Estrutura e função da parede celular

A parede celular é uma camada rígida e semipermeável que envolve certos tipos de células, tanto eucarióticas quanto procarióticas. Na maioria dos casos, a parede celular é formada por camadas com diferentes tipos de compostos orgânicos, incluindo polipeptídeos (incluindo algumas proteínas), polissacarídeos (como celulose e quitina) e lipídios, além de combinações destes, como glicoproteínas, lipoproteínas e lipopolissacarídeos.

Nas células que possuem um, a parede celular está sempre imediatamente após a membrana celular que envolve e contém o citoplasma (a membrana plasmática). Em muitos casos, como nas células vegetais, a parede celular é a cobertura externa que serve de interface entre a célula e o espaço extracelular. Em outros casos, como em algumas espécies de bactérias, a parede celular é recoberta por outra camada chamada cápsula, ou por uma camada gelatinosa.

Tipos de células que possuem parede celular

A parede celular é característica da maioria das células vegetais , fungos , bactérias , algas e algumas archaea . Assim como a grande maioria das leveduras. No entanto, eles não estão presentes nas células animais. Como veremos em detalhes mais adiante, a parede celular desempenha muitas funções importantes, tanto para a célula quanto para os organismos multicelulares, incluindo, entre outras:

• Proteção.
• Estrutura e sustentação.
• Regulação da função celular.
• Comunicação.
• Armazenar.

estrutura da parede celular

Tanto a composição quanto a estrutura da parede celular dependem fortemente do tipo de célula que ela cobre. Nesse sentido, as células eucarióticas (aquelas que possuem núcleo e outros compartimentos membranosos) possuem paredes celulares notavelmente diferentes das células procarióticas (que não possuem núcleo), e mesmo dentro desses dois grupos podem ser observadas diferenças, como mostrado a seguir verá abaixo.

Estrutura da parede celular de células eucarióticas

parede celular vegetal

A parede celular é uma das características mais marcantes das células vegetais, assim como a presença de cloroplastos e vacúolos. Nessas células, a parede celular pode ser composta por duas ou três camadas, dependendo do tipo particular de célula vegetal em questão. As duas camadas comuns a todas as células vegetais são chamadas de parede primária e lamela média, enquanto a terceira é chamada de parede secundária:

Parede Primária: É formada por entre três e quatro camadas cruzadas de microfibrilas de celulose, um homopolímero de glicose que é a biomolécula mais abundante na natureza. As longas fibras de celulose são unidas por moléculas de hemicelulose. Juntos, eles dão a integridade estrutural da parede celular.

Lamela média: é a camada mais externa da parede celular vegetal e é composta principalmente por pectinas de cálcio e magnésio e hemiceluloses. É uma camada muito pegajosa que ajuda a aderir as paredes celulares das células adjacentes umas às outras. De fato, a pectina é muito abundante nas frutas e é o que dá às geleias sua consistência gelatinosa.

Parede secundária: ocorre em células vegetais que não estão mais crescendo, como em tecidos lenhosos. Nas células vegetais que o possuem, esta é a camada da parede que está diretamente acima da membrana plasmática. Essa parede contém lignina, além de uma proporção maior de celulose que a parede primária, o que lhe confere grande rigidez e estabilidade estrutural.

parede celular fúngica

Apenas alguns fungos possuem parede celular. Nesses casos, é formado principalmente por glucanos, quitina e glicoproteínas. Ele também contém quantidades de glucosamina livre.

Quitina: Forma a primeira camada da parede celular fúngica que está em contato direto com a membrana citoplasmática. É o mesmo polissacarídeo de que são feitos os exoesqueletos de artrópodes, cujas unidades repetitivas são um aminoaçúcar chamado N-acetil glucosamina. As paredes das células fúngicas contêm diferentes proporções de quitina.

Glucanos: Mais de 50% da massa da parede celular fúngica corresponde a glucanos. São polissacarídeos formados por unidades de glicose, que se unem por diferentes tipos de ligações glicosídicas. Eles representam a parte estrutural da parede celular.

Manoproteínas: Como a maioria das paredes celulares, as dos fungos também contêm uma boa proporção de glicoproteínas. Nesse caso particular, os carboidratos que estão ligados às proteínas são unidades de manose, por isso são chamados de manoproteínas.

parede celular de levedura

Aproximadamente 30% do peso seco das leveduras corresponde à parede celular. Este é formado principalmente por polissacarídeos (90%), em menor quantidade por proteínas, e apenas uma pequena fração corresponde a lipídeos. Assim como os fungos, as paredes celulares das leveduras também contêm duas camadas nas quais o principal componente são os polissacarídeos.

Estrutura da parede celular das células procarióticas

Algumas células procarióticas têm uma parede celular. No caso das bactérias, existem dois tipos diferentes:

bactérias gram positivas

Bactérias Gram-positivas são aquelas que ficam roxas na coloração de Gram. Isso se deve justamente à parede celular, que, após a membrana plasmática, possui uma espessa camada de um tipo de polímero chamado peptidoglicano, formado por longas cadeias alternadas de N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico, interligadas por meio de cadeias curtas de quatro peptídeos.

