Cellevægsfunktioner, funktioner og struktur

den cellevæg Det er en tyk og modstandsdygtig struktur, der afgrænser visse typer celler og omgiver plasmamembranen. Det betragtes ikke som en væg, der undgår kontakt med ydersiden; Det er en dynamisk, kompleks struktur og er ansvarlig for et betydeligt antal fysiologiske funktioner i organismer.

Cellevæggen findes i planter, svampe, bakterier og alger. Hver væg har en struktur og en typisk sammensætning af gruppen. I modsætning hertil er et af kendetegnene ved dyreceller manglen på en cellevæg. Denne struktur er primært ansvarlig for at give og opretholde cellernes form.

Cellevæggen virker som en beskyttende barriere som reaktion på de osmotiske ubalancer, som det cellulære miljø kan frembringe. Derudover har den en rolle i kommunikation mellem celler.

indeks

• 1 Generelle egenskaber
• 2 cellevæg i planter
  • 2.1 Struktur og sammensætning
  • 2.2 Sammenfatning
  • 2.3 Funktion
• 3 cellevæg i prokaryoter
  • 3.1 Struktur og sammensætning i eubakterier
  • 3.2 Struktur og sammensætning i arkæa
  • 3.3 Sammendrag
  • 3.4 Funktioner
• 4 cellevæg i svampe
  • 4.1 Struktur og sammensætning
  • 4.2 Syntese
  • 4.3 Funktioner
• 5 referencer

Generelle egenskaber

-Cellevæggen er en tykk, stabil og dynamisk barriere, der findes i forskellige grupper af organismer.

-Tilstedeværelsen af ​​denne struktur er afgørende for cellens levedygtighed, dens form og, når det drejer sig om skadegørere, deltager i dets patogenicitet.

-Skønt væggenes sammensætning varierer afhængigt af hver gruppe, er hovedfunktionen at bevare celleintegriteten mod osmotiske kræfter, der kan briste cellen.

-I tilfælde af multicellulære organismer hjælper det vævsdannelse og deltager i cellekommunikation

Cellevæg i planter

Struktur og sammensætning

Cellevæggene i planteceller er sammensat af polysaccharider og glycoproteiner, der er organiseret i en tredimensionel matrix.

Den vigtigste komponent er cellulose. Den består af gentagne enheder af glucose, der er bundet sammen af ​​β-1,4-bindinger. Hvert molekyle indeholder ca. 500 molekyler glucose.

Resten af ​​komponenterne omfatter: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I og II og hemicellulose polysaccharider såsom xyloglucaner, glucomannaner, xylaner, blandt andre.

Væggen har også komponenter af protein natur. Arabinogalactan er et protein, der findes i væggen og er relateret til cellesignalering.

Hemicellulose er bundet af hydrogenbindinger til cellulose. Disse interaktioner er meget stabile. Samspilletilstanden er ikke veldefineret for resten af ​​komponenterne.

Det kan differentieres mellem de primære og sekundære cellevægge. Den primære er tynd og lidt formbar. Efter cellevækst stopper den sekundære vægaflejring, som kan ændre dens sammensætning i forhold til den primære eller forblive uændret og kun tilføje ekstra lag.

I nogle tilfælde er lignin en bestanddel af sekundærvæggen. For eksempel viser træer betydelige mængder cellulose og lignin.

syntese

Processen med biosyntese af væggen er kompleks. Det involverer ca. 2000 gener involveret i opførelsen af ​​strukturen.

Cellulose syntetiseres i plasmamembranen, der skal deponeres direkte på ydersiden. Dens dannelse kræver flere enzymatiske komplekser.

Resten af ​​komponenterne syntetiseres i membranholdige systemer placeret inde i cellen (som Golgi-apparatet) og udskilles ved hjælp af vesikler.

funktion

Cellevæggen i planter har analoge funktioner til dem, som den ekstracellulære matrix udfører i dyreceller, såsom vedligeholdelse af celleform og struktur, forbindende væv og celle-signalering. Dernæst vil vi diskutere de vigtigste funktioner:

Reguler turgor

I dyreceller - der mangler en cellevæg - er det ekstracellulære miljø en stor udfordring med hensyn til osmose.

Når koncentrationen af ​​mediet er højere sammenlignet med cellens indre, har vandet i cellen tendens til at komme ud. Omvendt, når cellen er udsat for et hypotonisk miljø (højere koncentration i cellen) kommer vand ind, og cellen kan eksplodere.

I tilfælde af planteceller er de opløste stoffer, der findes i cellemiljøet, lavere end i celleinteriøret. Cellen eksploderer imidlertid ikke, fordi cellevæggen presses. Dette fænomen forårsager udseendet af noget mekanisk tryk eller cellulær turgor.

Turgortrykket skabt af cellevæggen hjælper med at holde plantens væv stive.

Forbindelser mellem celler

Planteceller er i stand til at kommunikere med hinanden gennem en række "kanaler" kaldet plasmododer. Disse ruter tillader at forbinde cytosolen af ​​begge celler og udveksle materialer og partikler.

Dette system tillader udveksling af metaboliske produkter, proteiner, nukleinsyrer og endda virale partikler.

Signalveje

I denne indviklede matrix er der molekyler afledt af pectin, såsom oligogalacturonider, som har evnen til at udløse signalveje som forsvarsresponser. Med andre ord fungerer de som immunsystemet hos dyr.

Selvom cellevæggen danner en barriere mod patogener, er den ikke fuldstændig uigennemtrængelig. Derfor, når væggen svækkes, frigives disse forbindelser og "advarer" anlæggets anlæg.

Som reaktion udløser frigivelsen af ​​reaktive oxygenarter, og metabolitter fremstilles, såsom phytoalexiner, som er antimikrobielle stoffer.

Cellevæg i prokaryoter

Struktur og sammensætning i eubakterier

Cellevæggen af ​​eubakterier har to grundlæggende strukturer, som er differentieret af den berømte Gram stain.

Den første gruppe består af gramnegative bakterier. I denne type membranen i dobbelt. Cellevæggen er tynd og er omgivet på begge sider af en indre og en ydre plasmamembran. Det klassiske eksempel på en Gram-negativ bakterie er E. coli.

Gram-positive bakterier har for sin del kun en plasmamembran, og cellevæggen er meget tykkere. Disse er normalt rig på teichoic syrer og mycolic syrer. Et eksempel er patogenet Staphylococcus aureus.

Hovedkomponenten af ​​begge typer vægge er peptidoglycan, også kendt som murein. De enheder eller monomerer der komponerer det er N-acetylglucosamin og N-acetylmuraminsyre. Den består af lineære kæder af polysaccharider og små peptider. Peptidoglycan danner stærke og stabile strukturer.

Nogle antibiotika, såsom penicillin og vancomycin, virker ved at forhindre dannelsen af ​​bakterielle cellevægsbindinger. Når en bakterie mister sin cellevæg, er den resulterende struktur kendt som en sfæroplast.

Struktur og sammensætning i arkæa

Arkæerne adskiller sig i væggenes sammensætning med hensyn til bakterier, primært fordi de ikke indeholder peptidoglycan. Nogle arkæer har et lag af pseudopeptidoglycan eller pseudomurin.

Denne polymer har en tykkelse på 15-20 nm og ligner peptidoglycan. Komponenterne i polymeren er l-N-acetyltalosaminuronsyre bundet til N-acetylglucosamin.

De indeholder en række sjældne lipider, såsom isoprengrupper bundet til glycerol og et ekstra lag glycoproteiner, kaldet S-laget. Dette lag er ofte forbundet med plasmamembranen.

Lipider er forskellige end i bakterier. I eukaryoter og bakterier er de fundne bindinger af estertypen, mens de i arkea er af ether typen. Skeletet af glycerol er typisk for dette domæne.

Der er nogle arter af arkæa, som f.eks Ferroplasma Acidophilum og Thermoplasma spp., som ikke har en cellevæg, til trods for at de lever under ekstreme miljøforhold.

