Клеточная оболочка функции: 2 - Клеточная оболочка

Содержание

Клеточная оболочка отсутствует у кого? Строение и функции клеточной оболочки

К надмембранным комплексам клеток растений, грибов и некоторых бактерий относится такая структура, как их стенка. В данной статье будет изучено строение клеточной оболочки у различных групп организмов, а также выяснены функции, которые она выполняет. Как известно, этот компонент впервые был обнаружен английским ученым Робертом Гуком в 17-м столетии. Отметим также, что клеточная оболочка отсутствует у одноклеточных животных и многоклеточных организмов, начиная от кишечнополостных и заканчивая позвоночными: рыбами, амфибиями, пресмыкающимися, птицами и млекопитающими.

Зачем она нужна

Несмотря на то что структура и химический состав стенки грибов, растений и дробянок неодинаков, функции клеточной оболочки у них очень похожи. Прежде всего, это защита цитоплазмы и её органелл от повреждающего влияния факторов внешней среды.

Далее: надмембранный комплекс служит надёжной опорой и обеспечивает прочность контактов в тканях растений и грибов. Ниже мы более подробно рассмотрим, как строение оболочки взаимосвязано с функциями, которые она выполняет.

Особенности клеточной оболочки растений

Данная структура у растительных организмов состоит в основном из полимера, относящегося к классу полисахаридов – целлюлозы. Её молекулярная формула такая же, как и у растительного крахмала (C₆H₁₀O₅)_n. Макромолекулы этого полисахарида содержат остатки бета-глюкозы и имеют только линейное строение, поэтому они могут образовывать волокна, собранные в пучки. Они формируют прочный каркас клеточной стенки, углублённый в коллоидный матрикс, который также состоит в основном из углеводов – пектина и гемицеллюлозы. Также целлюлоза часто встречается и в других частях растений, например, волокна хлопка на 99% состоят из чистой целлюлозы, лён и конопля содержат её в количестве 75-80%, в древесине — до 55%. Как было уже сказано ранее, функции клеточной оболочки обусловлены тем, в ткани каких организмов она входит.

Кроме целлюлозы стенка содержит белки, липиды и неорганические вещества. Например, в состав клеточных оболочек высших споровых растений – хвощей – входит диоксид кремния, поэтому само растение очень жёсткое и прочное и является несъедобным для животных. Один из слоёв, образующих стебель многолетних растений и называемый пробкой, накапливает в оболочках жироподобное вещество – суберин. Вследствие этого цитоплазма и её органоиды разрушаются, а сами клетки могут выполнять только опорную функцию (опробковевание стебля).

Если между волокнами целлюлозы накапливается лигнин, он вместе с гемицеллюлозой усиливает механическую прочность стеблей и стволов древесных пород растений, а пигменты, содержащиеся в лигнине, обуславливают окраску древесины. Стенка также содержит поры, выстланные мембраной, которые обеспечивают транспорт веществ.

Строение и функции клеточной оболочки грибов

У представителей различных групп грибов основу стенки составляет хитин – полисахарид, встречающийся также во внешнем скелете членистоногих и у некоторых бактерий. Надмембранные комплексы грибов содержат также целлюлозу и животный крахмал – гликоген. Например, химическое строение клеточной оболочки дрожжей представлено в основном углеводами – глюканом и маннаном. Сама стенка у них достаточно прочная и плохо переваривается в желудочно-кишечном тракте животных, поэтому питательные вещества дрожжей малодоступны и не всасываются эпителием тонкого кишечника.

Особенности бактерий

Если клеточная оболочка отсутствует у протист, то у прокариотов она имеет очень сложное строение, включая в себя муреин, липопротеиды и липополисахариды, а также тейхоевые кислоты. Липополисахариды стенки способствуют прилипанию бактерий к различным субстратам: например, к эмали зубов или к мембранам эукариот. Поэтому клеточная оболочка бактерий обладает ещё и антигенными свойствами.

Часто стенка бактерий сверху покрыта слизистой капсулой (капсидой), над которой может располагаться ещё один защитный слой – пеплос. В зависимости от её строения, в микробиологии все бактерии делятся на грамположительные и грамотрицательные.

Дифференцировка бактерий по биохимическому составу

Метод, позволивший различать прокариотов по особенностям химического строения их оболочки, был предложен датским учёным Г. Грамом ещё в конце XIX века. Он установил, что одни виды бактерий хорошо окрашиваются анилиновыми красителями и образуют стойкие соединения фиолетового цвета, входящие в состав клеточной оболочки.

Такие прокариоты были названы грамположительными: например, стафилококки и стрептококки. Все они являются чувствительными к антибиотикам ряда пенициллина и актиномицина. Другие бактерии, названные грамотрицательными, не окрашиваются метиловым фиолетовым. Они резистентны к пенициллину, так как имеют прочную капсулу и малопроницаемую клеточную стенку. К ним относятся сальмонелла, шигелла, хеликобактер. Клеточная оболочка бактерий, имеющая различный химический состав, служит важной микробиологической характеристикой, которую учитывают в фармакологии и медицине.

Особенности микоплазм

Остановимся на группе очень мелких бактерий – микоплазм. Микроскопическими исследованиями было доказано, что клеточная оболочка отсутствует у них, поэтому микоплазмы чувствительны к некоторым антибиотикам, например, к тетрациклину. Микоплазмы широко распространены в природе, являются возбудителями многих заболеваний, в том числе мочеполовой системы человека.

Большинство микоплазм в своём обмене веществ обязательно используют кислород и являются строгими аэробами. Являясь паразитами человека и млекопитающих, они быстро размножаются, так как в составе клеточных мембран присутствует холестерин, являющийся благоприятным субстратом для роста и размножения микоплазм.

Адаптации у простейших

Ранее мы отмечали тот факт, что клеточная оболочка отсутствует у инфузории и других одноклеточных животных, например, у корненожек. Зоологи установили, что протисты представляют собой полноценный животный организм, которому присущи все функции: роста, размножения, питания, дыхания, выделения. Более того, обитая в водной среде или увлажнённой почве, протисты через тонкую мембрану осуществляют транспорт воды и минеральных солей, находящихся во внешней среде, а выделяют через плазматические мембранные поры продукты собственного метаболизма. Поэтому у одноклеточных животных нет сложных надмембранных комплексов, что является идиоадаптацией к особенностям условий внешней среды.

Для защиты и сохранения целостности оболочки простейшие имеют пеликулу – наружный более плотный слой эктоплазмы. Благодаря пеликуле, обладающей эластичностью и прочностью, сохраняется постоянная форма тела животного.

В данной статье было изучено строение и химический состав клеточной оболочки, характерной для клеток растительных организмов, а также бактерий и грибов.

Клеточная мембрана и клеточная стенка. Её строение и функции — Наука и Техника — Каталог статей

Клеточная стенка расположена вне клеточной мембраны как внешний слой клеток растений, бактерий, водорослей и грибов. Он имеет несколько функций и является важным компонентом каждой клетки. Оно помогает держать клетку твердым и неповрежденным, и оно защищает всю клетку от инфекции путем не позволять патогенам войти клетку. Оно также позволяет перевозке материалов и в и из клетки. Клетки человека и животных не включают клеточную стенку, но они имеют клеточную мембрану.

Каков состав клеточной стенки?

Клеточная стенка построена по-разному в зависимости от типа клеток. В клеточных стенках растений он состоит из прочных волокон углеводного полимера, называемого целлюлозой. Углеводы образуются в клетках растений в процессе фотосинтеза и являются основным источником энергии для клеток растений. В бактериальных клетках клеточные стенки представляют собой соединение, состоящее из сахара и аминокислотного полимера под названием пептидогликан.

Растительная клеточная стенка имеет до трех секций в слоях, известных как средняя пластинка, первичная клеточная стенка и вторичная клеточная стенка.

Средняя пластинка — самый внешний слой. Он содержит полисахариды, известные как пектины. Целью этого слоя является содействие адгезии клеток, помогая соседним клеткам связываться друг с другом.

Первичная клеточная стенка находится в центральном слое клеточной стенки растения между средней пластинкой и клеточной мембраной. Он обнаружен в растениях, которые активно растут, и состоит в основном из целлюлозных микрофибрилл, которые содержатся внутри матрицы из гемицеллюлозных волокон и пектиновых полисахаридов. Эта часть клеточной стенки обеспечивает всю прочность и гибкость, которые имеют отношение к росту клеток.

Вторичная клеточная стенка образуется между первичной клеточной стенкой и плазматической мембраной в некоторых растительных клетках, но не во всех. После того, как первичная клеточная стенка перестает делиться и расти, она может утолщаться, образуя вторичную клеточную стенку. Это жесткий слой в клеточной стенке, который укрепляет и поддерживает форму клетки. Он может содержать лигнин в дополнение к целлюлозе и гемицеллюлозе, которые были в первичной клеточной стенке. Перед лигнином стоит важная задача по укреплению клеточных стенок растений и содействию проводимости воды в сосудистых тканях растения, которые обеспечивают транспорт воды как внутрь клетки, так и из нее.

Клеточная оболочка и ее видоизменения

Твердая клеточная оболочка растительной клетки плотно прилегает к плазмалемме, она выполняет функцию опорной структуры, придавая тканям растений механическую прочность. Оболочку имеют все соматические клетки высших и большинство низших растений. Оболочки клеток низших растений развиты гораздо слабее, чем у высших, их генеративные клетки лишены твердых оболочек.[ …]

У высших растений клеточные оболочки, разделяющие материнскую клетку на две дочерние, возникают после деления зиготы, а также при последующих делениях клеток зародыша. В этом отношении своеобразием отличаются голосеменные растения, у которых после первого деления клеточная оболочка не возникает. Зооспоры и зоогаметы водорослей и низших грибов лишены оболочек.[ …]

Первичная оболочка. На различных этапах онтогенеза постоянно меняются структура, химический состав и свойства клеточных оболочек, формирующихся от слияния мелких мембранных пузырьков (вакуолей) в экваториальной плоскости клетки. Вновь образовавшаяся оболочка молодой клетки представляет собой тонкую (0,5—1 мкм) эластичную мембрану, способную легко растягиваться. Оболочка зрелых дифференцированных клеток состоит из трех слоев: средний из них — межклеточное вещество, так называемая срединная пластинка, а два других принадлежат каждый соответственно двум соседним клеткам, составляя их собственные первичные оболочки, склеенные прослойкой из межклеточного вещества.

