Soluseinän ominaisuudet, toiminnot ja rakenne

soluseinä Se on paksu ja kestävä rakenne, joka rajaa tietyntyyppiset solut ja ympäröi plasmamembraania. Sitä ei pidetä seinänä, joka välttää kosketusta ulkopuolelle; Se on dynaaminen, monimutkainen rakenne ja vastaa huomattavasta määrästä fysiologisia toimintoja organismeissa.

Soluseinää löytyy kasveista, sienistä, bakteereista ja levistä. Jokaisella seinällä on rakenne ja tyypillinen ryhmän koostumus. Sitä vastoin yksi eläinsolujen ominaisuuksista on soluseinän puute. Tämä rakenne on pääasiassa vastuussa solujen muodon antamisesta ja ylläpidosta.

Soluseinä toimii suoja-esteenä vasteena solu- ympäristön mahdollisesti aiheuttamalle osmoottiselle epätasapainolle. Lisäksi sillä on rooli solujen välisessä viestinnässä.

indeksi

• 1 Yleiset ominaisuudet
• 2 Soluseinä kasveissa
  • 2.1 Rakenne ja koostumus
  • 2.2 Yhteenveto
  • 2.3 Toiminto
• 3 Soluseinä prokaryooteissa
  • 3.1 Rakenne ja koostumus eubakteereissa
  • 3.2 Rakenne ja kokoonpano arkistossa
  • 3.3 Yhteenveto
  • 3.4 Toiminnot
• 4 Soluseinä sienissä
  • 4.1 Rakenne ja koostumus
  • 4.2 Synteesi
  • 4.3 Toiminnot
• 5 Viitteet

Yleiset ominaisuudet

-Soluseinä on paksu, stabiili ja dynaaminen este, joka löytyy eri organismiryhmistä.

-Tämän rakenteen läsnäolo on elintärkeä solun elinkelpoisuudelle, sen muodolle ja haitallisten organismien tapauksessa osallistumiselle sen patogeenisuuteen.

-Vaikka seinän koostumus vaihtelee kunkin ryhmän mukaan, päätehtävänä on ylläpitää solujen eheyttä osmoottisia voimia vastaan, jotka voivat purkaa solun.

-Monisoluisten organismien tapauksessa se auttaa kudosten muodostumista ja osallistuu solukommunikaatioon

Soluseinä kasveissa

Rakenne ja koostumus

Kasvisolujen soluseinät koostuvat polysakkarideista ja glykoproteiineista, jotka on järjestetty kolmiulotteiseen matriisiin.

Tärkein komponentti on selluloosa. Se koostuu toistuvista glukoosiyksiköistä, jotka on kytketty toisiinsa p-1,4-sidoksilla. Jokainen molekyyli sisältää noin 500 glukoosimolekyyliä.

Muita komponentteja ovat: homogalakturonaani, rhamnogalacturonan I ja II ja hemiselluloosa-polysakkaridit, kuten ksyloglukaanit, glukomannaanit, ksylaanit, muun muassa.

Seinässä on myös proteiinilajin komponentteja. Arabinogalaktaani on seinässä oleva proteiini, joka liittyy solusignalointiin.

Hemiselluloosa sitoutuu vetysidoksilla selluloosaan. Nämä vuorovaikutukset ovat hyvin stabiileja. Vuorovaikutustila ei ole hyvin määritelty muille osille.

Se voidaan erottaa primäärisen ja sekundäärisen soluseinän välillä. Ensisijainen on ohut ja hieman muokattava. Kun solujen kasvu pysähtyy, syntyy sekundaarinen seinäasennus, joka voi muuttaa sen koostumusta suhteessa primaariseen tai pysyä muuttumattomana ja vain lisätä ylimääräisiä kerroksia.

Joissakin tapauksissa ligniini on osa toissijaista seinää. Esimerkiksi puut osoittavat merkittäviä määriä selluloosaa ja ligniiniä.

synteesi

Seinän biosynteesin prosessi on monimutkainen. Siihen liittyy noin 2000 geeniä, jotka osallistuvat rakenteen rakentamiseen.

Selluloosa syntetisoidaan plasmamembraanissa, joka sijoitetaan suoraan ulkopuolelle. Sen muodostuminen vaatii useita entsymaattisia komplekseja.

Loput komponentit syntetisoidaan solun sisäisissä kalvojärjestelmissä (kuten Golgin laitteessa) ja erittyvät vesikkelien avulla..

toiminto

Kasvien soluseinämässä on analogisia toimintoja kuin ne, joita solunulkoinen matriisi suorittaa eläinsoluissa, kuten solun muodon ja rakenteen ylläpitäminen, kudosten ja solusignaloinnin yhdistäminen. Seuraavaksi keskustelemme tärkeimmistä toiminnoista:

Säädä turgoria

Eläinsoluissa, joissa ei ole soluseinää, solunulkoinen ympäristö on merkittävä haaste osmoosin kannalta.

