ภายในชีววิทยามีสาขาหนึ่งที่เรียกว่าชีววิทยาเซลล์ ซึ่งก่อนหน้านี้เรียกว่าเซลล์วิทยา ซึ่งมีหน้าที่ในการศึกษาเซลล์ จุลินทรีย์เหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มีลักษณะและโครงสร้างเป็นของตนเอง ขึ้นอยู่กับประเภทที่พวกเขาเป็น เนื่องจากเป็นเรื่องกว้างและซับซ้อนมาก วันนี้เราจะเน้นไปที่ส่วนทางพฤกษศาสตร์มากขึ้น นั่นคือ ผนังเซลล์พืช
หากคุณสนใจในเรื่องนี้และต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนเล็กๆ ของเซลล์พืช เราขอแนะนำให้คุณอ่านต่อ เราจะอธิบายว่าเซลล์พืชมีหน้าที่อะไรก่อนที่จะบอกว่าผนังเซลล์พืชคืออะไร จากนั้นเราจะพูดถึงโครงสร้างและส่วนประกอบ
เซลล์พืชมีหน้าที่อะไร?
ก่อนที่จะพูดถึงผนังเซลล์พืช เรามาทำความเข้าใจหน้าที่ของเซลล์พืชกันก่อน เป็นเซลล์ยูคาริโอตชนิดหนึ่งที่สร้างเนื้อเยื่อพืชในสิ่งมีชีวิตที่เป็นส่วนหนึ่งของอาณาจักร แพลน.
มีความคล้ายคลึงกันบางอย่างกับเซลล์ของสัตว์ ในทั้งสองกรณี พวกมันเป็นเซลล์ยูคาริโอตที่มีนิวเคลียส ไซโตพลาสซึม เยื่อหุ้มเซลล์ และข้อมูลทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม หรือที่เรียกว่าดีเอ็นเอ อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญมากระหว่างเซลล์ทั้งสองประเภท ผักมีความสามารถในการสังเคราะห์แสง เป็นกระบวนการทางเคมีที่พืชใช้พลังงานแสงในการสังเคราะห์สารอินทรีย์จึงปล่อยออกซิเจน
ผนังเซลล์พืชคืออะไร?
เมื่อเราพูดถึงผนังเซลล์ของพืช เราหมายถึงชั้นที่แข็งและทนทานซึ่งรองรับแรงออสโมติกและการเจริญเติบโตต่างๆ ตำแหน่งของมันคือด้านนอกของพลาสมาเมมเบรนในเซลล์ของพืช เช่นเดียวกับเชื้อรา แบคทีเรีย อาร์เคียและสาหร่าย หน้าที่ของผนังคือ ปกป้องเนื้อหาของเซลล์ ให้ความแข็งแกร่ง และกำหนดโครงสร้างของพืช นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสื่อกลางระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม
ผนังเซลล์พืชมีโครงสร้างอย่างไร
ผนังเซลล์พืชประกอบด้วยสามส่วนพื้นฐานในแง่ของโครงสร้าง เราจะแสดงความคิดเห็นด้านล่าง:
- ผนังหลัก
โดยปกติจะมีความหนาระหว่าง 100 ถึง 200 นาโนเมตร และพบได้ในเซลล์พืชทั้งหมด เป็นผนังที่ประกอบด้วยเซลลูโลสไมโครไฟเบอร์ที่สะสมอยู่สามหรือสี่ชั้น ไมโครไฟบริลถูกปรับให้เข้ากับการเจริญเติบโตของเซลล์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ เนื่องจากเส้นใยเหล่านี้เลื่อนไปมาระหว่างกัน ทำให้เกิดการแยกตัวตามยาว - ผนังรอง
แม้ว่าจะเป็นเรื่องธรรมดามาก แต่ก็ไม่มีอยู่ในพืชทุกชนิด ผนังรองเป็นชั้นที่อยู่ติดกับพลาสมาเมมเบรน ประกอบด้วยเซลลูโลส ลิกนิน และซับเบรินจำนวนมาก นอกจากนี้ยังไม่ทำให้เสียรูปและไม่อนุญาตให้เซลล์เติบโต เมื่อการเจริญเติบโตของเซลล์สิ้นสุดลง ผนังทุติยภูมิจะก่อตัวขึ้น โดยทั่วไปจะหนากว่าผนังหลักในเนื้อเยื่อที่เป็นเนื้อไม้มาก - แผ่นกลาง
แผ่นชั้นกลางเป็นชั้นที่ทำหน้าที่เชื่อมผนังหลัก ส่วนประกอบหลักคือเพคตินและเฮมิเซลลูโลส
องค์ประกอบของผนังเซลล์พืช