Описанное строение характерно для меристематических и интенсивно растущих клеток.[ …]

Вторичные оболочки возникают у клеток дифференцированных тканей в результате отложения на их поверхности различных веществ. Обычно они, имеют довольно значительную толщину. Под вторичной оболочкой нередко можно обнаружить и третичную оболочку, очевидно, представляющую собой дегенерирующие слои собственно цитоплазмы (рис. 3).[ …]

Впервые плазмодесмы описал в 1861 г. И. Н. Горожанкин. В то время их исследование затруднялось недостаточной разрешающей способностью светового микроскопа. Сейчас изучение плаз-мод есм ведут под электронным микроскопом (рис. 5). Оболочки живых растительных клеток хорошо»окрашМ или янусом зеленым.[ …]

Л — общий вид; Б — часть оболочки при большой .Я увеличении; В — вид сверху: 1 — срединная нластин-ка, 2—4 -т- соответственно внешний, средний и внутренний слои вторичной оболочки, 5 — гюрв, В слепая пора, 7 — плазмодесмсиныс канальцы, 8 — по-роиос пиле. По Гуляеву. [ …]

Гемицеллюлозы — это обширная группа высокомолекулярных полисахаридов (галактаны, ксиланы, арабаны и ряд поли-уронидов), легче поддающихся кислотному гидролизу, чем целлюлоза. Они выполняют функции запасных питательных веществ, содержатся во вторичных оболочках клеток многих семян (в кожуре и эндосперме). В процессе формирования клеточная оболочка растений нередко подвергается значительным изменениям, касающимся ее состава и структуры. Изменения химического состава клеточной оболочки в основном могут быть сведены к следующим процессам: одревеснению, кутинизации, ослизнению и минерализации.[ …]

Кути низа ция клеточных оболочек заключается в откладывании на наружной поверхности клеточной стенки особого вещества — кутина. Кутины подобно суберинам содержат различные высокомолекулярные жирные кислоты и их эфиры, но в отличие от них лишены феллоновой кислоты, а также эфиров глицерина и жирных кислот.[ …]

Рисунки к данной главе:

Вернуться к оглавлению

Клеточная оболочка и ее видоизменения

из «Цитология растений Изд.

4″ Твердая клеточная оболочка растительной клетки плотно прилегает к плазмалемме, она выполняет функцию опорной структуры, придавая тканям растений механическую прочность. Оболочку имеют все соматические клетки высших и большинство низших растений. Оболочки клеток низших растений развиты гораздо слабее, чем у высших, их генеративные клетки лишены твердых оболочек. [c.17]
У высших растений клеточные оболочки, разделяющие материнскую клетку на две дочерние, возникают после деления зиготы, а также при последующих делениях клеток зародыша. В этом отношении своеобразием отличаются голосеменные растения, у которых после первого деления клеточная оболочка не возникает. Зооспоры и зоогаметы водорослей и низших грибов лишены оболочек. [c.17]

Вновь образовавшаяся оболочка молодой клетки представляет собой тонкую (0,5—1 мкм) эластичную мембрану, способную легко растягиваться. Оболочка зрелых дифференцированных клеток состоит из трех слоев средний из них — межклеточное вещество, так называемая срединная пластинка, а два других принадлежат каждый соответственно двум соседним клеткам, составляя их собственные первичные оболочки, склеенные прослойкой из мелсклеточного вещества. Описанное строение характерно для меристематических и интенсивно растущих клеток. [c.17]

Вторичные оболочки возникают у клеток дифференцированных тканей в результате отложения на их поверхности различных веществ. Обычно они имеют довольно значительную толщину. Под вторичной оболочкой нередко можно обнаружить и третичную оболочку, очевидно, представляющую собой дегенерирующие слои собственно цитоплазмы (рис. 3). [c.17]
Гемицеллюлозы — это обширная группа высокомолекулярных полисахаридов (галактаны, ксиланы, арабаны и ряд поли-уронидов), легче поддающихся кислотному гидролизу, чем целлюлоза.

Они выполняют функции запасных питательных ве-щ еств, содержатся во вторичных оболочках клеток многих семян (в кожуре й эндосперме). В процессе формирования клеточная оболочка растений нередко подвергается значительным изменениям, касающимся ее состава и структуры. Изменения химического состава клеточной оболочки в основном могут быть сведены к следующим процессам одревеснению, кутинизации, ослизнению и минерализации. [c.20]
Кутинизированные клетки покровных тканей непроницаемы и защищают организм от излишней потери воды. Обычно кутин откладывается в виде пленки, называемой кутикулой, на наружной поверхности клеток эпидермиса листьев и стебля. Кутинизации подвергаются преимущественно оболочки клеток покровных и защитных тканей. [c.21]
Ослизнение клеточных стенок, наблюдаемое у некоторых растений, вызывается превращением клетчатки или крахмала в более высокомолекулярные углеводы — слизи. Исследования слизи семенной кожуры льна показало, что в ней содержатся белки, галактуроновая кислота и ферменты ксила-за и галактаза.

[c.21]
Ослизнение можно наблюдать на эпидермисе многих покрытосеменных растений (семена льна, тыквы, арбуза, дыни, листья засухоустойчивых растений и т. п.). Это приспособительное явление способствует лучшему прорастанию семян и предохраняет растения от перегрева. [c.21]
Проникновению многих веществ, несомненно, способствует пористая структура клеточных оболочек. Имеются данные о различной проницаемости клеточных стенок по отношению к кислотам, щелочам, солям и органическим соединениям. Как известно, в клетку легко проникает углекислый газ, что играет большую роль в процессе фотосинтеза. Установлено такл е, что неорганические кислоты поступают в нее медленнее, чем органические. Среди органических соединений (углеводы, аминокислоты, липиды) даже в пределах одной группы наблюдаются заметные различия в скорости поступления в клетку. Так, моносахариды проникают в клетку быстрее, чем дисахариды к полисахариды, что зависит от величины молекул названных соединений.

Среди прочих органических соединений хорошей способностью к диффузии отличается мочевина. [c.22]

Вернуться к основной статье

1.1.2. Строение дрожжевой клетки — Технология производства дрожжей

Дрожжевая клетка состоит из оболочки, цитоплазматической мембраны и цитоплазмы. Размер клетки составляет в среднем 8-10 мкм (рисунок 1).

Рисунок 1 — Строение дрожжевой клетки: 1 — цитоплазматическая мембрана: 2 — оболочка; 3 — рибосомы; 4 — протоплазма; 5 — ядре; 6 — митохондрия; 7 — капля жира; 8 — вакуоль; 9 — гранулы метахроматина; 10 — рубец (место, где отпочковалась дочерняя клетка).

Оболочка представляет собой плотную, прочную и эластичную структуру, способную обеспечивать постоянство формы клетки и выдерживать значительное осмотическое давление (до 2 МПа). Оболочка, обладающая избирательной проницаемостью, обеспечивает транспорт питательных веществ в клетку и удаление из неё продуктов обмена.

Цитоплазматическая мембрана расположена непосредственно под клеточной стенкой. Основная её функция — регулирование проникновения в клетку питательных веществ и выведения наружу продуктов обмена. Здесь локализуются некоторые ферменты и происходит биосинтез ряда веществ и компонентов клеточной стенки.

Цитоплазма — сложная по составу коллоидная система. В цитоплазме протекают важнейшие процессы биосинтеза и хранится генетическая информация. В ней расположены органоиды (митохондрии, рибосомы, ядро, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи) и вакуоли.

Митохондрии представляют собой сферические или удлиненные внутриклеточные органеллы, содержащие ферментные системы, главным образом переноса электронов. В функции митохондрий входят окислительные реакции, являющиеся источником энергии, перенос электронов по цепи реакций синтеза АТФ, синтез части митохондриальных белков.

Рибосомы — ультрамикроскопические гранулы в виде неправильных шариков, состоящих из белка и РНК. В рибосомах осуществляется синтез белков и ферментов.

Ядро имеет форму круглого и овального пузырька, окруженного оболочкой. Функция ядра — хранение и передача генетической информации при делении клетки.

Эндоплазматический ретикулум представляет сложную мембранную сеть, образующую множество каналов, по которым различные вещества перемещаются от внешней оболочки к центру.

Аппарат Гольджи — скопление мельчайших сплющенных телец, связанных с мембранной системой эндоплазматического ретикулума. Роль аппарата Гольджи, предположительно, заключается в создании новых мембран. Кроме того он выполняет и защитную функцию — консервирование и удаление продуктов секреции клетки.

Вакуоли занимают центральную часть клетки. Они заполнены клеточным соком, который заключен в липопротеидную оболочку. Вакуоли участвуют в осмотическом регулировании и являются местом протекания различных окислительно — восстановительных процессов. Вакуоли образуются при старении дрожжевой клетки в них содержатся питательные вещества, продукты жизнедеятельности и гранулы запасных веществ: валютина, гликогена, трегалозы, жира

Клеточная стенка, строение, химический состав. Видоизменения клеточной стенки

Клеточная стенка, строение, химический состав. Видоизменения клеточной стенки.

Наличие прочной оболочки характерная черта растительной клетки, отличающая ее от клетки животной. Оболочка придает клетке определенную форму и прочность и защищает живое содержимое — протопласт и прежде всего плазмалемму, плотно прижатую к оболочке изнутри. Культивируемые на специальных питательных средах клетки высших растений, у которых ферментативным путем удаляется оболочка, всегда принимают сферическую форму. Без оболочки существование растительной клетки в обычных условиях невозможно, так как характерное для нее тургорное давление, уравновешиваемое противодавлением оболочки, неминуемо привело бы к разрыву плазмалеммы и разрушению протопласта. Совокупность клеточных оболочек в составе тела наземного растения, возвышающегося над поверхностью почвы и не имеющего внутреннего скелета, представляет собой своего рода поддерживающий остов, придающий растению механическую прочность.

Оболочка, как правило, бесцветна и прозрачна, легко пропускает солнечный свет. По ней могут передвигаться вода и растворенные низкомолекулярные вещества. У каждой клетки есть собственная оболочка; оболочки соседних клеток как бы сцементированы межклеточными веществами, образующими так называемую срединную пластинку. Вследствие этого соседние клетки оказываются отделенными друг от друга стенкой, образованной двумя оболочками и срединной пластинкой, что дает основание называть оболочку также клеточной стенкой.

Оболочка строится протопластом клетки и поэтому может расти, только находясь в контакте с ним. Очень часто оболочка сохраняется дольше протопласта (когда клетка рано отмирает), но это обычно не ведет к прекращению существования клетки как структурной единицы, ибо форма клетки благодаря прочности оболочки не изменяется. Поэтому растительные клетки и после отмирания могут выполнять важные функции передвижения растворов или механической опоры. Многие типы клеток растения – волокна, трахеиды, членики сосудов, клетки пробки – во взрослом состоянии представляют собой одни клеточные оболочки. В основном из оболочек отмерших клеток состоит древесина.

Оболочки клеток столь же разнообразны, как и сами клетки. По составу и строению оболочки часто можно судить о происхождении и функции клеток различных типов. Так, строение ископаемых растений в основном изучают путем исследования оболочек их клеток.

Первоначально к наружи от плазмалеммы возникает первичная клеточная стенка. Она состоит из полисахаридов – пектина и целлюлозы. Первичные клеточные стенки соседних клеток соединены протопектиновой срединной пластинкой. В клеточной стенке линейные очень длинные молекулы целлюлозы, состоящие из глюкозы, собраны в пучки – мицеллы, которые, в свою очередь, объединяются в фибриллы – тончайшие волоконца неопределенной длины. Целлюлоза образует многомерный каркас, который погружен в аморфный сильно обводненный матрикс из нецеллюлозных углеводов: пектинов, гемицеллюлоз и др. именно целлюлоза обусловливает прочность клеточной стенки. Микрофибриллы эластичны и по прочности на разрыв сходны со сталью. Полисахариды матрикса определяют такие свойства стенки, как высокая проницаемость для воды, растворенных мелких молекул и ионов, сильная набухаемость. Благодаря матриксу по стенкам, примыкающим друг к другу, могут передвигаться вода и вещества от клетки к клетке. Некоторые гемицеллюлозы могут откладываться в стенках клеток семян в качестве запасных веществ.

