кратко что такое клеточная стенка
Познание мира
Клеточная стенка: виды, характеристики и функции
Клетка — основная единица жизни. Каждое существо, которое считается живым, имеет по крайней мере одну клетку в структуре своего тела, от самого основного прокариота до человеческого существа, которое состоит из 30 миллионов миллионов клеток (84% из них — эритроциты).
Каждая клетка должна иметь возможность питаться, расти, размножаться, дифференцироваться, передавать сигналы, распознавать окружающую среду и развиваться, то есть ее геном должен изменяться от поколения к поколению.
Помимо этих функций, следует отметить, что клетка имеет в своей структуре ДНК в виде хромосом, которая может быть свободной в цитоплазме (прокариоты) или заключенной в ядерную мембрану (эукариоты). Эта ДНК содержит всю информацию, необходимую для синтеза белков, которые составляют 80% дегидратированной протоплазмы клетки. Посредством процессов транскрипции и трансляции информация, содержащаяся в генах, преобразуется в цепочку аминокислот, базовых единиц всего белкового материала.
Чтобы все эти процессы имели место, клетка должна обеспечивать внутренний гомеостатический баланс, то есть он должен оставаться относительно постоянным, несмотря на изменения окружающей среды. Плазматическая мембрана отделяет эту единицу от остальной среды и регулирует вход и выход веществ, но есть и другие вспомогательные структуры, которые способствуют защите и целостности клетки.
Что такое клеточная стенка?
Клеточную стенку можно определить как внеклеточный матрикс, окружающий все клетки растений. Однако он также присутствует у большинства прокариот, грибов и других живых существ, которые обычно считаются «эволюционно простыми».
С другой стороны, клетки животных не имеют клеточной стенки, и их единственное ограничение по отношению к окружающей среде — это плазматическая мембрана.
Несмотря на то, что во всех клетках именно плазматическая мембрана отграничивает внутреннюю часть клетки от внешней, различные таксоны живых существ решили покрыть эти структурные единицы нерастворимой матрицей секретируемых макромолекул. Эта матрица или внеклеточная стенка не только обеспечивает структурную поддержку клеток и различных тканей, но также позволяет поддерживать клетку в окружающей среде, формировать адгезии и особые взаимодействия и определяет функциональность различных линий в пределах одного и того же живого существа.
Состав клеточной стенки варьируется между различными таксонами живых существ, которые ее представляют.
Клеточная стенка у бактерий
У бактерий клетка соответствует всему телу. По этой причине эти микроорганизмы обычно имеют особые структуры (такие как реснички, жгутики и фимбрии), которых у остальных многоклеточных существ нет в большинстве тканей. Бактерии должны приспосабливаться к единственному клеточному телу, чтобы выполнять все свои жизненно важные функции.
Стенка бактериальной клетки состоит из пептидогликана (муреина), который, в свою очередь, состоит из полисахаридных цепей, связанных между собой необычными пептидами, содержащими D-аминокислоты. Химический состав является важным отличием стенок в разных царствах, поскольку состав грибов состоит из хитина, а у растений — из целлюлозы. Однако посылка и функциональность у всех этих таксонов схожи.
Клеточная стенка грибов
Помимо хитина или хитозана, клеточная стенка грибов также содержит глюканы, полимеры глюкозы, которые служат для соединения различных цепей хитина. Наконец, эта структура также содержит ферменты, необходимые для синтеза и разрушения стенки, и представляет собой структурные белки.
Клеточная стенка растений
Клеточная стенка растений является наиболее известной на общем уровне, поскольку она обычно используется в качестве основного различия между клеткой царства животных и растений. Самая важная функция этого твердого и устойчивого внеклеточного матрикса — поддерживать осмотическое давление клеточной среды, являющееся результатом разницы концентраций во внутренней и внешней среде.
Когда внеклеточная среда является гипотонической (в ней концентрация растворенных веществ ниже, чем в клетке), вода проникает в клетку, вызывая ее набухание. С химической точки зрения ищется баланс между гипотоническим внешним раствором и гипертонической цитоплазмой, то есть оба становятся изотоническими при обмене жидкостей. Без клеточных стенок (которые выдерживают давление, в несколько раз превышающее атмосферное), растительные клетки набухают из-за попадания воды и в конечном итоге взрываются.