Kun väliaineen konsentraatio on korkeampi kuin solun sisäpuolella, kennossa oleva vesi on taipumus tulla ulos. Sitä vastoin, kun solu altistetaan hypotoniselle ympäristölle (korkeampi konsentraatio solussa) vesi tulee ja solu voi räjähtää.

Kasvisolujen tapauksessa soluympäristössä esiintyvät liuokset ovat pienempiä kuin solun sisäpuolella. Solu ei kuitenkaan räjähtä, koska soluseinää painetaan. Tämä ilmiö aiheuttaa jonkinlaisen mekaanisen paineen tai solun turgorin.

Soluseinän aiheuttama turgoripaine auttaa pitämään kasvien kudokset jäykinä.

Solujen väliset yhteydet

Kasvien solut kykenevät kommunikoimaan keskenään sarjaan "kanavia", joita kutsutaan plasmodesmeiksi. Nämä reitit mahdollistavat sekä solujen sytosolin että materiaalien ja hiukkasten vaihtamisen.

Tämä järjestelmä mahdollistaa metabolisten tuotteiden, proteiinien, nukleiinihappojen ja jopa viruspartikkeleiden vaihdon.

Merkinantatiet

Tässä monimutkaisessa matriisissa on pektiinistä peräisin olevia molekyylejä, kuten oligogalakturonideja, joilla on kyky laukaista signalointireittejä puolustusvasteina. Toisin sanoen he toimivat eläinten immuunijärjestelmänä.

Vaikka soluseinä muodostaa esteen patogeenejä vastaan, se ei ole täysin läpäisemätön. Siksi, kun seinä heikkenee, nämä yhdisteet vapautetaan ja "varoittavat" hyökkäyksen tehtaan.

Vastauksena esiintyy reaktiivisten happilajien vapautumista ja metaboliitteja, kuten fytoalexiineja, jotka ovat mikrobilääkkeitä.

Soluseinä prokaryooteissa

Rakenne ja koostumus eubakteereissa

Eubakteerien soluseinällä on kaksi perusrakennetta, jotka tunnetaan Gram-värin perusteella.

Ensimmäinen ryhmä koostuu gram-negatiivisista bakteereista. Tällöin kalvo on kaksinkertainen. Soluseinä on ohut ja sitä ympäröi molemmin puolin sisä- ja ulompi plasmamembraani. Gram-negatiivisen bakteerin klassinen esimerkki on E. coli.

Gram-positiivisilla bakteereilla on puolestaan ​​vain plasma-kalvo ja soluseinä on paljon paksumpi. Nämä ovat yleensä runsaasti teikkahappoja ja mykolihappoja. Esimerkki on patogeeni Staphylococcus aureus.

Molempien seinämien pääkomponentti on peptidoglykaani, joka tunnetaan myös nimellä mureiini. Sen muodostavat yksiköt tai monomeerit ovat N-asetyyliglukosamiini ja N-asetyylimuramiinihappo. Se koostuu polysakkaridien ja pienten peptidien lineaarisista ketjuista. Peptidoglykaani muodostaa vahvoja ja stabiileja rakenteita.

Jotkut antibiootit, kuten penisilliini ja vankomysiini, estävät bakteerien soluseinämien muodostumista. Kun bakteeri menettää soluseinänsä, tuloksena oleva rakenne tunnetaan sferoplastina.

Rakenne ja kokoonpano arkistossa

Archaea eroaa seinän koostumuksesta bakteerien suhteen lähinnä siksi, että ne eivät sisällä peptidoglykaania. Joillakin arkistoilla on pseudopeptidoglykaanin tai pseudomureiinin kerros.

Tämän polymeerin paksuus on 15-20 nm ja se on samanlainen kuin peptidoglykaanin. Polymeerin komponentit ovat l-N-asetyyli-lammiaminuronihappoa, joka on sitoutunut N-asetyyliglukosamiiniin.

Ne sisältävät useita harvinaisia ​​lipidejä, kuten isopreeniryhmät, jotka on liitetty glyseroliin, ja lisäkerros glykoproteiineja, jota kutsutaan S-kerrokseksi, ja tämä kerros liittyy usein plasman kalvoon.

Lipidit ovat erilaisia ​​kuin bakteereissa. Eukaryooteissa ja bakteereissa havaitut sidokset ovat esterityyppisiä, kun taas arkeissa ne ovat eetterityyppisiä. Gllyserolin luuranko on tyypillinen tälle domeenille.