Материал оболочек, включающий целлюлозу, широко используется промышленностью. Свойства древесины, бумаги, текстильных материалов в большой степени зависят от молекулярной структуры и химического состава оболочки, и знание их помогает улучшать технологию производства и качество продукции.

Химический состав и молекулярная организация оболочки. Клеточная оболочка построена в основном из полисахаридов, мономеры которых – сахара — связаны между собой гликозидной связью (—О—) в виде цепи. Называют полисахариды по составу образующих их мономеров с прибавлением окончания «ан». Например, полисахарид ксилан состоит из остатков сахара ксилозы, маннан — маннозы, глюкан — глюкозы и т.д.

Кроме полисахаридов, в состав оболочки могут входить белки, минеральные соли, лигнин, пигменты, липиды. Обычно оболочки пропитаны водой. Полисахариды оболочки по своей роли могут быть подразделены на скелетные вещества и вещества матрикса. Скелетным веществом оболочки высших растений является целлюлоза (клетчатка), в химическом отношении представляющая собой β-1, 4-D глюкан. Число глюкозных остатков в молекуле и, следовательно, длина самих молекул могут резко различаться в клеточных оболочках различных растений, что оказывает влияние на свойства целлюлозы. Ее нитчатые молекулы в оболочке располагаются параллельно друг к другу и группируются по нескольку десятков таким образом, что возникает вытянутая трехмерная решетка, характерная для кристаллов. Эти кристаллические группировки, в образовании которых участвуют ковалентные и водородные связи, составляют основу микрофибрилл – тончайших волокон, создающих структурный каркас оболочки, ее «арматуру».

Кристаллическое состояние молекул целлюлозы в микрофибриллах обусловливает двойное лучепреломление клеточной оболочки, наблюдаемое в поляризационном микроскопе. В микрофибриллах встречаются паракристаллические участки, т е. участки с более рыхлым параллельным, но не имеющим трехмерной ориентации расположениемI целлюлозных молекул. Степень кристалличности микрофибрилл, соотношение кристаллической и паракристаллической зон довольно сильно варьируют в зависимости от вида растения, состояния клетки и типа оболочки, что оказывает влияние на механические и физические целлюлозы как сырья. Диаметр микрофибрилл также колеблется у разных клеток (обычно в пределах 10—30 нм), длина может достигать нескольких микрометров. Микрофибриллы могут объединяться в отдельные группы или слои – макрофибриллы толщиной 0,4-0,5 мкм, видимые в световой микроскоп.

Рисунок 25

В процессе жизнедеятельности клеток, особенно в зависимости от выполнения какой-либо специализированной функции, наступают вторичные изменения клеточной стенки. Нередко они связаны с радикальными изменениями ее химического состава, структуры и физико-химических свойств.

Одревеснение. Клеточная стенка инкрустируется (пропитывается) особым веществом – лигнином, что повышает твердость, калорийность, плотность клеточной стенки и понижает ее пластичность и способность расти. Одревесневшие клеточные стенки не теряют способности пропускать воду и воздух. Протопласт их может оставаться живым, хотя обычно отмирает. Одревеснение очень широко распространено в природе. Оно обеспечивает крепость стволов и ветвей деревьев. Древесина хвойных и лиственных пород содержит целлюлозы до 50% и лигнина 20…30%. Одревесневают клеточные стенки и многих трав, особенно к концу вегетации.

Опробковение, или суберинизация. В результате обильного наслаивания в стенке клетки химически стойкого вещества – суберина наступает ее опробковение. По своей химической природе суберин близок к жирам. Он представляет собой аморфное гидрофобное соединение, которое состоит из высокополимерных насыщенных жирных кислот и оксикислот сложного состава. Суберин откладывается преимущественно в стенках клеток вторичной покровной ткани – пробки, которая является прекрасным водо- и термоизолятором. В малых количествах он накапливается в стенках клеток разнообразных тканей. При полном опробковении протопласт клетки отмирает, так как ламеллы суберина препятствуют проникновению воды и воздуха, при частичном – протопласт долгое время сохраняется.

Кутинизация – отложение кутина – вещества, близкого к суберину, в поверхностных слоях наружных клеточных стенок и на их поверхности. Кутинизация предохраняет органы растения от избыточного испарения, вымывания продуктов метаболизма осадками и защищает органы от проникновения паразитов, а также от механических повреждений. Кроме того, кутин поглощает ультрафиолетовые лучи и служит как бы радиационным экраном.

Минерализация. В процессе жизнедеятельности стенки поверхностных клеток побегов могут накапливать минеральные вещества, особенно кремнезем и углекислый кальций.некоторые группы растений, напрмер многие виды осок, злаков, хвощей, всегда имеют сильно инкрустированные солями клетки покровной ткани – эпидермы. Причем инкрустации может подвергаться не только клеточная стенка, но и разнообразные выросты эпидермы – трихомы. Кроме того, минеральные вещества откладываются и на поверхности клеток покровной ткани – эпидермы. В результате минерализации осевые органы приобретают большую механическую прочность.

Ослизнение. Превращение целлюлозы и пектина в слизи м близкие к ним камеди, представляющие собой полимерные углеводы, которые отличаются способностью к сильному набуханию при соприкосновении с водой. Ослизнение наблюдается в клеточных сиенках кожуры семян, например у льна. Образование слизей имеет большое приспособительное значение. При прорастании семян слизь закрепляет их на определенном месте, легко поглощает и удерживает влагу, защищает семена от высыхания, улучшает водный режим всходов. Ослизнение клеточных стенок корневых влосков обеспечивает прочное склеивание их с частицами почвы.

Мацерация – растворение межклеточного вещества, приводящее к разъединению клеток. Естественная мацерация происходит в зрелых плодах. Искусственно ее проводят, например, при мочке льна для освобождения прядильного сырья – групп клеток лубяных волокон.

Клеточная оболочка животной клетки

Клетка — элементарная структурная единица всех организмов, но в общих планах строения клетки животных и растений есть отличия. Вы знаете, что в животной клетке отсутствуют хлоропласты, отвечающие в растительной клетке за автотрофное питание. Что еще отличает строение животной клетки от растительной? Как приспособлена она к гетеротрофному питанию? Какие ее органеллы отвечают за другие жизненные задания?

Важной составляющей любой клетки является оболочка. Оболочка клетки растения образована клеточной стенкой, устланной плазматической мембраной. Оболочка животной клетки состоит лишь из плазматической мембраны. Ее толщина 0,000007 мм, и этот тончайший барьер не только отделяет содержимое клетки от окружающей среды, но и обеспечивает связь с ней. Каким образом?

Плазматическая мембрана не является преградой для малых молекул неорганических веществ. Так, через всю мембрану к клетке диффундируют молекулы кислорода и воды, а из нее — молекулы углекислого газа.

Как преодолевают мембрану органические молекулы? Для транспорта небольших молекул в мембранах есть специальные каналы и молекулы-переносчики. С большими органическими молекулами сложнее: чтобы их захватить, плазматическая мембрана образует впадины и выпуклости. Когда их края смыкаются, возникает окруженный мембраной пузырек, который вместе со своим «грузом» оказывается внутри клетки. Этот процесс называют эндоцитозом. В образовавшихся пузырьках большие органические молекулы расщепляются, и небольшие молекулы проникают во внутреннее содержимое клетки с помощью молекул-переносчиков или через каналы в мембране, окружающей пузырек. Так плазматическая мембрана принимает участие в гетеротрофном питании животной клетки.

С помощью мембранных пузырьков вещества могут и выделяться из клетки. Вокруг их молекул в клетке образуется пузырек, который движется к плазматической мембране. Когда с ней сливается мембрана пузырька, его «груз» оказывается за пределами клетки. Этот процесс называется экзоцитозом.

У плазматической мембраны много функций. Эта составляющая клетки способна «воспринимать» изменения окружающей среды, она участвует в некоторых химических реакциях, происходящих в клетке.

функций клеточной стенки | Типы и структура

Хотя плазматическая мембрана (или клеточная мембрана) уже установила границы для внутренней и внешней клеточной среды, многие клетки все еще окружены широким спектром нерастворимых компонентов.

Например, клетки бактерий, растений и водорослей и грибов окружены жесткой структурой, называемой клеточной стенкой.

Мы изучим функции, структуры и типы клеточной стенки .

Что такое клеточная стенка?

Клеточная стенка представляет собой прочную полупроницаемую мембрану, расположенную снаружи клеточной мембраны. Эта клеточная стенка играет неотъемлемую роль в клетке и выполняет множество функций. В зависимости от типа организма и типа стадии развития, на которой он находится, сама клеточная стенка сильно различается.

Бактериальная клеточная стенка

Бактериальная клеточная стенка Бактериальные клеточные стенки отвечают за поддержание формы клетки и предотвращение лизиса клеток (разрыв клеток из-за высокого осмотического давления).Разработанная процедура окрашивания по Граму основана на способности бактерий поглощать и сохранять окрашивание кристаллическим фиолетовым (те, которые сохраняют его, считаются грамположительными и грамотрицательными, если иное).

1. Грамотрицательные бактерии

Грамотрицательные бактерии характеризуются наличием двухмембранной системы, в которой есть дополнительный внешний слой проницаемой мембраны к плазматической мембране. Клеточные стенки этих бактерий обычно тонкие и находятся между их внутренней и внешней мембранами.

Примером грамотрицательной бактерии является Escherichia coli (или E. coli ).

2. Грамположительные бактерии

С другой стороны, грамположительные бактерии характеризуются наличием только одной плазматической мембраны, которая покрыта относительно более толстой клеточной стенкой.

Примерами грамположительных бактерий являются распространенные патогены Staphylococcus aureus и Streptococcus (оба вызывают респираторные инфекции), Corynebacterium diphteriae (вызывают дифтерию) и Bacillus anthracis (вызывают дифтерию)

Даже при таких различиях в строении основной составляющей клеточных стенок бактерий является макромолекулопептидогликан. Эта макромолекула состоит из линейных цепей полисахаридов, связанных пептидами, и как структура служит основой клеточной стенки, которая определяет форму бактерий и прикрепляет белковые комплексы к поверхности клеток. Интересно, однако, что пептидогликан делает бактерии уязвимыми мишенями для антибиотиков.

Функции бактериальной клеточной стенки

В то время как структурные компоненты клеточной стенки различаются у грамотрицательных и грамположительных бактерий, функции клеточной стенки универсальны для всех бактерий, обладающих этой структурой.Ниже приведены некоторые из основных функций клеточной стенки у бактерий:

1. Защита

Основная функция клеточной стенки у бактерий — обеспечивать защиту, окружая цитоплазму клетки прочным материалом. Таким образом, он избегает попадания посторонних материалов, которые могут повредить его.

2. Поддержание формы клетки

Еще одной важной функцией клеточной стенки является поддержание формы клетки и предотвращение разрыва за счет разницы осмотического давления внутриклеточной и внеклеточной среды.В дополнение к этому клеточная стенка также предотвращает обширную потерю воды.

3. Содействие межсотовому общению

Помимо обеспечения транспорта (некоторых) веществ внутри и снаружи клетки, клеточная стенка также отвечает за облегчение связи между клетками.

Эта функция приписывается биохимической и физиологической активности, происходящей в клеточной стенке.

Растительная клетка и клеточная стенка гриба

В отличие от прокариот , компоненты клеточных стенок эукариот (высшие растения, водоросли и грибы) состоят в основном из полисахаридов .Основным структурным компонентом клеточных стенок высших растений и большинства водорослей является целлюлоза . Целлюлоза представляет собой полимер остатков глюкозы, соединенных β(1→4)-связями. Клеточная стенка грибов
(Источник: Wikimedia) Клеточные стенки грибов, с другой стороны, состоят из полимерного хитина . Хитин представляет собой полимер остатков N-ацетилглюкозамина, которые также связаны β(1→4) связями. Хитин также является структурным компонентом экзоскелета членистоногих.

Функции клеток растений и стенок грибов

Важно отметить, что хотя растительные клетки и клетки грибов состоят из разных материалов; оба по-прежнему состоят из углеводных полимеров. Следовательно, они обладают почти одинаковыми свойствами и функциями.

Вот некоторые из них:

1. Структурная опора

Состав клеточной стенки (целлюлоза в растительных клетках, водоросли и хитин в грибах) идеально подходит для функционирования в качестве структурной опоры самой клетки. Кроме того, клеточная стенка также отвечает за контроль роста каждой отдельной клетки.

2.Сопротивление тургорному давлению

Одной из важнейших функций клеточной стенки растений и грибов является устойчивость к тургорному давлению. Хотя тургорное давление важно для сохранения жесткости клеток, слишком большое его количество может разрушить клетки. Следовательно, необходима прочная конструкция, чтобы уравновесить такую силу.

3. Контроль роста и распространения

В этих типах клеток клеточная стенка напоминает клетке о начале клеточного цикла и делении.Кроме того, он также способствует диффузии, будучи полупроницаемой мембраной, позволяющей проникать некоторым материалам и веществам.

4. Защита

В отношении вышеупомянутой функции клеточная стенка также действует как защитный барьер для инородных материалов и веществ, которые вот-вот попадут в клетку. Кроме того, клеточная стенка важна для удержания воды внутри клеток.

5. Связь

У растений клеточная стенка не является полностью непроницаемой мембраной.На самом деле существуют отверстия (называемые плазмодесмами ), которые служат соединительными путями между соседними клетками. Такие пути позволяют передавать такие продукты, как питательные вещества, ионы и даже отходы.

Хотя уже многое известно о биосинтезе клеточных стенок, все еще остаются большие загадки относительно его трехмерной структуры и организации, физиологической активности и природы во время клеточного деления и роста.

Итак, теперь, зная огромное значение клеточной стенки для живых организмов (то есть бактерий, растений и грибов), как вы думаете, почему эволюция позволила животным клеткам развиваться без нее?

Процитировать эту страницу

Каталожные номера

– «Медицинское определение грамположительных» . По состоянию на 21 мая 2017 г. Ссылка.
– « Пептидогликан. » Энциклопедия наук о жизни. По состоянию на 21 мая 2017 г. Ссылка.
– «Стены бактериальных клеток: структура, функции и типы – видео и стенограмма урока | Учиться.ком» . По состоянию на 21 мая 2017 г. Ссылка.
– «Клеточные стенки и внеклеточный матрикс – Клетка – Книжная полка NCBI» . По состоянию на 21 мая 2017 г. Ссылка.
– «Структура микрофибрилл целлюлозы в первичных клеточных стенках колленхимы» . По состоянию на 21 мая 2017 г. Ссылка.

Клеточная стенка Определение и примеры

Клеточная стенка
сущ., множественное число: клеточные стенки
[sɛl wɑːl]
Определение: Структурный слой, окружающий клетку, расположенный рядом с клеточной мембраной

Клетка является структурным, функциональным , и биологическая единица всех организмов.Это мембраносвязанная структура, содержащая цитоплазму и цитоплазматические структуры. Мембрана, которая окружает клетку и отделяет ее от внешней среды, представляет собой клеточную мембрану, тогда как клеточная стенка представляет собой еще один структурный слой, окружающий клетку, рядом с клеточной мембраной.

Определение клеточной стенки

Что такое клеточная стенка и как она формируется? Вы можете просто определить клеточную стенку как полужесткую толстую защитную структуру, которая окружает клеточную мембрану некоторых типов клеток для защиты и определения формы клетки.Клеточная мембрана сама по себе не может обеспечить требуемую жесткость или прочность.

Все живые организмы состоят из клеток. Клетки отвечают за выполнение всех жизненно важных функций, таких как обмен веществ, размножение и выделение. Клетка состоит из внутриклеточных структур, таких как органеллы. Органеллы имеют специфические функции и встроены в цитоплазму. Клетка окружена плазматической мембраной (или клеточной мембраной), чтобы отделить содержимое клетки от внешней среды.

Биологическое определение: Клеточная стенка представляет собой структурный слой рядом с клеточной мембраной, основная роль которого заключается в обеспечении жесткости клетки и защите от механических воздействий. Его основная функция заключается в придании клетке жесткости, прочности и защите от механических воздействий. Примерами организмов с клеточными стенками являются растения, грибы, протисты (особенно плесени и водоросли) и большинство бактерий (несколько исключений — микоплазма и L-форма бактерий) имеют клеточные стенки.Животные и гетеротрофные протисты не имеют клеточных стенок.

Вопрос: Все ли клетки имеют клеточную стенку?
Ответ: Не все клетки имеют клеточные стенки.

Вопрос: Итак, какие клетки имеют клеточную стенку?
Ответ: Прокариоты, за исключением микоплазмы и бактерий L-формы, и некоторые эукариоты имеют клеточную стенку.

Вопрос: Имеют ли клетки животных клеточную стенку?
Ответ: В клетках животных нет клеточных стенок.Вот почему клетки животных не такие жесткие, как другие клетки, окруженные клеточными стенками. Таким образом, клетки животных обладают большей гибкостью, чем клетки растений.

Клеточная стенка и клеточная мембрана

Клеточные стенки и клеточные мембраны различаются по своей структуре, функциям и другим характеристикам. Краткое изложение см. ниже.

Таблица 1: Клеточная стенка и клеточная мембрана и органоиды
Обычно 0.толщиной от 1 мкм до нескольких мкм; но варьируется в зависимости от состава, т.е. если новая (вторичная) клеточная стенка откладывается старой (первичной) клеточной стенкой	Обычно толщина 7,5–10 нм
Компоненты различаются в зависимости от вида	Состав липидного двойного слоя, с углеводами и липопротеинами
Придает жесткость, придавая клетке более определенную форму	Имея только клеточную мембрану (отсутствует клеточная стенка), клетка более гибкая и может менять форму по мере необходимости
Обеспечивает защиту, т. е.г. против воздействия осмотического давления; более проницаем для малых молекул	Обеспечивает защиту, напр. будучи избирательным, регулирующим прохождение веществ, так что не все могут легко проникнуть в клетку, даже если они малы, из-за ее полупроницаемости; защита от осмотического давления только до определенной точки
Не имеет рецепторов клеточной поверхности	Имеют рецепторы клеточной поверхности
Присутствуют у растений, грибов, простейших (например,водоросли и плесени) и бактерии	Присутствует во всех клетках

Функции клеточной стенки

Что делает клеточная стенка? Каковы специфические биологические функции клеточной стенки? Основной функцией клеточной стенки является обеспечение защиты внутренних структур клетки, поскольку плазматическая мембрана считается хрупким слоем, который не может обеспечить аналогичную защиту от различных условий окружающей среды. Кроме того, клеточные стенки отвечают за обеспечение отличительных форм клеток.Когда внутреннее давление внутри клетки увеличивается из-за поступления воды, клеточная стенка препятствует расширению и разрыву клетки. Что делает клеточная стенка? Клеточная стенка контролирует прохождение молекул через клетку, пропуская только небольшие метаболические молекулы, тем самым защищая клетку от различных токсинов и лекарств. У многоклеточных организмов, имеющих клеточные стенки, они помогают склеиванию клеток, придавая им характерную форму.

У растений клеточная стенка отвечает за набухание растения.Клеточная стенка защищает растительную клетку от разрыва, когда в клетку попадает слишком много воды. Вместо того, чтобы лопнуть, клетка способна противостоять осмотическому давлению, оказываемому молекулами воды. Следовательно, клетка остается набухшей. Некоторые растительные клетки имеют клеточную стенку, состоящую из одного слоя. Другие растительные клетки имеют две: первичную и вторичную клеточные стенки. Второй клеточный слой содержит большое количество лигнина и, следовательно, помогает сделать клетку водонепроницаемой.

Рис. 1. Состояние растительных клеток на основе чистого движения воды через клетку при помещении в разные растворы.Основной функцией клеточной стенки является обеспечение жесткости и структурной поддержки . У растений придает набухание. Он удерживает растительную клетку от разрыва (осмотический лизис) при помещении в гипотонический раствор. Чрезмерный осмос предотвращается, когда осмотическое давление воздействует на клеточную стенку, помогая стабилизировать растительную клетку. Однако, если растительную клетку поместить в гипертоническую среду, клеточная стенка не может предотвратить потерю клеткой воды. Это приводит к сморщиванию клеток (или их вялости). Для задействованного механизма читать ТУРГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ .

Структура клеточной стенки

Из чего состоит клеточная стенка? Строение клеточных стенок неодинаково у всех видов; это зависит от стадии развития и типа клеток. Первичная клеточная стенка растения состоит из пектина, целлюлозы и гемицеллюлозы, а также других закрепленных или встроенных полимеров, таких как суберин, лигнин или кутин. Клеточные стенки водорослей состоят из полисахаридов и гликопротеинов, таких как агар и каррагинан; эти молекулы отсутствуют в наземных растениях.Стенки бактериальных клеток состоят из пептидогликанов, тогда как клеточные стенки архей состоят из псевдопептидогликана, S-слоя или полисахаридов. Клеточные стенки грибов состоят из хитинового полимера N-ацетилглюкозамина .

Клеточные стенки растений

Имеют ли растительные клетки клеточные стенки? Да, растительные клетки имеют клеточную стенку, которая представляет собой структуру, покрывающую каждую растительную клетку. Клеточная мембрана сама по себе не может обеспечить структурную целостность растительных клеток.Следовательно, структура растительной клетки прочнее с клеточной стенкой. Однако именно по этой причине растительные клетки более жесткие и менее гибкие, чем клетки животных.

Части растительных клеток заключены в жесткую, растяжимую и тонкую первичную клеточную стенку во время их роста, состоящую из пектина , целлюлозы, и гемицеллюлозы . Однако основным компонентом клеточной стенки растений является целлюлоза. Что такое целлюлоза? Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из линейной цепи β-(1→4) связанных звеньев D-глюкозы: (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _n .

Клеточная стенка может откладывать под собой еще один слой клеточной стенки. Когда это происходит, старая клеточная стенка называется первичной клеточной стенкой , а вновь отложенная клеточная стенка называется вторичной клеточной стенкой . Вторичная клеточная стенка представляет собой толстую и прочную клеточную стенку, расположенную между первичной клеточной стенкой и клеточной мембраной. Он богат лигнином. Что такое лигнин? Лигнин является наиболее распространенным веществом во вторичной клеточной стенке и состоит из фенольных соединений, образующих сложную сеть.Это делает клеточную стенку непроницаемой для воды.

Средняя пластинка находится между двумя первичными клеточными стенками . Это богатый пектином межклеточный материал, который склеивает соседние клетки. См. Рисунок 2.