Både eubakterier og archaea præsenterer et stort lag af proteiner, såsom adhæsiner, som hjælper disse mikroorganismer til at kolonisere forskellige miljøer.

syntese

I gramnegative bakterier syntetiseres væggenes komponenter i cytoplasmaet eller i den indre membran. Opførelsen af ​​væggen sker på ydersiden af ​​cellen.

Dannelsen af ​​peptidoglycan begynder i cytoplasmaet, hvor syntese forekommer, nukleotidprecursorerne af væggenes komponenter.

Efterfølgende fortsætter syntesen i den cytoplasmatiske membran, hvor forbindelserne af lipid natur syntetiseres.

Synteseprocessen slutter inde i den cytoplasmatiske membran, hvor polymeriseringen af ​​peptidoglycanenhederne forekommer. Forskellige enzymer deltager i denne proces.

funktioner

Ligesom cellevæggen i planter udfører denne struktur i bakterier lignende funktioner for at beskytte disse encellulære organismer fra lysis i lyset af osmotisk stress.

Den ydre membran af Gram-negative bakterier hjælper translokationen af ​​proteiner og opløste stoffer og signaltransduktion. Det beskytter også organismen mod patogener og giver cellulær stabilitet.

Cellevæg i svampe

Struktur og sammensætning

Størstedelen af ​​cellevægge i svampe har en forholdsvis ensartet sammensætning og struktur. De er dannet af gelignende kulhydratpolymerer, indviklet med proteiner og andre komponenter.

Den karakteristiske komponent af svampvæggen er chitin. Det interagerer med glucaner for at skabe en fibrøs matrix. Selvom det er en stærk struktur, har den en vis grad af fleksibilitet.

syntese

Syntesen af ​​hovedkomponenterne - chitin og glucaner - forekommer i plasmamembranen.

Andre komponenter syntetiseres i Golgi apparatet og i det endoplasmatiske retikulum. Disse molekyler tages til det cellulære ydre ved hjælp af udskillelse ved hjælp af vesikler.

funktioner

Svampens cellevæg bestemmer dens morfogenese, dens celle levedygtighed og dens patogenicitet. Fra økologisk synspunkt bestemmer det den type miljø, hvor en bestemt svamp kan leve eller ej.

referencer

1. Albers, S. V., & Meyer, B.H. (2011). Den arkæelle cellehylster. Natur Anmeldelser Mikrobiologi, 9(6), 414-426.
2. Cooper, G. (2000). Cellen: En molekylær tilgang. 2. udgave. Sinauer Associates.
3. Forbes, B. A. (2009). Mikrobiologisk diagnose. Ed. Panamericana Medical.
4. Gow, N.A., Latge, J.P., & Munro, C.A. (2017). Den svampe cellevæg: struktur, biosyntese og funktion. Mikrobiologi spektrum 5(3)
5. Keegstra, K. (2010). Plantecellevægge. Plantfysiologi, 154(2), 483-486.
6. Koebnik, R., Locher, K. P., & Van Gelder, P. (2000). Struktur og funktion af bakterielle ydre membranproteiner: tønder i en nøddeskal. Molekylær mikrobiologi, 37(2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular cell biology 4th edition. National Center for Bioteknologi Information, Bogreol.
8. Scheffers, D.J., & Pinho, M.G. (2005). Bakteriel cellevægssyntese: Ny indsigt fra lokaliseringsstudier. Mikrobiologi og Molekylærbiologi Anmeldelser, 69(4), 585-607.
9. Showalter, A. M. (1993). Struktur og funktion af plantecellevægsproteiner. Plantecellen, 5(1), 9-23.
10. Valent, B. S. & Albersheim, P. (1974). Strukturen af ​​plantecellevægge: På bindingen af ​​xyloglucan til cellulosefibre. Plantfysiologi, 54(1), 105-108.
11. Vallarino, J. G., & Osorio, S. (2012). Signalrolle for oligogalacturonider afledt under nedbrydning af cellevægge. Plantesignal og adfærd, 7(11), 1447-1449.