Для чего нужна стенка клетки

Клеточная стенка

Клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.

Содержание

Клеточные стенки прокариот

Клеточные стенки бактерий состоят из пептидогликана (муреина) и бывают двух типов: грамположительного и грамотрицательного. Клеточная стенка грамположительного типа состоит исключительно из толстого слоя пептидогликана, плотно прилегающего к клеточной мембране и пронизанного тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. При грамотрицательном типе слой пептидогликана существенно тоньше, между ним и плазматической мембраной находится периплазматическое пространство, а снаружи клетка окружена ещё одной мембраной, представленной т. н. липополисахаридом и являющаяся пирогенным эндотоксином грамотрицательных бактерий.

Клеточные стенки грибов

Клеточные стенки грибов состоят из хитина и глюканов.

Клеточные стенки водорослей

Большинство водорослей имеют клеточную стенку из целлюлозы и различных гликопротеинов. Включения дополнительных полисахаридов имеют большое таксономическое значение.

Диатомовые водоросли синтезируют свою клеточную стенку из кремнезёма.

Клеточные стенки высших растений

Клеточные стенки высших растений построены в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. В них существуют углубления — поры, через которые проходят плазмодесмы, осуществляющие контакт соседних клеток и обмен веществами между ними. Растительные клеточные стенки выполняют целый ряд функций: они обеспечивают жесткость клетки для структурной и механической поддержки, придают форму клетке, направление её роста и в конечном счете морфологию всему растению. Клеточная стенка также противодействует тургору, то есть осмотическому давлению, когда дополнительное количество воды поступает в растения. Клеточные стенки защищают от патогенов, проникающих из окружающей среды, и запасают углеводы для растения. Растительные клеточные стенки строятся прежде всего из углеводного полимера целлюлозы.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Клеточная стенка» в других словарях:

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — бактерий, специфическая по химич. составу оболочка, окружающая протопласт и тесно связанная структурно функциональными взаимоотношениями с цитоплазматич. мембраной. Толщ. 10 50 нм. Составляет 10 50% сухой массы клеток. У большинства бактерий в… … Биологический энциклопедический словарь

клеточная стенка — Структура, обеспечивающая жесткость структуры клетки и ее механическую прочность, является осмотическим барьером. [Англо русский глоссарий основных терминов по вакцинологии и иммунизации. Всемирная организация здравоохранения, 2009 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика

клеточная стенка — Синонимы: клеточная оболочка продукт жизнедеятельности протопласта растительной клетки, образующийся за пределами плазмалеммы. Обеспечивает защиту клетки, придает ей определенную форму, участвует в проведении, поглощении и выделении веществ… … Анатомия и морфология растений

клеточная стенка — cell wall, cytoderm клеточная стенка (оболочка). Внешняя структурная оболочка растительной клетки, придающая ей форму и прочность и состоящая в основном из полисахаридов, синтезируемых аппаратом Гольджи ; различают… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — см. клеточная оболочка … Словарь ботанических терминов

клеточная стенка бактерий — специфическая по хим. составу оболочка, окружающая протопласт и тесно связанная структурно–функциональными взаимоотношениями с цитоплазматической мембраной. Толщина К. с. – 150 нм; составляет 10 5°% сухой массы клеток. У большинства бактерий в… … Словарь микробиологии

Клеточная стенка (оболочка) бактерий — структура бактерий и грибов, располагающаяся между цитоплазматической мембраной и капсулой (если таковая имеется) или ионизированным слоем внешней среды. Защищает бактерии от осмотического шока (10 25 атм и более) и др. факторов, определяет форму … Словарь микробиологии

клеточная стенка (оболочка) — Внешняя структурная оболочка растительной клетки, придающая ей форму и прочность и состоящая в основном из полисахаридов, синтезируемых аппаратом Гольджи; различают первичную (у растущих клеток) и вторичную К.с. (у клеток, достигших… … Справочник технического переводчика

