De celwand Het is een dikke en resistente structuur die bepaalde celtypen begrenst en wordt aangetroffen rond het plasmamembraan. Het wordt niet beschouwd als een muur die contact met de buitenwereld verhindert; het is een dynamische, complexe structuur en is verantwoordelijk voor een aanzienlijk aantal fysiologische functies in organismen.
De celwand wordt aangetroffen in planten, schimmels, bacteriën en algen. Elke wand heeft een typische groepsstructuur en samenstelling. Een van de kenmerken van dierlijke cellen daarentegen is het ontbreken van een celwand. Deze structuur is voornamelijk verantwoordelijk voor het geven en behouden van de vorm van cellen.
De celwand fungeert als een beschermende barrière als reactie op osmotische onevenwichtigheden die de celomgeving kan vertonen. Bovendien speelt het een rol bij de communicatie tussen cellen..
Artikel index
-De celwand is een dikke, stabiele en dynamische barrière die in verschillende groepen organismen wordt aangetroffen..
-De aanwezigheid van deze structuur is essentieel voor de levensvatbaarheid van de cel, zijn vorm en, in het geval van schadelijke organismen, neemt hij deel aan de pathogeniteit ervan..
-Hoewel de samenstelling van de wand per groep varieert, is de belangrijkste functie het handhaven van de celintegriteit tegen osmotische krachten die de cel kunnen doen barsten..
-In het geval van meercellige organismen helpt het bij de vorming van weefsels en neemt het deel aan celcommunicatie
De celwanden van plantencellen zijn samengesteld uit polysacchariden en glycoproteïnen, georganiseerd in een driedimensionale matrix.
De belangrijkste component is cellulose. Het bestaat uit zich herhalende glucose-eenheden, met elkaar verbonden door β-1,4-bindingen. Elk molecuul bevat ongeveer 500 glucosemoleculen.
De rest van de componenten zijn onder meer: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I en II en hemicellulosepolysacchariden zoals xyloglucanen, glucomannan, xylaan, onder anderen..
De muur heeft ook componenten van eiwitachtige aard. Arabinogalactan is een eiwit dat in de wand wordt aangetroffen en is gerelateerd aan celsignalering.
Hemicellulose bindt zich via waterstofbruggen aan cellulose. Deze interacties zijn erg stabiel. Voor de rest van de componenten is de interactiemodus nog niet goed gedefinieerd.
U kunt onderscheid maken tussen primaire en secundaire celwand. De primaire is dun en enigszins kneedbaar. Nadat de celgroei is gestopt, vindt de afzetting van de secundaire wand plaats, die de samenstelling ten opzichte van de primaire wand kan veranderen of ongewijzigd kan blijven en alleen extra lagen kan toevoegen.
In sommige gevallen is lignine een onderdeel van de secundaire wand. Bomen bevatten bijvoorbeeld aanzienlijke hoeveelheden cellulose en lignine.
Het muurbiosyntheseproces is complex. Het gaat om ongeveer 2000 genen die deelnemen aan de constructie van de structuur.
Cellulose wordt gesynthetiseerd op het plasmamembraan om direct naar buiten te worden afgezet. De vorming ervan vereist verschillende enzymcomplexen.
De rest van de componenten wordt gesynthetiseerd in membraansystemen die zich in de cel bevinden (zoals het Golgi-apparaat) en uitgescheiden via blaasjes..
De celwand in planten heeft functies die analoog zijn aan die van de extracellulaire matrix in dierlijke cellen, zoals het behouden van de celvorm en -structuur, het verbinden van weefsels en celsignalering. Hieronder bespreken we de belangrijkste functies:
In dierlijke cellen - die geen celwand hebben - vormt de extracellulaire omgeving een grote uitdaging in termen van osmose.
Wanneer de concentratie van het medium hoger is in vergelijking met de binnenkant van de cel, heeft het water de neiging om uit de cel te stromen. Omgekeerd, wanneer de cel wordt blootgesteld aan een hypotone omgeving (hogere concentratie in de cel), komt het water binnen en kan de cel exploderen.
In het geval van plantencellen zijn de opgeloste stoffen die in de celomgeving worden aangetroffen minder dan in het celbinnenland. De cel explodeert echter niet omdat de celwand onder druk staat. Dit fenomeen veroorzaakt het optreden van een bepaalde mechanische druk of cellulaire turgor..
De turgordruk die door de celwand wordt gecreëerd, helpt plantenweefsels stijf te houden.
Plantencellen kunnen met elkaar communiceren via een reeks "kanalen" die plasmodesmata worden genoemd. Deze routes verbinden het cytosol van beide cellen en wisselen materialen en deeltjes uit..
Dit systeem maakt de uitwisseling van metabolische producten, eiwitten, nucleïnezuren en zelfs virale deeltjes mogelijk..
In deze ingewikkelde matrix bevinden zich moleculen die zijn afgeleid van pectine, zoals oligogalacturoniden, die het vermogen hebben om signaalroutes te activeren, zoals afweerreacties. Met andere woorden, ze werken als het immuunsysteem bij dieren..
