หุ้น:
คุณสมบัติเซลล์ผนังหน้าที่และโครงสร้าง
ผนังเซลล์ มันเป็นโครงสร้างหนาและทนทานที่กั้นเซลล์บางประเภทและอยู่รอบ ๆ พังผืดในพลาสมา ไม่ถือว่าเป็นกำแพงที่หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับภายนอก มันเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนและซับซ้อนและรับผิดชอบหน้าที่ทางสรีรวิทยาจำนวนมากในสิ่งมีชีวิต.
ผนังเซลล์นั้นพบได้ในพืชเชื้อราแบคทีเรียและสาหร่าย ผนังแต่ละหลังมีโครงสร้างและองค์ประกอบทั่วไปของกลุ่ม ในทางตรงกันข้ามหนึ่งในลักษณะของเซลล์สัตว์คือการขาดผนังเซลล์ โครงสร้างนี้ส่วนใหญ่รับผิดชอบในการให้และรักษารูปร่างของเซลล์.
ผนังเซลล์ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันในการตอบสนองต่อความไม่สมดุลของออสโมติกที่สภาพแวดล้อมของเซลล์อาจมีอยู่ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการสื่อสารระหว่างเซลล์.
ดัชนี
- 1 ลักษณะทั่วไป
- 2 ผนังเซลล์ในพืช
- 2.1 โครงสร้างและองค์ประกอบ
- 2.2 สรุป
- 2.3 ฟังก์ชั่น
- 3 ผนังเซลล์ในโปรคาริโอต
- 3.1 โครงสร้างและองค์ประกอบในแบคทีเรีย
- 3.2 โครงสร้างและองค์ประกอบในอาร์เคีย
- 3.3 สรุป
- 3.4 ฟังก์ชั่น
- 4 ผนังเซลล์ในรา
- 4.1 โครงสร้างและองค์ประกอบ
- 4.2 การสังเคราะห์
- 4.3 ฟังก์ชั่น
- 5 อ้างอิง
ลักษณะทั่วไป
-ผนังเซลล์นั้นเป็นสิ่งกีดขวางที่หนามั่นคงและมีชีวิตชีวาซึ่งพบได้ในสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่าง ๆ.
-การปรากฏตัวของโครงสร้างนี้มีความสำคัญต่อความมีชีวิตของเซลล์รูปร่างของมันและในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่เป็นอันตรายมีส่วนร่วมในการเกิดโรค.
-แม้ว่าองค์ประกอบของผนังจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแต่ละกลุ่ม แต่หน้าที่หลักคือการรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์จากแรงออสโมติกที่สามารถระเบิดเซลล์.
-ในกรณีของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มันช่วยสร้างเนื้อเยื่อและมีส่วนร่วมในการสื่อสารของเซลล์
ผนังเซลล์ในพืช
โครงสร้างและองค์ประกอบ
ผนังเซลล์ของเซลล์พืชประกอบด้วย polysaccharides และ glycoproteins จัดเป็นเมทริกซ์สามมิติ.
ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดคือเซลลูโลส ประกอบด้วยหน่วยของน้ำตาลกลูโคสที่ซ้ำกันซึ่งเชื่อมโยงเข้าด้วยกันโดยพันธะ 1,4-1,4 แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยกลูโคสประมาณ 500 โมเลกุล.
ส่วนประกอบที่เหลือประกอบด้วย: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I และ II และ hemicellulose polysaccharides เช่น xyloglucans, glucomannans, xylans, และอื่น ๆ.
ผนังยังมีส่วนประกอบของโปรตีนธรรมชาติ Arabinogalactan เป็นโปรตีนที่พบในผนังและเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณของเซลล์.
เฮมิเซลลูโลสมีพันธะไฮโดรเจนกับเซลลูโลส ปฏิกิริยาเหล่านี้มีความเสถียรมาก โหมดการโต้ตอบไม่ได้กำหนดไว้อย่างดีสำหรับส่วนประกอบที่เหลือ.
มันสามารถแยกความแตกต่างระหว่างผนังเซลล์หลักและรอง หลักคือบางและค่อนข้างอ่อน หลังจากการเติบโตของเซลล์หยุดลงการสะสมของผนังเซลล์รองจะเกิดขึ้นซึ่งสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบของมันตามส่วนหลักหรือคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงและเพิ่มชั้นพิเศษเท่านั้น.