вторичная клеточная стенка — внутренняя часть клеточной стенки, образующаяся после завершения роста клетки; растет путем аппозиции внутрь клетки, тем самым уменьшая ее полость. Содержит значительно меньше воды, чем первичная клеточная стенка. В сухом веществе преобладает… … Анатомия и морфология растений

первичная клеточная стенка — тонкая (0,1–0,5 мкм) стенка делящихся и растущих клеток. Содержит до 90 % воды, в сухом веществе у однодольных растений преобладает гемицеллюлоза, у двудольных – гемицеллюлоза и пектины в равном соотношении; содержание целлюлозы не превышает 30 % … Анатомия и морфология растений

Источник

Клеточная стенка

Что такое клеточная стенка?

За очень немногими исключениями, все клетки окружены внеклеточным матриксом, состоящим из белков, углеводов и других веществ. Благодаря своей исключительной силе и способности контролировать форму клеток, внеклеточный матрикс эубактерий, водорослей, грибов и растений называется клеточной стенкой.

Клеточная стенка представляет собой дополнительный слой защиты поверх клеточной мембраны. Вы можете найти клеточные стенки как у прокариот, так и у эукариот, и они наиболее распространены у растений, водорослей, грибов и бактерий.

Зачем нужна клеточная стенка?

Клеточная стенка выполняет несколько функций, включая поддержание структуры и формы клетки. Стена жесткая, поэтому она защищает клетку и ее содержимое.

Она также играет важную роль в транспорте. Поскольку стенка представляет собой полупроницаемую мембрану, она позволяет проходить определенным веществам, таким как белки. Это позволяет стене регулировать диффузию в клетке и контролировать, что входит или выходит.

Кроме того, полупроницаемая мембрана помогает связи между клетками, позволяя сигнальным молекулам проходить через поры.

Из чего состоит клеточная стенка?

Клеточная стенка растения состоит в основном из углеводов, таких как пектины, целлюлоза и гемицеллюлоза. Она также содержит структурные белки в меньших количествах и некоторые минералы, такие как кремний. Все эти компоненты являются жизненно важными частями клеточной стенки.

Целлюлоза представляет собой сложный углевод и состоит из тысяч мономеров глюкозы, которые образуют длинные цепи. Эти цепи собираются вместе и образуют целлюлозные микрофибриллы диаметром несколько нанометров. Микрофибриллы помогают контролировать рост клетки, ограничивая или допуская ее расширение.

Тургорное давление клетки

Одна из главных причин наличия стенки в растительной клетке заключается в том, что она может противостоять тургорному давлению, и именно здесь целлюлоза играет решающую роль. Тургорское давление — это сила, создаваемая выталкивающей внутренней частью ячейки. Микрофибриллы целлюлозы образуют матрицу с белками, гемицеллюлозами и пектинами, чтобы обеспечить прочную основу, которая может противостоять тургорному давлению.

И гемицеллюлозы, и пектины являются разветвленными полисахаридами. Гемицеллюлозы имеют водородные связи, соединяющие их с микрофибриллами целлюлозы, в то время как пектины удерживают молекулы воды, образуя гель. Гемицеллюлозы увеличивают прочность матрицы, а пектины помогают предотвратить сжатие.

Белки в клеточной стенке

Белки в клеточной стенке выполняют разные функции. Некоторые из них обеспечивают структурную поддержку. Другие ферменты, которые являются типом белка, который может ускорить химические реакции.

Эти ферменты помогают формированию и нормальных изменений, которые происходят для поддержания клеточной стенки завода. Они также играют роль в созревании плодов и изменении цвета листьев.

Вещества клеточной стенки

Целлюлоза и хитин являются полисахаридами, то есть они состоят из множества связанных молекул сахара. Целлюлоза представляет собой полимер из глюкозы, который содержит только углерод, водород и кислород, в то время как хитин представляет собой полимер из N-ацетилглюкозамина, сахар, который содержит азот также. Как целлюлоза, так и хитин являются линейными неразветвленными полимерами соответствующих сахаров, и несколько десятков этих полимеров собраны в большие кристаллоподобные кабели, называемые микрофибриллами, которые наматываются на клетки.

