Hücre Duvarı Özellikleri, İşlevleri ve Yapısı

hücre duvarı Bazı hücre tiplerini sınırlayan ve plazma zarını saran kalın ve dayanıklı bir yapıdır. Dış ile teması engelleyen bir duvar olarak kabul edilmez; Dinamik, karmaşık bir yapıdır ve organizmalarda önemli sayıda fizyolojik işlevden sorumludur..

Hücre duvarı bitkilerde, mantarlarda, bakterilerde ve alglerde bulunur. Her duvar bir yapıya ve grubun tipik bir bileşimine sahiptir. Buna karşılık, hayvansal hücrelerin özelliklerinden biri hücre duvarı eksikliğidir. Bu yapı temel olarak hücrelerin şeklini vermek ve korumaktan sorumludur..

Hücre duvarı, hücresel ortamın mevcut olabileceği ozmotik dengesizliklere yanıt olarak koruyucu bir bariyer görevi görür. Ayrıca, hücreler arasındaki iletişimde rolü vardır..

indeks

• 1 Genel özellikler
• Bitkilerde 2 hücre duvarı
  • 2.1 Yapı ve kompozisyon
  • 2.2 Özet
  • 2.3 İşlev
• 3 Prokaryotlarda hücre duvarı
  • 3.1 Eubakterilerde yapı ve kompozisyon
  • 3.2 Archaeada Yapı ve Kompozisyon
  • 3.3 Özet
  • 3.4 İşlevler
• Mantarlarda 4 hücre duvarı
  • 4.1 Yapı ve kompozisyon
  • 4.2 Sentez
  • 4.3 İşlevler
• 5 Kaynakça

Genel özellikler

-Hücre duvarı, farklı organizma gruplarında bulunan kalın, kararlı ve dinamik bir bariyerdir.

-Bu yapının varlığı, hücrenin yaşayabilirliği, şekli için hayati önem taşır ve zararlı organizmalar söz konusu olduğunda patojenitesine katılır.

-Duvarın bileşimi, her gruba bağlı olarak değişmekle birlikte, asıl işlev, hücre bütünlüğünü, hücreyi patlatabilecek ozmotik kuvvetlere karşı korumaktır..

-Çok hücreli organizmalar söz konusu olduğunda, doku oluşumuna yardımcı olur ve hücre iletişimine katılır

Bitkilerde hücre duvarı

Yapı ve kompozisyon

Bitki hücrelerinin hücre duvarları, üç boyutlu bir matriste düzenlenen polisakkaritler ve glikoproteinlerden oluşur.

En önemli bileşen selülozdur. Β-1,4 bağlarla birbirine bağlanmış tekrarlanan glikoz ünitelerinden oluşur. Her molekül yaklaşık 500 glikoz molekülü içerir..

Bileşenlerin geri kalanı şunları içerir: diğerleri arasında homogalakturonan, rhamnogalakturonan I ve II ve hemiselüloz polisakaritler, ksiloglukanlar, glukonanlar, ksilalar gibi.

Duvarda ayrıca protein yapısına sahip bileşenler vardır. Arabinogalaktan, duvarda bulunan bir proteindir ve hücre sinyalleşmesi ile ilgilidir..

Hemiselüloz, hidrojen bağlarıyla selüloza bağlanır. Bu etkileşimler çok kararlı. Etkileşim modu, bileşenlerin geri kalanı için iyi tanımlanmamış.

Birincil ve ikincil hücre duvarları arasında ayırt edilebilir. Birincil ince ve biraz dövülebilir. Hücre büyümesi durduktan sonra, sekonder duvar birikmesi meydana gelir; bu, primer olana göre kompozisyonunu değiştirebilir veya değişmeden kalabilir ve sadece ilave katmanlar ekler.

Bazı durumlarda, lignin ikincil duvarın bir bileşenidir. Örneğin, ağaçlar önemli miktarda selüloz ve lignin gösterir..

sentez

Duvarın biyosentezi süreci karmaşıktır. Yapının yapımında rol alan yaklaşık 2000 geni içerir..

Selüloz, doğrudan dışarıya bırakılacak olan plazma zarında sentezlenir. Oluşumu birkaç enzimatik kompleks gerektirir.

Bileşenlerin geri kalanı hücrenin içinde bulunan (Golgi cihazı gibi) membranlı sistemlerde sentezlenir ve veziküller yoluyla atılır.

fonksiyon

Bitkilerdeki hücre çeperi, hücre dışı matrisin, hücre şeklini ve yapısını korumak, dokuları bağlamak ve dokuları sinyallemek gibi hayvan hücrelerinde gerçekleştirdiklerine benzer fonksiyonlara sahiptir. Daha sonra en önemli işlevleri tartışacağız:

Turgor düzenleyen

Hücre duvarı olmayan hayvan hücrelerinde hücre dışı ortam ozmoz açısından büyük bir zorluktur.

