SOLUSEINÄ: OMINAISUUDET, TOIMINNOT JA RAKENNE - BIOLOGIA - 2026

Soluseinä on paksu ja kestävä rakenne, joka rajoittaa tietyntyyppisten solujen ja löytyy ympäröivän solukalvon. Sitä ei pidetä seinämänä, joka estää kosketusta ulkoa; Se on monimutkainen, dynaaminen rakenne ja vastaa merkittävästä määrästä organismien fysiologisia toimintoja.

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

Soluseinä toimii suojaesteenä vasteena osmoottiseen epätasapainoon, jota soluympäristö voi aiheuttaa. Lisäksi sillä on rooli viestinnässä solujen välillä.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

-Soluseinä on paksu, vakaa ja dynaaminen este, jota esiintyy erilaisissa organismeja koskevissa ryhmissä.

- Tämän rakenteen esiintyminen on välttämätöntä solun elinkelpoisuudelle, muodolle, ja haitallisten organismien tapauksessa se osallistuu sen patogeenisyyteen.

-Vaikka seinämän koostumus vaihtelee kustakin ryhmästä riippuen, päätehtävänä on ylläpitää solun eheyttä osmoottisia voimia vastaan, jotka voivat räjähtää solun.

- Monisoluisten organismien tapauksessa se auttaa kudosten muodostumista ja osallistuu solujen kommunikaatioon

Kasvien soluseinä

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 β - 1,4-sidoksilla. Jokainen molekyyli sisältää noin 500 glukoosimolekyyliä.

Muihin komponentteihin kuuluvat: homogalakturonaani, ramnogalakturonaani I ja II ja hemiselluloosapolysakkaridit, kuten ksyloglukaanit, glukomannaani, ksylaani, mm.

Seinässä on myös proteiiniluonteisia komponentteja. Arabinogalaktaani on seinämässä oleva proteiini, joka liittyy solujen signalointiin.

Hemisselluloosa sitoutuu vedysidosten kautta selluloosaan. Nämä vuorovaikutukset ovat erittäin vakaita. Muiden komponenttien kanssa vuorovaikutustapa ei ole vielä määritelty.

Voit erottaa ensisijaisen ja toissijaisen soluseinän. Primaari on ohut ja hieman muokattava. Solujen kasvun pysähtymisen jälkeen tapahtuu sekundaariseinämän kerrostuminen, joka voi muuttaa sen koostumusta suhteessa primaariseinään tai pysyä muuttumattomana ja lisätä vain ylimääräisiä kerroksia.

Joissakin tapauksissa ligniini on sekundaariseinän komponentti. Esimerkiksi puissa on huomattavia määriä selluloosaa ja ligniiniä.

Synteesi

Seinämien biosynteesiprosessi on monimutkainen. Se sisältää noin 2000 geeniä, jotka osallistuvat rakenteen rakentamiseen.

Selluloosa syntetisoidaan plasmakalvolle, joka kerrostetaan suoraan ulkopuolelle. Sen muodostuminen vaatii useita entsyymikomplekseja.

Loput komponentit syntetisoidaan kalvojärjestelmissä, jotka sijaitsevat solussa (kuten Golgi-laite) ja erittyvät rakkuloiden läpi.

toiminto

Kasvien soluseinämällä on analogisia toimintoja kuin mitä solunulkoinen matriisi suorittaa eläinsoluissa, kuten solun muodon ja rakenteen ylläpitäminen, kudosten yhdistäminen ja solujen signalointi. Seuraavaksi käsittelemme tärkeimpiä toimintoja:

Säädä turgoria

Eläinsoluissa - joilla ei ole soluseinää - solunulkoinen ympäristö on suuri haaste osmoosin suhteen.

Kun väliaineen pitoisuus on korkeampi kuin kennon sisäpinta, vedellä on taipumus valua ulos kennosta. Käänteisesti, kun solu altistetaan hypotoniselle ympäristölle (korkeampi konsentraatio solussa), vesi tulee ja solu voi räjähtää.

Kasvisolujen tapauksessa soluympäristössä löydettyjä liuenneita aineita on vähemmän kuin solun sisällä. Kenno ei kuitenkaan räjähtää, koska soluseinä on paineessa. Tämä ilmiö aiheuttaa tietyn mekaanisen paineen tai soluturgorin ilmestymisen.

