Що таке клітинна стінка? Клітинна стінка бактерій і грибів

Клітинна стінка являє собою жорстку оболонку. Вона розташовується зовні цитоплазматичної мембрани. Розглянемо далі будова клітинної стінки.

Загальні відомості

Ця оболонка виконує транспортні, захисні і структурні функції. У багатьох найпростіших відсутня клітинна стінка. Тварин природа також обділила цим елементом. Оболонка виявляється у більшості прокаріотів, архей, представників флори.

Клітинна стінка бактерій

Оболонка включає в себе муреин (пептидоглікан). Вона буває грампозитивної і грамнегативної. Клітинна стінка бактерій першого типу містить виключно товстий шар пептидоглікану. Він щільно прилягає до мембрани і пронизаний липотейховими і тейховими кислотами. Грамнегативна клітинна стінка містить більш тонкий шар пептидоглікану. Між плазматичної мембраною і їм присутній периплазматическое простір. Зовні оболонка оточується ще одним шаром. Він представлений у вигляді ліпополісахариду. Ця мембрана виступає в якості пірогенного ендотоксину.

Клітинна стінка рослин

В якості ключового елемента в оболонці виступає целюлоза. Клітинна стінка вважається найважливішою особливістю вищих представників флори. Вона являє собою переважно полімерний складнорганізований матрикс. Клітка, в якій відсутня стінка, називають протопластом. В оболонках присутні спеціальні поглиблення. Через ці пори проходять плазмодесми - цитоплазматичні канальця. Ними одна клітинна стінка рослин з'єднується з іншого. Ці канальця забезпечують обмін речовин між ними. Слід сказати, що клітинна стінка грибів набагато простіше, ніж оболонка елементів вищих представників флори.

Хімічний склад

Він відрізняється в залежності від виду клітини і тканини, в якій вона присутня. У деяких випадках хімічний склад змінюється в межах однієї оболонки навколо протопласта. Целюлозні молекули за допомогою водневих зв'язків формують пучки. Вони іменуються микрофибриллами. Переплетені пучки утворюють каркас оболонки. Клітинна стінка грибів у більшості випадків у цьому ділянці містить хітин. Микрофибрилли знаходяться в матриксі оболонки. Він, у свою чергу, включає в себе різні хімічні речовини. Серед них переважають полісахариди. До них, зокрема, відносять пектинові речовини, геміцелюлози. Розглянемо їх.

Геміцелюлози

Вони являють собою групу полісахаридів. Це полімери гексоз і пентоз - глюкози, галактози, маннози, ксилози та ін. Гемицеллюлозние молекули, як, власне, і целюлозні, представлені у формі ланцюга. Проте від останніх їх відрізняє менша довжина, сильна розгалуженість і менша впорядкованість. Ці ланцюги легше руйнуються ферментами і розчиняються.

Пектинові речовини

Вони представлені полімерами, сформованими з моносахаридів (галактози і арабинози), галактуронова (цукрової) кислоти, метилового спирту. Молекули пектинових речовин довгі. Вони можуть бути розгалуженими або лінійними. В них присутня велика кількість карбоксильних груп. Це забезпечує можливість їх сполуки з іонами Са2 - і Mg2+. В результаті з'являються студнеобразние, клейкі пектати кальцію і магнію. Згодом з них формуються серединні пластинки, якими одна клітинна стінка прикріплюється до іншої. Іони металів можуть обмінюватися на інші катіони. Це обумовлює катионообменную здатність оболонок. Пектинові речовини і пектати у великій кількості присутні в клітинних стінках багатьох плодів. Оскільки при їх отриманні і подальшому додаванні цукру формуються гелі, пектини застосовують як желеобразуючих речовин при виготовленні мармеладу.

Матрикс

Крім вуглеводних елементів, в ньому присутня структурний протеїн екстенеин - гликонротеин. За своїм складом цей білок близький до коллагенам, присутніх в міжклітинному просторі тварин. Матрикс займає близько 60 % сухої речовини оболонки. Він не просто заповнює між микрофибриллами проміжки, а формує міцні хімічні (ковалентні і водневі, зокрема) зв'язку між пучками целюлозних молекул і макромолекулами. Це забезпечує необхідну міцність стінки клітини, її пластичність та еластичність.

Лігнін

Він виступає в якості основного інкрустують речовини в оболонці. Лігнін являє собою полімер з нерозгалужених молекулами, що складаються з ароматичних спиртів. Після припинення росту елементів починається інтенсивна лігніфікації. В ході неї молекули целюлози просочуються полімером. Лігнін може накопичуватися у вигляді окремих ділянок - кілець, сітки або спіралей. Це, зокрема, характерно для клітинних стінок ксилеми - провідної тканини. Накопичення може відбуватися і у вигляді суцільного шару. Не відкладається полімер тільки в тих ділянках, де відбуваються контакти сусідніх клітин у вигляді плазмодесм. Лігнін, скріплюючи волокна целюлози, діє як жорсткий і дуже твердий каркас. Він підсилює міцність оболонок на стиск і розтяг. Лігнін також забезпечує додатковий захист від хімічних і фізичних впливів, знижує водопроникність. Вміст полімеру в оболонці може досягати 30 %. Інкрустація лігніну часто призводить до здерев'яніння стінок. Це, в свою чергу, тягне за собою відмирання вмісту. У поєднанні з целюлозою лігнін надає специфічні властивості деревини. Це, в свою чергу, робить її універсальним матеріалом.

Жироподібні речовини

Вони також можуть відкладатися на оболонку. До жироподобним речовин відносять кутін, віск і суберин. Останній накопичується зсередини клітини. Він робить її майже непроникною для розчинів і води. В результаті відбувається відмирання протопласта і заповнення клітини повітрям. Цей процес іменується опробковением. Він спостерігається в покривних тканинах у багаторічних деревних насаджень. Оболонка епідермальних клітин захищається воском і кутином. Вони є гідрофобними речовинами. Їх попередники секретуються на поверхню з цитоплазми. Там відбувається їх полімеризація. Кутиновий шар, як правило, пронизаний полісахаридними елементами (пектином і целюлозою). Він формує кутикулу. Віск часто накопичується в кристалічному вигляді на поверхні елементів рослин (на плодах, листі) і утворює специфічний наліт. Разом з кутикулою він забезпечує захист клітини від проникнення інфекцій і різних ушкоджень. Крім цього, вони знижують випаровування води.

Мінералізація

Вона відбувається в стінках епідермальних клітин деяких рослин (осок, злаків та інших). Мінеральні речовини в них накопичуються в чималій кількості. В першу чергу виявляються кремнезем і карбонат кальцію. У процесі мінералізації стебла і листя насаджень набувають жорсткість, твердість і меншою мірою зазнають пошкодження.

Висновок

Клітинні стінки рослин виконують безліч функцій. Зокрема, вони забезпечують жорсткість для механічної та структурної підтримки, надають форму, направляють зростання. Оболонка перешкоджає тургору - осмотичному тиску. Це особливо важливо у випадках, коли рослина надходить додатковий обсяг води.