Thành tế bào: Đặc điểm, chức năng và cấu trúc
Thành tế bào là một cấu trúc dày và kháng phân định một số loại tế bào và bao quanh màng plasma. Nó không được coi là một bức tường tránh tiếp xúc với bên ngoài; Nó là một cấu trúc năng động, phức tạp và chịu trách nhiệm cho một số lượng đáng kể các chức năng sinh lý trong sinh vật.
Thành tế bào được tìm thấy trong thực vật, nấm, vi khuẩn và tảo. Mỗi bức tường có một cấu trúc và một thành phần tiêu biểu của nhóm. Ngược lại, một trong những đặc điểm của tế bào động vật là thiếu thành tế bào. Cấu trúc này chủ yếu chịu trách nhiệm cho và duy trì hình dạng của các tế bào.
Thành tế bào hoạt động như một hàng rào bảo vệ để đáp ứng với sự mất cân bằng thẩm thấu mà môi trường tế bào có thể có. Ngoài ra, nó có vai trò trong giao tiếp giữa các tế bào.
Đặc điểm chung
- Thành tế bào là một hàng rào dày, ổn định và năng động được tìm thấy trong các nhóm sinh vật khác nhau.
-Sự hiện diện của cấu trúc này rất quan trọng đối với khả năng tồn tại của tế bào, hình dạng của nó và, trong trường hợp các sinh vật gây hại, tham gia vào khả năng gây bệnh của nó.
-Mặc dù thành phần của bức tường thay đổi tùy theo từng nhóm, chức năng chính là duy trì tính toàn vẹn của tế bào chống lại các lực thẩm thấu có thể làm vỡ tế bào.
-Trong trường hợp các sinh vật đa bào, giúp hình thành mô và tham gia vào giao tiếp tế bào
Thành tế bào ở thực vật
Cấu trúc và thành phần
Thành tế bào của tế bào thực vật bao gồm các polysacarit và glycoprotein, được tổ chức theo ma trận ba chiều.
Thành phần quan trọng nhất là cellulose. Nó bao gồm các đơn vị glucose lặp đi lặp lại, liên kết với nhau bằng liên kết β-1, 4. Mỗi phân tử chứa khoảng 500 phân tử glucose.
Phần còn lại của các thành phần bao gồm: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I và II và hysellulose polysacarit như xyloglucans, glucomannans, xylans, trong số những loại khác.
Bức tường cũng có các thành phần của một bản chất protein. Arabinogalactan là một protein được tìm thấy trong tường và có liên quan đến tín hiệu tế bào.
Hemiaellulose bị ràng buộc bởi liên kết hydro với cellulose. Những tương tác này rất ổn định. Đối với các thành phần còn lại, chế độ tương tác vẫn chưa được xác định rõ.
Nó có thể được phân biệt giữa các thành tế bào sơ cấp và thứ cấp. Tiểu học là mỏng và hơi dễ uốn. Sau khi quá trình tăng trưởng tế bào dừng lại, sự lắng đọng thành thứ cấp xảy ra, có thể thay đổi thành phần của nó so với lớp chính hoặc không thay đổi và chỉ thêm các lớp bổ sung.
Trong một số trường hợp, lignin là một thành phần của bức tường thứ cấp. Ví dụ, cây có lượng cellulose và lignin đáng kể.
Tổng hợp
Quá trình sinh tổng hợp của tường rất phức tạp. Nó liên quan đến khoảng 2000 gen liên quan đến việc xây dựng cấu trúc.
Cellulose được tổng hợp trong màng plasma để được gửi trực tiếp ra bên ngoài. Sự hình thành của nó đòi hỏi một số phức hợp enzyme.
Phần còn lại của các thành phần được tổng hợp trong các hệ thống màng nằm bên trong tế bào (như bộ máy Golgi) và được bài tiết bằng các túi.
Chức năng
Thành tế bào ở thực vật có chức năng tương tự như các ma trận ngoại bào thực hiện trong các tế bào động vật, như duy trì hình dạng và cấu trúc tế bào, kết nối các mô và tín hiệu tế bào. Tiếp theo chúng ta sẽ thảo luận về các chức năng quan trọng nhất:
Điều chỉnh các turgor
Trong các tế bào động vật - thiếu thành tế bào - môi trường ngoại bào là một thách thức lớn đối với vấn đề thẩm thấu.
Khi nồng độ của môi trường cao hơn so với bên trong tế bào, nước trong tế bào có xu hướng chảy ra. Ngược lại, khi tế bào tiếp xúc với môi trường hypotonic (nồng độ cao hơn trong tế bào) nước sẽ xâm nhập và tế bào có thể phát nổ.
Trong trường hợp tế bào thực vật, các chất hòa tan được tìm thấy trong môi trường tế bào thấp hơn bên trong tế bào. Tuy nhiên, tế bào không nổ vì thành tế bào bị ép. Hiện tượng này gây ra sự xuất hiện của một số áp lực cơ học hoặc tế bào turgor.
Áp lực turgor tạo ra bởi thành tế bào giúp giữ cho các mô của cây cứng.
Kết nối giữa các ô
Các tế bào thực vật có thể giao tiếp với nhau thông qua một loạt các "kênh" được gọi là plasmodesms. Những tuyến này cho phép kết nối cytosol của cả tế bào và trao đổi vật liệu và hạt.
Hệ thống này cho phép trao đổi các sản phẩm trao đổi chất, protein, axit nucleic và thậm chí các hạt virus.
Đường báo hiệu
Trong ma trận phức tạp này có các phân tử có nguồn gốc từ pectin, chẳng hạn như oligogalacturonides, có khả năng kích hoạt các con đường truyền tín hiệu như các phản ứng phòng thủ. Nói cách khác, chúng hoạt động như hệ thống miễn dịch ở động vật.
