ميزات جدار الخلية والوظائف والبنية

ال جدار الخلية إنه هيكل سميك ومقاوم يحدد أنواعًا معينة من الخلايا ويحيط بغشاء البلازما. لا يعتبر جدارًا يتجنب الاتصال بالخارج ؛ إنها بنية ديناميكية ومعقدة ومسؤولة عن عدد كبير من الوظائف الفسيولوجية في الكائنات الحية.

تم العثور على جدار الخلية في النباتات والفطريات والبكتيريا والطحالب. كل جدار له هيكل وتكوين نموذجي للمجموعة. في المقابل ، واحدة من خصائص الخلايا الحيوانية هي عدم وجود جدار الخلية. هذا الهيكل مسؤول بشكل أساسي عن إعطاء شكل الخلايا والحفاظ عليه.

يعمل جدار الخلية كحاجز واقي استجابةً للاختلالات التناضحية التي قد تحدثها البيئة الخلوية. بالإضافة إلى ذلك ، لها دور في التواصل بين الخلايا.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
• 2 جدار الخلية في النباتات
  • 2.1 هيكل وتكوين
  • 2.2 الملخص
  • 2.3 وظيفة
• 3 جدار الخلية في بدائيات النوى
  • 3.1 هيكل وتكوين في eubacteria
  • 3.2 هيكل وتكوين في العتيق
  • 3.3 الملخص
  • 3.4 وظائف
• 4 جدار الخلية في الفطريات
  • 4.1 هيكل وتكوين
  • 4.2 التوليف
  • 4.3 وظائف
• 5 المراجع

الخصائص العامة

-جدار الخلية هو حاجز سميك ومستقر وديناميكي موجود في مجموعات مختلفة من الكائنات الحية.

-وجود هذه البنية أمر حيوي لاستمرار الخلية ، وشكلها ، وفي حالة الكائنات الحية الضارة ، تشارك في إمراضها.

-على الرغم من أن تكوين الجدار يختلف باختلاف كل مجموعة ، فإن الوظيفة الرئيسية هي الحفاظ على سلامة الخلية ضد القوى التناضحية التي يمكن أن تنفجر الخلية.

-في حالة الكائنات المتعددة الخلايا ، فهي تساعد على تكوين الأنسجة وتشارك في التواصل الخلوي

جدار الخلية في النباتات

هيكل وتكوين

تتكون جدران خلايا الخلايا النباتية من السكريات والبروتينات السكرية التي يتم تنظيمها في مصفوفة ثلاثية الأبعاد..

العنصر الأكثر أهمية هو السليلوز. وهو يتألف من وحدات متكررة من الجلوكوز ، مرتبطة ببعضها بواسطة روابط β-1،4. يحتوي كل جزيء على حوالي 500 جزيء من الجلوكوز.

تشمل بقية المكونات: الهوموغالاكتورونان ، راهموجالاكتورونان الأول والثاني وعديد السكاريد الهيميسيلولوز مثل إكسيلوغلوكان ، جلوكومانانس ، زايلانس ، من بين أمور أخرى.

يحتوي الجدار أيضًا على مكونات ذات طبيعة بروتينية. Arabinogalactan هو بروتين موجود في الحائط ويتعلق بإشارات الخلية.

يرتبط الهيمسلولوز بصلات الهيدروجين مع السليلوز. هذه التفاعلات مستقرة جدا. وضع التفاعل غير محدد جيدًا لبقية المكونات.

يمكن التمييز بين جدران الخلايا الأولية والثانوية. الأساسي رقيقة ومرنة إلى حد ما. بعد توقف نمو الخلية ، يحدث ترسب الجدار الثانوي ، والذي يمكن أن يغير تكوينه فيما يتعلق بالتركيب الأساسي أو يظل دون تغيير وإضافة طبقات إضافية فقط.

في بعض الحالات ، يعد اللجنين أحد مكونات الجدار الثانوي. على سبيل المثال ، تظهر الأشجار كميات كبيرة من السليلوز واللجنين.

تركيب

عملية التركيب الحيوي للجدار معقدة. أنها تنطوي على ما يقرب من 2000 الجينات المشاركة في بناء الهيكل.

يتم تصنيع السليلوز في غشاء البلازما ليتم إيداعه مباشرة من الخارج. يتطلب تكوينها العديد من المجمعات الأنزيمية.

يتم تصنيع بقية المكونات في أنظمة غشائية تقع داخل الخلية (مثل جهاز Golgi) وتفرز بواسطة حويصلات.

وظيفة

يحتوي جدار الخلية في النباتات على وظائف مماثلة لتلك التي تؤديها المصفوفة خارج الخلية في الخلايا الحيوانية ، مثل الحفاظ على شكل الخلية وبنيتها ، وربط الأنسجة وإشارة الخلية. بعد ذلك سنناقش أهم الوظائف:

تنظيم turgor

في الخلايا الحيوانية - التي تفتقر إلى جدار الخلية - تشكل البيئة خارج الخلية تحديًا كبيرًا من حيث التناضح.