Ortamın konsantrasyonu, hücre iç kısmına kıyasla daha yüksek olduğunda, hücre içindeki su dışarı çıkma eğilimindedir. Tersine, hücre hipotonik bir ortama maruz kaldığında (hücre içinde daha yüksek konsantrasyon) su girer ve hücre patlayabilir..

Bitki hücreleri durumunda, hücre ortamında bulunan çözeltiler hücre içindekilerden daha düşüktür. Bununla birlikte, hücre duvarı preslendiğinden hücre patlamaz. Bu fenomen, bir miktar mekanik basınç veya hücresel turgörün görünmesine neden olur..

Hücre duvarı tarafından yaratılan turgor basıncı, bitkilerin dokularını sert tutmaya yardımcı olur.

Hücreler arasındaki bağlantılar

Bitki hücreleri birbirleriyle plazmodmam adı verilen bir dizi "kanal" ile iletişim kurabilirler. Bu yollar, hem hücrelerin sitozollerini bağlamaya hem de materyal ve partikül alışverişinde bulunmalarına izin verir..

Bu sistem metabolik ürünlerin, proteinlerin, nükleik asitlerin ve hatta viral partiküllerin değişimini sağlar.

Sinyal yolları

Bu karmaşık matriste, oligogalakturonitler gibi pektinden türetilen ve savunma yanıtı olarak sinyal yollarını tetikleme yeteneğine sahip moleküller vardır. Başka bir deyişle, hayvanlarda bağışıklık sistemi gibi çalışırlar.

Hücre duvarı patojenlere karşı bir engel oluştursa da, tamamen geçilmez değildir. Bu nedenle, duvar zayıfladığında bu bileşikler açığa çıkar ve saldırının bitkisini "uyar".

Buna karşılık, reaktif oksijen türlerinin salınımı meydana gelir ve antimikrobiyal maddeler olan fitoaleksinler gibi metabolitler üretilir.

Prokaryotlarda hücre duvarı

Eubakterilerde yapı ve kompozisyon

Eubacteria'nın hücre duvarı, ünlü Gram boyaması ile ayrılan iki temel yapıya sahiptir..

İlk grup Gram negatif bakterilerden oluşur. Bu tipte zar iki katına çıkar. Hücre duvarı incedir ve her iki tarafta bir iç ve dış plazma zarı ile çevrilidir. Gram negatif bakteri klasik örneği E. coli.

Gram pozitif bakteriler sadece plazma plazmasına sahiptir ve hücre duvarı çok daha kalındır. Bunlar genellikle teikoik asitler ve mikolik asitler bakımından zengindir. Bir örnek patojendir Staphylococcus aureus.

Her iki duvar tipinin de ana bileşeni murein olarak da bilinen peptidoglikandır. Onu oluşturan birimler veya monomerler, N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asittir. Polisakkaritlerin doğrusal zincirlerinden ve küçük peptidlerden oluşur. Peptidoglikan güçlü ve kararlı yapılar oluşturur.

Penisilin ve vankomisin gibi bazı antibiyotikler bakteri hücre duvarı bağlarının oluşumunu önleyerek etki gösterir. Bir bakteri hücre duvarını kaybettiğinde, ortaya çıkan yapı bir sferoplast olarak bilinir..

Archaeada Yapı ve Kompozisyon

Archaea, duvarlara göre, bakterilere göre farklılık gösterir, çünkü bunlar, peptidoglikan içermezler. Bazı archaealarda psödopeptidoglikan veya psödomurein tabakası bulunur..

Bu polimer 15-20 nm kalınlığa sahiptir ve peptidoglikana benzerdir. Polimerin bileşenleri, N-Asetilglukosamin'e bağlı 1-N-asetiltalosaminuronik asittir..

Gliserole bağlı izopren grupları ve S tabakası olarak adlandırılan ek bir glikoprotein tabakası gibi nadir bir lipid serisi içerirler.Bu tabaka genellikle plazma zarı ile ilişkilidir..

Lipitler bakterilerden farklıdır. Ökaryotlarda ve bakterilerde bulunan bağlar ester tipindedir, arkada ise eter tipindedir. Gliserol iskeleti bu alan için tipiktir..

