Tabla de Contenidos
A sejtfal egy merev, félig áteresztő réteg, amely körülvesz bizonyos típusú sejteket, mind az eukarióta, mind a prokarióta sejteket. A legtöbb esetben a sejtfal különböző típusú szerves vegyületeket tartalmazó rétegekből áll, beleértve a polipeptideket (egyes fehérjéket is beleértve), poliszacharidokat (például cellulózt és kitint) és lipideket, valamint ezek kombinációit, például glikoproteineket, lipoproteineket. és lipopoliszacharidok.
Azokban a sejtekben, amelyekben ilyen van, a sejtfal mindig közvetlenül a sejtmembrán után van, amely körülveszi és tartalmazza a citoplazmát (plazmamembrán). Sok esetben, például a növényi sejtekben, a sejtfal a külső burkolat, amely interfészként szolgál a sejt és az extracelluláris tér között. Más esetekben, például egyes baktériumfajoknál, a sejtfalat egy másik réteg, a kapszula vagy egy gélszerű réteg fedi.
A sejtfallal rendelkező sejttípusok
A sejtfal jellemző a legtöbb növényi sejtre , gombákra , baktériumokra , algákra és egyes archaeákra . Így tesz az élesztőgombák túlnyomó többsége is. Az állati sejtekben azonban nincsenek jelen. Amint a későbbiekben részletesen látni fogjuk, a sejtfal számos fontos funkciót lát el, mind a sejt, mind a többsejtű szervezetek számára, többek között:
- Védelem.
- Szerkezet és támogatás.
- A sejtműködés szabályozása.
- Kommunikáció.
- Tárolás.
sejtfal szerkezete
A sejtfal összetétele és szerkezete egyaránt erősen függ attól, hogy milyen sejtet fed le. Ebben az értelemben az eukarióta sejtek (amelyek sejtmaggal és más membrán kompartmentekkel rendelkeznek) sejtfala jelentősen eltér a prokarióta sejtek falától (amelyeknek nincs magjuk), és még e két csoporton belül is megfigyelhetők különbségek, amint azt Ön is megmutatta. alább látni fogjuk.
Az eukarióta sejtek sejtfalának felépítése
növényi sejtfal
A sejtfal a növényi sejtek egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága, csakúgy, mint a kloroplasztiszok és vakuolák jelenléte. Ezekben a sejtekben a sejtfal két vagy három rétegből állhat, az adott növényi sejt típusától függően. Az összes növényi sejtben közös két réteget elsődleges falnak és középső lamellának, míg a harmadikat másodlagos falnak nevezzük:
Elsődleges fal: Három és négy közötti keresztezett cellulóz mikrofibrillum réteg alkotja, amely egy glükóz homopolimer, amely a természetben a legnagyobb mennyiségben előforduló biomolekula. A hosszú cellulózszálakat hemicellulózmolekulák kötik össze. Együtt adják a sejtfal szerkezeti integritását.
Középső lamella: a növényi sejtfal legkülső rétege, főként kalcium- és magnéziumpektinekből, valamint hemicellulózokból áll. Ez egy nagyon ragadós réteg, amely segít egymáshoz tapadni a szomszédos sejtek sejtfalait. Valójában a pektin nagyon nagy mennyiségben található a gyümölcsökben, és ez adja a lekvárok kocsonyás állagát.
Másodlagos fal: olyan növényi sejtekben fordul elő, amelyek már nem növekszenek, például a fás szövetekben. Azokban a növényi sejtekben, amelyek ezt birtokolják, ez a falnak az a rétege, amely közvetlenül a plazmamembrán felett van. Ez a fal tartalmaz lignint, valamint nagyobb arányban cellulózt, mint az elsődleges fal, ami nagy merevséget és szerkezeti stabilitást biztosít.
gombás sejtfal
Csak néhány gombának van sejtfala. Ezekben az esetekben főként glükánok, kitin és glikoproteinek alkotják. Ezenkívül tartalmaz bizonyos mennyiségű szabad glükózamint.