On olemassa joitakin arkiston lajeja, kuten Ferroplasma Acidophilum ja Thermoplasma spp., joilla ei ole soluseinää, vaikka he elävät äärimmäisissä ympäristöolosuhteissa.

Sekä eubakteerit että archaea esittävät suuren kerroksen proteiineja, kuten adhesiineja, jotka auttavat näitä mikro-organismeja kolonisoimaan erilaisia ​​ympäristöjä.

synteesi

Gramnegatiivisissa bakteereissa seinän komponentit syntetisoidaan sytoplasmaan tai sisäkalvoon. Seinän rakenne tapahtuu solun ulkopuolella.

Peptidoglykaanin muodostuminen alkaa sytoplasmasta, jossa synteesi tapahtuu, seinän komponenttien nukleotidiprekursoreita.

Sen jälkeen synteesi jatkuu sytoplasmisessa membraanissa, jossa syntetisoidaan lipidityyppiset yhdisteet.

Synteesimenetelmä päättyy sytoplasmisen membraanin sisään, jossa peptidoglykaaniyksiköiden polymerointi tapahtuu. Tähän prosessiin osallistuu erilaisia ​​entsyymejä.

tehtävät

Kuten solujen seinämässä kasveissa, tämä rakenne bakteereissa suorittaa samankaltaisia ​​toimintoja näiden yksisoluisten organismien suojaamiseksi lyyseiltä osmoottisen stressin edessä.

Gram-negatiivisten bakteerien ulompi kalvo auttaa proteiinien ja liuosten siirtämistä ja signaalinsiirtoa. Se myös suojaa organismia taudinaiheuttajilta ja tarjoaa solun vakauden.

Soluseinä sienissä

Rakenne ja koostumus

Suurimmassa osassa sienten soluseinistä on melko samanlainen koostumus ja rakenne. Ne on muodostettu geelimäisistä hiilihydraattipolymeereistä, jotka on tarttunut proteiineihin ja muihin komponentteihin.

Sieni-seinän erottuva osa on kitiini. Se vuorovaikutuksessa glukaanien kanssa muodostaa kuitumatriisin. Vaikka se on vahva rakenne, sillä on tietty joustavuus.

synteesi

Pääkomponenttien synteesi - kitiini ja glukaanit - esiintyy plasmamembraanissa.

Muut komponentit syntetisoidaan Golgin laitteessa ja endoplasmisessa retikuliossa. Nämä molekyylit viedään solun ulkopuolelle erittymällä vesikkelien avulla.

tehtävät

Sienien soluseinä määrittää sen morfogeneesin, sen solujen elinkelpoisuuden ja sen patogeenisyyden. Ekologisesta näkökulmasta se määrittää ympäristön, jossa tietty sieni voi elää tai ei.

viittaukset

1. Albers, S. V., & Meyer, B. H. (2011). Archaeal-solujen kirjekuori. Nature Reviews Mikrobiologia, 9(6), 414 - 426.
2. Cooper, G. (2000). Solu: Molekyylinen lähestymistapa. 2. painos. Sinauer Associates.
3. Forbes, B. A. (2009). Mikrobiologinen diagnoosi. Ed. Panamericana Medical.
4. Gow, N. A., Latge, J. P., ja Munro, C.A. (2017). Sieni-soluseinä: rakenne, biosynteesi ja toiminta. Mikrobiologian spektri 5(3)
5. Keegstra, K. (2010). Kasvien soluseinät. Kasvien fysiologia, 154(2), 483 - 486.
6. Koebnik, R., Locher, K. P. ja Van Gelder, P. (2000). Bakteerien ulompien membraaniproteiinien rakenne ja toiminta: tynnyrit pähkinänkuoressa. Molekyylimikrobiologia, 37(2), 239 - 253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molekyylisolubiologia 4. painos. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus, kirjahylly.
8. Scheffers, D. J., ja Pinho, M. G. (2005). Bakteriaalinen soluseinän synteesi: uudet havainnot lokalisointitutkimuksista. Mikrobiologian ja molekyylibiologian arviot, 69(4), 585 - 607.
9. Showalter, A. M. (1993). Kasvisolujen seinämän proteiinien rakenne ja toiminta. Kasvien solu, 5(1), 9-23.
10. Valent, B. S., & Albersheim, P. (1974). Kasvien soluseinien rakenne: Ksyloglukaanin sitoutumisesta selluloosakuituihin. Kasvien fysiologia, 54(1), 105 - 108.
11. Vallarino, J. G., & Osorio, S. (2012). Oligogalakturonidien merkitsevä rooli soluseinän hajoamisen aikana. Kasvien merkinanto ja käyttäytyminen, 7(11), 1447-1449.