Soluseinämän luoma turgoripaine auttaa pitämään kasvien kudokset jäykinä.

Solukytkennät

Kasvisolut kykenevät kommunikoimaan keskenään joukon "kanavia", joita kutsutaan plasmodesmuteiksi. Nämä reitit yhdistävät molempien solujen sytosolin ja vaihtavat materiaaleja ja hiukkasia.

Tämä järjestelmä mahdollistaa aineenvaihduntatuotteiden, proteiinien, nukleiinihappojen ja jopa viruspartikkelien vaihdon.

Merkinantoreitit

Tässä monimutkaisessa matriisissa on pektiinistä johdettuja molekyylejä, kuten oligogalakturonideja, joilla on kyky laukaista signalointireittejä puolustusvasteina. Toisin sanoen, ne toimivat kuten eläinten immuunijärjestelmä.

Vaikka soluseinä muodostaa esteen patogeenejä vastaan, se ei ole täysin läpäisemätön. Siksi, kun seinä on heikentynyt, nämä yhdisteet vapautuvat ja “varoittavat” kasvia hyökkäyksestä.

Vastauksena tapahtuu reaktiivisten happilajien vapautumista ja muodostuu metaboliitteja, kuten fytoakseliineja, jotka ovat antimikrobisia aineita.

Soluseinä prokaryooteissa

Eubakteerien rakenne ja koostumus

Eubakteerien soluseinämällä on kaksi perustavaa rakennetta, jotka erottaa kuuluisa Gram-värjäys.

Ensimmäinen ryhmä koostuu gram-negatiivisista bakteereista. Tässä tyypissä kalvo on kaksinkertainen. Soluseinä on ohut ja sitä ympäröi molemmat puolet sisä- ja ulkoplasmakalvo. Klassinen esimerkki gramnegatiivisesta bakteerista on E. coli.

Gram-positiivisilla bakteereilla on puolestaan ​​vain plasmakalvo ja soluseinämä on paljon paksumpi. Nämä ovat yleensä runsaasti teohappo- ja mykolihappoja. Esimerkki on taudinaiheuttaja Staphylococcus aureus.

Molempien seinätyyppien pääkomponentti on peptidoglykaani, joka tunnetaan myös nimellä mureiini. Sen muodostavat yksiköt tai monomeerit ovat N-asetyyliglukosamiini ja N-asetyylimuraamihappo. Se koostuu lineaarisista polysakkaridien ketjuista ja pienistä peptideistä. Peptidoglykaani muodostaa vahvat ja vakaat rakenteet.

Jotkut antibiootit, kuten penisilliini ja vankomysiini, toimivat estämällä sidosten muodostumista bakteerisoluseinämään. Kun bakteeri menettää soluseinämänsä, tuloksena oleva rakenne tunnetaan palloplastina.

Archaea rakenne ja koostumus

Archaea eroaa seinämän koostumuksesta bakteereista pääasiassa siksi, että ne eivät sisällä peptidoglykaania. Joissakin arhaassa on kerros pseudopeptidoglykaania tai pseudomureiinia.

Tämä polymeeri on 15–20 nm paksu ja muistuttaa peptidoglykaania. Polymeerin komponentit ovat lN-asetyylialosaminuronihappo, joka on kytketty N-asetyyliglukosamiiniin.

Ne sisältävät joukon harvinaisia ​​lipidejä, kuten glyseroliin sitoutuneita isopreeniryhmiä ja ylimääräisen glykoproteiinikerroksen, nimeltään S-kerroksen.Tämä kerros liittyy usein plasmamembraaniin.

Lipidit ovat erilaisia ​​kuin bakteereissa. Eukaryooteissa ja bakteereissa löydetyt sidokset ovat esterityyppisiä, kun taas arkeassa ne ovat eetterityyppejä. Glyserolirunko on tyypillinen tälle domeenille.

On joitain archaea-lajeja, kuten Ferroplasma Acidophilum ja Thermoplasma spp., Joilla ei ole soluseinää huolimatta siitä, että ne elävät äärimmäisissä ympäristöolosuhteissa.

Sekä eubakteerissa että arhaassa on suuri proteiinikerros, kuten adhesiineja, jotka auttavat näitä mikro-organismeja siirtymään erilaisiin ympäristöihin.