Целлюлоза клеточной стенки

Кажется, что каждая розетка способна «закрутить» микрофибриллу в клеточную стенку. Во время этого процесса, когда новые субъединицы глюкозы добавляются к растущему концу фибрилл, розетка проталкивается вокруг клетки на поверхности клеточной мембраны, и ее целлюлозная фибрилла оборачивается вокруг протопласта. Таким образом, каждая растительная клетка может рассматриваться как составляющая свой собственный целлюлозно-фибрильный кокон.

Целлюлоза состоит из молекул глюкозы, соединенных между собой.

В отличие от других компонентов клеточной стенки, которые синтезируются в организме Гольджи (органелле, которая производит, сортирует и транспортирует различные макромолекулы внутри клетки), целлюлоза синтезируется на поверхности клетки растения. В плазматическую мембрану растения встроен фермент, называемый синтетазой целлюлозы, который синтезирует целлюлозу.

Когда целлюлоза синтезируется, она самопроизвольно образует микрофибриллы, которые осаждаются на поверхности клетки. Поскольку фермент синтетазы целлюлозы находится в плазматической мембране, новые целлюлозные микрофибриллы откладываются под более старые целлюлозные микрофибриллы. Таким образом, самые старые целлюлозные микрофибриллы находятся на внешней стороне стенки, в то время как более новые микрофибриллы находятся на внутренней стороне стенки.

Функции клеточной стенки

Клеточные стенки обеспечивают жесткость и защиту. Для многоклеточных организмов клеточная стенка также связывает разные клетки вместе. Растения используют клеточную стенку как часть своей системы для поддержания формы и жесткости.

Она придает растению актуальную форму, действует как привратник, потому что она определяет, что может входить и выходить из ячейки, чтобы обеспечить защиту. Это похоже на внешние кирпичи замка, только, в этом замке есть отверстия. Эти отверстия делают клетку уязвимой, но они важны для ее функционирования.

Красное дерево и одуванчик имеют клеточные стенки снаружи всех своих клеток. Клеточные стенки предназначены для того, чтобы дать растениям форму и поддержку; однако клеточные стенки действуют и конструируются немного по-другому, чтобы удовлетворить потребности конкретного растения.

Например, 100-футовому дереву красного дерева нужна очень прочная и жесткая клеточная стенка растения, чтобы оно могло вырасти до своей большой высоты и не упасть на ветру. С другой стороны, маленький желтый одуванчик в поле должен иметь большую пластичность, чтобы он мог сгибаться, а не ломаться, когда ветер дует.

Вы когда-нибудь забывали поливать цветы? Возможно, они не смогут говорить, но они дадут вам знать, когда захотят пить, и начнут опускаться. Их форма по-прежнему поддерживается клеточной стенкой, так что, как только вы поливаете растение, оно может снова подняться. С другой стороны, если вы слишком много дали им воды, клеточная стенка также предотвращает перенасыщение водой, она защищает клетку от чрезмерного расширения.

Клеточная стенка защищает растение и клетки от многих насекомых и патогенных микроорганизмов, которые могут нанести вред растению, но клеточная стенка имеет свои уязвимые участки. По всей клеточной стенке есть отверстия, называемые плазмодесмами. Это отверстия, которые позволяют питательным веществам проникать в клетку, а также отходам, выходящим из клетки. Эти маленькие отверстия могут вызвать потерю клеткой воды, и именно тогда растение начнет опускаться. Но как только растение сможет выпить, оно вернется к своей правильной форме.

Структура растительной клеточной стенки

Стенки растительных клеток представляют собой трехслойные структуры со средней пластинкой, первичной клеточной стенкой и вторичной клеточной стенкой. Средняя пластинка является самым внешним слоем и помогает в межклеточных соединениях, удерживая соседние клетки вместе (другими словами, она располагается между клеточными стенками двух клеток и удерживает их вместе; именно поэтому она называется средней пластинкой, хотя это самый внешний слой).

