Dela med sig:
Cellväggens egenskaper, funktioner och struktur
den cellvägg Det är en tjock och resistent struktur som avgränsar vissa typer av celler och omger plasmamembranet. Det anses inte som en vägg som undviker kontakt med utsidan. Det är en dynamisk, komplex struktur och ansvarar för ett betydande antal fysiologiska funktioner i organismer.
Cellväggen finns i växter, svampar, bakterier och alger. Varje vägg har en struktur och en typisk sammansättning av gruppen. Däremot är en av egenskaperna hos djurceller avsaknaden av en cellvägg. Denna struktur är huvudsakligen ansvarig för att ge och bibehålla cellens form.
Cellväggen fungerar som en skyddande barriär som svar på de osmotiska obalanserna som den cellulära miljön kan presentera. Dessutom har den en roll i kommunikation mellan celler.
index
- 1 Allmänna egenskaper
- 2 Cellvägg i växter
- 2.1 Struktur och sammansättning
- 2.2 Sammanfattning
- 2.3 Funktion
- 3 Cellvägg i prokaryoter
- 3.1 Struktur och komposition i eu-bakterier
- 3.2 Struktur och sammansättning i archaea
- 3.3 Sammanfattning
- 3.4 Funktioner
- 4 Cellvägg i svampar
- 4.1 Struktur och sammansättning
- 4.2 Syntes
- 4.3 Funktioner
- 5 referenser
Allmänna egenskaper
-Cellväggen är en tjock, stabil och dynamisk barriär som finns i olika grupper av organismer.
-Förekomsten av denna struktur är avgörande för cellens livskraft, formen av den och, när det gäller skadegörare, deltar i dess patogenitet.
-Även om väggens sammansättning varierar beroende på varje grupp är huvudfunktionen att upprätthålla cellintegritet mot osmotiska krafter som kan spränga cellen.
-När det gäller multicellulära organismer, hjälper det vävnadsbildning och deltar i cellkommunikation
Cellvägg i växter
Struktur och komposition
Cellväggarna i växtceller är sammansatta av polysackarider och glykoproteiner, organiserad i en tredimensionell matris.
Den viktigaste komponenten är cellulosa. Den består av upprepade enheter glukos, kopplade ihop med β-1,4-bindningar. Varje molekyl innehåller ca 500 molekyler glukos.
Resten av komponenterna innefattar: homogalakturonan, rhamnogalakturonan I och II och hemicellulosepolysackarider, såsom xyloglukaner, glukomannaner, xylaner, bland andra.
Väggen har också komponenter av protein natur. Arabinogalaktan är ett protein som finns i väggen och är relaterat till cellsignalering.
Hemicellulosa är bunden av vätebindningar till cellulosa. Dessa interaktioner är mycket stabila. Samspelsläget är inte väldefinierat för resten av komponenterna.
Det kan differentieras mellan primära och sekundära cellväggar. Primären är tunn och något formbar. När celltillväxten stannar uppträder sekundärväggsavsättningen, vilken kan förändra dess sammansättning med avseende på den primära eller förbli oförändrad och tillsätt endast extra lager.
I vissa fall är lignin en del av sekundärväggen. Till exempel visar träd stora mängder cellulosa och lignin.
syntes
Processen med biosyntes av väggen är komplex. Det handlar om cirka 2000 gener som är involverade i konstruktionen av strukturen.
Cellulosa syntetiseras i plasmamembranet för att avsättas direkt på utsidan. Dess bildning kräver flera enzymatiska komplex.
Resten av komponenterna syntetiseras i membranösa system som ligger inuti cellen (som Golgi-apparaten) och utsöndras med hjälp av blåsor.
funktion
Cellväggen i växter har analoga funktioner till de som den extracellulära matrisen utför i djurceller, såsom upprätthållande av cellform och struktur, anslutande vävnader och cellsignalering. Därefter kommer vi att diskutera de viktigaste funktionerna:
Reglera turgören
I djurceller - som saknar en cellvägg - är den extracellulära miljön en stor utmaning när det gäller osmos.