Mặc dù thành tế bào tạo thành một hàng rào chống lại mầm bệnh, nhưng nó không hoàn toàn không thể xuyên thủng. Do đó, khi bức tường bị suy yếu, các hợp chất này được giải phóng và "cảnh báo" nhà máy của cuộc tấn công.
Đáp lại, sự giải phóng các loại oxy phản ứng xảy ra và các chất chuyển hóa được tạo ra, chẳng hạn như phytoalexin, là những chất chống vi trùng.
Thành tế bào ở sinh vật nhân sơ
Cấu trúc và thành phần trong vi khuẩn eubacteria
Thành tế bào của vi khuẩn eubacteria có hai cấu trúc cơ bản, được phân biệt bởi vết Gram nổi tiếng.
Nhóm đầu tiên được tạo thành từ vi khuẩn gram âm. Trong loại này màng đôi. Thành tế bào mỏng và được bao quanh hai bên bởi màng plasma bên trong và bên ngoài. Ví dụ kinh điển về vi khuẩn gram âm là E. coli.
Về phần mình, vi khuẩn gram dương chỉ có màng sinh chất và thành tế bào dày hơn nhiều. Chúng thường giàu axit teichoic và axit mycolic. Một ví dụ là mầm bệnh Staphylococcus aureus.
Thành phần chính của cả hai loại tường là peptidoglycan, còn được gọi là murein. Các đơn vị hoặc monome tạo ra nó là N-acetylglucosamine và N-acetylmuramic acid. Nó bao gồm các chuỗi polysacarit tuyến tính và các peptide nhỏ. Peptidoglycan tạo thành các cấu trúc mạnh mẽ và ổn định.
Một số loại kháng sinh, như penicillin và vancomycin, hoạt động bằng cách ngăn chặn sự hình thành các liên kết thành tế bào vi khuẩn. Khi một vi khuẩn mất thành tế bào của nó, cấu trúc kết quả được gọi là các hình cầu.
Cấu trúc và thành phần trong archaea
Các vi khuẩn cổ khác nhau về thành phần của bức tường đối với vi khuẩn, chủ yếu là do chúng không chứa peptidoglycan. Một số vi khuẩn cổ có một lớp pseudopeptidoglycan hoặc pseudomurein.
Polyme này có độ dày 15-20nm và tương tự như peptidoglycan. Các thành phần của polymer là axit N-acetyl-keturonic liên kết với N-Acetylglucosamine.
Chúng chứa một loạt các lipit hiếm, chẳng hạn như các nhóm isopren gắn với glycerol và một lớp glycoprotein bổ sung, được gọi là lớp S. Lớp này thường được liên kết với màng plasma.
Lipid khác với vi khuẩn. Ở sinh vật nhân chuẩn và vi khuẩn, các liên kết được tìm thấy thuộc loại este, trong khi ở vi khuẩn cổ, chúng thuộc loại ether. Bộ xương của glycerol là điển hình của lĩnh vực này.
Có một số loài vi khuẩn cổ, chẳng hạn như Ferroplasma Acidophilum và Thermoplasma spp., Không có thành tế bào, mặc dù thực tế là chúng sống trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Cả vi khuẩn eubacteria và archaea đều có một lớp protein lớn, chẳng hạn như chất kết dính, giúp các vi sinh vật này xâm chiếm các môi trường khác nhau.
Tổng hợp
Ở vi khuẩn gram âm, các thành phần của thành được tổng hợp trong tế bào chất hoặc trong màng bên trong. Việc xây dựng các bức tường xảy ra ở bên ngoài của tế bào.
Sự hình thành peptidoglycan bắt đầu trong tế bào chất, nơi xảy ra quá trình tổng hợp nucleotide của các thành phần của thành.
Sau đó, quá trình tổng hợp tiếp tục trong màng tế bào chất, nơi các hợp chất có bản chất lipid được tổng hợp.
Quá trình tổng hợp kết thúc bên trong màng tế bào chất, nơi xảy ra quá trình trùng hợp các đơn vị peptidoglycan. Các enzyme khác nhau tham gia vào quá trình này.
Chức năng
Giống như thành tế bào ở thực vật, cấu trúc này ở vi khuẩn thực hiện các chức năng tương tự để bảo vệ các sinh vật đơn bào này khỏi sự phân giải khi đối mặt với căng thẳng thẩm thấu.
Màng ngoài của vi khuẩn gram âm giúp dịch mã protein và chất hòa tan, và truyền tín hiệu. Nó cũng bảo vệ sinh vật khỏi mầm bệnh và cung cấp sự ổn định của tế bào.
Thành tế bào trong nấm
Cấu trúc và thành phần
Phần lớn các thành tế bào trong nấm có thành phần và cấu trúc khá giống nhau. Chúng được hình thành từ các polyme carbohydrate giống như gel, vướng vào protein và các thành phần khác.
Thành phần đặc biệt của thành nấm là chitin. Nó tương tác với glucans để tạo ra một ma trận dạng sợi. Mặc dù nó là một cấu trúc mạnh mẽ, nhưng nó có một mức độ linh hoạt nhất định.
Tổng hợp
Sự tổng hợp của các thành phần chính - chitin và glucans - xảy ra trong màng sinh chất.
Các thành phần khác được tổng hợp trong bộ máy Golgi và trong mạng lưới nội chất. Các phân tử này được đưa ra bên ngoài tế bào bằng cách bài tiết qua các túi.
Chức năng
Thành tế bào của nấm quyết định hình thái, khả năng sống của tế bào và khả năng gây bệnh của nó. Từ quan điểm sinh thái, nó xác định loại môi trường mà một loại nấm nhất định có thể sống hoặc không.