Kitin: A gomba sejtfalának első rétegét alkotja, amely közvetlenül érintkezik a citoplazma membránjával. Ez ugyanaz a poliszacharid, amelyből az ízeltlábúak exoskeletonjai készülnek, amelyben az ismétlődő egységek egy aminocukor, az N-acetil-glükózamin. A gomba sejtfalai különböző arányban tartalmaznak kitint.
Glükánok: A gombás sejtfal tömegének több mint 50%-a glükánoknak felel meg. Ezek glükózegységekből álló poliszacharidok, amelyek különböző típusú glikozidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. A sejtfal szerkezeti részét képviselik.
Mannoproteinek: A legtöbb sejtfalhoz hasonlóan a gombáké is jó arányban tartalmaz glikoproteineket. Ebben a konkrét esetben a fehérjékhez kapcsolódó szénhidrátok mannóz egységek, ezért nevezik őket mannoproteineknek.
élesztő sejtfal
Az élesztők száraz tömegének körülbelül 30%-a felel meg a sejtfalnak. Ezt többnyire poliszacharidok (90%), kisebb részben fehérjék alkotják, és csak kis része felel meg a lipideknek. A gombákhoz hasonlóan az élesztő sejtfala is két réteget tartalmaz, amelyekben a fő komponens a poliszacharidok.
A prokarióta sejtek sejtfalának felépítése
Néhány prokarióta sejtnek van sejtfala. A baktériumok esetében kétféle típus létezik:
Gram-pozitív baktériumok
A Gram-pozitív baktériumok azok, amelyek lilává válnak a Gram-folton. Ez pontosan a sejtfalnak köszönhető, amely a plazmamembrán után egy vastag, peptidoglikán nevű polimer réteggel rendelkezik, amely váltakozó, hosszú láncokból álló N-acetil-glükózamin és N-acetil-muraminsav rövid láncokkal kapcsolódik egymáshoz. négy peptidből áll.
A Gram-pozitív sejtekben több peptidoglikán réteg van egymásra rakva, és rövid oligopeptidekkel kapcsolódnak egymáshoz, amelyek szerkezeti stabilitást biztosítanak.
A sejtfal akár 90%-át alkotó peptidoglikánon kívül teitoinsavat és több fehérjét is tartalmaznak mind a felületükön, mind a többi fehérjén, amelyek teljesen áthaladnak rajta.
Gram-negatív baktériumok
A Gram-negatív baktériumok sejtfala egészen más, mint a Gram-pozitívoké.
Peptidoglikán rétegük is van, de az sokkal vékonyabb. A fal nagy részét egy második foszfolipid membrán alkotja, amely jelentős mennyiségű lipidhez kötött poliszacharidot tartalmaz, ezért nevezik lipopoliszacharid rétegnek. Ez a külső membrán fehérjét is tartalmaz. A plazmamembrán és a külső membrán közötti teret, amelyben a peptidoglikán található, periplazmának nevezzük.
Az Archaea sejtfala
Egyes archaeák fala hasonló a Gram-pozitív baktériumokéhoz, azzal a különbséggel, hogy peptidoglikán helyett pszeudomureint tartalmaznak, amely nagyon hasonlít a peptidoglikánhoz, azzal a különbséggel, hogy az N-acetil-muraminsavat N-acetil-aminouronsavval helyettesíti, valamint β-1-et használ. ,3 kötés a β-1,4 helyett, hogy összekapcsolja a szacharidokat, így ezek a mikroorganizmusok rezisztensek a penicillinnel és a lizozimmal szemben.
Az archaeák között azonban a legelterjedtebb sejtfaltípus a parakristályos felszíni réteg, vagyis az S réteg, amely egymáshoz kapcsolódó fehérje- és glikoproteinmolekulákból áll, amelyek rendkívül szabályos mintázatot alkotnak a felszínen. Ha jelen van, az S-réteg a sejt külső rétege, amely közvetlenül érintkezik a környezettel.
sejtfal funkciója
A sejtfal nem csak egy héj, amely körülveszi és védi a sejteket. Ez egy összetett organellum, amely több összetevőből áll, amelyek nagyszámú sejtfunkcióban vesznek részt, amelyek nélkül a sejt nem tudna életben maradni természetes környezetében. A sejtfal fő funkciói:
szerkezete és támogatása
A sejtfal a sejt legmerevebb része, és mechanikai támogatást nyújt a sejt többi szerkezetének. A legtöbb esetben ez a felelős a sejt alakjának meghatározásáért, mivel ez irányítja a sejtnövekedés irányát.
