Kopīgot:
Šūnu sienas iezīmes, funkcijas un struktūra
The šūnu sienas Tā ir bieza un izturīga struktūra, kas norobežo noteiktus šūnu veidus un apņemas plazmas membrānu. To neuzskata par sienu, kas novērš saskari ar ārpusi; Tā ir dinamiska, sarežģīta struktūra un ir atbildīga par ievērojamu skaitu fizioloģisko funkciju organismos.
Šūnu siena atrodama augos, sēnītēs, baktērijās un aļģēs. Katrai sienai ir struktūra un tipisks grupas sastāvs. Turpretim viena no dzīvnieku šūnu īpašībām ir šūnu sienas trūkums. Šī struktūra ir galvenokārt atbildīga par šūnu formas piešķiršanu un saglabāšanu.
Šūnu siena darbojas kā aizsargbarjera, reaģējot uz osmotisko nelīdzsvarotību, ko var radīt šūnu vide. Turklāt tam ir nozīme šūnu komunikācijā.
Indekss
- 1 Vispārīgi raksturlielumi
- 2 Šūnu siena augos
- 2.1. Struktūra un sastāvs
- 2.2 Kopsavilkums
- 2.3 Funkcija
- 3 Šūnu siena prokariotos
- 3.1. Struktūra un sastāvs eubaktērijās
- 3.2. Arhitektūras struktūra un sastāvs
- 3.3 Kopsavilkums
- 3.4 Funkcijas
- 4 Šūnu siena sēnēs
- 4.1. Struktūra un sastāvs
- 4.2. Sintēze
- 4.3 Funkcijas
- 5 Atsauces
Vispārīgās īpašības
-Šūnu siena ir bieza, stabila un dinamiska barjera, kas atrodama dažādās organismu grupās.
-Šīs struktūras klātbūtne ir būtiska šūnas dzīvotspējai, tās formai un kaitīgu organismu gadījumā tā patogenitātei..
-Lai gan sienas sastāvs mainās atkarībā no katras grupas, galvenā funkcija ir saglabāt šūnu integritāti pret osmotiskiem spēkiem, kas var eksplodēt šūnu..
-Daudzšūnu organismu gadījumā tas palīdz audu veidošanai un piedalās šūnu komunikācijā
Šūnu siena augos
Struktūra un sastāvs
Augu šūnu šūnu sienas sastāv no polisaharīdiem un glikoproteīniem, kas sakārtoti trīsdimensiju matricā..
Svarīgākais komponents ir celuloze. Tas sastāv no atkārtotām glikozes vienībām, kas savienotas ar β-1,4 obligācijām. Katra molekula satur aptuveni 500 glikozes molekulas.
Pārējās sastāvdaļas ir: homogalakturonāns, rhamnogalacturonan I un II un hemicelulozes polisaharīdi, piemēram, ksiloglukāni, glikomannāni, ksilāni,.
Sienā ir arī olbaltumvielas. Arabinogalaktāns ir sienā esošs proteīns, kas saistīts ar šūnu signalizāciju.
Hemicelulozi piesaista ūdeņraža saites ar celulozi. Šīs mijiedarbības ir ļoti stabilas. Mijiedarbības režīms pārējiem komponentiem nav precīzi definēts.
To var diferencēt starp primārajām un sekundārajām šūnu sienām. Primārais ir plāns un nedaudz samērīgs. Pēc šūnu augšanas pārtraukšanas notiek sekundārā sienu nogulsnēšana, kas var mainīt tā sastāvu attiecībā pret primāro vai palikt nemainīga un pievienot tikai papildu slāņus.
Dažos gadījumos lignīns ir sekundārās sienas sastāvdaļa. Piemēram, kokiem ir ievērojams celulozes un lignīna daudzums.
Sintēze
Sienas biosintēzes process ir sarežģīts. Tas ietver aptuveni 2000 gēnu, kas iesaistīti struktūras būvniecībā.
Celuloze tiek sintezēta plazmas membrānā, kas tiks noglabāta tieši ārpusē. Tās veidošanās prasa vairākus fermentu kompleksus.
Pārējās sastāvdaļas tiek sintezētas membrānas sistēmās, kas atrodas šūnas iekšpusē (piemēram, Golgi aparāts) un izdalās ar vezikulām..
