Egenskaper for cellevegger, funksjoner og struktur



den cellevegg Det er en tykk og motstandsdyktig struktur som avgrenser bestemte typer celler og omgir plasmamembranen. Det regnes ikke som en vegg som unngår kontakt med utsiden; Det er en dynamisk, kompleks struktur og er ansvarlig for et betydelig antall fysiologiske funksjoner i organismer.

Cellevegget er funnet i planter, sopp, bakterier og alger. Hver vegg har en struktur og en typisk sammensetning av gruppen. I kontrast er en av egenskapene til dyreceller mangelen på en cellevegg. Denne strukturen er hovedsakelig ansvarlig for å gi og vedlikeholde cellens form.

Cellevegget virker som en beskyttende barriere som svar på de osmotiske ubalanser som cellemiljøet kan presentere. I tillegg har det en rolle i kommunikasjon mellom celler.

index

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 Cellvegg i planter
    • 2.1 Struktur og sammensetning
    • 2.2 Oppsummering
    • 2.3 Funksjon
  • 3 cellevegg i prokaryoter
    • 3.1 Struktur og sammensetning i eubakterier
    • 3.2 Struktur og sammensetning i arkea
    • 3.3 Sammendrag
    • 3.4 Funksjoner
  • 4 Cellvegg i sopp
    • 4.1 Struktur og sammensetning
    • 4.2 Syntese
    • 4.3 Funksjoner
  • 5 referanser

Generelle egenskaper

-Cellevegget er en tykk, stabil og dynamisk barriere funnet i forskjellige grupper av organismer.

-Tilstedeværelsen av denne strukturen er viktig for cellens levedyktighet, formen av den og, når det gjelder skadelige organismer, deltar i dens patogenicitet.

-Selv om sammensetningen av veggen varierer avhengig av hver gruppe, er hovedfunksjonen å opprettholde celleintegritet mot osmotiske krefter som kan briste cellen.

-I tilfelle av multicellulære organismer, hjelper det vevdannelse og deltar i cellekommunikasjon

Cellvegg i planter

Struktur og sammensetning

Celleveggene til planteceller er sammensatt av polysakkarider og glykoproteiner, organisert i en tredimensjonal matrise.

Den viktigste komponenten er cellulose. Den består av gjentatte enheter av glukose, koblet sammen av β-1,4-bindinger. Hvert molekyl inneholder ca. 500 molekyler glukose.

Resten av komponentene inkluderer: homogalakturonan, rhamnogalakturonan I og II og hemicellulose polysakkarider som xyloglukaner, glucomannaner, xylaner, blant andre.

Veggen har også komponenter av protein natur. Arabinogalaktan er et protein som finnes i veggen og er relatert til cellesignalering.

Hemicellulose er bundet av hydrogenbindinger til cellulose. Disse interaksjonene er svært stabile. Interaksjonsmodusen er ikke godt definert for resten av komponentene.

Det kan differensieres mellom primære og sekundære cellevegger. Den primære er tynn og litt formbar. Etter at celleveksten stopper, oppstår den sekundære veggavsetningen, som kan endre sammensetningen i forhold til den primære eller forbli uendret og bare legge til ekstra lag.

I noen tilfeller er lignin en del av sekundærveggen. For eksempel viser trær betydelige mengder cellulose og lignin.

syntese

Prosessen med biosyntese av veggen er kompleks. Det involverer ca. 2000 gener involvert i konstruksjonen av strukturen.

Cellulose syntetiseres i plasmamembranen for å bli avsatt direkte på utsiden. Dens dannelse krever flere enzymatiske komplekser.

Resten av komponentene syntetiseres i membranholdige systemer som er plassert inne i cellen (som Golgi-apparatet) og utskilles ved hjelp av vesikler.

funksjon

Cellevegget i planter har analoge funksjoner til de som den ekstracellulære matriksen utfører i dyreceller, slik som å opprettholde celleform og struktur, tilkobling av vev og cellesignalering. Neste vil vi diskutere de viktigste funksjonene:

Reguler turgoren

I dyrceller - som mangler en cellevegg - er det ekstracellulære miljøet en stor utfordring når det gjelder osmose.