Чтобы выдерживать такое давление, клеточная стенка должна быть прочной и жесткой. Кроме того, у неё есть три разных слоя:
В растущей первичной клеточной стенке наиболее важными синтетическими материалами являются целлюлоза (полимер, состоящий из более чем 10 000 мономеров глюкозы), гемицеллюлоза (в основном типа ксилоглюкана) и пектин. Следует отметить, что, как ни странно, целлюлоза является наиболее распространенным биополимером на Земле, поскольку растения содержат 80% биомассы всей планеты (в виде молекул углерода) в своих тканях, около 450 гигатонн.
В среде растительной клетки фибриллы целлюлозы встроены в матрицу, которая состоит из белков и двух уже названных полисахаридов, гемицеллюлозы и пектина. В то время как распределение этих трех полисахаридов однородно в первичной стенке, во вторичной стенке 80% из них соответствуют целлюлозе, отсюда ее жесткость и прочность.
В дополнение к этой жизненно важной работе, клеточная стенка растений (особенно вторичная) также действует как «перегородка» для построения тканей, поскольку ее твердость, малая пластичность и возможность объединения с соседними структурами придают этому внеклеточному матриксу все преимущества, необходимые для поддержания порядка в тканях. Без клеточной стенки жизнь растений, прокариот и грибов была бы невозможна.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Клеточная стенка
Клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.
Содержание
Клеточные стенки прокариот
Клеточные стенки бактерий состоят из пептидогликана (муреина) и бывают двух типов: грамположительного и грамотрицательного. Клеточная стенка грамположительного типа состоит исключительно из толстого слоя пептидогликана, плотно прилегающего к клеточной мембране и пронизанного тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. При грамотрицательном типе слой пептидогликана существенно тоньше, между ним и плазматической мембраной находится периплазматическое пространство, а снаружи клетка окружена ещё одной мембраной, представленной т. н. липополисахаридом и являющаяся пирогенным эндотоксином грамотрицательных бактерий.
Клеточные стенки грибов
Клеточные стенки грибов состоят из хитина и глюканов.
Клеточные стенки водорослей
Большинство водорослей имеют клеточную стенку из целлюлозы и различных гликопротеинов. Включения дополнительных полисахаридов имеют большое таксономическое значение.
Диатомовые водоросли синтезируют свою клеточную стенку из кремнезёма.
Клеточные стенки высших растений
Клеточные стенки высших растений построены в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. В них существуют углубления — поры, через которые проходят плазмодесмы, осуществляющие контакт соседних клеток и обмен веществами между ними. Растительные клеточные стенки выполняют целый ряд функций: они обеспечивают жесткость клетки для структурной и механической поддержки, придают форму клетке, направление её роста и в конечном счете морфологию всему растению. Клеточная стенка также противодействует тургору, то есть осмотическому давлению, когда дополнительное количество воды поступает в растения. Клеточные стенки защищают от патогенов, проникающих из окружающей среды, и запасают углеводы для растения. Растительные клеточные стенки строятся прежде всего из углеводного полимера целлюлозы.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Клеточная стенка» в других словарях:
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — бактерий, специфическая по химич. составу оболочка, окружающая протопласт и тесно связанная структурно функциональными взаимоотношениями с цитоплазматич. мембраной. Толщ. 10 50 нм. Составляет 10 50% сухой массы клеток. У большинства бактерий в… … Биологический энциклопедический словарь
клеточная стенка — Структура, обеспечивающая жесткость структуры клетки и ее механическую прочность, является осмотическим барьером. [Англо русский глоссарий основных терминов по вакцинологии и иммунизации. Всемирная организация здравоохранения, 2009 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика
клеточная стенка — Синонимы: клеточная оболочка продукт жизнедеятельности протопласта растительной клетки, образующийся за пределами плазмалеммы. Обеспечивает защиту клетки, придает ей определенную форму, участвует в проведении, поглощении и выделении веществ… … Анатомия и морфология растений
клеточная стенка — cell wall, cytoderm клеточная стенка (оболочка). Внешняя структурная оболочка растительной клетки, придающая ей форму и прочность и состоящая в основном из полисахаридов, синтезируемых аппаратом Гольджи ; различают… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА — см. клеточная оболочка … Словарь ботанических терминов
клеточная стенка бактерий — специфическая по хим. составу оболочка, окружающая протопласт и тесно связанная структурно–функциональными взаимоотношениями с цитоплазматической мембраной. Толщина К. с. – 150 нм; составляет 10 5°% сухой массы клеток. У большинства бактерий в… … Словарь микробиологии
Клеточная стенка (оболочка) бактерий — структура бактерий и грибов, располагающаяся между цитоплазматической мембраной и капсулой (если таковая имеется) или ионизированным слоем внешней среды. Защищает бактерии от осмотического шока (10 25 атм и более) и др. факторов, определяет форму … Словарь микробиологии
клеточная стенка (оболочка) — Внешняя структурная оболочка растительной клетки, придающая ей форму и прочность и состоящая в основном из полисахаридов, синтезируемых аппаратом Гольджи; различают первичную (у растущих клеток) и вторичную К.с. (у клеток, достигших… … Справочник технического переводчика
вторичная клеточная стенка — внутренняя часть клеточной стенки, образующаяся после завершения роста клетки; растет путем аппозиции внутрь клетки, тем самым уменьшая ее полость. Содержит значительно меньше воды, чем первичная клеточная стенка. В сухом веществе преобладает… … Анатомия и морфология растений
первичная клеточная стенка — тонкая (0,1–0,5 мкм) стенка делящихся и растущих клеток. Содержит до 90 % воды, в сухом веществе у однодольных растений преобладает гемицеллюлоза, у двудольных – гемицеллюлоза и пектины в равном соотношении; содержание целлюлозы не превышает 30 % … Анатомия и морфология растений
Жесткий слой, окружающий клетки бактерий, архей, грибов ирастений, называется клеточной стенкой. Стенка находится вне пределов цитоплазмической мембраны (клеточной мембраны) ивыполняет целый ряд функций. Уживотных ибольшинства простейших клеточной стенки ненаблюдается.
Вданной статье охарактеризована клеточная стенка (строение ифункции), кратко для каждого вида клеток.
Клеточные стенки высших растений
Растительная клеточная оболочка, строение ифункции которой здесь рассматриваются, имеет многослойную структуру.
Это внешний слой (средняя пластинка), первичная клеточная стенка ивторичная клеточная стенка. Вторичная клеточная стенка имеется неувсех растений.
Основная функция клеточной стенки состоит вформировании каркаса клетки ипредотвращении еерасширения. Кроме того, клеточная стенка:
Клеточные стенки водорослей
Как иклетки высших растений, клетки водорослей имеют соответствующие стенки. Они содержат целлюлозу идругие гликопротеины.
Вклеточных стенках зеленых инекоторых видов красных водорослей встречаются манозиловые микроволокна. Авклеточных стенках бурых водорослей встречается альгиновая кислота.
Агарозы, карагинан, порфиран, фурселеран ифуноран встречаются практически вовсех видах водорослей. Группа диатомовых водорослей синтезирует свою клеточную стенку изкремнезема, что вкакой-то мере способствует быстрому росту водорослей.
Клеточные стенки грибов
Грибная клеточная стенка меняет свой состав, свойства иформу помере роста гриба.
Клеточные стенки бактерий
Бактериальные клеточные стенки, как иурастений, впервую очередь защищают ячейку отвнутреннего тургора. Упрокариот клеточная стенка отличается составом основного компонента— онсостоит изпептидогликана, размещающегося сразу зацитоплазматической мембраной.
Различают два вида бактериальных клеточных стенок, поэтому признаку бактерии делятся награмотрицательные играмположительные.
