PERETELE CELULAR: CARACTERISTICI, FUNCȚII ȘI STRUCTURĂ - BIOLOGIE - 2025

Peretelui celular este o structură groasă și rezistentă , care delimiteaza anumite tipuri de celule și se găsește înconjoară membrana plasmatică. Nu este considerat un zid care împiedică contactul cu exteriorul; Este o structură complexă, dinamică 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 compoziție tipice grupului. În schimb, 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 protectoare ca răspuns la dezechilibrele osmotice pe care le poate prezenta mediul celular. În plus, are un rol în comunicarea între celule.

Caracteristici generale

-Petrul 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 de a menține integritatea celulară împotriva forțelor osmotice care pot exploda celula.

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

Peretele celular în plante

Structura și compoziția

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

Cea mai importantă componentă este celuloza. 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, Rhamnogalacturonan I și II și polizaharide de hemiceluloză precum xiloglucani, glucomannan, xylan, printre altele.

Peretele are, de asemenea, componente de natură proteică. Arabinogalactanul este o proteină care se găsește în perete și are legătură cu 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 ce creșterea celulară se oprește, are loc depunerea peretelui secundar, care își poate schimba compoziția în raport cu peretele primar sau rămâne neschimbată și adaugă numai 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 multe complexe enzimatice.

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

Funcţie

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

Reglați turgorul

În celulele animale - care nu au perete celular - mediul extracelular reprezintă o provocare majoră în ceea ce privește osmoza.

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

În cazul celulelor plantelor, soluțiile 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 turgor celular.

Presiunea turgor creată de peretele celular ajută la menținerea țesuturilor plantei rigide.

Conexiunile celulare

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

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

Rute de semnalizare

În această matrice complexă, există molecule derivate din pectină, cum ar fi oligogalacturonide, 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, nu este total impenetrabil. Prin urmare, atunci când peretele este slăbit, acești compuși sunt eliberați și „avertizează” planta atacului.

Ca răspuns, are loc eliberarea de specii de oxigen reactiv și sunt produși metaboliți, cum ar fi fitoalexine, care sunt substanțe antimicrobiene.

Peretele celular în procariote

Structura și compoziția în eubacterii

Peretele celular al eubacteriilor are două structuri fundamentale, care sunt diferențiate de celebra colorare 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 patogenul Staphylococcus aureus.

Componenta principală a ambelor tipuri de pereți este peptidoglicanul, cunoscut și sub numele de mureină. Unitățile sau monomerii care o compun sunt N-acetilglucozamina și acidul 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, funcționează împiedicând formarea legăturilor în peretele celular bacterian. Când o bacterie își pierde peretele celular, structura rezultată este cunoscută sub numele de sferoplast.

Structura și compoziția în arhaea

Arhaea diferă în compoziția peretelui de bacterii, mai ales pentru că nu conțin peptidoglican. Unele arhaea au un strat de pseudopeptidoglican sau pseudomureină.

Acest polimer are 15–20 nm grosime și este similar cu peptidoglicanul. Componentele polimerului sunt acidul lN-acetiltalosaminuronic legat de N-acetilglucozamină.

Acestea conțin o serie de lipide rare, cum ar fi grupele de izopren legate de glicerol și un strat suplimentar de glicoproteine, numit stratul S. Acest strat este adesea 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 sunt de tip eter. Coloana vertebrală a glicerinei este tipică acestui domeniu.

Există unele specii de arhaea, cum ar fi Ferroplasma Acidophilum și Thermoplasma spp., Care nu au perete celular, în ciuda faptului că trăiesc în condiții extreme de mediu.

Atât eubacteriile, cât și arhaea au un strat mare de proteine, precum adezine, care ajută aceste microorganisme să colonizeze diferite medii.

Sinteză

În bacteriile Gram negative componentele peretelui sunt sintetizate în citoplasmă sau în membrana internă. Construcția peretelui are loc în afara 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 încheie în interiorul membranei citoplasmatice, unde are loc polimerizarea unităților peptidoglicanului. Diferite enzime participă la acest proces.

Caracteristici

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

Membrana externă a bacteriilor Gram negative ajută la translocarea proteinelor și solutelor și la transducția semnalului. De asemenea, protejează organismul de agenți patogeni și oferă stabilitate celulară.

Peretele celular în ciuperci

Structura și compoziția

Majoritatea pereților celulari din ciuperci au o compoziție și o structură destul de similare. Sunt formate din polimeri de carbohidrați asemănătoare gelului, împletite cu proteine ​​și alte componente.

Componenta distinctivă a peretelui fungic este chitina. Interacționează cu glucanii pentru a crea o matrice fibroasă. Deși este o structură puternică, prezintă 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 afara celulei prin excreție prin vezicule.

Caracteristici

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

Referințe

1. Albers, SV, & Meyer, BH (2011). Plicul celularului arheal. Nature Review Microbiology, 9 (6), 414–426.
2. Cooper, G. (2000). Celula: o abordare moleculară. Ediția a II-a. Asociații Sinauer.
3. Forbes, BA (2009). Diagnosticul microbiologic. Editura Medicală Panamericană.
4. Gow, NA, Latge, JP, & Munro, CA (2017). Peretele celular fungic: structură, biosinteză și funcție. Spectrul de microbiologie 5 (3)
5. Keegstra, K. (2010). Peretii celulelor plantelor. Fiziologia plantelor, 154 (2), 483–486.
6. Koebnik, R., Locher, KP, & Van Gelder, P. (2000). Structura și funcția proteinelor membranei exterioare bacteriene: butoaiele pe scurt. Microbiologie moleculară, 37 (2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologie celulară moleculară ediția a IV-a. Centrul Național de Informații în Biotehnologie, raft.
8. Scheffers, DJ, & Pinho, MG (2005). Sinteza peretelui celular bacterian: perspective noi din studiile de localizare. Recenzii pentru microbiologie și biologie moleculară, 69 (4), 585–607.
9. Showalter, AM (1993). Structura și funcția proteinelor peretelui celular al plantelor. Celula vegetală, 5 (1), 9–23.
10. Valent, BS, & Albersheim, P. (1974). Structura pereților celulelor plantei: Pe legarea xiloglucanului la fibrele de celuloză. Fiziologia plantelor, 54 (1), 105-108.
11. Vallarino, JG, & Osorio, S. (2012). Rolul de semnalizare a oligogalacturonidelor derivate în timpul degradării peretelui celular. Semnalizarea și comportamentul plantelor, 7 (11), 1447–1449.