Средняя пластинка действует как клей или цемент для растительных клеток, потому что она содержит пектины. Во время деления клетки формируется первая средняя пластинка.

Первичная клеточная стенка

Развивается когда клетка растет, поэтому она имеет тенденцию быть тонкой и гибкой. Она образуется между средней пластинкой и плазматической мембраной.

Она состоит из целлюлозных микрофибрилл с гемицеллюлозами и пектинами. Этот слой позволяет клетке расти со временем, но не слишком ограничивает рост клетки.

Вторичная клеточная стенка

Более толстая и более жесткая, поэтому она обеспечивает большую защиту растения. Она существует между первичной стенкой и плазматической мембраной. Часто первичная стенка фактически помогает создать эту вторичную стенку после того, как клетка заканчивает расти.

Вторичные клеточные стенки состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Лигнин является полимером ароматического спирта, который обеспечивает дополнительную поддержку растения. Это помогает защитить растение от нападений насекомых или патогенных микроорганизмов. Лигнин также помогает с водным транспортом в клетках.

Разница между первичными и вторичными клеточными стенками в растениях

Когда вы сравниваете состав и толщину первичных и вторичных клеточных стенок у растений, легко увидеть различия.

Во-первых, первичные стенки содержат одинаковое количество целлюлозы, пектинов и гемицеллюлоз. Однако вторичные стенки не содержат пектина и содержат больше клетчатки. Во-вторых, целлюлозные микрофибриллы в стенках первичных клеток выглядят случайными, но они организованы во вторичные стенки.

Хотя ученые обнаружили много аспектов функционирования клеточных стенок у растений, некоторые области все еще нуждаются в дополнительных исследованиях.

Например, они все еще узнают больше о фактических генах, вовлеченных в биосинтез клеточной стенки. Исследователи считают, что в этом процессе принимают участие около 2000 генов. Другая важная область исследования — как генная регуляция работает в клетках растений и как она влияет на стенку.

Клеточная стенка грибов

Клеточные стенки грибов содержат хитин, который является производным глюкозы, похожим по структуре на целлюлозу. Слои хитина очень жесткие; хитин — это та же молекула, которая содержится в жестких экзоскелетах животных, таких как насекомые и ракообразные.

Глюканы, которые являются другими полимерами глюкозы, также обнаруживаются в клеточной стенке гриба вместе с липидами и белками. У грибов есть белки, названные гидрофобинами в их клеточных стенках. Обнаруженные только в грибах, гидрофобины придают клеткам силу, помогают им прилипать к поверхности и помогают контролировать движение воды в клетки. У грибов клеточная стенка является наиболее внешним слоем и окружает клеточную мембрану.

Клеточная стенка бактерий

Бактериальная стенка имеет пептидогликаны.

Пептидогликан или мурейн — это уникальная молекула, которая состоит из сахаров и аминокислот в сетчатом слое и помогает клетке сохранять свою форму и структуру.

Клеточная стенка у бактерий существует вне плазматической мембраны. Стена не только помогает настроить форму ячейки, но также помогает предотвратить разрыв ячейки и разлив всего ее содержимого.

Источник

Познание мира

Клеточная стенка: виды, характеристики и функции

Клетка — основная единица жизни. Каждое существо, которое считается живым, имеет по крайней мере одну клетку в структуре своего тела, от самого основного прокариота до человеческого существа, которое состоит из 30 миллионов миллионов клеток (84% из них — эритроциты).

Каждая клетка должна иметь возможность питаться, расти, размножаться, дифференцироваться, передавать сигналы, распознавать окружающую среду и развиваться, то есть ее геном должен изменяться от поколения к поколению.