Вграмположительных бактериях клеточная стенка имеет толстый слой пептидогликана. Такая стенка имеется уопределенного типа организмов, вклетках которых формируется липотейхоевая кислота, благодаря наличию фосфодиестерных связей между мономерами которой клетка получает отрицательный электрический заряд.
Соответственно грамотрицательные бактерии имеют очень тонкий слой пептидогликана клеточной стенки иимеют вторую, внешнюю, мембрану, находящуюся снаружи отклеточной стенки икомпонующую фосфолипиды илипополисахариды насвоей внешней стороне.
Уважаемые читатели, хотелосьбы знать былали вам полезна информация, описывающая строение ифункции клеточной оболочки, кратко, ноемко характеризующая разные виды клеток.
Клеточная стенка
Клеточная стенка
Клеточная стенка (оболочка) является неотъемлемым компонентом клеток растений и грибов и представляет собой продукт их жизнедеятельности. Она придаёт клеткам механическую прочность, защищает их содержимое от повреждений и избыточной потери воды|воды, поддерживает форму клеток и их размер, а также препятствует разрыву клеток в гипотонической среде. Клеточная стенка участвует в поглощении и обмене различных ионов, т. е. является ионообменником. Через клеточную оболочку осуществляется транспорт веществ.
Клеточная стенка, формирующаяся во время деления клеток и их роста|роста путём растяжения, называется первичной. После прекращения роста|роста клетки на первичную клеточную стенку изнутри откладываются новые слои, и образуется прочная вторичная клеточная оболочка.
В состав клеточной стенки входят структурные компоненты (целлюлоза у растений и хитин у грибов), компоненты матрикса (гемицеллюлоза, пектин, белки|белки), инкрустирующие компоненты (лигнин, суберин) и вещества, откладывающиеся на поверхности оболочки (кутин и воск).
Молекулы целлюлозы за счёт водородных связей объединяются в пучки —микрофибриллы. Переплетённые микрофибриллы составляют каркас клеточной оболочки. У большинства грибов микрофибриллы клеточной стенки состоят из хитина.
Микрофибриллы погружены в матрикс клеточной стенки. Матрикс состоит из смеси|смеси различных химических веществ, среди которых преобладают полисахариды (гемицеллюлозы и пектиновые вещества).
Гемицеллюлозы — это группа полисахаридов (полимеры пен-тоз и гексоз — ксилозы, галактозы, маннозы, глюкозы и др.). Молекулы гемицеллюлоз, как и целлюлозы, имеют форму цепи, но в отличие от последней их цепи короче, менее упорядочены и сильно разветвлены. Они легче растворяются и разрушаются ферментами.
Пектиновые вещества — это полимеры, построенные из моносахаридов (арабинозы и галактозы), галактуроновой кислоты|кислоты (сахарной кислоты|кислоты) и метилового спирта. Длинные молекулы пектиновых веществ могут быть линейны ми или разветвлёнными. Молекулы пектиновых веществ содержат большое количество карбоксильных групп и поэтому способны соединяться с ионами Mg2+ и Са2-. При этом образуются клейкие, студнеобразные пектаты магния и кальция, из которых затем складываются срединные пластинки, скрепляющие стенки двух соседних клеток.
Ионы двухвалентных металлов могут обмениваться на другие катионы (Н-, К+ и т. д.). Это обусловливает катионообменную способность клеточных оболочек.
Пектиновыми веществами и пектатами богаты оболочки клеток многих плодов. Так как при их извлечении из оболочек и добавлении сахара|сахара|сахара образуются гели, пектины используют как желе-образующие вещества для изготовления мармелада и др.
Помимо углеводных компонентов, в состав матрикса клеточной стенки входит структурный белок|белок экстенеин —гликонроте-ин, который по своему составу близок к межклеточным белкам|белкам животных —коллагенам.
На долю матрикса приходится до 60% сухого вещества клеточной оболочки. Матрикс оболочки не просто заполняет промежутки между микрофибриллами, а образует прочные химические (водородные и ковалентные) связи между макромолекулами и микрофибриллами, что обеспечивает прочность клеточной стенки, её эластичность и пластичность.
Основным инкрустирующим веществом оболочки клеток растений является лигнин — полимер с неразветвленной молекулой, состоящей из ароматических спиртов.
