У чего есть клеточная стенка

Строение и основные функции клеточной стенки растений

Клеточная стенка представляет собой жесткий, полупроницаемый защитный слой в некоторых типах клеток. Это внешнее покрытие расположено рядом с клеточной (плазматической) мембраной в большинстве клеток растений, грибов, бактерий, водорослей и некоторых археев. Тем не менее, животные клетки не имеют клеточной стенки. Она выполняет множество важных функций, включая защиту и структурную поддержку.

Особенности строение клеточной стенки зависят от вида организма. К примеру, у растений, она обычно состоит из сильных волокон углеводной полимерной целлюлозы, которая является главным компонентом хлопка и древесины, а также используется в производстве бумаги.

Структура клеточной стенки растений

Клеточная стенка растений многослойная и включает три секции: внешний слой или средняя пластинка, первичная и вторичная клеточные стенки. Хотя все растительные клетки имеют среднюю пластинку и первичную клеточную стенку, не у всех есть вторичная клеточная стенка.

Средняя пластинка – внешней слой клеточной стенки, который содержит полисахариды, называемые пектинами. Пектины помогают в адгезии клеток, связывая стенки соседних клеток друг с другом.

Первичная клеточная стенка – слой, образованный между средней пластинкой и плазматической мембраной в растущих клетках растений. Он состоит в основном из целлюлозных микрофибрилл, содержащихся в гелеобразной матрице из гемицеллюлозных волокон и пектиновых полисахаридов. Первичная клеточная стенка обеспечивает прочность и гибкость, необходимые для роста клеток.

Вторичная клеточная стенка – слой, образованный между первичной стенкой клетки и плазматической мембраной в некоторых растительных клетках. Когда первичная клеточная стенка перестает делиться и расти, она может сгущаться, образуя вторичную клеточную стенку. Этот прочный слой укрепляет и поддерживает клетку. Кроме целлюлозы и гемицеллюлозы, некоторые вторичные клеточные стенки включают лигнин, который усиливает их и обеспечивает водопроводимость клеток сосудистой ткани растений.

Функции клеточной стенки

Основные функции клеточной стенки заключаются в том, чтобы сформировать каркас для клетки и предотвратить ее расширение. Целлюлозное волокно, структурные белки и другие полисахариды придают клеткам форму и обеспечивают поддержку. К дополнительным функциям клеточной стенки относятся:

Источник

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Клеточная стенка — это плотный полупроницаемый защитный слой, находящийся над клеточной мембраной, характерный для клеток растений, грибов, бактерий и архебактерий.

В клетках животных клеточной стенки нет

Клеточная стенка растений выполняет довольно много функций, но основная — это защитная.

Состав клеточной стенки различен в каждом типе организмов.

Основной компонент клеточной стенки растительных организмов — волокна углевода целлюлозы.

Клеточная стенка растений двух- или трехслойная. Это придает клеткам особую прочность и устойчивость (деревья ломаются только при сильном ветре)

Клеточная стенка, формирующаяся во время деления клеток и их роста путем растяжения, называется первичной. После прекращения роста клетки на первичную клеточную стенку изнутри откладываются новые слои, и образуется прочная вторичная клеточная оболочка.

Самый внешний слой — содержит полисахариды — пектины. Это вещества, участвующие в межклеточном взаимодействии, так называемый “склеивающий” эффект.

А вообще, это известный в пищевой промышленности пектин — гелеобразователь, загуститель, стабилизатор и осветлитель, он зарегистрирован как пищевая добавка E440. В природе это вещество содержится в овощах, плодах и различных корнеплодах.

Средний, промежуточный слой — состоит из волокон целлюлозы, гелеобразного вещества и пектина.

Этот слой как раз и отвечает за прочность и гибкость растения, а также за вторичный рост.

Самый внутренний слой. Самый жесткий. Помимо целлюлозы и гелеподобного вещества содержит лигнин. Это вещество делает клеточную стенку более прочной и способствует поступлению воды в проводящую систему растения.