När koncentrationen av mediet är högre jämfört med cellens inre, tenderar vattnet i cellen att komma ut. Omvänt, när cellen utsätts för en hypotonisk miljö (högre koncentration i cellen) kommer vatten in och cellen kan explodera.
När det gäller växtceller är de lösningsmedel som finns i cellmiljön lägre än i cellens inre. Emellertid exploderar inte cellen eftersom cellväggen pressas. Detta fenomen orsakar utseendet av något mekaniskt tryck eller cellulär turgor.
Turgortrycket som skapas av cellväggen hjälper till att hålla vävnaderna i plantorna styva.
Anslutningar mellan celler
Växtceller kan kommunicera med varandra genom en serie "kanaler" som kallas plasmodioder. Dessa vägar möjliggör anslutning av cytosolen hos båda cellerna och utbyte av material och partiklar.
Detta system möjliggör utbyte av metaboliska produkter, proteiner, nukleinsyror och även virala partiklar.
Signalvägar
I denna invecklade matris finns molekyler härledda från pektin, såsom oligogalakturonider, vilka har förmågan att utlösa signaleringsvägar som försvarssvar. Med andra ord fungerar de som immunsystemet hos djur.
Även om cellväggen bildar en barriär mot patogener är den inte helt ogenomtränglig. Därför, när muren försämras frigörs dessa föreningar och "varnar" anfallets växt.
Som svar uppstår frisättningen av reaktiva syrearter och metaboliter produceras, såsom fytoalexiner, vilka är antimikrobiella substanser.
Cellvägg i prokaryoter
Struktur och komposition i eu-bakterier
Eubakteriens cellvägg har två grundläggande strukturer, som differentieras av den berömda Gram-fläcken.
Den första gruppen består av gramnegativa bakterier. I denna typ membranet i dubbel. Cellväggen är tunn och omges på båda sidor av ett inre och ett yttre plasmamembran. Det klassiska exemplet på en Gram-negativ bakterie är E. coli.
Gram-positiva bakterier har för sin del bara ett plasmamembran och cellväggen är mycket tjockare. Dessa är vanligtvis rik på teikosyror och mykolsyra. Ett exempel är patogenen Staphylococcus aureus.
Huvudkomponenten i båda typerna av väggar är peptidoglykan, även känd som murein. De enheter eller monomerer som komponerar det är N-acetylglukosamin och N-acetylmuraminsyra. Den består av linjära kedjor av polysackarider och små peptider. Peptidoglykan bildar starka och stabila strukturer.
Vissa antibiotika, såsom penicillin och vankomycin, verkar genom att förhindra bildandet av bakteriella cellväggbindningar. När en bakterie förlorar sin cellvägg är den resulterande strukturen känd som en sfäroplast.
Struktur och sammansättning i archaea
Arkean skiljer sig i väggens sammansättning med avseende på bakterier, främst eftersom de inte innehåller peptidoglykan. Vissa arkeor har ett lager av pseudopeptidoglykan eller pseudomurin.
Denna polymer har en tjocklek av 15-20 nm och liknar peptidoglykan. Komponenterna i polymeren är l-N-acetyltalosaminuronsyra bunden till N-acetylglukosamin.
De innehåller en serie sällsynta lipider, såsom isoprengrupper kopplade till glycerol och ett ytterligare lager av glykoproteiner, som kallas S-skiktet. Detta skikt är ofta associerat med plasmamembranet.
Lipider är olika än hos bakterier. I eukaryoter och bakterier är de observerade bindningarna av estertypen, medan de i arkean är av etertyp. Skelettet av glycerol är typiskt för denna domän.
Det finns några arkearter, till exempel Ferroplasma Acidophilum och Thermo spp., som inte har en cellvägg, trots att de lever under extrema miljöförhållanden.
Både eubakterier och archaea presenterar ett stort lager av proteiner, såsom adhesiner, vilket hjälper dessa mikroorganismer kolonisera olika miljöer.
syntes
I gramnegativa bakterier syntetiseras väggens komponenter i cytoplasman eller i det inre membranet. Väggens konstruktion sker på utsidan av cellen.
Bildandet av peptidoglykan börjar i cytoplasman, där syntes inträffar, nukleotidprekursorerna hos väggens komponenter.
Därefter fortsätter syntesen i det cytoplasmatiska membranet, där föreningarna av lipid natur syntetiseras.
Syntesprocessen slutar inuti det cytoplasmatiska membranet, där polymerisationen av peptidoglykanenheterna uppträder. Olika enzymer deltar i denna process.
funktioner
Liksom cellväggen i växter, utför denna struktur i bakterier liknande funktioner för att skydda dessa unicellulära organismer från lysis inför osmotisk stress.
Det yttre membranet av gramnegativa bakterier hjälper till att translokera proteiner och lösta ämnen och signaltransduktion. Det skyddar också organismen från patogener och ger cellulär stabilitet.
Cellvägg i svampar
Struktur och komposition
Majoriteten av cellväggar i svampar har en ganska liknande komposition och struktur. De är bildade från geliknande kolhydratpolymerer, intrasslade med proteiner och andra komponenter.
Den särskiljande delen av svampväggen är kitin. Det interagerar med glukaner för att skapa en fibrös matris. Även om det är en stark struktur, har den en viss grad av flexibilitet.
syntes
Syntesen av huvudkomponenterna - kitin och glukaner - förekommer i plasmamembranet.
Andra komponenter syntetiseras i Golgi-apparaten och i endoplasmatisk retikulum. Dessa molekyler tas till det cellulära exteriöret genom excretion med hjälp av vesiklar.
funktioner
Svampens cellvägg bestämmer dess morfogenes, cellens livsduglighet och dess patogenitet. Ur ekologisk synpunkt bestämmer den typen av miljö där en viss svamp kan leva eller inte.
referenser
- Albers, S.V., & Meyer, B.H. (2011). Det arkeiska cellkuvertet. Naturrecensioner Mikrobiologi, 9(6), 414-426.
- Cooper, G. (2000). Cellen: En molekylär tillvägagångssätt. 2: a upplagan. Sinauer Associates.
- Forbes, B. A. (2009). Mikrobiologisk diagnos. Ed. Panamericana Medical.
- Gow, N.A., Latge, J.P., & Munro, C.A. (2017). Svampcellens vägg: struktur, biosyntes och funktion. Mikrobiologi spektrum 5(3)
- Keegstra, K. (2010). Växtcellsväggar. Växtfysiologi, 154(2), 483-486.
- Koebnik, R., Locher, K. P., & Van Gelder, P. (2000). Struktur och funktion hos bakteriella yttre membranproteiner: fat i ett nötskal. Molekylär mikrobiologi, 37(2), 239-253.
- Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular cell biology 4th edition. National Center for Biotechnology Information, Bookshelf.
- Scheffers, D.J., & Pinho, M.G. (2005). Bakteriell cellväggssyntes: nya insikter från lokaliseringsstudier. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 69(4), 585-607.
- Showalter, A. M. (1993). Struktur och funktion hos växtcellsväggproteiner. Växtcellen, 5(1), 9-23.
- Valent, B. S., & Albersheim, P. (1974). Strukturen av växtcellsväggar: På bindning av xyloglukan till cellulosafibrer. Växtfysiologi, 54(1), 105-108.
- Vallarino, J.G., och Osorio, S. (2012). Signalrollen hos oligogalakturonider härrörande vid cellväggenedbrytning. Växtsignalisering och beteende, 7(11), 1447-1449.