องค์ประกอบของผนังเซลล์พืชนั้นแตกต่างกันไปตามประเภทของเซลล์และกลุ่มอนุกรมวิธานที่แตกต่างกัน โดยปกติ ประกอบด้วยโครงข่ายที่ทำจากคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และฟอสโฟลิปิด ทั้งหมดถูกฝังอยู่ในเมทริกซ์เจลาตินที่ประกอบด้วยโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ
คาร์โบไฮเดรต
เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืช เป็นโพลีแซ็กคาไรด์ไฟบริลที่จัดเป็นไมโครไฟบริล ระหว่าง 15% ถึง 30% ของน้ำหนักแห้งของผนังเซลล์พืชสอดคล้องกับชีวโมเลกุลอินทรีย์นี้ เกี่ยวกับไมโครไฟบริลเซลลูโลสเหล่านี้ถูกผูกไว้ด้วยคาร์โบไฮเดรตที่ไม่ใช่ไฟบริลลาร์เรียกว่าเฮมิเซลลูโลส
มีองค์ประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งสำหรับผนังเซลล์พืชคือ เพกติน พอลิแซ็กคาไรด์ที่ไม่มีไฟบริลลาร์นี้อุดมไปด้วยกรด D-galacturonic ที่ให้ความชุ่มชื้นสูง และการแตกแขนงของมันจะต่างกัน เมทริกซ์เพคตินรับผิดชอบต่อความพรุนของผนัง นอกจากนี้ยังมีสารตัวเติมที่ทำหน้าที่ควบคุม pH
โปรตีน
ส่วนประกอบอื่นของผนังเซลล์พืชคือโปรตีนที่มีโครงสร้าง เหล่านี้มักจะอุดมไปด้วยกรดอะมิโนหนึ่งหรือสองชนิด พวกมันถูกไกลโคซิเลตและมีโดเมนที่มีลำดับซ้ำกัน โปรตีนเหล่านี้ส่วนใหญ่มีโครงสร้างไฟบริลที่ตรึงผ่านพันธะโควาเลนต์ระหว่างพวกมันหรือกับคาร์โบไฮเดรต วันนี้เรารู้ว่าโปรตีนโครงสร้างสะสมในผนังเซลล์พืชในช่วงต่างๆ ของการพัฒนาและตอบสนองต่อสภาวะความเครียดต่างๆ เหล่านี้เป็นโปรตีนโครงสร้างของผนังเซลล์พืช:
- HRGP: โปรตีนที่อุดมด้วยไฮดรอกซีโพรลีน ส่วนต่อขยาย
- PRP: โปรตีนที่อุดมด้วยโพรลีน
- GRP: โปรตีนที่อุดมด้วยไกลซีน
- AGP: โปรตีนที่อุดมไปด้วยอะราบิโนกาแลคแทน
ภายในเครือข่ายของโปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์ก็มีหลายอย่างเช่นกัน โปรตีนที่ละลายน้ำได้:
- เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตสารอาหาร เช่น กลูโคซิเดส
- เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของผนัง ตัวอย่าง: Xyloglucanotransferases, peroxidases, laccases
- โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน
- โปรตีนขนส่ง
โพลีเมอร์
นอกจากนี้ยังมีพอลิเมอร์อื่นๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของผนังเซลล์พืช รองจากเซลลูโลส ส่วนประกอบที่มีมากที่สุดคือลิกนิน เป็นพอลิเมอร์อสัณฐานแข็งซึ่งเป็นผลมาจากการรวมตัวของฟีนิลโพรพิลแอลกอฮอล์และกรดต่างๆ ปกติจะสะสมอยู่บนผนังทุติยภูมิ อย่างไรก็ตามบางครั้งอาจปรากฏขึ้นที่แผ่นตรงกลางของเนื้อเยื่อที่ตายแล้วหรือเนื้อตาย
Cutin และ suberin เป็นพอลิเมอร์ผนังเซลล์พืชอื่นๆ สิ่งเหล่านี้ทำมาจากกรดไขมันสายยาวที่เกาะติดกันทำให้เกิดโครงข่ายสามมิติที่แข็งกระด้าง โพลีเมอร์ทั้งสองมักจะสะสมอยู่บนผนังทุติยภูมิ แต่ก็สามารถปรากฏบนผนังหลักในลักษณะพิเศษได้เช่นกัน
แว็กซ์ยังคงถูกเน้น สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ให้ความแข็งแกร่ง แต่ใช่แล้ว การไม่ซึมผ่านของน้ำ Cutin และ suberin ยังให้การกันน้ำเล็กน้อย แต่ไม่มาก
โดยทั่วไปแล้ว เซลล์คือโลกทั้งใบที่ยังคงมีการตรวจสอบอยู่จนถึงทุกวันนี้ เราได้พูดถึงเพียงบางส่วนของเซลล์พืชที่นี่ แต่ยังมีอะไรอีกมากมายให้เรียนรู้