Функции клеточной стенки растений

Самая основная функция — формирование каркаса. Волокна целлюлозы, структурные белки и полисахариды помогают поддерживать форму клетки.

Источник

Органоиды клетки

Клеточная мембрана (оболочка)

Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.

Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.

Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.

Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.

Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O₂, H₂O, CO₂, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.

Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.

Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.

В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.

Клеточная стенка

Цитоплазма

Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.

Прокариоты и эукариоты

Немембранные органоиды

Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.

Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.

Одномембранные органоиды

ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.

Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).

Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.

В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.

В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.

Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H₂O₂ (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.

Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.

Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.

Двумембранные органоиды

Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.

Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.

Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.

В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.

Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.

Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.

Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.

Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Клеточная стенка — строение, состав и основные функции

Жесткий слой, окружающий клетки бактерий, архей, грибов и растений, называется клеточной стенкой. Стенка находится вне пределов цитоплазмической мембраны (клеточной мембраны) и выполняет целый ряд функций. У животных и большинства простейших клеточной стенки не наблюдается.

В данной статье охарактеризована клеточная стенка (строение и функции), кратко для каждого вида клеток.

Клеточные стенки высших растений

Растительная клеточная оболочка, строение и функции которой здесь рассматриваются, имеет многослойную структуру.

Это внешний слой (средняя пластинка), первичная клеточная стенка и вторичная клеточная стенка. Вторичная клеточная стенка имеется не у всех растений.

Основная функция клеточной стенки состоит в формировании каркаса клетки и предотвращении ее расширения. Кроме того, клеточная стенка:

Клеточные стенки водорослей

Как и клетки высших растений, клетки водорослей имеют соответствующие стенки. Они содержат целлюлозу и другие гликопротеины.

В клеточных стенках зеленых и некоторых видов красных водорослей встречаются манозиловые микроволокна. А в клеточных стенках бурых водорослей встречается альгиновая кислота.

Агарозы, карагинан, порфиран, фурселеран и фуноран встречаются практически во всех видах водорослей. Группа диатомовых водорослей синтезирует свою клеточную стенку из кремнезема, что в какой-то мере способствует быстрому росту водорослей.

Клеточные стенки грибов

Грибная клеточная стенка меняет свой состав, свойства и форму по мере роста гриба.

Клеточные стенки бактерий

Бактериальные клеточные стенки, как и у растений, в первую очередь защищают ячейку от внутреннего тургора. У прокариот клеточная стенка отличается составом основного компонента — он состоит из пептидогликана, размещающегося сразу за цитоплазматической мембраной.

Различают два вида бактериальных клеточных стенок, по этому признаку бактерии делятся на грамотрицательные и грамположительные.

В грамположительных бактериях клеточная стенка имеет толстый слой пептидогликана. Такая стенка имеется у определенного типа организмов, в клетках которых формируется липотейхоевая кислота, благодаря наличию фосфодиестерных связей между мономерами которой клетка получает отрицательный электрический заряд.

Соответственно грамотрицательные бактерии имеют очень тонкий слой пептидогликана клеточной стенки и имеют вторую, внешнюю, мембрану, находящуюся снаружи от клеточной стенки и компонующую фосфолипиды и липополисахариды на своей внешней стороне.

Уважаемые читатели, хотелось бы знать была ли вам полезна информация, описывающая строение и функции клеточной оболочки, кратко, но емко характеризующая разные виды клеток.

Источник

Особенности, функции и структура клеточной стенки

клеточная стенка Это толстая и устойчивая структура, которая ограничивает определенные типы клеток и окружает плазматическую мембрану. Это не рассматривается как стена, которая избегает контакта с внешней стороной; Это динамичная, сложная структура, которая отвечает за значительное количество физиологических функций в организмах..

Клеточная стенка содержится в растениях, грибах, бактериях и водорослях. Каждая стена имеет структуру и типичный состав группы. Напротив, одной из характеристик клеток животных является отсутствие клеточной стенки. Эта структура в основном отвечает за придание и поддержание формы клеток.