Рисунок 2: клеточная стенка растения может состоять из одного или двух слоев. Первичная клеточная стенка отвечает за секрецию второго слоя, называемого вторичной клеточной стенкой, над плазматической мембраной.

Какова функция клеточной стенки растительной клетки? Клеточная стенка растения выполняет следующие функции:

- Поддерживает клеточную структуру и придает определенную форму
- Окружает клетку
- Помогает транспортировать материал через растительную клетку и окружающую среду, а также транспортировать жидкости по каналам

Устойчив к изменению осмотического давления

Из чего состоят клеточные стенки различных типов растительных клеток? У высших растений полисахарид целлюлозы образует эластичные волокна. Они тесно связаны друг с другом гликановой поперечной связью. В первичных клеточных стенках целлюлоза представляет собой сеть, встроенную в пектин. Вторичные клеточные стенки содержат лигнин, который отвердевает и укрепляет клеточную стенку. Молекулы клеточной стенки связаны вместе, образуя сложную структуру.

Рисунок 3: Структура клеточной стенки растений. Источник: изменено Марией Викторией Гонзага из BiologyOnline.com, из работ Molecular Expressions Cell Biology: Plant Cell Structure — Cell Wall и через BioRender.

От чего защищает растение клеточная стенка? Стенка растительной клетки защищает ее от внешней среды и от разрыва .Дисбаланс концентрации растворенных веществ внутри и снаружи клетки создает давление, которое растягивает клеточную стенку наружу. Как выглядит растительная клетка из-за этого давления? Растительная клетка выглядит набухшей (набухшей).

Клеточная стенка растений: Клеточная стенка растительных клеток может состоять из двух слоев: (1) первичной клеточной стенки и (2) вторичной клеточной стенки .

Первичная клеточная стенка обычно представляет собой тонкий, гибкий и растяжимый слой, состоящий из целлюлозы, пектина и гемицеллюлозы.Вторичная клеточная стенка представляет собой толстый слой, богатый лигнином, который укрепляет и делает стенку водонепроницаемой и формируется внутри первичной клеточной стенки, площадь поверхности которой перестала увеличиваться, когда клетка полностью выросла. Между первичными стенками находится средняя пластинка , которая представляет собой межклеточный материал, богатый пектином, который склеивает соседние клетки вместе. Клеточная стенка очень важна для растений, поскольку она помогает противостоять осмотическому давлению.

Клеточные стенки грибов

Имеют ли грибы клеточные стенки? Грибы — это эукариоты, клетки которых содержат клеточные стенки.Клеточная стенка грибов защищает его от хищников. Грибковая клеточная стенка и клеточная мембрана соединены вместе. Они регулируют все отношения между внешней средой и клеткой. Многие сигнальные и синтетические пути способствуют образованию клеточных стенок.

Клеточная стенка гриба защищает внутренние клеточные структуры от давления и стресса. Он защищает клетку от разрыва, контролирует проницаемость клетки, поглощение молекул из внешней среды, определяет архитектуру клетки и обеспечивает жесткость.Помимо защитной функции, белки клеточной стенки могут опосредовать взаимодействие с внешней средой, так как обычно содержат рецепторы и адгезивные белки. Более того, клеточные стенки содержат антигенные белки, которые запускают иммунную систему хозяина во время инфекции для подавления роста и размножения патогенных грибов. Структура клеточной стенки состоит из различных слоев, где все компоненты, отложившиеся на самом внутреннем слое, контактируют с плазматической мембраной.

Клеточная стенка грибов в основном состоит из хитина, глюканов и гликопротеинов.Эти структуры отсутствуют в клетках человека и животных. Следовательно, противогрибковые препараты обычно нацелены на эти структуры, чтобы обеспечить селективность в отношении грибковых клеток, не затрагивая клетку-хозяина. Белки и полисахариды в клеточной стенке обычно связаны друг с другом, образуя гликопротеины.

Клеточная стенка грибов в основном состоит из полисахарида Glucans, который составляет примерно половину сухой массы компонентов клеточной стенки. Полимеры глюкана в основном состоят из 1-3 связанных звеньев глюкозы.Хитин является одним из сухих компонентов клеточной стенки грибов, он составляет около 2% сухих компонентов клеточной стенки дрожжей, в то время как у грибов он составляет около 10-20%. Грибы могут синтезировать хитин под действием фермента хитинсинтазы с использованием N-ацетилглюкозамина, затем он накапливается рядом с цитоплазматической мембраной во внеклеточном пространстве. Белки составляют около 30-50% сухой массы клеточной стенки дрожжей, в то время как они составляют около 20-30% клеточной стенки мицелиальных грибов. Белки клеточной стенки связаны с углеводами N- или O-связью, образуя гликопротеины.

Клеточные стенки грибов содержат меланин с высокой молекулярной массой и отрицательно заряженным пигментом. Меланин нерастворим в воде и защищает грибковую клетку от стрессоров, таких как ультрафиолетовый свет, высокая температура и токсины, чтобы она могла выжить внутри клетки-хозяина. Производство меланина является одним из факторов вирулентности грибов; это важно для распространения и инвазии клетки-хозяина. Более того, меланин может влиять на иммунный ответ хозяина и ингибировать фагоцитоз.

Рисунок 6: Схематическая диаграмма клеточной стенки грибов.Кредит: Майя и Рике — диаграмма, CC BY 3.0.

Клеточные стенки водорослей

Клеточные стенки водорослей структурно родственны клеточным стенкам растений. Они состоят из полисахаридов, таких как гликопротеины или целлюлоза. Некоторые красные и зеленые водоросли содержат микрофибриллы маннана, а клеточная стенка бурых водорослей содержит альгиновую кислоту. В клеточной стенке водорослей могут накапливаться различные вещества в виде ионов кальция и спорополленина. Диатомеи представляют собой группу водорослей, которые используют кремниевые кислоты для синтеза своих клеточных стенок. Синтез кремнезема экономит энергию клетки, так как требует меньше энергии во время синтеза.

Рисунок 5: Схематическая диаграмма клеточной стенки водорослей. Предоставлено: Скуэлья, Ф. (2019). Использование гидролитических ферментов для обработки биомассы водорослей. Текущая биотехнология, 5 (4), 296–304. Источник.

Рисунок 6: Схематическая диаграмма клеточной стенки бурых водорослей. Клеточная стенка бурых водорослей состоит в основном из структурно сложных полисахаридов. Авторы и права: Deniaud-Bouët, E., et al. (2017). Обзор клеточных стенок бурых водорослей и сульфатированных полисахаридов, содержащих фукозу: контекст клеточной стенки, биомедицинские свойства и ключевые исследовательские задачи.Углеводные полимеры, 175, 395–408. DOI.

Формы

Формы, например слизевики и водяные плесени — грибовидные протисты. Эти организмы сравнивают с грибами, потому что у них обоих отсутствуют хлоропласты, они гетеротрофны (сапрофиты) и имеют клеточные стенки. Разница между ними заключается в том, что у плесени клеточная стенка в основном состоит из целлюлозы и не содержит хитина. Клеточные стенки грибов, напротив, содержат хитин.

Рисунок 7: желтый слизевик на земле. Протисты и клеточные стенки грибов: Клеточная стенка водорослей состоит из гликопротеинов и полисахаридов.Другие водоросли могут иметь кремниевую кислоту в своих клеточных стенках. Плесневые грибы ( грибоподобные протисты ) также имеют клеточные стенки, и их клеточная стенка похожа на клеточную стенку растений тем, что состоит в основном из целлюлозы . Целлюлозная клеточная стенка, по сути, является одной из характеристик, отличающих плесневые грибы от грибов. В клеточной стенке грибов помимо других веществ, таких как полисахариды, есть хитин.

Клеточные стенки бактерий и архей

Большинство прокариот окружены клеточными стенками, которые защищают хрупкую цитоплазматическую мембрану и другие клеточные компоненты. Имеют ли бактерии клеточные стенки? Бактерии и археи — одноклеточные прокариоты. Клеточная стенка прокариот представляет собой полужесткую сложную структуру.

Прокариотическая клеточная стенка способствует патогенности некоторых видов и является местом действия нескольких противомикробных препаратов. Более того, клеточные стенки бактерий используются для дифференциации двух основных типов бактерий: грамположительных и грамотрицательных бактерий.

Стенка бактериальной клетки состоит из жесткой сети пептидогликана, которая может быть обнаружена либо в сочетании с другими молекулами, либо отдельно. Сеть пептидогликана состоит из повторяющихся звеньев дисахаридов, образующих решетку и связанных между собой полипептидами.Дисахаридные звенья состоят из моносахаридов, называемых N-ацетилмурамовой кислотой (NAM) и N-ацетилглюкозамином (NAG). Эти моносахариды структурно родственны глюкозе. Клеточная стенка пептидогликана состоит из рядов чередующихся единиц NAM и NAG, образующих основу из углеводов, связанных вместе полипептидами. Антимикробный препарат пенициллин повреждает клеточную стенку бактерий, нарушая связь между рядами пептидогликана, что приводит к лизису и разрыву клетки из-за потери ее целостности.

Биология определения грамположительной клеточной стенки представляет собой жесткий, толстый слой пептидогликана, образованный из нескольких рядов. Плазменное пространство находится между плазматической мембраной и клеточными стенками грамположительных бактерий. Это пространство содержит липотейхоевую кислоту, образующую зернистый слой. Кроме того, в клеточных стенках грамположительных бактерий обнаружены другие вещества, такие как фосфат и тейхоевая кислота, которые состоят в основном из спиртов, таких как рибит или глицерин. Тейхоевая кислота отвечает за регуляцию движения катионов через клеточную стенку благодаря своему отрицательному заряду.Кроме того, тейхоевая кислота предотвращает повреждение и лизис клеточных стенок, таким образом, она играет роль в клеточном росте. Кроме того, он придает клетке антигенный характер, поэтому ее можно легко обнаружить и протестировать.

Рисунок 8: состав клеточной стенки грамположительных бактерий. Предоставлено: Twooars, CC BY 3.0.

Стенки клеток грамотрицательных бактерий состоят всего из нескольких слоев пептидогликана и внешней мембраны. Периплазматическое пространство наружной мембраны состоит из гелеобразного вещества, содержащего высокую концентрацию транспортных белков и ферментов деградации.Поскольку клеточные стенки грамотрицательных бактерий содержат всего несколько рядов пептидогликана и не содержат тейхоевой кислоты, следовательно, они более подвержены повреждению и разрушению внешними факторами.

Наружная мембрана состоит из липопротеинов, липополисахаридов и фосфатов. Наружная мембрана способствует патогенности грамотрицательных бактерий, так как избегает действия комплемента и фагоцитоза благодаря своему отрицательному заряду. Кроме того, он устойчив к солям желчных кислот, пищеварительным ферментам, тяжелым металлам, детергентам и некоторым антибиотикам.Однако внешняя мембрана содержит порины, которые представляют собой каналы, образованные из-за присутствия белков, обеспечивающих некоторую проницаемость для проникновения метаболических молекул, таких как углеводы, аминокислоты и витамин B12.

Липополисахарид внешней оболочки содержит молекулу липида, известную как липид А. Липид А высвобождается из бактериальной клетки после смерти, он действует как эндотоксин, который вызывает симптомы бактериальной инфекции, такие как лихорадка, свертывание крови, кровеносные сосуды дилатация и шок.По сравнению с тейхоевой кислотой грамположительных бактериальных клеток молекула полисахарида O присоединена к липиду А, он обеспечивает специфическую антигенность, поэтому его используют для различения различных штаммов грамотрицательных бактерий.