Помимо этих функций, следует отметить, что клетка имеет в своей структуре ДНК в виде хромосом, которая может быть свободной в цитоплазме (прокариоты) или заключенной в ядерную мембрану (эукариоты). Эта ДНК содержит всю информацию, необходимую для синтеза белков, которые составляют 80% дегидратированной протоплазмы клетки. Посредством процессов транскрипции и трансляции информация, содержащаяся в генах, преобразуется в цепочку аминокислот, базовых единиц всего белкового материала.

Чтобы все эти процессы имели место, клетка должна обеспечивать внутренний гомеостатический баланс, то есть он должен оставаться относительно постоянным, несмотря на изменения окружающей среды. Плазматическая мембрана отделяет эту единицу от остальной среды и регулирует вход и выход веществ, но есть и другие вспомогательные структуры, которые способствуют защите и целостности клетки.

Что такое клеточная стенка?

Клеточную стенку можно определить как внеклеточный матрикс, окружающий все клетки растений. Однако он также присутствует у большинства прокариот, грибов и других живых существ, которые обычно считаются «эволюционно простыми».

С другой стороны, клетки животных не имеют клеточной стенки, и их единственное ограничение по отношению к окружающей среде — это плазматическая мембрана.

Несмотря на то, что во всех клетках именно плазматическая мембрана отграничивает внутреннюю часть клетки от внешней, различные таксоны живых существ решили покрыть эти структурные единицы нерастворимой матрицей секретируемых макромолекул. Эта матрица или внеклеточная стенка не только обеспечивает структурную поддержку клеток и различных тканей, но также позволяет поддерживать клетку в окружающей среде, формировать адгезии и особые взаимодействия и определяет функциональность различных линий в пределах одного и того же живого существа.

Состав клеточной стенки варьируется между различными таксонами живых существ, которые ее представляют.

Клеточная стенка у бактерий

У бактерий клетка соответствует всему телу. По этой причине эти микроорганизмы обычно имеют особые структуры (такие как реснички, жгутики и фимбрии), которых у остальных многоклеточных существ нет в большинстве тканей. Бактерии должны приспосабливаться к единственному клеточному телу, чтобы выполнять все свои жизненно важные функции.

Стенка бактериальной клетки состоит из пептидогликана (муреина), который, в свою очередь, состоит из полисахаридных цепей, связанных между собой необычными пептидами, содержащими D-аминокислоты. Химический состав является важным отличием стенок в разных царствах, поскольку состав грибов состоит из хитина, а у растений — из целлюлозы. Однако посылка и функциональность у всех этих таксонов схожи.

Клеточная стенка грибов

Помимо хитина или хитозана, клеточная стенка грибов также содержит глюканы, полимеры глюкозы, которые служат для соединения различных цепей хитина. Наконец, эта структура также содержит ферменты, необходимые для синтеза и разрушения стенки, и представляет собой структурные белки.

Клеточная стенка растений

Клеточная стенка растений является наиболее известной на общем уровне, поскольку она обычно используется в качестве основного различия между клеткой царства животных и растений. Самая важная функция этого твердого и устойчивого внеклеточного матрикса — поддерживать осмотическое давление клеточной среды, являющееся результатом разницы концентраций во внутренней и внешней среде.

Когда внеклеточная среда является гипотонической (в ней концентрация растворенных веществ ниже, чем в клетке), вода проникает в клетку, вызывая ее набухание. С химической точки зрения ищется баланс между гипотоническим внешним раствором и гипертонической цитоплазмой, то есть оба становятся изотоническими при обмене жидкостей. Без клеточных стенок (которые выдерживают давление, в несколько раз превышающее атмосферное), растительные клетки набухают из-за попадания воды и в конечном итоге взрываются.

Чтобы выдерживать такое давление, клеточная стенка должна быть прочной и жесткой. Кроме того, у неё есть три разных слоя:

В растущей первичной клеточной стенке наиболее важными синтетическими материалами являются целлюлоза (полимер, состоящий из более чем 10 000 мономеров глюкозы), гемицеллюлоза (в основном типа ксилоглюкана) и пектин. Следует отметить, что, как ни странно, целлюлоза является наиболее распространенным биополимером на Земле, поскольку растения содержат 80% биомассы всей планеты (в виде молекул углерода) в своих тканях, около 450 гигатонн.

