Cell Wall Funcții, Funcții și Structură

peretele celular Este o structură groasă și rezistentă care delimitează anumite tipuri de celule și înconjoară membrana plasmatică. Nu este considerat ca un zid care evită contactul cu exteriorul; Este o structură dinamică și complexă și este responsabilă pentru un număr semnificativ de funcții fiziologice în organisme.

Peretele celular se găsește în plante, ciuperci, bacterii și alge. Fiecare perete are o structură și o compoziție tipică a grupului. Dimpotrivă, una dintre caracteristicile celulelor animale este lipsa unui perete celular. Această structură este responsabilă în principal de furnizarea și menținerea formei celulelor.

Peretele celular acționează ca o barieră protectoare ca răspuns la dezechilibrele osmotice pe care le poate prezenta mediul celular. În plus, are un rol în comunicarea între celule.

index

• 1 Caracteristici generale
• 2 Peretele celular în plante
  • 2.1 Structura și compoziția
  • 2.2 Rezumat
  • 2.3 Funcția
• 3 Peretele celular în prokaryotes
  • 3.1 Structura și compoziția în eubacterie
  • 3.2 Structura și compoziția în arhie
  • 3.3 Rezumat
  • 3.4 Funcții
• 4 perete celular în ciuperci
  • 4.1 Structura și compoziția
  • 4.2 Sinteza
  • 4.3 Funcții
• 5 Referințe

Caracteristici generale

- Peretele celular este o barieră groasă, stabilă și dinamică, care se găsește în diferite grupuri de organisme.

- Prezența acestei structuri este vitală pentru viabilitatea celulei, pentru forma ei și, în cazul organismelor dăunătoare, participă la patogenitatea acesteia.

Deși compoziția peretelui variază în funcție de fiecare grup, funcția principală este de a menține integritatea celulară împotriva forțelor osmotice care pot sparge celula.

- În cazul organismelor multicelulare, ajută la formarea de țesuturi și participă la comunicarea celulară

Peretele celular în plante

Structura și compoziția

Pereții celulari ai celulelor vegetale sunt compuși din polizaharide și glicoproteine, organizate într-o matrice tridimensională.

Cea mai importantă componentă este celuloza. Se compune din unități repetate de glucoză, legate între ele de legăturile β-1,4. Fiecare moleculă conține aproximativ 500 de molecule de glucoză.

Restul componentelor includ: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I și II și polizaharide hemicelulozice cum ar fi xiloglucani, glucomannani, xilani, printre altele.

De asemenea, peretele are componente de natură proteică. Arabinogalactanul este o proteină găsită în perete și este legată de semnalizarea celulară.

Hemiceluloza este legată de legăturile de hidrogen cu celuloza. Aceste interacțiuni sunt foarte stabile. Pentru restul componentelor, modul de interacțiune nu este încă bine definit.

Acesta poate fi diferențiat între pereții celulari primari și secundari. Primarul este subțire și ușor maleabil. După oprirea creșterii celulare, apare depunerea secundară a peretelui, care își poate schimba compoziția în raport cu cea primară sau rămâne neschimbată și adaugă doar straturi suplimentare.

În unele cazuri, lignina este o componentă a peretelui secundar. De exemplu, copacii au cantități semnificative de celuloză și lignină.

sinteză

Procesul biosintezei peretelui este complex. Aceasta implică aproximativ 2000 de gene implicate în construcția structurii.

Celuloza este sintetizată în membrana plasmatică care trebuie depozitată direct pe exterior. Formarea acestuia necesită mai multe complexe enzimatice.

Restul componentelor sunt sintetizate în sisteme membranoase situate în interiorul celulei (cum ar fi aparatul Golgi) și excretate prin intermediul veziculelor.

funcție

Peretele celular din plante are funcții analoage cu cele pe care matricea extracelulară le efectuează în celulele animale, cum ar fi menținerea formei și structurii celulare, conectarea țesuturilor și semnalizarea celulară. În continuare vom discuta despre cele mai importante funcții:

Reglați turgorul

În celulele animale - cărora le lipsește un perete celular - mediul extracelular este o provocare majoră în ceea ce privește osmoza.