Интенсивная лигнификация (пропитка слоёв целлюлозы лигнином) клеточных оболочек начинается после прекращения роста|роста клетки. Лигнин может откладываться отдельными участками — в виде колец, спиралей или сетки, как это наблюдается в оболочках клеток проводящей ткани — ксилемы, или сплошным слоем, за исключением тех мест, где осуществляются контакты между соседними клетками в виде плазмодесм.
Лигнин скрепляет целлюлозные волокна|волокна и действует как очень твёрдый и жёсткий каркас, усиливающий прочность клеточных стенок на растяжение и сжатие. Он же обеспечивает клеткам дополнительную защиту от физических и химических воздействий, снижает водопроницаемость. Содержание лигнина в оболочке достигает 30%. Инкрустация им клеточных оболочек приводит к их одревеснению, которое часто влечёт за собой отмирание живого содержимого клетки.
Лигнин в сочетании с целлюлозой придаёт особые свойства древесине, которые делают её незаменимым строительным материалом.
На клеточную оболочку могут откладываться также жиропо-добные вещества — суберин, кутин и воск.
Суберин откладывается на оболочку изнутри и делает её практически непроницаемой для воды|воды и растворов. В результате протопласт клетки отмирает и клетка заполняется воздухом. Такой процесс называется опробковением. Наблюдается опробковение оболочки клеток в покровных тканях многолетних древесных растений — перидерме, корке, а также в эндодерме корня.
Поверхность эпидермальных клеток растений защищена гидрофобными веществами — кутином и восками. Предшественники этих соединений секретируются из цитоплазмы на поверхность, где и происходит их полимеризация. Слой кутина обычно пронизан полисахаридными компонентами (целлюлозой и пектином) и образует кутикулу. Воск часто откладывается в кристаллической форме на поверхности частей растений (листьев, плодов), образуя восковой налёт.
Кутикула и восковой налёт защищают клетки от повреждений и проникновения инфекции, уменьшают испарение воды|воды с поверхности органов|органов.
В оболочках эпидермальных клеток некоторых растений (злаков, осок и др.) накапливается большое количество минеральных веществ (минерализация), в первую очередь карбоната кальция и кремнезёма. При минерализации листья и стебли растений становятся жёсткими, твёрдыми и в меньшей степени поедаются животными.
Таким образом, клеточная стенка играет важную роль в жизни клеток растений и грибов и выполняет ряд специфических функций.
Клеточная стенка
Клеточная стенка растительной клетки: общие сведения
Клеточная стенка (нередко в качестве синонима термина «клеточнаястенка» в учебной и научной литературе используется термин»клеточная оболочка».) у растений — это структурное образование,располагающееся по периферии клетки, за пределамиплазмалеммы, придающее клетке прочность, сохраняющее её форму и защищающеепротопласт.
Клеточная стенка растений противостоит высокому осмотическому давлениюбольшой центральнойвакуоли и препятствует разрыву клетки. Кроме того, совокупность прочных клеточныхстенок выполняет роль своеобразного внешнего скелета, поддерживающего формурастения и придающего ему механическую прочность. Клеточная стенка, обладаябольшой прочностью, в то же время способна к росту, и прежде всего к ростурастяжением. Эти два в известной степени противоположных требованияудовлетворяются за счёт особенностей её строения и химического состава.
Клеточная стенка, как правило, прозрачна и хорошо пропускает солнечныйсвет. Через неё легко проникают вода и низкомолекулярные вещества, но длявысокомолекулярных веществ она полностью или частично непроницаема. Умногоклеточных организмов стенки соседних клеток скреплены между собойпектиновыми веществами, образующими срединную пластинку.
При специальной обработке растительных тканей некоторыми веществами(крепкие щелочи|щелочи|щёлочи, азотная кислота) стенки соседних клеток разъединяются врезультате разрушения срединной пластинки. Этот процесс называетсямацерацией. Естественная мацерация происходит у перезрелых плодов груши, дыни,персика и др.