Клеточные стенки архей представляют собой атипичные клеточные стенки, состоящие из белков и полисахаридов, но не из пептидогликана. Однако их клеточная стенка содержит молекулу, подобную пептидогликану, называемую псевдопептидогликаном или слоем псевдомуреина S. В нем отсутствует NAM и вместо него содержится N-ацетилталозаминуроновая кислота.При микроскопическом исследовании археи обычно кажутся похожими на грамотрицательные бактерии из-за отсутствия у них пептидогликана в структуре их клеточной стенки.

Прокариотическая клеточная стенка: У бактерий клеточная стенка состоит из пептидогликана.

Бактерии с клеточными стенками можно разделить на грамположительные и грамотрицательные. Грамположительные бактерии обладают толстой клеточной стенкой (из-за нескольких слоев пептидогликана и тейхоевых кислот), тогда как Грамотрицательные бактерии имеют относительно тонкую клеточную стенку (только с несколькими слоями пептидогликана).У архей клеточная стенка обычно лишена пептидогликана (за исключением группы метаногенов) и состоит из S-слоев гликопротеина, псевдопептидогликана или полисахаридов.

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о клеточных стенках.

Функция клеточной стенки

Клеточная стенка придает растению его настоящую форму.Он действует как привратник, потому что он определяет, что может входить и выходить из клетки, чтобы сохранить ячейку защищенной. Это похоже на внешние кирпичи замка, только, как вы узнаете, читая дальше, в этом замке есть дыры. Эти отверстия делают клетку уязвимой, но они важны для ее функционирования.

Растительная клетка имеет клеточную стенку, тогда как животная клетка имеет только клеточную мембрану.

Красное дерево и одуванчик имеют клеточные стенки снаружи всех своих клеток.Клеточные стенки служат для того, чтобы придавать растениям форму и опору; однако клеточные стенки действуют и устроены немного иначе, чтобы удовлетворить потребности конкретного растения. Например, 100-футовому дереву секвойи нужна очень прочная и жесткая клеточная стенка растения, чтобы оно могло вырасти до большой высоты и не упасть на ветру. С другой стороны, маленький желтый одуванчик в поле должен иметь большую пластичность, чтобы он мог гнуться, а не ломаться, когда ветер дует в поле.

Одуванчик должен обладать пластичностью, чтобы гнуться на ветру.

Вы когда-нибудь забывали полить цветы? Они могут быть не в состоянии говорить, но они дадут вам знать, когда им захочется пить, когда они начнут падать. Их форма все еще поддерживается клеточной стенкой, так что, как только вы поливаете растение, оно может снова восстановиться. С другой стороны, если вы поливаете слишком много, клеточная стенка также следит за тем, чтобы клетка не лопнула. Он защищает клетку от чрезмерного расширения.

Клеточная стенка защищает растение и клетки от многих насекомых и патогенов, которые могут нанести вред растению, но клеточная стенка все еще имеет уязвимые места.По всей клеточной стенке есть отверстия, называемые плазмодесмами . Это отверстия, которые позволяют питательным веществам проникать в клетку, а отходам выходить из клетки. Эти маленькие отверстия могут привести к тому, что клетка потеряет воду, и тогда растение начнет поникать. Но как только растение сможет напиться, оно сразу же вернется к своей правильной форме.

Вот список основных функций клеточных стенок растений:

Обеспечивают поддержку и ограниченную пластичность
Предотвращение потери воды
Защита от насекомых и патогенов
Фильтр
Предотвращение чрезмерного расширения, вызванного слишком большим количеством воды
Сохраняйте форму растения
Разрешить растениям расти на большую высоту

Структура и состав

Стенка растительной клетки состоит из целлюлозы. Целлюлоза является структурным углеводом и считается сложным сахаром, поскольку используется как для защиты, так и для структуры. Клеточная стенка растений состоит из трех слоев. Каждый слой имеет свою уникальную структуру и функцию. Слои могут варьироваться в зависимости от типа растения и его потребностей.

Клеточные стенки состоят из трех слоев.

Верхний слой — это средняя пластина со странным названием . Этот внешний слой является общим для соседних клеток, и он соединяет клетки вместе, образуя прочную структуру. Он также очень гибкий. Средняя пластинка богата пектинами , которые способствуют укреплению растения и придают ему способность сопротивляться сжатию. Они также содержат ферменты, которые помогают разрушить клеточную стенку, позволяя растению изменить свою структуру. Этот процесс важен, когда плоды созревают.

Первичная стена является следующим слоем. Он состоит из целлюлозы в виде микрофибрилл.Эти микрофибриллы целлюлозы переплетаются с гликанами, увеличивая прочность целлюлозы. Пектины также можно найти в первичной клеточной стенке. Казалось бы, со всей этой силой ничто не может раздавить одуванчик.

Третий и последний слой второстепенная стена . Этот слой чрезвычайно жесткий и обеспечивает прочность на сжатие. Это поможет предотвратить загнивание растения. Вторичная стенка по составу очень похожа на первичную, только в ней больше материала — она содержит лигнина , очень твердого и обладающего значительной прочностью. Вторичная стенка также защищает растение от вторжения бактерий или грибков.

Краткий обзор урока

Клеточная стенка растений построена вокруг внешней стороны клетки, чтобы дать растениям прочный и защитный внешний слой. Клеточная стенка может быть разделена на три слоя, каждый из которых предназначен для прочности и защиты. Эти слои и их композиции не только защищают клетку, но и позволяют клетке функционировать. Три слоя: средняя пластина , первичная стенка и вторичная стенка .Есть пути для поступления питательных веществ и выхода отходов. Растительная клеточная стенка уникальна для растений и играет множество жизненно важных ролей в создании растений такими, какие они есть.

Результаты обучения

После того, как вы закончите этот урок, вы сможете:

Описать клеточную стенку и вспомнить ее назначение
Объясните, как клеточная стенка растения обеспечивает поддержку и защиту
Перечислите некоторые функции клеточной стенки растений
Обсудите компоненты клеточной стенки растений

Функция клеточной стенки, структура и схема | Что делает клеточная стенка? — Видео и расшифровка урока

Что такое клеточная стенка растений?

Растения, как и другие эукариотические организмы, имеют клетки, окруженные мембраной. Внутри типичной эукариотической клетки можно найти ряд связанных с мембраной органелл, таких как ядро, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. У животных клеточная мембрана окружает и защищает это клеточное содержимое. Однако растения обладают дополнительным уровнем защиты, называемым клеточной стенкой .

Клеточные стенки также встречаются у других организмов, таких как бактерии, археи и грибы. Поскольку клеточные стенки обнаружены у многих прокариотических организмов, ученые полагают, что и растения, и грибы сохранили эту наследственную черту от своих прокариотических предков.

Клеточная стенка окружает клеточную мембрану и придает растениям прочность и гибкость. Более того, клеточная стенка помогает растениям поддерживать тургорное давление . Тургорное давление возникает, когда жидкость, содержащаяся в клетке, прижимает клеточную мембрану к клеточной стенке. Эта форма гидростатического давления обеспечивает жесткость, необходимую растениям для предотвращения увядания в нормальных условиях окружающей среды.

Клеточные стенки состоят из целлюлозы , формы сложного углевода, входящего в состав структурных компонентов растений и некоторых видов водорослей.Целлюлоза содержится не только в растениях, но и синтезируется некоторыми видами бактерий. На этом уроке мы рассмотрим состав клеточных стенок, структуру клеточных стенок и функции клеточных стенок.

Изображение типичной растительной клетки с клеточной стенкой зеленого цвета.

Из чего состоят клеточные стенки растений?

Основным компонентом клеточных стенок является целлюлоза. Целлюлоза состоит из длинных нитей полисахаридов или β-1,4-связанных молекул глюкозы.Эти длинные полисахариды объединяются в группы из сорока нитей, образуя пучки, называемые микрофибриллами. Микрофибриллы наслаиваются друг на друга, создавая сеть, в которую встроены другие соединения, в том числе пектин , лигнин и растворимый белок.

Пектин представляет собой разветвленный полисахарид, который образует гелеобразное вещество, помогающее «склеивать» соседние растительные клетки. Содержащий ферменты пектин обладает высокой устойчивостью к сжатию и способствует общей прочности растительной клетки.Расщепление пектина ферментами, находящимися в клеточной стенке, отвечает за созревание плодов на растении.

Лигнин представляет собой органический полимер, содержащийся в волокнистых тканях древесных растений. Поскольку лигнин является твердым, прочным и волокнистым по своей природе, он обеспечивает прочность растения, в то же время защищая растения от повреждения насекомыми. Эта пектин-лигниновая матрица позволяет целлюлозе обеспечивать механическую прочность, необходимую растительным тканям для поддержания тургорного давления и облегчения фотосинтеза.

Растворимые белки представляют собой гораздо меньший компонент клеточной стенки. Эти белки состоят из ферментов, способствующих росту клеток, и коллагена, необходимого для укрепления клеточной стенки.

Клеточные стенки образуются при делении растительных клеток и формировании клеточной пластинки между соседними дочерними клетками. Поскольку новые растительные клетки обычно имеют небольшой размер и растут в особых областях растений, называемых меристемами, клеточные стенки должны быть гибкими, чтобы приспособиться к будущему росту. Следовательно, начальная стенка, образованная новой растительной клеткой, называется первичной клеточной стенкой , которая одновременно тонкая и податливая.После завершения роста клеток внутри первичной клеточной стенки откладывается вторичная клеточная стенка . Эта вторичная клеточная стенка состоит в основном из лигнина. Между соседними клетками находится средняя пластинка , область, заполненная пектином, которая помогает растительным клеткам оставаться прикрепленными друг к другу.

Определение клеточной стенки, функция, структура, расположение, Vs. Клеточная мембрана

Определение, Функция, Структура, Расположение, Против. Клеточная мембрана

Определение: Что такое клеточная стенка?
По сути, клеточная стенка представляет собой сложную высокоорганизованную структуру, определяющую форму растительной клетки (она также встречается у бактерий, грибов, водорослей и архей).
Помимо определения формы растительных клеток, клеточная стенка выполняет несколько других функций, включая поддержание структурной целостности клетки, действие в качестве линии защиты от различных внешних факторов, а также наличие различных каналов, пор и рецепторы, которые регулируют различные функции клетки. Таким образом, это многофункциональная структура растительных клеток, которая также способствует росту растений.
В зависимости от типа растения/клетки клеточная стенка может содержать различные типы полисахаридов (углеводных полимеров), белков и ароматических соединений, которые способствуют ее многослойной структуре.У большинства растений эта структура делится на первичную и вторичную клеточные стенки, которые могут различаться по морфологии и общим функциям.
Подробнее о биологии растений.
Три слоя клеточной стенки включают:

Средняя пластинка
Первичная клеточная стенка
Вторичная клеточная стенка

* мембрана.