Клеточная стенка действует как защитный барьер в ответ на осмотический дисбаланс, который может иметь клеточная среда. Кроме того, он играет роль в общении между клетками.

Общие характеристики

-Клеточная стенка представляет собой толстый, стабильный и динамический барьер, обнаруживаемый у разных групп организмов..

-Наличие этой структуры жизненно важно для жизнеспособности клетки, ее формы и, в случае вредных организмов, участвует в ее патогенности.

-Хотя состав стенки варьируется в зависимости от каждой группы, основная функция заключается в поддержании целостности клетки от осмотических сил, которые могут разрушить клетку.

-В случае многоклеточных организмов, это помогает формированию тканей и участвует в клеточной коммуникации

Клеточная стенка у растений

Структура и состав

Клеточные стенки растительных клеток состоят из полисахаридов и гликопротеинов, организованных в трехмерной матрице.

Наиболее важным компонентом является целлюлоза. Он состоит из повторяющихся звеньев глюкозы, связанных вместе β-1,4 связями. Каждая молекула содержит около 500 молекул глюкозы.

Остальные компоненты включают в себя: гомогалактуронан, рамногалактуронан I и II и полисахариды гемицеллюлозы, такие как ксилоглюканы, глюкоманнаны, ксиланы и другие..

Гемицеллюлоза связана водородными связями с целлюлозой. Эти взаимодействия очень стабильны. Режим взаимодействия не очень хорошо определен для остальных компонентов.

Его можно дифференцировать между первичной и вторичной клеточными стенками. Основное тонкое и несколько податливое. После остановки роста клеток происходит отложение вторичной стенки, которая может изменить свой состав относительно первичной или остаться неизменной и добавить только дополнительные слои.

В некоторых случаях лигнин является компонентом вторичной стенки. Например, деревья показывают значительное количество клетчатки и лигнина.

синтез

Процесс биосинтеза стенки сложен. Он включает в себя около 2000 генов, участвующих в построении структуры.

Целлюлоза синтезируется в плазматической мембране для осаждения непосредственно снаружи. Для его образования требуется несколько ферментативных комплексов.

Остальные компоненты синтезируются в мембранных системах, расположенных внутри клетки (например, аппарат Гольджи) и выводятся с помощью везикул..

функция

Клеточная стенка у растений выполняет функции, аналогичные тем, которые внеклеточный матрикс выполняет в клетках животных, такие как поддержание формы и структуры клеток, соединение тканей и передача сигналов клеткам. Далее мы обсудим наиболее важные функции:

Регулировать тургор

В клетках животных, у которых отсутствует клеточная стенка, внеклеточная среда представляет собой серьезную проблему с точки зрения осмоса..

Когда концентрация среды выше, чем внутри клетки, вода в клетке имеет тенденцию выходить. И наоборот, когда клетка подвергается воздействию гипотонической среды (более высокая концентрация внутри клетки), вода попадает и клетка может взорваться.

В случае растительных клеток растворенные вещества, обнаруженные в клеточной среде, ниже, чем во внутренней части клетки. Однако клетка не взрывается, потому что клеточная стенка нажата. Это явление вызывает появление некоторого механического давления или клеточного тургора.

Тургорное давление, создаваемое клеточной стенкой, помогает сохранить ткани растений жесткими.

Связи между клетками

Растительные клетки могут общаться друг с другом через серию «каналов», называемых плазмодемами. Эти маршруты позволяют соединять цитозоль как клеток, так и обмениваться веществами и частицами..

Эта система позволяет обмен продуктов обмена, белков, нуклеиновых кислот и даже вирусных частиц.

Сигнальные дороги

В этой сложной матрице присутствуют молекулы, полученные из пектина, такие как олигогалактурониды, которые способны запускать сигнальные пути в качестве защитных реакций. Другими словами, они работают как иммунная система у животных.

Хотя клеточная стенка образует барьер против патогенов, она не является полностью непроницаемой. Поэтому, когда стена ослаблена, эти соединения высвобождаются и «предупреждают» растение о нападении..