ในบางกรณีลิกนินเป็นองค์ประกอบของผนังรอง ตัวอย่างเช่นต้นไม้แสดงเซลลูโลสและลิกนินเป็นจำนวนมาก.
การสังเคราะห์
กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของผนังนั้นซับซ้อน มันเกี่ยวข้องกับยีนประมาณ 2,000 ยีนที่เกี่ยวข้องในการสร้างโครงสร้าง.
เซลลูโลสถูกสังเคราะห์ในเมมเบรนพลาสม่าเพื่อนำไปฝากโดยตรงที่ด้านนอก การก่อตัวของมันต้องการคอมเพล็กซ์เอนไซม์หลายอย่าง.
ส่วนประกอบที่เหลือถูกสังเคราะห์ในระบบเมมเบรนที่อยู่ภายในเซลล์ (เช่นอุปกรณ์ Golgi) และถูกขับออกมาด้วยถุง.
ฟังก์ชัน
ผนังเซลล์ในพืชมีหน้าที่คล้ายกับที่เซลล์นอกเซลล์ทำงานในเซลล์สัตว์เช่นการรักษารูปร่างและโครงสร้างของเซลล์การเชื่อมต่อเนื้อเยื่อและการส่งสัญญาณของเซลล์ ต่อไปเราจะหารือเกี่ยวกับฟังก์ชั่นที่สำคัญที่สุด:
ควบคุม turgor
ในเซลล์ของสัตว์ - ที่ไม่มีผนังเซลล์ - สภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์เป็นความท้าทายที่สำคัญในแง่ของการดูดซึม.
เมื่อความเข้มข้นของตัวกลางสูงขึ้นเมื่อเทียบกับการตกแต่งภายในของเซลล์น้ำในเซลล์มีแนวโน้มที่จะออกมา ในทางกลับกันเมื่อเซลล์สัมผัสกับสภาพแวดล้อม hypotonic (ความเข้มข้นสูงกว่าภายในเซลล์) น้ำเข้าสู่และเซลล์สามารถระเบิด.
ในกรณีของเซลล์พืชตัวละลายที่พบในสภาพแวดล้อมของเซลล์จะต่ำกว่าภายในเซลล์ อย่างไรก็ตามเซลล์ไม่ระเบิดเนื่องจากผนังเซลล์ถูกกด ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดการปรากฏตัวของแรงดันเชิงกลหรือเซลล์ไหลเวียน.
ความดัน turgor ที่สร้างโดยผนังเซลล์ช่วยให้เนื้อเยื่อของพืชแข็ง.
การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์
เซลล์พืชสามารถสื่อสารกันผ่านชุดของ "ช่องทาง" ที่เรียกว่าพลาสม่า เส้นทางเหล่านี้อนุญาตให้เชื่อมต่อ cytosol ของทั้งเซลล์และแลกเปลี่ยนวัสดุและอนุภาค.
ระบบนี้ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมโปรตีนกรดนิวคลีอิกและแม้แต่อนุภาคของไวรัส.
ถนนสัญญาณ
ในเมทริกซ์ที่สลับซับซ้อนนี้มีโมเลกุลที่มาจากเพคตินเช่น oligogalacturonides ซึ่งมีความสามารถในการกระตุ้นการส่งสัญญาณทางเดินเป็นการตอบโต้การป้องกัน มันทำงานเหมือนระบบภูมิคุ้มกันในสัตว์.
แม้ว่าผนังเซลล์ก่อให้เกิดสิ่งกีดขวางต่อเชื้อโรค แต่ก็ไม่สามารถต้านทานได้ทั้งหมด ดังนั้นเมื่อผนังถูกทำให้อ่อนลงสารประกอบเหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาและ "เตือน" พืชแห่งการโจมตี.
ในการตอบสนองจะมีการปล่อยออกซิเจนชนิดที่เกิดปฏิกิริยาและมีการผลิตสารเมตาโบไลต์เช่นไฟโตเอลซินซึ่งเป็นสารต้านจุลชีพ.
ผนังเซลล์ในโปรคาริโอต
โครงสร้างและองค์ประกอบของแบคทีเรีย
ผนังเซลล์ของยูบอลิเชียมีโครงสร้างพื้นฐานสองแบบซึ่งแตกต่างจากคราบแกรมที่มีชื่อเสียง.