Структура клеточной стенки
Клетка является частью апопласта и поэтому расположена между кутикулой (встречается у некоторых организмов) и плазматической мембраной.
Как уже упоминалось, клеточная стенка может состоять из двух или трех слоев в зависимости от типа клетки растения. Эти слои различаются по макромолекулярному составу, толщине и функциям у разных организмов.
Хотя клеточная стенка выглядит как единая структура вокруг клетки, стоит отметить, что структура откладывается вокруг клетки в виде ряда слоев. Здесь слои откладываются вокруг клетки по мере ее деления.
По мере того, как вокруг родительской клетки продолжают образовываться новые клетки, вокруг клетки добавляются новые слои, при этом дополнительный материал включается между плазматической мембраной клеток (так же, как и ранее добавленные слои).
Таким образом, клеточные соединения между соседними клетками играют решающую роль в развитии клеточной стенки, учитывая, что они позволяют добавлять необходимый материал для формирования клеточной стенки.

* Первый слой клеточной стенки состоит из протоплазматических веществ, образующихся во время ядерного и цитоплазматического деления.

Средняя пластина
Расположенная между двойной клеточной стенкой соседних клеток, средняя пластинка является первым формируемым слоем стенки.Будучи самым внешним слоем (из трех слоев клеточной стенки), средняя пластинка действует как часть, связывающая соседние клетки.
Во время клеточного деления (особенно цитокинеза) цистерны, происходящие из эндоплазматического ретикулума, а также пектин и фрагмосомы, содержащие везикулы, откладываются на экваториальной пластинке. Пластинка становится все более узкой по мере того, как клетки растут и увеличиваются в размерах. Однако по углам он толще.
Некоторое другое содержимое средней пластинки включает:

Ионы кальция
Ионы магния

Поскольку средняя пластинка образуется между растительными клетками, поскольку они продолжают делиться, поскольку они продолжают делиться соседние ячейки вместе, а также создавая границу между ячейками.Когда лепестки и листья опадают, средняя пластинка растворяется, что позволяет клеткам разделиться.

Первичная клеточная стенка
Первичная клеточная стенка начинает формироваться после завершения формирования клеточной пластинки (средней пластинки). Отложения в этом слое начинаются до роста клеток и продолжаются по мере того, как клетки продолжают развиваться. Таким образом, он продолжает расширяться в течение всей жизни клеток.
Некоторые из основных компонентов этого слоя включают в себя:
Cellulose
Hemicelloose
PECTIN
PECTIN
В качестве созревания клеточных микрофибрилов целлюлозы образуются и добавляются во внешнюю часть слоя. В то время как внешняя сторона слоя состоит из нерегулярной сети этих микрофибрилл, микрофибриллы ориентированы перпендикулярно оси клетки.
Было показано, что по мере роста клетки первичный элемент становится тоньше. В результате может оказаться затруднительным отделить этот слой от средней пластинки. Поэтому они описываются как единая структура/слой, известная в некоторых книгах как составная средняя пластина.

Помимо целлюлозы, первичная клеточная стенка также содержит большое количество лигнина, который, как было показано, образует ковалентные поперечные связи с пектином и белком в слое.С другой стороны, ксилоглюкан в слое связан с целлюлозой (посредством водородных связей), а также с белком и пектином посредством ковалентных связей.

* Ковалентные связи также были идентифицированы между углеводами и лигнином, образующими лигнин-углеводные комплексы.

Некоторые другие компоненты первичной сотовой стенки включают в себя:
фенольные эфиры
ферменты
белков
Минералы, такие как бор и кальций
, кроме предоставления структурных и механических поддержка клеток, было показано, что первичные клеточные стенки играют важную роль в созревании различных фруктов и овощей. Таким образом, это делает его основным текстовым компонентом большинства пищевых растений.
Здесь изменения структуры и состава содержимого в слое вызывают созревание фруктов и овощей.
Характеристики первичной клеточной стенки:

Встречается у всех растений
Эластична в природе и имеет толщину от 1 до 3 мкм
Фибриллы расположены свободно
Удлиняются со временем в клетках двудольных растений
90 , первичная стенка состоит примерно на 30 процентов из пектиновых полисахаридов
Содержит от 15 до 30 процентов целлюлозы
Содержит около 20 процентов белков

Вторичная клеточная стенка
По сравнению с первичной стенкой вторичная клеточная стенка толще и, следовательно, прочнее и имеет толщину от 5 до 10 мкм.Будучи более толстым слоем, вторичная стенка также может быть разделена на несколько слоев, включая S1, S2 и S3.
На основе различных исследований было показано, что эти подслои различаются по ориентации, составу целлюлозы, а также по общему направлению. Когда клетки перестают расти (или когда они начинают дифференцироваться у некоторых растений), они начинают откладывать дополнительный слой под основным слоем.
Здесь в слой постепенно откладывается одревесневшая вторичная стенка, где она развивается, обеспечивая механическую прочность и способствуя транспортировке воды в растении.
Некоторые из основных компонентов вторичного слоя включают:

·      Пектин – относится к группе сложных полисахаридов. Все они характеризуются 1,4-связанной α-D-галактуроновой кислотой. Примеры пектина включают: рамногалактуронаны, галактуронаны и гомогалактуронаны.

·      Целлюлоза – относится к органическому соединению/полисахариду, состоящему из 1,4-связанной β-D-глюкозы.

·       Гемицеллюлоза — Гемицеллюлоза относится к полисахариду со структурой, аналогичной целлюлозе. Однако гемицеллюлоза имеет разветвленную структуру. Хорошими примерами гемицеллюлозы являются галактоманнан, глюкуроноксилан и глюкоманнан.

·      Лигнин – относится к группе сложных органических полимеров, встречающихся в сосудистых растениях в качестве опорной ткани (их также можно найти в некоторых водорослях).

* Состав этих компонентов варьируется от одного завода к другому.
Во вторичной стенке целлюлоза действует как несущая единица, где ее микрофибриллы связываются с гемицеллюлозой (например, ксилан), чтобы сформировать основной каркас слоя. Добавление лигнина (который является гидрофобным и инертным по своей природе) к двум соединениям (целлюлозе и гемицеллюлозе) способствует механической прочности, а также гидрофобности вторичной клеточной стенки.
В то время как первичная стенка обычно находится в пищевых/плодородных растениях, вторичная стенка может быть обнаружена в клетках различных растений, используемых в структурных целях (древесина, трава и т. д.) или пищи для некоторых животных.Здесь вторичные стены существуют в виде волокон/дерева и, таким образом, используются в повседневной жизни.
Некоторые из основных характеристик вторичной сотовой стенки включают в себя:
Диапазоны от 5 до 10um в толщине
имеют ряд пор
присутствует только в некоторых клетках
содержание воды колеблется от 30 до 40 процентов
Микрофибриллы удлиненные и компактные

* Вторичные клеточные стенки можно найти в трахеидах, склероидах и волокнах ксилемы.

Слои реактивной древесины
В отличие от других слоев клеточной стенки, некоторые растения образуют прочный слой, состоящий из большого количества желатина и некоторого количества целлюлозы, в ответ на различные стрессовые факторы. Например, когда ветвь или ствол дерева сгибаются/наклоняются (что может сломаться), вторичные стенки дифференцируются, образуя другой слой, состоящий из дополнительных слоев желатина или лигнина, которые обеспечивают необходимую структурную поддержку.
По большей части это нормальная реакция на гравитационное или механическое воздействие, направленное на предотвращение обламывания стебля.Здесь новый слой формируется на нижней стороне (во вторичной стенке) пораженной части стебля.
Содержимое клеточной стенки древесины (называемой студенистым или G-слоем), включая такие пектиновые вещества, как рамногалактуронан I и полисахариды, обеспечивает необходимую прочность, которая укрепляет пораженный участок, что позволяет растению продолжать естественный рост.

Клеточная стенка бактерий
Большинство бактерий (около 90 процентов) имеют клеточную стенку.Однако для тех, у кого нет клеточной стенки, выживание становится возможным, если они живут внутри клетки хозяина. Хорошими примерами бактерий, у которых отсутствует клеточная стенка, являются бактерии L-формы (полученные из бактерий, которые обычно имеют клеточные стенки) и микоплазма.

* Из-за клеточной стенки бактерии можно разделить на две основные группы: грамположительные и грамотрицательные бактерии. Это позволяет идентифицировать их и разрабатывать препараты, воздействующие на синтез клеточной стенки.
Однако бактерии, у которых отсутствует клеточная стенка, как правило, обладают естественной устойчивостью к антибиотикам, поскольку у них отсутствует эта структура.
Как и у растений и ряда других организмов, клеточная стенка служит для поддержания общей формы у бактерий (особенно у палочковидных бактерий), а также для защиты клеточной мембраны и получения питательных веществ среди других функций.
Одним из аспектов, отличающих клеточную стенку бактерий от других, является пептидогликан.Это уникальное вещество, которое не было обнаружено ни в одном другом организме или месте на Земле.
В дополнение к пептидогликану, некоторые из других компонентов бактериальной сотовой стенки включают в себя:
Липиды
Белки
TeichoiOn Cyct
Липополисахариды
Компоненты пептидогликана:
·
·
· Производные глюкозы: н-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамная кислота (NAM) сшиты, связанные с тетра-пептидом
· тетрапептид — это сложный вещество, состоящее из 4 аминокислот (D-глутамин, D-аланин, D-глутамин и L-лизин)

Клеточная стенка грамположительных бактерий
Клеточная стенка грамположительных бактерий состоит из большого количества пептидогликана. Здесь перекрестное связывание тетрапептидов с пептидным мостиком дает прочную клеточную стенку. Помимо пептидогликана, клеточная стенка грамположительных бактерий также содержит гликополимер, известный как тейхоевая кислота.
Некоторые функции этого гликополимера в клеточной стенке включают:

Генерация отрицательного заряда, необходимого для развития протонной движущей силы
Повышение жесткости стенки
Поддержание клеточного деления
Защита клетки от экстремальных условий

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий
В отличие от грамположительных бактерий, грамотрицательные бактерии обладают тонким пептидогликаном, составляющим около 8% всей клеточной стенки.Это значительно меньше, чем у грамположительных бактерий, которые составляют около 90% всей клеточной стенки.
Хотя клеточная стенка грамотрицательных бактерий содержит меньшее количество пептидогликана, было показано, что их клеточная стенка более сложная.
Компоненты их клеточной стенки включают:

Внешняя мембрана — В отличие от грамположительных бактерий, грамотрицательные бактерии имеют наружную мембрану (плазматическую мембрану), окружающую тонкий слой пептидогликана.Хотя внешняя мембрана имеет многие характеристики типичной мембраны, ее отличает присутствие молекул липополисахарида.
Некоторые из функций липополисахарида включают в себя:
Способствуют отрицательному заряду ячейки
Защитить внутреннее содержание клетки
Стабилизация мембраны
Lipid A — действует как форма эндотоксина
Порины — Трансмембранные белки, образующие поры на мембране

* В отличие от грамотрицательных бактерий грамположительные бактерии обладают более толстым пептидогликановым слоем, который сохраняет первичную окраску при окрашивании по Граму.
* У грибов клеточная стенка состоит из хитина и служит для обеспечения структурной поддержки, а также предотвращает чрезмерную потерю воды.
Клеточная мембрана — это внешнее покрытие всех клеток, которое инкапсулирует различные клеточные органеллы. Он состоит из липидного двойного слоя, белков, а также некоторых углеводов.
В то время как клеточная мембрана может быть обнаружена на клетках как растений, так и животных, клеточные стенки могут быть обнаружены только у растений и некоторых организмов (например,г. некоторые бактерии и др.). У этих организмов клеточная стенка, которая по своей природе более жесткая, покрывает клеточную мембрану, таким образом, действуя как защитный слой как для клеточной мембраны, так и для содержимого клетки.