Védelem a külső hatásokkal szemben
Ahogy a ház falai támaszt nyújtanak, és nem engednek be senkit a belsejébe, úgy a sejtfal blokkolja és megakadályozza a különböző kórokozók bejutását a sejtbe. Ily módon a fal megvédi a sejtet a vírustámadástól, az antibiotikumok hatásától és a proteolitikus enzimek hatásától, amelyek elpusztíthatják a sejtet. Például a Gram-negatív baktériumok poliliposzacharid rétege megvédi a peptidoglikán réteget az enzimatikus lebomlással szemben.
Ellenállás a turgorral és az ozmolitikus stresszel szemben
Ha egy sejtet hipotóniás közegbe juttatunk (amelynek összkoncentrációja alacsonyabb, mint a citoplazmában), a víz ozmózis útján behatol annak belsejébe, nyomást generálva és megduzzasztva a sejtet. Ezt turgornak nevezik. A sejtfal felelős azért, hogy a sejt törés nélkül ellenálljon ennek a nyomásnak. Azok a sejtek, amelyeknek nincs sejtfaluk, mint például az eritrociták, gyorsan megduzzadnak és szétrepednek, ha hipotóniás közegbe helyezik őket. A turgor rezisztencia felelős a növényi szövetek szilárdságáért.
növekedés szabályozása
A sejtfal jeleket küld a sejtosztódás folyamatának indukálására, ezért részt vesz a növényi szövetek növekedésének és a mikroorganizmusok populációjának szabályozásában.
diffúzió szabályozás
A plazmamembrán (és a sejt belseje) és az extracelluláris tér között lévén minden, a sejtbe belépő és onnan kilépő anyagnak át kell jutnia a sejtfalon. Emiatt a sejtfal képes szabályozni mind a tápanyagok diffúzióját a sejtbe, mind a hulladékok és váladékok sejtből történő kijutását.
szövet tapadás
A szövetek integritása nagymértékben függ a szomszédos sejtek közötti adhéziótól, és ezt az adhéziót sok esetben a sejtfal külső rétege közvetíti.
Kommunikáció más sejtekkel
A növényi szövetekben a sejtek olyan csatornákon keresztül kapcsolódnak egymáshoz, amelyek áthaladnak a szomszédos sejtek, az úgynevezett plazmodezmák sejtfalain. Ezek a csatornák közvetlen kommunikációt tesznek lehetővé a növényi szövetek sejtjei között. A sejtfal olyan receptorokat is tartalmaz, amelyek részt vesznek a kémiai jelek által közvetített sejtközi kommunikációban.
Tárolás
Különösen a növények magjait alkotó sejtekben a sejtfal nagy mennyiségű szénhidrát tárolására szolgál poliszacharidok formájában, amelyeket a növekedéshez metabolizál.
állati toxicitás
Gram-negatív baktériumok esetében sok esetben a lipopoliszacharid réteg a felelős a kórokozó baktériumok toxikus hatásaiért. Például a Salmonella és néhány Escherichia faj toxicitása a sejtfal külső membránjában található lipid A-nak köszönhető.
Források
- Ponton, José. A gombák sejtfala és az anidulafungin hatásmechanizmusa. Rev Iberoam Micol 2008; 25: 78-82 http://www.reviberoammicol.com/2008-25/078082.pdf
- Aguilar Uscanga, B.; Solis Pacheco, J.; François, J. A Saccharomyces Cerevisiae élesztő sejtfalában található poliszacharidok összetételének változásának vizsgálata. e-Gnosis, nem. 3, 2005, p. 0 https://www.redalyc.org/pdf/730/73000312.pdf
- Lodish, H és mtsai. „A dinamikus növényi sejtfal.” Molekuláris sejtbiológia . 4. kiadás, WH Freeman, 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21709/ .
- Young, Kevin D. „Baktériumi sejtfal”. Wiley Online Library , Wiley/Blackwell (10.1111), 2010. április 19., onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9780470015902.a0000297.pub2