Caracteristicile, funcțiile și structura peretelui celular

peretele celular Este o structură groasă și rezistentă care delimitează anumite tipuri de celule și se găsește în jurul membranei plasmatice. Nu este considerat ca un perete care împiedică contactul cu exteriorul; este o structură dinamică, 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 de grup. În contrast, una dintre caracteristicile celulelor animale este lipsa unui perete celular. Această structură este responsabilă în principal de acordarea și menținerea formei celulelor.

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

Indice articol

• 1 Caracteristici generale
• 2 Peretele celular în plante
  • 2.1 Structura și compoziția
  • 2.2 Sinteza
  • 2.3 Funcția
• 3 Peretele celular în procariote
  • 3.1 Structura și compoziția în eubacterii
  • 3.2 Structura și compoziția în arhee
  • 3.3 Sinteza
  • 3.4 Funcții
• 4 Peretele 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, forma acesteia și, în cazul organismelor dăunătoare, participă la patogenitatea acesteia..

-Deși compoziția peretelui variază în funcție de fiecare grup, funcția principală este menținerea integrității celulare împotriva forțelor osmotice care pot exploda celula.

-În cazul organismelor multicelulare, acesta ajută la formarea țesuturilor și participă la comunicarea celulară

Peretele celular din 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. Acesta constă în repetarea unităților de glucoză, legate între ele prin legături β-1,4. Fiecare moleculă conține aproximativ 500 de molecule de glucoză.

Restul componentelor includ: homogalacturonan, ramnogalacturonan I și II și polizaharide de hemiceluloză precum xiloglucani, glucomanan, xilan, printre altele..

Peretele are și componente de natură proteică. Arabinogalactanul este o proteină care se găsește în perete și este legată de semnalizarea celulară.

Hemiceluloza se leagă prin legături de hidrogen de celuloză. Aceste interacțiuni sunt foarte stabile. Pentru restul componentelor, modul de interacțiune nu este încă bine definit.

Puteți face diferența între peretele celular primar și cel secundar. Primarul este subțire și oarecum maleabil. După oprirea creșterii celulare, are loc depunerea peretelui secundar, care își poate schimba compoziția față de peretele primar 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 de biosinteză a peretelui este complex. Acesta implică aproximativ 2000 de gene care participă la construcția structurii.

Celuloza este sintetizată pe membrana plasmatică pentru a fi depusă direct în exterior. Formarea sa necesită mai mulți complecși enzimatici.

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

Funcţie

Peretele celular din plante are funcții similare cu cele efectuate de matricea extracelulară în celulele animale, cum ar fi menținerea formei și structurii celulare, conectarea țesuturilor și semnalizarea celulară. Mai jos vom discuta despre cele mai importante funcții:

Reglează turgescența

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

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

În cazul celulelor vegetale, substanțele dizolvate găsite în mediul celular sunt mai mici decât în ​​interiorul celulei. Cu toate acestea, celula nu explodează deoarece peretele celular este sub presiune. Acest fenomen provoacă apariția unei anumite presiuni mecanice sau turgere celulară..

Presiunea turgentă creată de peretele celular ajută la menținerea rigidă a țesuturilor plantelor.

Conexiuni celulare

Celulele vegetale sunt capabile să comunice între ele printr-o serie de „canale” numite plasmodesme. Aceste căi conectează citosolul ambelor celule și fac schimb de materiale și particule..

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

Trasee de semnalizare

În această matrice complicată există molecule derivate din pectină, cum ar fi oligogalacturonidele, care au capacitatea de a declanșa căi de semnalizare, cum ar fi răspunsurile de apărare. Cu alte cuvinte, 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 asupra atacului..

Ca răspuns, apare eliberarea speciilor reactive de oxigen și se produc metaboliți, cum ar fi fitoalexinele, care sunt substanțe antimicrobiene..

Peretele celular în procariote

Structura și compoziția în eubacterii

Peretele celular al eubacteriilor are două structuri fundamentale, care se diferențiază prin celebrul colorant Gram.

Primul grup este format 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 exterioară. Exemplul clasic al unei bacterii Gram negative este E coli.

La rândul lor, 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 micolici. Un exemplu este agentul patogen Staphylococcus aureus.

Componenta principală a ambelor tipuri de pereți este peptidoglicanul, cunoscut și sub numele de mureină. Unitățile sau monomerii care îl compun sunt N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuramic. Este compus din lanțuri liniare de polizaharide și peptide mici. Peptidoglicanul formează structuri puternice și stabile.