กลุ่มแรกประกอบด้วยแบคทีเรียลบแกรม ในประเภทนี้เมมเบรนเป็นสองเท่า ผนังเซลล์นั้นบางและล้อมรอบทั้งสองด้านโดยเมมเบรนภายในและภายนอกพลาสมา ตัวอย่างคลาสสิกของแบคทีเรียแกรมลบคือ อี. โคไล.
ในส่วนของแบคทีเรียแกรมบวกจะมีเพียงเมมเบรนพลาสม่าและผนังเซลล์มีความหนามาก มักจะอุดมไปด้วยกรด teichoic และกรด mycolic ตัวอย่างคือเชื้อโรค เชื้อ Staphylococcus aureus.
ส่วนประกอบหลักของผนังทั้งสองประเภทคือ peptidoglycan หรือที่เรียกว่ามูริน หน่วยหรือโมโนเมอร์ที่ประกอบด้วย N-acetylglucosamine และ N-acetylmuramic acid มันประกอบด้วยโซ่เชิงเส้นของโพลีแซคคาไรด์และเปปไทด์ขนาดเล็ก Peptidoglycan สร้างโครงสร้างที่แข็งแกร่งและมั่นคง.
ยาปฏิชีวนะบางชนิดเช่น penicillin และ vancomycin ทำหน้าที่ป้องกันการก่อตัวของผนังเซลล์ของแบคทีเรีย เมื่อแบคทีเรียสูญเสียผนังเซลล์โครงสร้างที่เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Spheroplast.
โครงสร้างและองค์ประกอบในอาร์เคีย
Archaea แตกต่างกันในองค์ประกอบของผนังที่เกี่ยวกับแบคทีเรียส่วนใหญ่เป็นเพราะพวกเขาไม่ได้มี peptidoglycan อาร์เคียบางคนมีชั้นของ pseudopeptidoglycan หรือ pseudomurein.
พอลิเมอร์นี้มีความหนา 15-20 นาโนเมตรและคล้ายกับ peptidoglycan ส่วนประกอบของพอลิเมอร์คือกรด l-N-acetyltalosaminuronic ที่จับกับ N-Acetylglucosamine.
พวกมันมีชุดของ lipids ที่หายากเช่นกลุ่ม isoprene ที่ติดกับกลีเซอรอลและชั้นของ glycoproteins เพิ่มเติมเรียกว่าชั้น S ชั้นนี้มักจะเกี่ยวข้องกับพลาสมาเมมเบรน.
ไขมันแตกต่างจากในแบคทีเรีย ในยูคาริโอตและแบคทีเรียพันธะที่พบนั้นเป็นประเภทเอสเตอร์ในขณะที่ในอาร์เคียพวกมันเป็นอีเธอร์ โครงกระดูกของกลีเซอรอลเป็นเรื่องปกติของโดเมนนี้.
มีบางสายพันธุ์ของอาร์เคียเช่น Ferroplasma Acidophilum และ Thermoplasma spp. ซึ่งไม่มีผนังเซลล์แม้จะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.
ทั้งยูคาแบคทีเรียและอาร์เคียนำเสนอโปรตีนขนาดใหญ่เช่นกาวซึ่งช่วยให้จุลินทรีย์เหล่านี้ตั้งอาณานิคมในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน.
การสังเคราะห์
ในแบคทีเรียแกรมลบส่วนประกอบของผนังจะถูกสังเคราะห์ในไซโตพลาสซึมหรือในเยื่อหุ้มชั้นใน การสร้างกำแพงเกิดขึ้นที่ด้านนอกของเซลล์.
การก่อตัวของ peptidoglycan เริ่มต้นขึ้นในไซโตพลาสซึมซึ่งเกิดการสังเคราะห์ขึ้น, สารตั้งต้นของนิวคลีโอไทด์ของส่วนประกอบของผนัง.
ต่อจากนั้นการสังเคราะห์ยังคงดำเนินต่อไปในเยื่อหุ้มนิวเคลียสซึ่งเป็นสารประกอบของไขมันธรรมชาติที่ถูกสังเคราะห์.
กระบวนการสังเคราะห์จะสิ้นสุดภายในเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม เอนไซม์ต่าง ๆ มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้.
ฟังก์ชั่น
เช่นเดียวกับผนังเซลล์ในพืชโครงสร้างนี้ในแบคทีเรียทำหน้าที่คล้ายกันเพื่อปกป้องสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเหล่านี้จาก lysis ในการเผชิญกับความเครียดออสโมติก.