* С точки зрения структуры клеточная стенка представляет собой сложный непрерывный матрикс, состоящий в основном из углеводов и белков, а клеточная мембрана состоит из двойного липидного слоя и имеет консистенцию салатного масла при комнатной температуре.

Исследования показали, что клеточная мембрана находится в непосредственном контакте с клеточной стенкой. По большей части это связано с тургорным давлением. Во время плазмолиза, когда тургорное давление нарушается, плазматическая мембрана больше не выталкивается наружу и таким образом отделяется от клеточной стенки.
* Стена из клеточной стенки и плазменных мембран долись ряд функций, в том числе:
Защита внутриклеточного содержания
Регулирующее движение веществ в и из ячейки
, предотвращая чрезмерную потерю воды

В отличие от клеточной мембраны клеточная стенка выполняет следующие функции:

Укрепляет и определяет форму клетки
Обеспечивает лучшую защиту от механических стрессоров благодаря своей жесткости, а также от различных инфекционных организмов
Регулирует расширение клетки посредством ее роста
У некоторых организмов клеточная стенка служит резервуаром пищи
Вернуться на главную страницу Organelles
Вернуться к изучению одноклеточных организмов
Вернуться к Eukaryotes Vs. Прокариоты
Вернуться на главную страницу клеточной биологии
Вернуться с клеточной стенки на главную страницу MicroscopeMaster

Каталожные номера
Брюс Д. Кохорн. (2000). Контакты плазматической мембраны с клеточной стенкой. Опубликовано в сентябре 2000 г. DOI.

К.Т. Бретт и К.В. Уолдрон. (1996). Физиология и биохимия клеточных стенок растений.

Николас К. Карпита, Малкольм Кэмпбелл, Мэри Тирни. (2001). Клеточные стенки растений.

Жуйцинь Чжун,  Чжэн-Хуа Е.(2015). Вторичные клеточные стенки: биосинтез, структурированное отложение и регуляция транскрипции. Физиология растений и клеток, том 56, выпуск 2, февраль 2015 г., страницы 195–214.

Ясна Стеваник Срндович. (2008). Исследование ультраструктуры первичной клеточной стенки волокон хвойной древесины методом динамической ИК-спектроскопии.

Ссылки
https://onlinesciencenotes. com/differences-between-primary-and-secondary-cell-wall-in-plants/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2949028/
Узнайте, как размещать рекламу на MicroscopeMaster!
%PDF-1.2 % 198 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 198 72 0000000016 00000 н 0000001718 00000 н 0000001775 00000 н 0000002403 00000 н 0000002524 00000 н 0000002787 00000 н 0000002810 00000 н 0000006699 00000 н 0000006723 00000 н 0000044410 00000 н 0000045494 00000 н 0000046586 00000 н 0000047668 00000 н 0000048756 00000 н 0000049837 00000 н 0000051554 00000 н 0000051764 00000 н 0000066192 00000 н 0000066216 00000 н 0000066239 00000 н 0000066263 00000 н 0000066283 00000 н 0000067287 00000 н 0000067309 00000 н 0000069166 00000 н 0000069378 00000 н 0000088945 00000 н 0000088969 00000 н 0000088992 00000 н 0000089016 00000 н 0000089036 00000 н 00000 00000 н 00000 00000 н 0000091563 00000 н 0000091780 00000 н 0000105450 00000 н 0000105474 00000 н 0000105497 00000 н 0000105521 00000 н 0000105541 00000 н 0000106537 00000 н 0000106559 00000 н 0000108096 00000 н 0000108308 00000 н 0000123214 00000 н 0000123238 00000 н 0000123261 00000 н 0000123285 00000 н 0000123305 00000 н 0000124301 00000 н 0000124323 00000 н 0000125644 00000 н 0000125860 00000 н 0000135910 00000 н 0000135933 00000 н 0000135956 00000 н 0000135979 00000 н 0000135999 00000 н 0000137003 00000 н 0000137025 00000 н 0000138111 00000 н 0000139348 00000 н 0000139570 00000 н 0000147565 00000 н 0000147588 00000 н 0000147611 00000 н 0000147634 00000 н 0000147654 00000 н 0000148658 00000 н 0000148680 00000 н 0000002054 00000 н 0000002381 00000 н трейлер > startxref 0 %%EOF 199 0 объект > эндообъект 200 0 объект > эндообъект 268 0 объект > ручей xc«`a«c«P
Клеточная стенка (растительная, грибковая, бактериальная) – структура и функции
Определение клеточной стенки
Клеточная стенка представляет собой жесткий защитный слой вокруг плазматической мембраны, обеспечивающий механическую поддержку клетки.
Это неживая структура, образованная живым протопластом.
Клетки животных не имеют клеточной стенки. Они присутствуют в большинстве растительных клеток, грибов, бактерий, водорослей и некоторых архей.
В растительных клетках клеточная стенка состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина и белка. У многих грибов клеточная стенка образована хитином, а у бактерий клеточная стенка содержит белково-липидно-полисахаридные комплексы.
Клеточная стенка выполняет множество важных функций в клетке, включая защиту, структуру и поддержку.
Рисунок: Схема клеточной стенки
Структура клеточной стенки (растительной, грибковой, бактериальной)
Жесткий слой полисахаридов, покрывающий мембрану растительных и прокариотических клеток; поддерживает форму клетки и служит защитным барьером.
Клеточная стенка растений
Клеточная стенка растений многослойна и состоит из трех участков.
Из самого внешнего слоя клеточной стенки эти слои идентифицируются как средняя пластинка, первичная клеточная стенка и вторичная клеточная стенка.
Хотя все растительные клетки имеют среднюю пластинку и первичную клеточную стенку, не все имеют вторичную клеточную стенку.
Средняя пластинка : Этот слой внешней клеточной стенки содержит полисахариды, называемые пектинами. Пектины способствуют клеточной адгезии, помогая клеточным стенкам соседних клеток связываться друг с другом.
Первичная клеточная стенка: Этот слой образуется между средней пластинкой и плазматической мембраной в растущих растительных клетках. Он в основном состоит из микрофибрилл целлюлозы, содержащихся в гелеобразной матрице из гемицеллюлозных волокон и пектиновых полисахаридов.Первичная клеточная стенка обеспечивает прочность и гибкость, необходимые для роста клеток.
Вторичная клеточная стенка: Этот слой образуется между первичной клеточной стенкой и плазматической мембраной в некоторых растительных клетках. Как только первичная клеточная стенка перестает делиться и расти, она может утолщаться, образуя вторичную клеточную стенку. Этот жесткий слой укрепляет и поддерживает клетку. В дополнение к целлюлозе и гемицеллюлозе некоторые вторичные клеточные стенки содержат лигнин. Лигнин укрепляет клеточную стенку и способствует проводимости воды в клетках сосудистой ткани растений.
Клеточные стенки грибов
Клеточная стенка гриба представляет собой матрицу из трех основных компонентов:
Хитин
Полимеры, состоящие в основном из неразветвленных цепей β-(1,4)-связанного N-ацетилглюкозамина у Ascomycota и Basidiomycota или поли-β-(1,4)-связанного N-ацетилглюкозамина (хитозан) у Zygomycota . И хитин, и хитозан синтезируются и экструдируются на плазматической мембране.
Глюканы
Полимеры глюкозы, предназначенные для сшивания полимеров хитина или хитозана. β-глюканы представляют собой молекулы глюкозы, связанные β-(1,3)- или β-(1,6)-связями и обеспечивающие жесткость клеточной стенки, в то время как α-глюканы определяются α-(1,3)- и/ или α-(1,4) связи и функционируют как часть матрицы.
Белки
Ферменты, необходимые для синтеза и лизиса клеточной стенки в дополнение к структурным белкам, все присутствуют в клеточной стенке. Большинство структурных белков, обнаруженных в клеточной стенке, гликозилированы и содержат маннозу, поэтому эти белки называются маннопротеинами или маннанами.
Бактериальная клеточная стенка
Стенки бактериальных клеток состоят из пептидогликана (также называемого муреином), который состоит из полисахаридных цепей, сшитых необычными пептидами, содержащими D-аминокислоты.
Структура клеточной стенки уникальна и состоит из дисахаридно-пентапептидных субъединиц. Дисахариды
N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмурамовая кислота представляют собой чередующиеся сахарные компоненты (фрагменты), аминокислотная цепь которых связана с молекулами N-ацетилмурамовой кислоты.
Полимеры этих субъединиц сшиваются друг с другом с помощью пептидных мостиков с образованием слоев пептидогликана. В свою очередь, слои этих листов сшиты друг с другом, образуя многослойную сшитую структуру значительной прочности. Эта структура пептидогликана окружает всю клетку.
Заметным различием между клеточными стенками грамположительных и грамотрицательных бактерий является существенно более толстый слой пептидогликана у грамположительных бактерий.
Кроме того, клеточная стенка грамположительных бактерий содержит тейхоевые кислоты (то есть полимеры глицерина или рибитфосфата в сочетании с различными сахарами, аминокислотами и аминосахарами).
Функции клеточной стенки
Поддержка: Стенка клетки обеспечивает механическую прочность и поддержку. Он также контролирует направление роста клеток.
Выдерживать тургорное давление: Тургорное давление — это сила, действующая на клеточную стенку, когда содержимое клетки прижимает плазматическую мембрану к клеточной стенке. Это давление помогает растению оставаться жестким и прямостоящим, но также может привести к разрыву клетки.
Регуляция роста: Клеточная стенка посылает клетке сигналы о начале клеточного цикла для деления и роста.
Регулирование диффузии: Клеточная стенка пористая, что позволяет некоторым веществам, включая белки, проходить в клетку, не пропуская другие вещества.
Связь: Клетки общаются друг с другом через плазмодесмы (поры или каналы между стенками растительных клеток, которые позволяют молекулам и коммуникационным сигналам проходить между отдельными растительными клетками).
Защита: Клеточная стенка обеспечивает барьер для защиты от растительных вирусов и других патогенов. Это также помогает предотвратить потерю воды.
Хранение: Клеточная стенка хранит углеводы для использования в росте растений, особенно в семенах.
Каталожные номера
Альбертс, Б. (2004 г.). Основная клеточная биология. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: научный паб Garland.
Верма, П.С., и Агравал, В.К. (2006). Клеточная биология, генетика, молекулярная биология, эволюция и экология (1-е изд.). С.Чанд и компания ООО
Тилле, П.М., и Forbes, Б.А. (2014). Диагностическая микробиология Бейли и Скотта (тринадцатое издание). Сент-Луис, Миссури: Эльзевир.
Мэдиган, Майкл Т.; Мартинко, Джон М .; Брок, Томас Д. (2005). Брок биология микроорганизмов (11-е изд.). Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл.
https://www.thoughtco.com/cell-wall-373613
library.open.oregonstate.edu/microbiology/chapter/bacteria-cell-walls
https://биология.tutorvista.com/animal-and-plant-cells/cell-wall.html
Клеточная стенка (растительная, грибковая, бактериальная) – структура и функции
.
Клеточная оболочка функции: 2 — Клеточная оболочка — СтудИзба