Hoewel de celwand een barrière vormt tegen ziekteverwekkers, is deze niet geheel ondoordringbaar. Daarom komen deze verbindingen vrij wanneer de muur verzwakt is en "waarschuwen" de plant voor de aanval..
Als reactie hierop vindt de afgifte van reactieve zuurstofsoorten plaats en worden metabolieten geproduceerd, zoals fytoalexinen, die antimicrobiële stoffen zijn..
De celwand van eubacteriën heeft twee fundamentele structuren, die worden onderscheiden door de beroemde Gramkleuring.
De eerste groep bestaat uit gramnegatieve bacteriën. Bij dit type is het membraan dubbel. De celwand is dun en is aan beide zijden omgeven door een binnenste en een buitenste plasmamembraan. Het klassieke voorbeeld van een gramnegatieve bacterie is E coli.
Grampositieve bacteriën van hun kant hebben alleen een plasmamembraan en de celwand is veel dikker. Deze zijn meestal rijk aan teichoïnezuren en mycolzuren. Een voorbeeld is de ziekteverwekker Staphylococcus aureus.
Het hoofdbestanddeel van beide soorten muren is peptidoglycaan, ook wel bekend als mureïne. De eenheden of monomeren waaruit het bestaat, zijn N-acetylglucosamine en N-acetylmuraminezuur. Het is samengesteld uit lineaire ketens van polysacchariden en kleine peptiden. Peptidoglycaan vormt sterke en stabiele structuren.
Sommige antibiotica, zoals penicilline en vancomycine, werken door de vorming van de bindingen in de bacteriële celwand te voorkomen. Wanneer een bacterie zijn celwand verliest, staat de resulterende structuur bekend als een sferoplast..
Archaea verschilt in wandsamenstelling van bacteriën, vooral omdat ze geen peptidoglycaan bevatten. Sommige archaea hebben een laag pseudopeptidoglycaan of pseudomureïne.
Dit polymeer is 15-20 nm dik en lijkt op peptidoglycaan. De componenten van het polymeer zijn l-N-acetyltalosaminuronzuur gekoppeld aan N-acetylglucosamine.
Ze bevatten een aantal zeldzame lipiden, zoals glycerolgebonden isopreengroepen en een extra laag glycoproteïnen, de zogenaamde S-laag, die vaak wordt geassocieerd met het plasmamembraan..
Lipiden zijn anders dan in bacteriën. In eukaryoten en bacteriën zijn de gevonden bindingen van het estertype, terwijl ze in archaea van het ethertype zijn. De glycerol-ruggengraat is typerend voor dit domein.
Er zijn enkele soorten archaea, zoals Ferroplasma Acidophilum Y Thermoplasma spp., die geen celwand hebben, ondanks het feit dat ze in extreme omgevingsomstandigheden leven.
Zowel eubacteriën als archaea hebben een grote laag eiwitten, zoals adhesinen, die deze micro-organismen helpen om verschillende omgevingen te koloniseren.
Bij gramnegatieve bacteriën worden de componenten van de wand gesynthetiseerd in het cytoplasma of in het binnenmembraan. De constructie van de muur gebeurt aan de buitenkant van de cel.
De vorming van peptidoglycaan begint in het cytoplasma, waar de synthese van de nucleotidenvoorlopers van de componenten van de wand plaatsvindt..
Vervolgens gaat de synthese verder in het cytoplasmatische membraan, waar verbindingen met een lipide-aard worden gesynthetiseerd..
Het syntheseproces eindigt in het cytoplasmatische membraan, waar de polymerisatie van de peptidoglycaaneenheden plaatsvindt. Verschillende enzymen nemen deel aan dit proces.
Net als de celwand in planten, vervult deze structuur in bacteriën vergelijkbare functies om deze eencellige organismen te beschermen tegen lysis tegen osmotische stress..
Het buitenmembraan van gramnegatieve bacteriën helpt bij de translocatie van eiwitten en opgeloste stoffen en bij signaaltransductie. Het beschermt ook het lichaam tegen ziekteverwekkers en zorgt voor cellulaire stabiliteit.
De meeste celwanden bij schimmels hebben een redelijk vergelijkbare samenstelling en structuur. Ze zijn gevormd uit gelachtige koolhydraatpolymeren, verweven met eiwitten en andere componenten.
Het onderscheidende onderdeel van de schimmelwand is chitine. Het werkt samen met glucanen om een vezelige matrix te creëren. Hoewel het een sterke structuur is, biedt het een zekere mate van flexibiliteit.
De synthese van de belangrijkste componenten - chitine en glucanen - vindt plaats in het plasmamembraan.
Andere componenten worden gesynthetiseerd in het Golgi-apparaat en in het endoplasmatisch reticulum. Deze moleculen worden via uitscheidingsroutes door blaasjes naar de buitenkant van de cel getransporteerd..
De celwand van schimmels bepaalt hun morfogenese, cellevensvatbaarheid en pathogeniteit. Vanuit ecologisch oogpunt bepaalt het het type omgeving waarin een bepaalde schimmel al dan niet voorkomt.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.