V rámci biológie existuje odvetvie nazývané bunková biológia, predtým známe ako cytológia, ktoré je zodpovedné za štúdium buniek. Tieto mikroorganizmy, ktoré tvoria všetko živé majú svoje vlastné vlastnosti a štruktúry, podľa toho, o aký typ sa jedná. Pretože sa jedná o veľmi široký a zložitý predmet, zameriame sa dnes na botanickejšiu časť: rastlinnú bunkovú stenu.
Ak vás predmet zaujal a chcete sa dozvedieť viac o tejto malej časti rastlinných buniek, odporúčam vám pokračovať v čítaní. Predtým, ako si povieme, čo je to bunková stena rastliny, vysvetlíme si, aká je funkcia rastlinnej bunky. Potom si povieme niečo o jeho štruktúre a jeho zložkách.
Aká je funkcia rastlinnej bunky?
Predtým, ako hovoríme o rastlinnej bunkovej stene, najskôr si objasnime funkciu rastlinných buniek. Sú typom eukaryotických buniek, ktoré tvoria rastlinné tkanivá v tých organizmoch, ktoré sú súčasťou kráľovstva rastliny.
Majú určité podobnosti s bunkami zvierat. V oboch prípadoch ide o eukaryotické bunky, ktoré obsahujú diferencované jadro, cytoplazmu, membránu a dedičnú genetickú informáciu. tiež známy ako DNA. Medzi týmito dvoma typmi buniek je však veľmi dôležitý rozdiel. Zelenina má schopnosť fotosyntézy. Je to chemický proces, pri ktorom rastliny používajú svetelnú energiu na syntézu organických látok, čím uvoľňujú kyslík.
Čo je to bunková stena rastlín?
Keď hovoríme o bunkovej stene rastlín, máme na mysli tuhú a odolnú vrstvu, ktorá podporuje rôzne osmotické sily a rast. Jeho umiestnenie je mimo plazmatickej membrány v bunkách rastlín, ako aj húb, baktérií, archaeí a rias. Funkcia steny je chrániť obsah buniek, dodávať rigiditu a definovať štruktúru rastlín. Okrem toho pôsobí ako sprostredkovateľ medzi bunkou a prostredím.
Aká je štruktúra bunkovej steny rastlín?
Rastlinná bunková stena má z hľadiska svojej štruktúry celkovo tri základné časti. Budeme ich komentovať nižšie:
- Primárna stena
Zvyčajne má hrúbku 100 až 200 nanometrov a nachádza sa vo všetkých rastlinných bunkách. Je to stena zložená z akumulácie troch alebo štyroch vrstiev celulózových mikrofibríl. Je dokonale prispôsobený bunkovému rastu vďaka mikrofibrilám, ktoré sa medzi nimi posúvajú a vytvárajú pozdĺžne oddelenie. - Vedľajšia stena
Aj keď je to veľmi bežné, neexistuje vo všetkých rastlinách. Sekundárna stena je vrstva susediaca s plazmatickou membránou. Obsahuje veľa celulózy, lignínu a suberínu. Okrem toho nie je deformovateľný ani neumožňuje rast buniek. Akonáhle sa rast buniek ukončí, vytvorí sa sekundárna stena. Spravidla je v drevitých tkanivách oveľa hrubšia ako primárna stena. - Stredná lamela
Stredná lamela je vrstva, ktorej funkciou je spájať primárne steny. Jeho hlavnými zložkami sú pektín a hemicelulóza.
Zloženie bunkovej steny rastliny
Pokiaľ ide o zloženie rastlinnej bunkovej steny, líši sa to podľa typu bunky a rôznych taxonomických skupín. Zvyčajne Skladá sa zo siete zloženej zo sacharidov, bielkovín a fosfolipidov. Všetky z nich sú zaliate v želatínovej matrici, ktorá je zase zložená z ďalších bielkovín a sacharidov.
sacharidy
Celulóza je hlavnou zložkou bunkovej steny rastlín. Je to fibrilárny polysacharid, ktorý je organizovaný do mikrofibríl. Tejto organickej biomolekule zodpovedá 15% až 30% sušiny bunkových stien rastlín. Pokiaľ ide o celulózové mikrofibrily, tieto sú viazané nevláknovými sacharidmi, ktoré sa nazývajú hemicelulóza.
Existuje ešte jedna veľmi dôležitá zložka pre rastlinnú bunkovú stenu: pektín. Tento nefibrilárny polysacharid je bohatý na vysoko hydratovanú kyselinu D-galakturónovú a jeho rozvetvenie je heterogénne. Pektínová matrica je zodpovedná za pórovitosť steny. Okrem toho poskytuje plnivá, ktorých funkciou je regulovať pH.
proteín
Ďalšou zložkou rastlinnej bunkovej steny sú štrukturálne proteíny. Spravidla sú bohaté na jednu alebo dve aminokyseliny, sú glykozylované a majú domény s opakujúcimi sa sekvenciami. Väčšina z týchto proteínov má fibrilárnu štruktúru, ktorá je imobilizovaná kovalentnou väzbou medzi nimi alebo sacharidmi. Dnes vieme, že štrukturálne proteíny sa hromadia v bunkovej stene rastlín počas rôznych fáz vývoja a tiež ako reakcia na rôzne stresové podmienky. Toto sú štrukturálne proteíny bunkovej steny rastlín:
- HRGP: Bielkoviny bohaté na hydroxyprolín, extensíny
- PRP: Proteíny bohaté na prolín
- GRP: Proteíny bohaté na glycín
- AGP: Bielkoviny bohaté na arabinogalaktány
V rámci siete bielkovín a polysacharidov je tiež niekoľko rozpustné bielkoviny:
- Enzýmy, ktoré súvisia s výrobou živín, ako je napríklad glukozidáza.
- Enzýmy, ktoré súvisia s metabolizmom stien. Príklad: xyloglucanotransferázy, peroxidázy, lanázy
- Proteíny súvisiace s obranou
- Transportné bielkoviny
Polyméry
Existujú aj ďalšie polyméry, ktoré sú súčasťou zloženia bunkovej steny rastlín. Po celulóze je najhojnejšou zložkou lignín. Je to tuhý amorfný polymér, ktorý je výsledkom spojenia fenylpropylalkoholov a rôznych kyselín. Normálne sa hromadí na sekundárnych stenách. Môžu sa však príležitostne objaviť v strednej lamele mŕtvych alebo nekrotických tkanív.
Kutín a suberín sú ďalšie polyméry rastlinných bunkových stien. Sú vyrobené z mastných kyselín s dlhým reťazcom, ktorých vzájomné väzenie vytvára pevnú trojrozmernú sieť. Oba polyméry sa zvyčajne hromadia na sekundárnych stenách, ale môžu sa tiež výnimočne objaviť na primárnych stenách.
Vosky treba ešte zvýrazniť. Tieto neposkytujú tuhosť, ale ano nepriepustnost pre vodu. Cutin a suberin tiež poskytujú trochu hydroizolácie, ale nie toľko.
V biológii všeobecne sú bunky celý svet, ktorý sa dodnes skúma. Hovorili sme tu iba o časti rastlinných buniek, ale je potrebné sa toho ešte veľa naučiť.