As células gram-positivas têm múltiplas camadas de peptidoglicano empilhadas umas sobre as outras e ligadas entre si por oligopeptídeos curtos que conferem estabilidade estrutural.

Além do peptidoglicano, que forma até 90% da parede celular, eles também contêm ácidos teitóicos e múltiplas proteínas tanto em sua superfície quanto outras que passam por ela completamente.

bactérias gram negativas

As bactérias Gram-negativas têm uma parede celular muito diferente das Gram-positivas.

Eles também têm uma camada de peptidoglicano, mas é muito mais fina. A maior parte da parede é formada por uma segunda membrana fosfolipídica que contém uma quantidade considerável de polissacarídeos ligados a lipídios, por isso é chamada de camada lipopolissacarídica. Esta membrana externa também contém quantidades de proteína. O espaço entre a membrana plasmática e a membrana externa, dentro da qual se encontra o peptidoglicano, é denominado periplasma.

A parede celular do Archaea

Algumas archaea têm paredes semelhantes às das bactérias gram-positivas, exceto que, em vez de peptidoglicano, contêm pseudomureína, que é muito semelhante ao peptidoglicano, exceto que substitui o ácido N-acetilmurâmico pelo ácido N-acetilaminourônico e também usa β-1 ,3 em vez de β-1,4 para ligar os sacarídeos, tornando esses microorganismos resistentes à penicilina e à lisozima.

No entanto, o tipo mais comum de parede celular entre as archaea é a camada superficial paracristalina, ou camada S. Ela consiste em moléculas interconectadas de proteínas e glicoproteínas que formam padrões altamente regulares na superfície. Quando presente, a camada S é a camada externa da célula em contato direto com o meio ambiente.

função da parede celular

A parede celular não é apenas uma casca que envolve e protege as células. É uma organela complexa que possui múltiplos componentes que estão envolvidos em um grande número de funções celulares, sem as quais a célula não poderia sobreviver em seu ambiente natural. As principais funções da parede celular são:

estrutura e suporte

A parede celular é a parte mais rígida da célula e fornece suporte mecânico para o restante das estruturas celulares. Na maioria dos casos, é responsável por determinar a forma da célula, pois direciona a direção do crescimento celular.

Proteção contra agentes externos

Assim como as paredes de uma casa fornecem suporte e não permitem que ninguém entre em seu interior, a parede celular bloqueia e impede a entrada de diferentes patógenos na célula. Dessa forma, a parede protege a célula do ataque de vírus, da ação de antibióticos e da ação de enzimas proteolíticas que poderiam destruir a célula. Por exemplo, a camada de polilipossacarídeo de bactérias Gram-negativas protege a camada de peptidoglicano contra a degradação enzimática.

Resistência ao turgor e estresse osmolitico

Quando uma célula é introduzida em um meio hipotônico (com concentração total inferior à do citoplasma), a água penetrará em seu interior por osmose, gerando pressão e dilatando a célula. Isso se chama turgor. A parede celular é responsável por garantir que a célula aguente essa pressão sem quebrar. Células que não possuem parede celular, como os eritrócitos, por exemplo, incham rapidamente até estourar quando colocadas em meio hipotônico. A resistência ao turgor é responsável pela firmeza dos tecidos vegetais.

regulação do crescimento

A parede celular envia sinais para induzir o processo de divisão celular, razão pela qual está envolvida na regulação do crescimento dos tecidos vegetais e da população de microorganismos.

regulação da difusão

Estando entre a membrana plasmática (e o interior da célula) e o espaço extracelular, todas as substâncias que entram e saem da célula devem passar pela parede celular. Por esta razão, a parede celular é capaz de regular a difusão tanto de nutrientes para dentro da célula quanto de resíduos e secreções para fora da célula.

adesão de tecido

A integridade do tecido é altamente dependente da adesão entre células vizinhas e, em muitos casos, essa adesão é mediada pela camada externa da parede celular.

Comunicação com outras células

Nos tecidos vegetais, as células estão conectadas umas às outras através de canais que passam pelas paredes celulares das células vizinhas chamadas plasmodesmos. Esses canais permitem a comunicação direta entre as células dos tecidos vegetais. A parede celular também contém receptores que estão envolvidos na comunicação intercelular mediada por sinais químicos.

Armazenar

Especialmente nas células que compõem as sementes das plantas, a parede celular serve para armazenar grandes quantidades de carboidratos na forma de polissacarídeos, que ela metaboliza para o crescimento.

toxicidade animal

No caso das bactérias gram-negativas, a camada lipopolissacarídica é, em muitos casos, responsável pelos efeitos tóxicos das bactérias patogênicas. Por exemplo, a toxicidade de Salmonella e algumas espécies de Escherichia é devida ao lipídio A encontrado na membrana externa da parede celular.

Fontes

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• Lodish, H, e outros. “A parede celular dinâmica da planta.” Biologia Celular Molecular . 4ª ed., WH Freeman, 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21709/ .
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