Funkcija
Augu šūnu sienām ir līdzīgas funkcijas kā tām, ko ekstracelulārā matrica veic dzīvnieku šūnās, piemēram, saglabājot šūnu formu un struktūru, savienojot audus un šūnu signalizāciju. Tālāk mēs apspriedīsim svarīgākās funkcijas:
Regulējiet turgoru
Dzīvnieku šūnās - kam nav šūnu sienas - ekstracelulārā vide ir galvenais izaicinājums attiecībā uz osmozi.
Ja barotnes koncentrācija ir augstāka, salīdzinot ar šūnu interjeru, ūdens šūnā mēdz iznākt. Savukārt, ja šūna ir pakļauta hipotoniskai videi (augstāka koncentrācija šūnā), ūdens nonāk un šūnas var eksplodēt.
Augu šūnu gadījumā šūnu vidē konstatētie šķīdinātāji ir zemāki nekā šūnu interjerā. Tomēr šūna neizplūst, jo tiek nospiesta šūnu siena. Šī parādība izraisa kādu mehānisku spiedienu vai šūnu turgoru.
Šūnu sienas radītais turgora spiediens palīdz noturēt augu audus.
Savienojumi starp šūnām
Augu šūnas spēj savstarpēji sazināties, izmantojot virkni "kanālu", ko sauc par plazmodēmiem. Šie maršruti ļauj savienot abu šūnu citozolu un apmainīties ar materiāliem un daļiņām.
Šī sistēma ļauj apmainīties ar vielmaiņas produktiem, olbaltumvielām, nukleīnskābēm un pat vīrusu daļiņām.
Signalizācijas ceļi
Šajā sarežģītajā matricā ir molekulas, kas iegūtas no pektīna, piemēram, oligogalakturonīdi, kas spēj izraisīt signalizācijas ceļus kā aizsardzības reakcijas. Citiem vārdiem sakot, viņi strādā kā imūnsistēma dzīvniekiem.
Lai gan šūnu siena veido barjeru pret patogēniem, tā nav pilnīgi necaurlaidīga. Tāpēc, kad siena tiek vājināta, šie savienojumi tiek atbrīvoti un "brīdina" uzbrukuma rūpnīcu.
Atbildot uz to, rodas reaktīvo skābekļa sugu izdalīšanās un rodas metabolīti, piemēram, fitoaleksīni, kas ir pretmikrobu vielas..
Šūnu siena prokariotos
Struktūra un sastāvs eubaktērijās
Eubaktēriju šūnu sienai ir divas pamatstruktūras, kuras atšķiras ar slaveno Grama traipu.
Pirmā grupa sastāv no gramnegatīvām baktērijām. Šajā tipa membrāna ir dubultā. Šūnu siena ir plāna un abās pusēs ieskauj iekšējo un ārējo plazmas membrānu. Gram-negatīvās baktērijas klasiskais piemērs ir E. coli.
Savukārt Gram-pozitīvajām baktērijām ir tikai plazmas membrāna, un šūnu siena ir daudz biezāka. Tās parasti ir bagātīgas ar teīnskābi un mikolskābi. Piemērs ir patogēns Staphylococcus aureus.
Abu veidu sienu galvenā sastāvdaļa ir peptidoglikāns, kas pazīstams arī kā mureīns. Vienības vai monomēri, kas to veido, ir N-acetilglukozamīns un N-acetiluramīnskābe. Tas sastāv no lineārām polisaharīdu un mazu peptīdu ķēdēm. Peptidoglikāns veido spēcīgas un stabilas struktūras.
Dažas antibiotikas, piemēram, penicilīns un vankomicīns, novērš baktēriju šūnu sieniņu veidošanos. Kad baktērija zaudē šūnu sienu, iegūtā struktūra ir pazīstama kā sferoplasts.
Arhitektūras struktūra un sastāvs
Arheāls sienas sastāvā atšķiras attiecībā pret baktērijām, galvenokārt tāpēc, ka tās nesatur peptidoglikānu. Dažiem arhīviem ir pseudopeptidoglikāna vai pseidomureīna slānis.
Šī polimēra biezums ir 15-20 nm, un tas ir līdzīgs peptidoglikānam. Polimēra komponenti ir l-N-acetiltalosaminuronskābe, kas saistīta ar N-acetilglukozamīnu.
Tās satur virkni retu lipīdu, piemēram, izoprēna grupas, kas piesaistītas glicerīnam, un papildu slāni glikoproteīniem, ko sauc par S slāni..
Lipīdi atšķiras no baktērijām. Eukariotos un baktērijās konstatētās saites ir estera tipa, savukārt arhejā tās ir ētera tipa. Glicerīna skelets ir raksturīgs šim domēnam.