عندما يكون تركيز الوسط أعلى مقارنة بداخل الخلية ، يميل الماء في الخلية إلى الخروج. على العكس ، عندما تتعرض الخلية لبيئة ناقصة التوتر (تركيز أعلى داخل الخلية) تدخل المياه ويمكن للخلية أن تنفجر.

في حالة الخلايا النباتية ، تكون المواد المذابة الموجودة في بيئة الخلية أقل منها في داخل الخلية. ومع ذلك ، لا تنفجر الخلية بسبب ضغط جدار الخلية. تسبب هذه الظاهرة ظهور بعض الضغط الميكانيكي أو التورم الخلوي.

يساعد الضغط الناتج عن جدار الخلية في الحفاظ على أنسجة النباتات جامدة.

اتصالات بين الخلايا

الخلايا النباتية قادرة على التواصل مع بعضها البعض من خلال سلسلة من "القنوات" تسمى البلازمودز. تسمح هذه المسارات بتوصيل السيتوسول لكل من الخلايا وتبادل المواد والجزيئات.

يسمح هذا النظام بتبادل المنتجات الأيضية والبروتينات والأحماض النووية وحتى الجزيئات الفيروسية.

إشارات الطرق

في هذه المصفوفة المعقدة ، هناك جزيئات مشتقة من البكتين ، مثل oligogalacturonides ، والتي لديها القدرة على إطلاق مسارات الإشارات كردود دفاعية. وبعبارة أخرى ، فإنها تعمل مثل الجهاز المناعي في الحيوانات.

على الرغم من أن جدار الخلية يشكل حاجزًا ضد مسببات الأمراض ، إلا أنه لا يمكن اختراقه تمامًا. لذلك ، عندما يتم إضعاف الجدار يتم إطلاق هذه المركبات و "تحذير" مصنع الهجوم.

استجابة لذلك ، يحدث إطلاق أنواع الأكسجين التفاعلي ويتم إنتاج الأيضات ، مثل فيتوإليكسين ، وهي مواد مضادة للميكروبات.

جدار الخلية في بدائيات النوى

هيكل وتكوين في eubacteria

يحتوي الجدار الخلوي لبكتيريا eubacteria على بنائين أساسيين ، يميزهما وصمة الغرام الشهيرة.

تتكون المجموعة الأولى من البكتيريا سالبة الجرام. في هذا النوع غشاء مزدوج. جدار الخلية رفيع ومحاط من كلا الجانبين بغشاء بلازما داخلي وخارجي. المثال الكلاسيكي للبكتيريا سلبية الجرام هو كولاي.

من جانبها ، تحتوي البكتيريا الموجبة للجرام فقط على غشاء بلازما ويكون جدار الخلية أكثر سماكة. هذه عادة ما تكون غنية في أحماض تيكويك والأحماض الفطرية. مثال على ذلك هو العامل الممرض المكورات العنقودية الذهبية.

المكون الرئيسي لكلا النوعين من الجدران هو ببتيدوغليكان ، المعروف أيضا باسم مورين. الوحدات أو المونومرات التي تتكون منها هي N-acetylglucosamine و N-acetylmuramic acid. وهي تتألف من سلاسل خطية من السكريات والببتيدات الصغيرة. الببتيدوغليكان يشكل هياكل قوية ومستقرة.

بعض المضادات الحيوية ، مثل البنسلين والفانكومايسين ، تعمل عن طريق منع تكوين روابط جدار الخلية البكتيرية. عندما تفقد بكتيريا جدارها الخلوي ، تُعرف التركيبة الناتجة بالبلاط الكروي.

هيكل وتكوين في العتيق

تختلف الآثار القديمة في تكوين الجدار فيما يتعلق بالبكتيريا ، وذلك أساسًا لأنها لا تحتوي على الببتيدوغليكان. تحتوي بعض الأركيا على طبقة من pseudopeptidoglycan أو pseudomurein.

يبلغ سمك هذا البوليمر 15-20 نانومتر ويشبه الببتيدوغليكان. مكونات البوليمر هي حمض L-N-acetyltalosaminuronic مرتبط بـ N-Acetylglucosamine.

إنها تحتوي على سلسلة من الدهون النادرة ، مثل مجموعات الأيزوبرين المرتبطة بالجليسرول وطبقة إضافية من البروتينات السكرية تسمى الطبقة S. وغالبًا ما ترتبط هذه الطبقة بغشاء البلازما.

الدهون مختلفة عن البكتيريا. في حقيقيات النوى والبكتيريا ، تكون الروابط الموجودة من نوع الإستر ، بينما في الأنواع القديمة تكون من النوع الأثير. هيكل عظمي من الجلسرين هو نموذجي لهذا المجال.