Unele antibiotice, cum ar fi penicilina și vancomicina, acționează prin prevenirea formării legăturilor în peretele celular bacterian. Atunci când o bacterie își pierde peretele celular, structura rezultată este cunoscută sub numele de sferoplast..

Structura și compoziția în arhee

Archaea diferă în compoziția pereților de bacterii, în principal pentru că nu conțin peptidoglican. Unele arhee au un strat de pseudopeptidoglican sau pseudomureină.

Acest polimer are o grosime de 15-20 nm și este similar cu peptidoglicanul. Componentele polimerului sunt acidul l-N-acetiltalosaminuronic legat de N-acetilglucozamina.

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

Lipidele sunt diferite de cele din bacterii. La eucariote și bacterii, legăturile găsite sunt de tip ester, în timp ce la archaea sunt de tip eter. Coloana vertebrală a glicerolului este tipică acestui domeniu.

Există unele specii de archaea, cum ar fi Ferroplasma Acidophilum Da Termoplasma spp., care nu au perete celular, în ciuda faptului că trăiesc în condiții de mediu extreme.

Atât eubacteriile, cât și arheele au un strat mare de proteine, cum ar fi adezinele, care ajută aceste microorganisme să colonizeze diferite medii..

Sinteză

La bacteriile Gram negative componentele peretelui sunt sintetizate în citoplasmă sau în membrana interioară. Construcția peretelui are loc în exteriorul celulei.

Formarea peptidoglicanului începe în citoplasmă, unde are loc sinteza precursorilor nucleotidelor componentelor peretelui..

Ulterior, sinteza continuă în membrana citoplasmatică, unde sunt sintetizați compuși de natură lipidică..

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

Caracteristici

La fel ca peretele celular din plante, această structură a bacteriilor îndeplinește funcții similare pentru a proteja aceste organisme unicelulare de liză împotriva stresului osmotic..

Membrana exterioară a bacteriilor Gram negative ajută la translocarea proteinelor și substanțelor dizolvate și la transducția semnalului. De asemenea, protejează corpul de agenți patogeni și asigură stabilitate 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 de carbohidrați de tip gel, împletiți cu proteine ​​și alte componente.

Componenta distinctivă a peretelui fungic este chitina. Acesta interacționează cu glucanii pentru a crea o matrice fibroasă. Deși este o structură puternică, prezintă un anumit grad de flexibilitate.

Sinteză

Sinteza componentelor principale - chitină și glucani - are loc în membrana plasmatică.

Alte componente sunt sintetizate în aparatul Golgi și în reticulul endoplasmatic. Aceste molecule sunt transportate către exteriorul celulei prin căi de excreție prin vezicule..

Caracteristici

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

Referințe

1. Albers, S. V. și Meyer, B. H. (2011). Plicul celular arhaeal. Nature Review Microbiology, 9(6), 414-426.
2. Cooper, G. (2000). Celula: o abordare moleculară. Ediția a II-a. Sinauer Associates.
3. Forbes, B. A. (2009). Diagnosticul microbiologic. Panamerican Medical Ed..
4. Gow, N. A., Latge, J. P. și Munro, C. A. (2017). Peretele celular fungic: structură, biosinteză și funcție. Spectru de microbiologie 5(3)
5. Keegstra, K. (2010). Pereții celulari ai plantelor. Fiziologia plantelor, 154(2), 483-486.
6. Koebnik, R., Locher, K. P. și Van Gelder, P. (2000). Structura și funcția proteinelor bacteriene externe ale membranei: butoaie pe scurt. Microbiologie moleculară, 37(2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D. și Darnell, J. (2000). Biologie celulară moleculară ediția a IV-a. Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie, raft.
8. Scheffers, D. J. și Pinho, M. G. (2005). Sinteza bacteriană a peretelui celular: noi perspective din studiile de localizare. Microbiologie și recenzii de biologie moleculară, 69(4), 585-607.
9. Showalter, A. M. (1993). Structura și funcția proteinelor peretelui celular al plantelor. Celula vegetală, 5(1), 9-23.
10. Valent, B. S. și Albersheim, P. (1974). Structura pereților celulari ai plantelor: la legarea xiloglucanului la fibrele de celuloză. Fiziologia plantelor, 54(1), 105-108.
11. Vallarino, J. G. și Osorio, S. (2012). Rolul de semnalizare al oligogalacturonidelor derivate în timpul degradării peretelui celular. Semnalizarea și comportamentul plantelor, 7(11), 1447-1449.