В ответ происходит высвобождение активных форм кислорода и производятся метаболиты, такие как фитоалексины, которые являются антимикробными веществами..

Клеточная стенка у прокариот

Структура и состав в эубактерии

Клеточная стенка эубактерии имеет две фундаментальные структуры, которые дифференцируются знаменитым окрашиванием по Граму..

Первая группа состоит из грамотрицательных бактерий. У этого типа мембрана двойная. Клеточная стенка тонкая и с обеих сторон окружена внутренней и внешней плазматической мембраной. Классическим примером грамотрицательной бактерии является Кишечная палочка.

В свою очередь, грамположительные бактерии имеют только плазматическую мембрану, а клеточная стенка намного толще. Они обычно богаты тейхоевой кислотой и миколевой кислотой. Примером является патоген Золотистый стафилококк.

Основным компонентом обоих типов стен является пептидогликан, также известный как мурейн. Единицами или мономерами, которые его составляют, являются N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмураминовая кислота. Он состоит из линейных цепочек полисахаридов и небольших пептидов. Пептидогликан образует прочные и стабильные структуры.

Некоторые антибиотики, такие как пенициллин и ванкомицин, действуют, предотвращая образование бактериальных связей клеточной стенки. Когда бактерия теряет клеточную стенку, полученная структура называется сферопластом..

Структура и состав в архее

Археи различаются по составу стенки относительно бактерий, главным образом потому, что они не содержат пептидогликана. Некоторые археи имеют слой псевдопептидогликана или псевдомуреина.

Этот полимер имеет толщину 15-20 нм и похож на пептидогликан. Компонентами полимера являются 1-N-ацетилталозаминуроновая кислота, связанная с N-ацетилглюкозамином..

Они содержат ряд редких липидов, таких как изопреновые группы, присоединенные к глицерину, и дополнительный слой гликопротеинов, называемый слоем S. Этот слой часто ассоциируется с плазматической мембраной..

Есть несколько видов архей, таких как Ферроплазма ацидофильная и Thermoplasma spp., которые не имеют клеточной стенки, несмотря на то, что живут в экстремальных условиях окружающей среды.

И эубактерии, и археи представляют большой слой белков, таких как адгезины, которые помогают этим микроорганизмам колонизировать различные среды.

синтез

У грамотрицательных бактерий компоненты стенки синтезируются в цитоплазме или во внутренней мембране. Строительство стены происходит снаружи клетки.

Образование пептидогликана начинается в цитоплазме, где происходит синтез нуклеотидных предшественников компонентов стенки.

Впоследствии синтез продолжается в цитоплазматической мембране, где синтезируются соединения липидной природы..

Процесс синтеза заканчивается внутри цитоплазматической мембраны, где происходит полимеризация пептидогликановых звеньев. Различные ферменты участвуют в этом процессе.

функции

Как и клеточная стенка у растений, эта структура у бактерий выполняет аналогичные функции по защите этих одноклеточных организмов от лизиса перед лицом осмотического стресса..

Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий помогает транслокации белков и растворенных веществ и передаче сигнала. Он также защищает организм от патогенов и обеспечивает клеточную стабильность.

Клеточная стенка у грибов

Структура и состав

Большинство клеточных стенок у грибов имеют довольно схожий состав и структуру. Они образуются из гелеобразных углеводных полимеров, перепутанных с белками и другими компонентами..

Отличительным компонентом грибковой стенки является хитин. Он взаимодействует с глюканами, образуя волокнистую матрицу. Хотя это прочная структура, она обладает определенной степенью гибкости.

синтез

Другие компоненты синтезируются в аппарате Гольджи и в эндоплазматической сети. Эти молекулы выводятся в клеточную поверхность путем выделения с помощью везикул..

функции

Клеточная стенка грибов определяет ее морфогенез, жизнеспособность и патогенность. С экологической точки зрения он определяет тип среды, в которой может жить определенный грибок или нет.

Источник