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.

Гемицеллюлозы отличаются отцеллюлозы составом мономеров и разветвлённым их расположением в молекулах. Являясьодним из компонентов пластичного матрикса,гемицеллюлозы придают клеточной стенке дополнительную прочность, но почти непрепятствуют её росту.Гемицеллюлозы могут быть и запасными|запасными веществами, так как легко гидролизуются. Кромегемицеллюлоз в матрикс, а также в срединную пластинку входят пектиновыевещества, илипектины, иполисахариды, образованные мономерами -уроновыми кислотами. Эти вещества скрепляют, склеивают оболочки соседних клеток. Молекулыгемицеллюлоз, пектина и гликопротеидов соединяют целлюлозныемикрофибриллы.

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%.


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector