinauer Associates.
3. Forbes, B.A. (2009). Mikrobiološka dijagnoza. Ed Panamericana Medical.
4. Gow, N.A., Latge, J.P., & Munro, C.A. (2017). Gljivična stanična stijenka: struktura, biosinteza i funkcija. Spektar mikrobiologije 5(3)
5. Keegstra, K. (2010). Zidovi biljnih stanica. Fiziologija biljaka, 154(2), 483-486.
6. Koebnik, R., Locher, K.P., & Van Gelder, P. (2000). Struktura i funkcija bakterijskih proteina vanjske membrane: bačve u najkraćim crtama. Molekularna mikrobiologija, 37(2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologija molekularnih stanica 4. izdanje. Nacionalni centar za biotehnološke informacije, knjižna polica.
8. Scheffers, D.J. i Pinho, M.G. (2005). Sinteza staničnih stijenki bakterija: novi uvidi iz studija lokalizacije. Recenzije mikrobiologije i molekularne biologije, 69(4), 585-607.
9. Showalter, A.M. (1993). Struktura i funkcija proteina biljnih staničnih stijenki. Biljna stanica, 5(1), 9-23.
10. Valent, B.S. i Albersheim, P. (1974). Struktura staničnih stijenki biljaka: Na vezanje ksiloglukana na celulozna vlakna. Fiziologija biljaka, 54(1), 105-108.
11. Vallarino, J.G., & Osorio, S. (2012). Signalna uloga oligogalakturonida izvedena tijekom degradacije stanične stijenke. Signalizacija i ponašanje postrojenja, 7(11), 1447-1449.