เยื่อหุ้มชั้นนอกของแบคทีเรียแกรมลบช่วยให้การเคลื่อนย้ายโปรตีนและตัวละลายและการส่งสัญญาณ นอกจากนี้ยังปกป้องสิ่งมีชีวิตจากเชื้อโรคและให้ความเสถียรของเซลล์.
ผนังเซลล์ในรา
โครงสร้างและองค์ประกอบ
ผนังเซลล์ส่วนใหญ่ในเชื้อรามีองค์ประกอบและโครงสร้างคล้ายกัน พวกมันถูกสร้างขึ้นจากโพลีเมอร์คาร์โบไฮเดรตเหมือนเจลซึ่งพันกันกับโปรตีนและส่วนประกอบอื่น ๆ.
องค์ประกอบที่โดดเด่นของผนังเชื้อราคือไคติน มันทำปฏิกิริยากับกลูแคนเพื่อสร้างเมทริกซ์ที่มีเส้นใย แม้ว่ามันจะเป็นโครงสร้างที่แข็งแกร่ง แต่ก็มีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง.
การสังเคราะห์
การสังเคราะห์องค์ประกอบหลัก - ไคตินและกลูแคน - เกิดขึ้นในพลาสมาเมมเบรน.
ส่วนประกอบอื่น ๆ ถูกสังเคราะห์ในอุปกรณ์ Golgi และในเอนโดพลาสซึมเรติเคิล โมเลกุลเหล่านี้จะถูกพาไปยังเซลล์ภายนอกโดยใช้วิธีขับถ่ายด้วยถุง.
ฟังก์ชั่น
ผนังเซลล์ของเชื้อราจะเป็นตัวกำหนดลักษณะของเซลล์และความสามารถในการก่อโรค จากมุมมองทางนิเวศวิทยามันกำหนดประเภทของสภาพแวดล้อมที่เชื้อราบางชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้หรือไม่.
การอ้างอิง
- Albers, S. V. , & Meyer, B. H. (2011) ซองจดหมายเซลล์ต้นกำเนิด. จุลชีววิทยารีวิวธรรมชาติ, 9(6), 414-426.
- Cooper, G. (2000). เซลล์: วิธีการระดับโมเลกุล ฉบับที่ 2. ผู้ร่วมงาน Sinauer.
- Forbes, B. A. (2009). การวินิจฉัยทางจุลชีววิทยา. Ed. Panamericana การแพทย์.
- Gow, N.A. , Latge, J. P. , & Munro, C.A. (2017) ผนังเซลล์ของเชื้อรา: โครงสร้างการสังเคราะห์และฟังก์ชั่น. จุลชีววิทยา 5(3)
- Keegstra, K. (2010) ผนังเซลล์พืช. สรีรวิทยาของพืช, 154(2), 483-486.
- Koebnik, R. , Locher, K. P. , & Van Gelder, P. (2000) โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนจากเยื่อหุ้มนอกแบคทีเรีย: บาร์เรลโดยสังเขป. จุลชีววิทยาโมเลกุล, 37(2), 239-253.
- Lodish, H. , Berk, A. , Zipursky, S.L. , Matsudaira, P. , บัลติมอร์, D. , & Darnell, J. (2000). อณูชีววิทยาเซลล์รุ่นที่ 4. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, ชั้นวางหนังสือ.
- Scheffers, D. J. , & Pinho, M. G. (2005) การสังเคราะห์ผนังเซลล์ของแบคทีเรีย: ข้อมูลเชิงลึกใหม่จากการศึกษาการแปล. รีวิวจุลชีววิทยาและอณูชีววิทยา, 69(4), 585-607.
- Showalter, A. M. (1993) โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนผนังเซลล์พืช. เซลล์พืช, 5(1), 9-23.
- Valent, B. S. , & Albersheim, P. (1974) โครงสร้างของผนังเซลล์ของพืช: บน xyloglucan กับเส้นใยเซลลูโลส. สรีรวิทยาของพืช, 54(1), 105-108.
- Vallarino, J. G. , & Osorio, S. (2012) บทบาทการส่งสัญญาณของ oligogalacturonides ที่ได้จากการย่อยสลายผนังเซลล์. สัญญาณพืชและพฤติกรรม, 7(11), 1447-1449.