Synteesi

Gramnegatiivisissa bakteereissa seinämän komponentit syntetisoidaan sytoplasmassa tai sisäkalvossa. Seinämän rakenne tapahtuu kennon ulkopuolella.

Peptidoglykaanin muodostuminen alkaa sytoplasmassa, jossa tapahtuu seinämän komponenttien nukleotidien edeltäjien synteesi.

Myöhemmin synteesi jatkuu sytoplasmisessa membraanissa, jossa syntetisoidaan lipidi-tyyppisiä yhdisteitä.

Synteesiprosessi päättyy sytoplasmisen membraanin sisään, missä tapahtuu peptidoglykaaniyksiköiden polymeroituminen. Eri entsyymit osallistuvat tähän prosessiin.

ominaisuudet

Kuten kasvien soluseinä, tämä bakteerien rakenne suorittaa samanlaisia ​​tehtäviä suojaamaan näitä yksisoluisia organismeja hajoamiselta osmoottista stressiä vastaan.

Gramnegatiivisten bakteerien ulkomembraani auttaa proteiinien ja liuenneiden aineiden siirtämisessä ja signaalitransduktiossa. Se myös suojaa kehoa taudinaiheuttajilta ja tarjoaa solujen vakauden.

Soluseinä sienissä

Rakenne ja koostumus

Useimmilla sienten soluseinämillä on melko samanlainen koostumus ja rakenne. Ne muodostetaan geelimäisistä hiilihydraattipolymeereistä, jotka ovat kietoutuneet proteiineihin ja muihin komponentteihin.

Sieniseinän erottuva komponentti on kitiini. Se on vuorovaikutuksessa glukaanien kanssa luomalla kuitumatriisin. Vaikka se on vahva rakenne, se osoittaa jonkin verran joustavuutta.

Synteesi

Pääkomponenttien - kitiinin ja glukaanien - synteesi tapahtuu plasmamembraanissa.

Muut komponentit syntetisoidaan Golgi-laitteessa ja endoplasmisessa retikulumissa. Nämä molekyylit kuljetetaan solun ulkopuolelle erittymällä vesikkelien läpi.

ominaisuudet

Sienien soluseinämä määrittää niiden morfogeneesin, solujen elinkykyisyyden ja patogeenisyyden. Ekologisesta näkökulmasta se määrittelee ympäristön tyypin, jossa tietty sieni voi tai ei voi elää.

Viitteet

1. Albers, SV, ja Meyer, BH (2011). Arkeallisen solun kirjekuori. Nature Reviews Microbiology, 9 (6), 414–426.
2. Cooper, G. (2000). Solu: molekyylinäkökulma. 2. painos. Sinauer Associates.
3. Forbes, BA (2009). Mikrobiologinen diagnoosi. Panamerican Medical Ed.
4. Gow, NA, Latge, JP ja Munro, CA (2017). Sienisoluseinämä: rakenne, biosynteesi ja toiminta. Mikrobiologinen spektri 5 (3)
5. Keegstra, K. (2010). Kasvien soluseinät. Kasvien fysiologia, 154 (2), 483–486.
6. Koebnik, R., Locher, KP, ja Van Gelder, P. (2000). Bakteerien ulkomembraaniproteiinien rakenne ja toiminta: tynnyrit pähkinänkuoressa. Molekyylimikrobiologia, 37 (2), 239–253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molekyylisolubiologia, 4. painos. Kansallinen bioteknologiatietokeskus, kirjahylly.
8. Scheffers, DJ, ja Pinho, MG (2005). Bakteerisolujen synteesi: uudet havainnot lokalisointitutkimuksista. Mikrobiologian ja molekyylibiologian arvostelut, 69 (4), 585–607.
9. Showalter, AM (1993). Kasvisoluseinäproteiinien rakenne ja toiminta. Kasvisolu, 5 (1), 9–23.
10. Valent, BS, & Albersheim, P. (1974). Kasvisolujen seinämien rakenne: Ksyloglukaanin sitoutumisessa selluloosakuituihin. Kasvien fysiologia, 54 (1), 105-108.
11. Vallarino, JG, ja Osorio, S. (2012). Solujen seinämän hajoamisessa johdettujen oligogalakturonidien signaloiva rooli. Kasvien merkinanto ja käyttäytyminen, 7 (11), 1447–1449.