Ir dažas arkas sugas, piemēram, Ferroplasma Acidophilum un Termoplazma spp., kam nav šūnu sienas, neskatoties uz to, ka dzīvo ekstremālos vides apstākļos.
Gan eubacteria, gan archaea ir liels proteīnu slānis, piemēram, adhīni, kas palīdz šiem mikroorganismiem kolonizēt dažādas vides.
Sintēze
Gram-negatīvajās baktērijās sienas komponenti tiek sintezēti citoplazmā vai iekšējā membrānā. Sienas konstrukcija notiek šūnas ārpusē.
Peptidoglikāna veidošanās sākas citoplazmā, kur notiek sintēze, sienas komponentu nukleotīdu prekursori..
Pēc tam sintēze turpinās citoplazmas membrānā, kur tiek sintezēti lipīdu dabas savienojumi.
Sintēzes process beidzas citoplazmas membrānas iekšpusē, kur notiek peptidoglikāna vienību polimerizācija. Šajā procesā piedalās dažādi fermenti.
Funkcijas
Tāpat kā šūnu siena augos, šī baktēriju struktūra pilda līdzīgas funkcijas, lai aizsargātu šos vienšūnas organismus no lizas osmotiska stresa gadījumā..
Gram-negatīvo baktēriju ārējā membrāna palīdz pārdalīt proteīnus un šķīdinātājus un signālu transdukciju. Tas arī aizsargā organismu no patogēniem un nodrošina šūnu stabilitāti.
Šūnu siena sēnēs
Struktūra un sastāvs
Lielākajai daļai šūnu šūnu sienu sastāvs un struktūra ir diezgan līdzīga. Tie ir veidoti no gēla līdzīgiem ogļhidrātu polimēriem, kas sajaukti ar proteīniem un citām sastāvdaļām.
Sēnīšu sienas raksturīgā sastāvdaļa ir kitīns. Tā mijiedarbojas ar glikāniem, lai izveidotu šķiedru matricu. Lai gan tā ir spēcīga struktūra, tai ir zināma elastība.
Sintēze
Galveno komponentu - chitin un glikānu - sintēze notiek plazmas membrānā.
Citas sastāvdaļas tiek sintezētas Golgi aparātā un endoplazmatiskajā retikulā. Šīs molekulas tiek pārvietotas uz šūnu ārpusi, izdalot tās ar vezikulām.
Funkcijas
Sēņu šūnu siena nosaka tā morfogenēzi, tās šūnu dzīvotspēju un patogenitāti. No ekoloģiskā viedokļa tā nosaka vides veidu, kurā konkrēta sēne var dzīvot vai nē.
Atsauces
- Albers, S. V., & Meyer, B. H. (2011). Arhitektūras šūnu aploksne. Dabas apskats Mikrobioloģija, 9(6), 414-426.
- Cooper, G. (2000). Šūna: molekulārā pieeja. 2. izdevums. Sinauer Associates.
- Forbes, B. A. (2009). Mikrobioloģiskā diagnoze. Ed. Panamericana Medical.
- Gow, N. A., Latge, J. P., un Munro, C.A. (2017). Sēnīšu šūnu siena: struktūra, biosintēze un funkcija. Mikrobioloģijas spektrs 5(3)
- Keegstra, K. (2010). Augu šūnu sienas. Augu fizioloģija, 154(2), 483-486.
- Koebnik, R., Locher, K. P. un Van Gelder, P. (2000). Baktēriju ārējo membrānu proteīnu struktūra un funkcija: mucas īsumā. Molekulārā mikrobioloģija, 37(2), 239-253.
- Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molekulārās šūnu bioloģijas 4. izdevums. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs, grāmatu plaukts.
- Scheffers, D. J., un Pinho, M. G. (2005). Baktēriju šūnu sienas sintēze: jaunas ieskats no lokalizācijas pētījumiem. Mikrobioloģijas un molekulārās bioloģijas apskati, 69(4), 585-607.
- Showalter, A. M. (1993). Augu šūnu sienas proteīnu struktūra un funkcija. Augu šūna, 5(1), 9-23.
- Valent, B. S., & Albersheim, P. (1974). Augu šūnu sienu struktūra: par ksiloglukāna piesaisti celulozes šķiedrām. Augu fizioloģija, 54(1), 105-108.
- Vallarino, J. G., un Osorio, S. (2012). Oligogalakturonīdu signālierīces loma, kas radusies šūnu sieniņu degradācijas laikā. Augu signalizācija un uzvedība, 7(11), 1447-1449.