В среде растительной клетки фибриллы целлюлозы встроены в матрицу, которая состоит из белков и двух уже названных полисахаридов, гемицеллюлозы и пектина. В то время как распределение этих трех полисахаридов однородно в первичной стенке, во вторичной стенке 80% из них соответствуют целлюлозе, отсюда ее жесткость и прочность.

В дополнение к этой жизненно важной работе, клеточная стенка растений (особенно вторичная) также действует как «перегородка» для построения тканей, поскольку ее твердость, малая пластичность и возможность объединения с соседними структурами придают этому внеклеточному матриксу все преимущества, необходимые для поддержания порядка в тканях. Без клеточной стенки жизнь растений, прокариот и грибов была бы невозможна.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Клеточная оболочка

Клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.

Содержание

Клеточные стенки прокариот

Клеточные стенки бактерий состоят из пептидогликана (муреина) и бывают двух типов: грамположительного и грамотрицательного. Клеточная стенка грамположительного типа состоит исключительно из толстого слоя пептидогликана, плотно прилегающего к ЦПМ. При грамотрицательном типе слой пептидогликана существенно тоньше, между ним и плазматической мембраной находится периплазматическое пространство, а снаружи клетка окружена еще одной мембраной.

Клеточные стенки грибов

Клеточные стенки грибов состоят из хитина и глюканов.

Клеточные стенки водорослей

Большинство водорослей имеют клеточную стенку из целлюлозы и различных гликопротеинов. Включения дополнительных полисахаридов имеют большое таксономическое значение.

Клеточные стенки высших растений

Клеточные стенки высших растений построены в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. В них существуют поры плазмодесмы, по которым осуществляется контакт соседних клеток и их обмен веществом.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Клеточная оболочка» в других словарях:

КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА — растений, клеточная стенка (membrana cellulae), структурное образование на периферии клетки (за пределами клеточной мембраны плазмалеммы), придающее ей прочность, сохраняюшее её форму и защищающее протопласт. У мн. растений К. о. способны к… … Биологический энциклопедический словарь

клеточная оболочка — (cytolemma, LNH; син.: клеточная мембрана, плазматическая мембрана, плазмолемма, цитолемма, цитоплазматическая мембрана, цитоплазматическая оболочка) оболочка, покрывающая поверхность клетки, обеспечивающая ее целостность и регулирующая обмен… … Большой медицинский словарь

клеточная оболочка — см. клеточная стенка … Анатомия и морфология растений

КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА — продукт деятельности живого протопласта, защищающий содержимое клетки от повреждения, придающий ей определенную форму. Кроме того, К. о. участвует в поглощении и проведении веществ, транспирации, процессах выделения благодаря наличию разных по… … Словарь ботанических терминов

клеточная оболочка или мембрана — цитоплазматическая оболочка или мембрана Компонент клетки [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии Синонимы цитоплазматическая оболочка или мембрана EN plasma membrane … Справочник технического переводчика

ВТОРИЧНАЯ КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА — совокупность параллельных слоев целлюлозных микрофибрилл на внутренней поверхности первичной оболочки … Словарь ботанических терминов

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ — КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ, классическое учение о микроскоп, строении всех растительных и животных организмов из особых элементарных единиц клеток. Согласно этому учению последние, входя в состав организма, сами в свою очередь являются до известной степени … Большая медицинская энциклопедия

клеточная стенка — Синонимы: клеточная оболочка продукт жизнедеятельности протопласта растительной клетки, образующийся за пределами плазмалеммы. Обеспечивает защиту клетки, придает ей определенную форму, участвует в проведении, поглощении и выделении веществ… … Анатомия и морфология растений

клеточная мембрана — см. Клеточная оболочка … Большой медицинский словарь

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — см. клеточная оболочка … Словарь ботанических терминов

Источник