هناك بعض أنواع العتيق ، مثل حمض الفيروبلازما و Thermoplasma spp. ، التي لا تحتوي على جدار خلية ، على الرغم من العيش في ظروف بيئية قاسية.

تقدم كل من البكتيريا والعتيقة طبقة كبيرة من البروتينات ، مثل المواد اللاصقة ، والتي تساعد هذه الكائنات الحية الدقيقة على استعمار بيئات مختلفة.

تركيب

في البكتيريا سالبة الجرام ، يتم تصنيع مكونات الجدار في السيتوبلازم أو في الغشاء الداخلي. بناء الجدار يحدث خارج الخلية.

يبدأ تكوين الببتيدوغليكان في السيتوبلازم ، حيث يحدث التخليق ، وسلائف النيوكليوتيدات لمكونات الجدار.

بعد ذلك ، يستمر التخليق في الغشاء الخلوي ، حيث يتم تصنيع مركبات الطبيعة الدهنية.

تنتهي عملية التخليق داخل الغشاء الخلوي ، حيث تحدث بلمرة وحدات الببتيدوغليكان. إنزيمات مختلفة تشارك في هذه العملية.

وظائف

مثل جدار الخلية في النباتات ، يؤدي هذا التركيب في البكتيريا وظائف مماثلة لحماية هذه الكائنات أحادية الخلية من التحلل في مواجهة الإجهاد الاسموزي.

يساعد الغشاء الخارجي للبكتيريا سالبة الجرام في نقل البروتينات والمواد المذابة ، ونقل الإشارات. كما أنه يحمي الكائن الحي من مسببات الأمراض ويوفر الاستقرار الخلوي.

جدار الخلية في الفطريات

هيكل وتكوين

غالبية جدران الخلايا في الفطريات لها تركيبة وبنية متشابهة إلى حد ما. تتكون من بوليمرات كربوهيدرات شبيهة بالهلام ، متشابكة مع البروتينات والمكونات الأخرى.

المكون المميز للجدار الفطري هو الكيتين. يتفاعل مع glucans لإنشاء مصفوفة ليفية. على الرغم من أنها بنية قوية ، إلا أنها تتمتع بدرجة معينة من المرونة.

تركيب

يحدث تخليق المكونات الرئيسية - الكيتين والجلوكان - في غشاء البلازما.

يتم تصنيع المكونات الأخرى في جهاز Golgi وفي الشبكة الإندوبلازمية. تؤخذ هذه الجزيئات إلى الخارج الخلوي عن طريق إفراز عن طريق الحويصلات.

وظائف

يحدد الجدار الخلوي للفطريات التشكل ، وصلاحيته للخلايا ، وإمراضها. من وجهة النظر البيئية ، فإنه يحدد نوع البيئة التي يمكن أن تعيش فيها الفطريات أو لا.

مراجع

1. Albers، S. V.، & Meyer، B. H. (2011). غلاف الخلية الأثرية. مراجعات الطبيعة, 9(6) ، 414-426.
2. كوبر ، ج. (2000). الخلية: المنهج الجزيئي. الطبعة الثانية. شركاء سيناور.
3. Forbes، B. A. (2009). التشخيص الميكروبيولوجي. Ed. Panamericana Medical.
4. Gow، N.A.، Latge، J. P.، & Munro، C.A (2017). جدار الخلية الفطرية: البنية ، التركيب الحيوي ، والوظيفة. علم الأحياء الدقيقة الطيف 5(3)
5. كيجسترا ، ك. (2010). جدران الخلايا النباتية. فسيولوجيا النبات, 154(2) ، 483-486.
6. Koebnik، R.، Locher، K. P.، & Van Gelder، P. (2000). هيكل ووظيفة بروتينات الغشاء الخارجي البكتيري: براميل باختصار. علم الأحياء الدقيقة الجزيئية, 37(2) ، 239-253.
7. Lodish، H.، Berk، A.، Zipursky، S.L.، Matsudaira، P.، Baltimore، D.، & Darnell، J. (2000). بيولوجيا الخلية الجزيئية الطبعة الرابعة. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، رف الكتب.
8. Scheffers، D. J.، & Pinho، M. G. (2005). تخليق جدار الخلية البكتيرية: رؤى جديدة من دراسات التوطين. علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية مراجعات, 69(4) ، 585-607.
9. شوالتر ، أ. م. (1993). هيكل ووظيفة البروتينات جدار الخلية النباتية. الخلية النباتية, 5(1) ، 9-23.
10. Valent، B. S.، & Albersheim، P. (1974). هيكل جدران الخلايا النباتية: على ربط إكسيلوغلوكان لألياف السليلوز. فسيولوجيا النبات, 54(1) ، 105-108.
11. Vallarino، J. G.، & Osorio، S. (2012). دور الإشارات من oligogalacturonides المستمدة خلال تدهور جدار الخلية. إشارة النبات والسلوك, 7(11) ، 1447-1449.