Når konsentrasjonen av mediet er høyere i forhold til cellens indre, har vannet i cellen en tendens til å komme ut. Omvendt, når cellen er utsatt for et hypotonisk miljø (høyere konsentrasjon i cellen), kommer vann inn og cellen kan eksplodere.

I tilfelle av planteceller er løsningsmidlene funnet i cellemiljøet lavere enn i cellens indre. Imidlertid eksploderer cellen ikke fordi cellevegget presses. Dette fenomenet forårsaker utseendet til noe mekanisk trykk eller cellulær turgor.

Turgurpresset som oppstår av cellevegget, bidrar til å holde plantens vev stivt.

Forbindelser mellom celler

Planteceller er i stand til å kommunisere med hverandre gjennom en serie av "kanaler" som kalles plasmodioder. Disse ruter tillater å koble cytosolen til begge cellene og bytte materialer og partikler.

Dette systemet tillater utveksling av metabolske produkter, proteiner, nukleinsyrer og til og med virale partikler.

Signalveier

I denne intrikate matrisen er det molekyler avledet fra pektin, slik som oligogalakturonider, som har evne til å utløse signalveier som forsvarsresponser. Med andre ord fungerer de som immunsystemet hos dyr.

Selv om cellevegget danner en barriere mot patogener, er det ikke helt ugjennomtrengelig. Derfor, når veggen er svekket, frigjøres disse forbindelsene og "advare" anlegget i angrepet.

Som svar oppstår frigjøring av reaktive oksygenarter og metabolitter blir produsert, slik som fytoaleksiner, som er antimikrobielle stoffer.

Cellvegg i prokaryoter

Struktur og sammensetning i eubakterier

Celleveggen til eubakterier har to grunnleggende strukturer, som er differensiert av den berømte Gram-flekken.

Den første gruppen består av Gram-negative bakterier. I denne typen membranen i dobbelt. Cellevegget er tynt og er omgitt på begge sider av en indre og en ytre plasmamembran. Det klassiske eksempelet på en Gram-negativ bakterie er E. coli.

Gram-positive bakterier har for sin del bare en plasmamembran, og celleveggen er mye tykkere. Disse er vanligvis rike på teikosyrer og mykolsyre. Et eksempel er patogenet Staphylococcus aureus.

Hovedkomponenten i begge typer vegger er peptidoglykan, også kjent som murein. Enhetene eller monomerer som komponerer det er N-acetylglukosamin og N-acetylmuraminsyre. Den består av lineære kjeder av polysakkarider og små peptider. Peptidoglycan danner sterke og stabile strukturer.

Noen antibiotika, som penicillin og vankomycin, virker ved å forhindre dannelsen av bakterielle celleveggbindinger. Når en bakterie mister sin cellevegg, er den resulterende strukturen kjent som en sfæroplast.

Struktur og sammensetning i arkea

Arkene varierer i veggens sammensetning med hensyn til bakterier, hovedsakelig fordi de ikke inneholder peptidoglykan. Noen arkea har et lag av pseudopeptidoglykan eller pseudomurin.

Denne polymer har en tykkelse på 15-20 nm og ligner på peptidoglykan. Komponentene av polymeren er l-N-acetyltalosaminuronsyre bundet til N-acetylglukosamin.

De inneholder en rekke sjeldne lipider, som isoprengrupper knyttet til glyserol og et ekstra lag av glykoproteiner, kalt S-laget. Dette laget er ofte forbundet med plasmamembranen.

Lipider er forskjellige enn hos bakterier. I eukaryoter og bakterier er de funnet bindinger av estertypen, mens de i arkea er av etertypen. Skjelettet av glyserol er typisk for dette domenet.

Det er noen arter av arkea, for eksempel Ferroplasma Acidophilum og Thermoplasma spp., som ikke har en cellevegg, til tross for at de lever i ekstreme miljøforhold.

Både eubakterier og arkea presenterer et stort lag av proteiner, slik som adhesiner, som hjelper disse mikroorganismer kolonisere forskjellige miljøer.

syntese

I gramnegative bakterier syntetiseres komponentene av veggen i cytoplasma eller i den indre membranen. Konstruksjonen av veggen skjer på utsiden av cellen.

Dannelsen av peptidoglykan begynner i cytoplasmaen, hvor syntese oppstår, nukleotidforløperne til komponentene i veggen.

Deretter fortsetter syntesen i den cytoplasmatiske membranen, hvor forbindelsene av lipid natur syntetiseres.

Synteseprosessen avsluttes inne i den cytoplasmatiske membranen, hvor polymeriseringen av peptidoglykanenhetene oppstår. Ulike enzymer deltar i denne prosessen.

funksjoner

I likhet med cellevegget i planter utfører denne strukturen i bakterier lignende funksjoner for å beskytte disse unicellulære organismer fra lys i ansiktet av osmotisk stress.

Den ytre membranen til Gram-negative bakterier hjelper translokasjonen av proteiner og løsemidler, og signaltransduksjon. Det beskytter også organismen mot patogener og gir mobil stabilitet.

Cellvegg i sopp

Struktur og sammensetning

Flertallet av cellevegger i sopp har en ganske lignende sammensetning og struktur. De er dannet av gellignende karbohydratpolymerer, sammenklemt med proteiner og andre komponenter.

Den karakteristiske komponenten av soppveggen er kitin. Det samhandler med glukaner for å lage en fibermatrise. Selv om det er en sterk struktur, har den en viss grad av fleksibilitet.

syntese

Syntese av hovedkomponentene - kitin og glukaner - forekommer i plasmamembranen.

Andre komponenter syntetiseres i Golgi-apparatet og i endoplasmatisk retikulum. Disse molekylene blir tatt til det cellulære eksteriøret ved hjelp av utskillelse ved hjelp av vesikler.

funksjoner

Svampens cellevegg bestemmer dens morfogenese, dens celle-levedyktighet og dens patogenitet. Fra økologisk synspunkt bestemmer det hvilken type miljø en bestemt sopp kan leve eller ikke.

referanser

  1. Albers, S.V., og Meyer, B.H. (2011). Den arkaeiske cellehylsen. Naturomtaler Mikrobiologi, 9(6), 414-426.
  2. Cooper, G. (2000). The Cell: En Molekylær Tilnærming. Andre utgave. Sinauer Associates.
  3. Forbes, B. A. (2009). Mikrobiologisk diagnose. Ed. Panamericana Medical.
  4. Gow, N.A., Latge, J.P., & Munro, C.A. (2017). Svampcellevegg: struktur, biosyntese og funksjon. Mikrobiologi spektrum 5(3)
  5. Keegstra, K. (2010). Plante cellevegger. Plantfysiologi, 154(2), 483-486.
  6. Koebnik, R., Locher, K. P., & Van Gelder, P. (2000). Struktur og funksjon av bakterielle ytre membranproteiner: fat i et nøtteskall. 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. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon, bokhylle.
  8. Scheffers, D.J., & Pinho, M.G. (2005). Bakteriell celleveggsyntese: Ny innsikt fra lokaliseringsstudier. Mikrobiologi og molekylærbiologi Anmeldelser, 69(4), 585-607.
  9. Showalter, A. M. (1993). Struktur og funksjon av plantecelleveggproteiner. Plantecellen, 5(1), 9-23.
  10. Valent, B. S., og Albersheim, P. (1974). Strukturen av plantecellevegger: På bindingen av xyloglucan til cellulosefibre. Plantfysiologi, 54(1), 105-108.
  11. Vallarino, J. G., og Osorio, S. (2012). Signalrolle for oligogalakturonider avledet under nedbrytning av cellevegger. Plantesignal og oppførsel, 7(11), 1447-1449.