Când concentrația mediului este mai mare comparativ cu interiorul celular, apa din celulă tinde să iasă. În schimb, atunci când celula este expusă unui mediu hipotonic (concentrație mai mare în celulă), apa intră și celula poate exploda.

În cazul celulelor din plante, substanțele dizolvate găsite în mediul celular sunt mai mici decât în ​​interiorul celulei. Cu toate acestea, celula nu explodează deoarece peretele celular este apăsat. Acest fenomen cauzează apariția unor presiuni mecanice sau a unui turgor celular.

Presiunea de turgor creată de peretele celular contribuie la menținerea rigidă a țesuturilor plantelor.

Conexiuni între celule

Celulele de plante sunt capabile să comunice între ele printr-o serie de "canale" numite plasmode-uri. Aceste căi permit conectarea citosolului la ambele celule și la schimbul de materiale și particule.

Acest sistem permite schimbul de produse metabolice, proteine, acizi nucleici și chiar particule virale.

Semnalizarea drumurilor

În această matrice complexă există molecule derivate din pectină, cum ar fi oligogalacturonidele, care au capacitatea de a declanșa căi de semnalizare ca răspunsuri de apărare. Cu alte cuvinte, ele funcționează ca sistemul imunitar la animale.

Deși peretele celular formează o barieră împotriva agenților patogeni, acesta nu este total impenetrabil. Prin urmare, atunci când peretele este slăbit, acești compuși sunt eliberați și "avertizează" planta atacului.

Ca răspuns, se produce eliberarea de specii reactive de oxigen și se produc metaboliți, cum ar fi fitoalexine, care sunt substanțe antimicrobiene.

Peretele celular în prokaryotes

Structura și compoziția în eubacterie

Peretele celular al eubacteriei are două structuri fundamentale, care sunt diferențiate de faimoasa pată Gram.

Primul grup este alcătuit din bacterii Gram negative. În acest tip, membrana este dublă. Peretele celular este subțire și este înconjurat pe ambele părți de o membrană plasmatică interioară și externă. Exemplul clasic al unei bacterii Gram negative este E. coli.

La rândul său, bacteriile Gram pozitive au doar o membrană plasmatică, iar peretele celular este mult mai gros. Acestea sunt de obicei bogate în acizi teichoici și acizi micoli. Un exemplu este agentul patogen Staphylococcus aureus.

Componenta principală a ambelor tipuri de pereți este peptidoglicanul, cunoscut și ca murein. Unitățile sau monomerii care o compun sunt N-acetilglucozamina și acidul N-acetilmuramic. Este compus din lanțuri lineare de polizaharide și peptide mici. Peptidoglicana formează structuri puternice și stabile.

Unele antibiotice, cum ar fi penicilina și vancomicina, acționează prin prevenirea formării de legături de perete de celule bacteriene. Când o bacterie își pierde peretele celular, structura rezultată este cunoscută ca sferroplastele.

Structura și compoziția în arhie

Archaea diferă în compoziția peretelui cu privire la bacterii, în principal pentru că nu conțin peptidoglican. Unele arheate posedă un strat de pseudopeptidoglican sau pseudomureină.

Acest polimer are o grosime de 15-20 nm și este similar cu peptidoglicanul. Componentele polimerului sunt acidul 1-N-acetil-cetaluronic legat de N-acetilglucozamină.

Acestea conțin o serie de lipide rare, cum ar fi grupările izoprenice atașate la glicerol și un strat suplimentar de glicoproteine, numit stratul S. Acest strat este deseori asociat cu membrana plasmatică.

Lipidele sunt diferite decât în ​​bacterii. În eucariote și bacterii, legăturile găsite sunt de tip ester, în timp ce în arhaea ele sunt de tip eter. Scheletul de glicerol este tipic acestui domeniu.

