Клітинна стінка - це жорстка оболонка. Вона розташовується зовні цитоплазматичної мембрани. Розгляньмо далі будову клітинної стінки.
Загальна інформація
Ця оболонка виконує транспортні, захисні та структурні функції. У багатьох найпростіших відсутня клітинна стінка. Тварин природа також обділила цим елементом. Оболонка виявляється у більшості прокаріот, архей, представників флори.
Клітинна стінка бактерій
Оболонка включає муреїн (пептидоглікан). Вона буває грамполоджувальною і грамотрицальною. Клітинна стінка бактерій першого типу містить виключно товстий шар пептидогликана. Він щільно прилягає до мембрани і пронизаний ліпотейховими і тейховими кислотами. Грамотрицька клітинна стінка містить більш тонкий шар пептидоглікану. Між плазматичною мембраною і ним присутній периплазматичний простір. Зовні оболонка оточується ще одним шаром. Його представлено у вигляді ліпополісахариду. Ця мембрана виступає як пирогенний ендотоксин.
Клітинна стінка рослин
Як ключовий елемент в оболонці виступає целюлоза. Клітинна стінка вважається найважливішою особливістю вищих представників флори. Вона представляє собою переважно полімерний складноорганізований матрикс. Клітина, в якій відсутня стінка, називається протопластом. В оболонках присутні спеціальні поглиблення. Через ці пори проходять плазмодесми - цитоплазматичні канальця. Ними одна клітинна стінка рослин поєднується з іншою. Ці канальця забезпечують обмін речовин між ними. Слід сказати, що клітинна стінка грибів набагато простіша, ніж оболонка елементів вищих представників флори.
Хімічний склад
Він відрізняється залежно від виду клітини і тканини, в якій вона присутня. У деяких випадках хімічний склад змінюється і в межах однієї оболонки навколо протопласту. Целюлозні молекули за допомогою водневих зв 'язків формують пучки. Вони іменуються мікрофібриллами. Переплетені пучки утворюють каркас оболонки. Клітинна стінка грибів у більшості випадків у цій ділянці містить хітин. Мікрофібрили знаходяться в матриксі оболонки. Він, у свою чергу, включає в себе різні хімічні речовини. Серед них переважають полісахариди. До них, зокрема, відносять пектинові речовини і геміцеллюлози. Розгляньмо їх.
Геміцелюлози
Вони являють собою групу полісахаридів. Це полімери гексоз і пентоз - глюкози, галактози, маннози, ксилози тощо. Геміцелюлозні молекули, як, власне, і целюлозні, представлені у формі ланцюга. Однак від останніх їх відрізняє менша довжина, сильна розгалуженість і менша впорядкованість. Ці ланцюги легше руйнуються ферментами і розчиняються.
Пектинові речовини
Вони представлені полімерами, сформованими з моносахаридів (галактози і арабінози), галактуронової (цукрової) кислоти, метилового спирту. Молекули пектинових речовин довгі. Вони можуть бути розгалуженими або лінійними. У них присутня велика кількість карбоксильних груп. Це забезпечує можливість їх з 'єднання з іонами Са2- і Mg2 +. У результаті з 'являються студоподібні, клейкі пектати кальцію і магнію. Згодом з них формуються серединні платівки, якими одна клітинна стінка прикріплюється до іншої. Іони металів можуть обмінюватися на інші катіони. Це обумовлює катіонообмінну здатність оболонок. Пектинові речовини і пектати у великій кількості присутні в клітинних стінках безлічі плодів. Оскільки під час їх вилучення та подальшого додавання цукру формуються гелі, пектини застосовують як жадаючі речовини при виготовленні мармеладу.
Матрікс
Крім вуглеводних елементів, в ньому присутній структурний протеїн екстенеїн - гліконротеїн. За своїм складом цей білок близький до колагенів, присутніх у міжклітинному просторі тварин. Матрикс займає близько 60% сухої речовини оболонки. Він не просто заповнює між мікрофібриллами проміжки, а формує міцні хімічні (ковалентні і водневі, зокрема) зв 'язки між безпосередньо пучками целюлозних молекул і макромолекулами. Це забезпечує необхідну міцність стінки клітини, її пластичність і еластичність.
Лігнін
Він виступає як основна інкрустуюча речовина в оболонці. Лігнін - це полімер з нерозвітвленими молекулами, що складаються з ароматичних спиртів. Після припинення зростання елементів починається інтенсивна лігніфікація. Під час неї молекули целюлози просочуються полімером. Лігнін може накопичуватися у вигляді окремих ділянок - кілець, сітки або спіралей. Це, зокрема, характерно для клітинних стінок ксилеми - провідної тканини. Накопичення може відбуватися і у вигляді суцільного шару. Не відкладається полімер тільки в тих ділянках, де відбуваються контакти сусідніх клітин у вигляді плазмодесм. Лігнін, скріплюючи волокна целюлози, діє як жорсткий і дуже твердий каркас. Він підсилює міцність оболонок на стиснення і розтягнення. Лігнін також забезпечує додатковий захист від хімічних і фізичних впливів, знижує водопроникність. Вміст полімеру в оболонці може досягати 30%. Інкрустація лігніна часто призводить до одревіснення стінок. Це, в свою чергу, тягне за собою відмирання вмісту. У поєднанні з целюлозою лігнін надає специфічні властивості деревині. Це, в свою чергу, робить її універсальним будматеріалом.
Жироподібні речовини
Вони також можуть відкладатися на оболонку. До жироподібних речовин відносять кутин, віск і субєрін. Останній накопичується зсередини клітини. Він робить її майже непроникною для розчинів і води. У результаті відбувається відмирання протопласту і заповнення клітини повітрям. Цей процес називається опробковуванням. Він спостерігається в покровних тканинах біля багаторічних деревних насаджень. Оболонка епідермальних клітин захищається восками і кутином. Вони є гідрофобними речовинами. Їх попередники секретуються на поверхню з цитоплазми. Там відбувається їх полімерізація. Кутиновий шар, як правило, пронизаний полісахаридними елементами (пектином і целюлозою). Він формує кутикулу. Віск часто накопичується в кристалічному вигляді на поверхні елементів рослин (на плодах, листях) і утворює специфічний наліт. Разом з кутикулою він забезпечує захист клітці від проникнення інфекцій і різних пошкоджень. Крім цього, вони знижують випаровування води.
Мінералізація
Вона відбувається в стінках епідермальних клітин деяких рослин (осок, злаків та інших). Мінеральні речовини в них накопичуються в досить великій кількості. У першу чергу виявляються кремнезем і карбонат кальцію. У процесі мінералізації стебла і листя насаджень набувають жорсткості, твердості і меншою мірою піддаються пошкодженню.
Ув 'язнення
Клітинні стінки рослин виконують багато функцій. Зокрема, вони забезпечують жорсткість для механічної та структурної підтримки, надають форму, спрямовують зростання. Оболонка перешкоджає тургору - осмотичному тиску. Це особливо важливо у випадках, коли в рослину надходить додатковий обсяг води.