Gibi bazı archaea türleri vardır. Ferroplasma Acidophilum ve Thermoplasma Ekstrem çevre koşullarında yaşamaya rağmen hücre duvarı olmayan spp..

Hem eubacteria hem de archaea, bu mikroorganizmaların farklı ortamları kolonize etmesine yardımcı olan, adezinler gibi geniş bir protein tabakası sunar..

sentez

Gram negatif bakterilerde, duvarın bileşenleri sitoplazmada veya iç zarda sentezlenir. Duvarın yapılışı hücrenin dış tarafında gerçekleşir..

Peptidoglikanın oluşumu, sentezin meydana geldiği, duvar bileşenlerinin nükleotit öncülleri olan sitoplazmada başlar.

Daha sonra, sentez, lipit yapıdaki bileşiklerin sentezlendiği sitoplazmik zarda devam eder..

Sentez işlemi, peptidoglikan birimlerinin polimerizasyonunun gerçekleştiği sitoplazmik membranın içinde sona erer. Bu sürece farklı enzimler katılır.

fonksiyonlar

Bitkilerdeki hücre duvarı gibi, bakterilerdeki bu yapı da, bu tek hücreli organizmaları ozmotik stres karşısında parçalanmalara karşı korumak için benzer işlevleri yerine getirir..

Gram negatif bakterilerin dış zarı, proteinlerin ve çözünenlerin yer değiştirmesine ve sinyallerin iletilmesine yardımcı olur. Ayrıca organizmayı patojenlerden korur ve hücresel stabilite sağlar.

Mantarlarda hücre duvarı

Yapı ve kompozisyon

Mantarlardaki hücre duvarlarının çoğunluğu oldukça benzer bir bileşime ve yapıya sahiptir. Proteinler ve diğer bileşenlerle dolaşmış jel benzeri karbonhidrat polimerlerinden oluşurlar.

Mantar duvarının ayırt edici bileşeni kitindir. Lifli bir matris oluşturmak için glukanlar ile etkileşime girer. Güçlü bir yapı olmasına rağmen, belirli bir esneklik derecesine sahiptir..

sentez

Ana bileşenlerin sentezi - chitin ve glukanlar - plazma membranında meydana gelir..

Diğer bileşenler Golgi aparatında ve endoplazmik retikulumda sentezlenir. Bu moleküller veziküller yoluyla atılım yoluyla hücresel dışa alınır..

fonksiyonlar

Mantarların hücre duvarı morfogenezi, hücre canlılığı ve patojenitesini belirler. Ekolojik açıdan belirli bir mantarın yaşayabileceği ya da olamayacağı ortam tipini belirler..

referanslar

1. Albers, S. V., ve Meyer, B.H. (2011). Arkeal hücre zarfı. Doğa Değerlendirmeleri Mikrobiyoloji, 9(6), 414-426.
2. Cooper, G. (2000). Hücre: Moleküler Bir Yaklaşım. 2. baskı. Sinauer Associates.
3. Forbes, B.A. (2009). Mikrobiyolojik tanı. Ed. Panamericana Medical.
4. Gow, N.A., Latge, J.P., & Munro, C.A. (2017). Mantar hücre duvarı: yapısı, biyosentezi ve işlevi. Mikrobiyoloji spektrumu 5(3)
5. Keegstra, K. (2010). Bitki hücre duvarları. Bitki fizyolojisi, 154(2), 483-486.
6. Koebnik, R., Locher, K.P., ve Van Gelder, P. (2000). Bakteriyel dış zar proteinlerinin yapısı ve işlevi: Özetle fıçılar. Moleküler mikrobiyoloji, 37(2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D. ve Darnell, J. (2000). Moleküler hücre biyolojisi 4. basım. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi, Kitaplık.
8. Scheffers, D.J. & Pinho, M.G. (2005). Bakteriyel hücre duvarı sentezi: lokalizasyon çalışmalarından yeni görüşler. Mikrobiyoloji ve Moleküler Biyoloji Yorumları, 69(4), 585-607.
9. Showalter, A.M. (1993). Bitki hücre duvarı proteinlerinin yapısı ve işlevi. Bitki hücresi, 5(1), 9-23.
10. Valent, B.S., ve Albersheim, P. (1974). Bitki hücre duvarlarının yapısı: Xyloglucan'ın selüloz liflerine bağlanması üzerine. Bitki Fizyolojisi, 54(1), 105-108.
11. Vallarino, J. G., ve Osorio, S. (2012). Hücre duvarı yıkımı sırasında elde edilen oligogalakturonidlerin sinyal rolü. Bitki imleşimi ve davranış, 7(11), 1447-1449.