Există câteva specii de arhae, cum ar fi Ferroplasma Acidophilum și Thermoplasma spp., care nu au un perete celular, în ciuda faptului că trăiesc în condiții extreme de mediu.

Ambele eubacterie și arhaea au un strat mare de proteine, cum ar fi adezinele, care ajută aceste microorganisme să colonizeze medii diferite.

sinteză

În bacteriile gram-negative, componentele peretelui sunt sintetizate în citoplasmă sau în membrana interioară. Construcția peretelui se face pe partea exterioară a celulei.

Formarea peptidoglicanului începe în citoplasmă, unde apare sinteza nucleotidică a componentelor peretelui.

Ulterior, sinteza continuă în membrana citoplasmică, unde sunt sintetizați compușii de natură lipidică.

Procesul de sinteză se termină în interiorul membranei citoplasmice, unde are loc polimerizarea unităților peptidoglican. Diferite enzime participă la acest proces.

funcții

Ca și peretele celular din plante, această structură din bacterii îndeplinește funcții similare pentru a proteja aceste organisme unicelulare de liză în fața stresului osmotic.

Membrana exterioară a bacteriilor Gram-negative contribuie la translocarea proteinelor și a substanțelor dizolvate, precum și la transducția semnalului. Protejează de asemenea organismul de agenții patogeni și asigură stabilitatea celulară.

Peretele celular în ciuperci

Structura și compoziția

Majoritatea pereților celulari din ciuperci au o compoziție și o structură destul de asemănătoare. Acestea sunt formate din polimeri carbohidrați, asemănători gelului, încurcați cu proteine ​​și alte componente.

Componenta distinctivă a peretelui fungic este chitina. Interacționează cu glucani pentru a crea o matrice fibroasă. Deși este o structură puternică, are un anumit grad de flexibilitate.

sinteză

Sinteza principalelor componente - chitină și glucani - are loc în membrana plasmatică.

Alte componente sunt sintetizate în aparatul Golgi și în reticulul endoplasmatic. Aceste molecule sunt transportate în exteriorul celular prin intermediul excreției prin vezicule.

funcții

Peretele celular al ciupercilor determină morfogeneza, viabilitatea celulară și patogenitatea sa. Din punct de vedere ecologic, determină tipul de mediu în care poate trăi o anumită ciupercă sau nu.

referințe

1. Albers, S.V., & Meyer, B.H. (2011). Plicul celulelor arheale. Natura Recenzii Microbiologie, 9(6), 414-426.
2. Cooper, G. (2000). Celula: o abordare moleculară. A doua ediție. Sinauer Associates.
3. Forbes, B. A. (2009). Diagnostic microbiologic. Ed. Panamericana Medical.
4. Gow, N. A., Latge, J. P., & Munro, C. A. (2017). Peretele celulei fungice: structura, biosinteza și funcția. Spectru microbiologic 5(3)
5. Keegstra, K. (2010). Pereți de celule vegetale. Fiziologia plantelor, 154(2), 483-486.
6. Koebnik, R., Locher, K.P., & Van Gelder, P. (2000). Structura și funcția proteinelor membranei externe bacteriene: butoaie pe coajă. Microbiologie moleculară, 37(2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologie celulară moleculară ediția a 4-a. Centrul Național de Informații Biotehnologii, Biblioteca.
8. Scheffers, D.J., & Pinho, M.G. (2005). Sinteza peretelui celular bacterian: date noi din studiile de localizare. Microbiologie și Biologie Moleculară Recenzii, 69(4), 585-607.
9. Showalter, A. M. (1993). Structura și funcția proteinelor din pereții celulelor vegetale. Celula de plante, 5(1), 9-23.
10. Valent, B.S., & Albersheim, P. (1974). Structura pereților celulelor plantelor: legarea xiloglucanului la fibrele celulozice. Fiziologia plantelor, 54(1), 105-108.
11. Vallarino, J.G. & Osorio, S. (2012). Rolul de semnalizare al oligogalacturonidelor derivat în timpul degradării peretelui celular. Semnalizarea și comportamentul plantelor, 7(11), 1447-1449.