В результате тургорного давления стенки соседних клеток в углах могутокругляться и между ними образуются межклетники.
Стенка клетки представляет собой продукт жизнедеятельности еёпротопласта. Поэтому стенка может расти, только находясь в контакте с протопластом.Однако при отмирании протопласта стенка сохраняется и мёртвая клетка можетпродолжать выполнять функции проведения воды|воды или играть роль механическойопоры.
Основу клеточной стенки составляют высокополимерные углеводы: молекулыцеллюлозы (клетчатки), собранные в сложные пучки — фибриллы, образующие каркас, погружённый воснову (матрикс), состоящий изгемицеллюлоз,пектинов игликопротеидов (рис. 21). Молекулыцеллюлозы состоят из большого числа|числа линейно расположенных мономеров — остатковглюкозы. Целлюлоза очень стойка, не растворяется в разбавленных кислотах и даже вконцентрированных щелочах. Эластичный целлюлозный скелет придаёт клеточнойоболочке механическую прочность. Первоначально число микрофибрилл,образованных молекулами целлюлозы, в клеточной стенке относительноневелико, но с возрастом оно увеличивается и клетка теряет способность крастяжению.
Помимополисахаридов, в матриксе стенок многих клеток часто обнаруживаются неуглеводныекомпоненты. Наиболее обычен из нихлигнин — полимерное вещество полифенольной природы. Содержание его в стенкахнекоторых видов клеток может достигать 30%.
Клеточная стенка — строение, состав и основные функции
Жесткий слой, окружающий клетки бактерий, архей, грибов и растений, называется клеточной стенкой. Стенка находится вне пределов цитоплазмической мембраны (клеточной мембраны) и выполняет целый ряд функций. У животных и большинства простейших клеточной стенки не наблюдается.
В данной статье охарактеризована клеточная стенка (строение и функции), кратко для каждого вида клеток.
Клеточные стенки высших растений
Растительная клеточная оболочка, строение и функции которой здесь рассматриваются, имеет многослойную структуру.
Это внешний слой (средняя пластинка), первичная клеточная стенка и вторичная клеточная стенка. Вторичная клеточная стенка имеется не у всех растений.
Основная функция клеточной стенки состоит в формировании каркаса клетки и предотвращении ее расширения. Кроме того, клеточная стенка:
Клеточные стенки водорослей
Как и клетки высших растений, клетки водорослей имеют соответствующие стенки. Они содержат целлюлозу и другие гликопротеины.
В клеточных стенках зеленых и некоторых видов красных водорослей встречаются манозиловые микроволокна. А в клеточных стенках бурых водорослей встречается альгиновая кислота.
Агарозы, карагинан, порфиран, фурселеран и фуноран встречаются практически во всех видах водорослей. Группа диатомовых водорослей синтезирует свою клеточную стенку из кремнезема, что в какой-то мере способствует быстрому росту водорослей.
Клеточные стенки грибов
Грибная клеточная стенка меняет свой состав, свойства и форму по мере роста гриба.
Клеточные стенки бактерий
Бактериальные клеточные стенки, как и у растений, в первую очередь защищают ячейку от внутреннего тургора. У прокариот клеточная стенка отличается составом основного компонента — он состоит из пептидогликана, размещающегося сразу за цитоплазматической мембраной.
Различают два вида бактериальных клеточных стенок, по этому признаку бактерии делятся на грамотрицательные и грамположительные.
В грамположительных бактериях клеточная стенка имеет толстый слой пептидогликана. Такая стенка имеется у определенного типа организмов, в клетках которых формируется липотейхоевая кислота, благодаря наличию фосфодиестерных связей между мономерами которой клетка получает отрицательный электрический заряд.
Соответственно грамотрицательные бактерии имеют очень тонкий слой пептидогликана клеточной стенки и имеют вторую, внешнюю, мембрану, находящуюся снаружи от клеточной стенки и компонующую фосфолипиды и липополисахариды на своей внешней стороне.
Уважаемые читатели, хотелось бы знать была ли вам полезна информация, описывающая строение и функции клеточной оболочки, кратко, но емко характеризующая разные виды клеток.