Клеточная стенка и ее роль в жизнедеятельности растительной клетки
Клеточная стенка представляет собой жесткую и плотную оболочку, расположенную над цитоплазматической мембраной. Этот элемент характерен для клеток бактерий, грибов и растений. Помимо защиты клетки, жесткая оболочка выполняет и ряд других, не менее важных функций.
Клеточная стенка: общие сведения
Клеточная стенка каждого организма имеет ряд особенностей. Например, у бактерий она состоит в основном из муреина. Кстати, бактериальные штаммы разделяют на два вида — грамположительные и грамотрицательные — именно благодаря особенностям строения жесткой оболочки. Это и определяет их чувствительность к антибиотикам.
Если говорить о клеточных стенках грибов, то их основными компонентами считаются хитин и глюканы. А вот оболочки водорослей могут состоять из разных полисахаридов — в основном это глюкоза и ее соединения. Кстати, состав клеточной оболочки водорослей является очень важным таксоном. Стоит вспомнить и о группе Диатомовых Водорослей, представители которой синтезируют собственную стенку из кремнезема.
Клеточная стенка растений и ее функции
Принципы строения жесткой клеточной оболочки удобнее всего изучать на примере растительной клетки. И хотя механическая защита — это одна из самых важных функций клеточной стенки, она имеет намного большее значение:
- обеспечивает механическую и химическую стойкость клетки;
- препятствует разрыву клетки в гипотонической среде;
- клеточная стенка является и ионообменником, так как через нее осуществляется поглощение и высвобождение ионов;
- берет участие в транспорте органических соединений.
Строение клеточной стенки
В растительной стенке принято выделять три основных компонента: каркас, матрикс и инкрустирующие вещества.
Каркас клеточной стенки растения состоит из целлюлозы. Благодаря образованию водородных связей, молекулы целлюлозы образуют прочные микрофибриллы, которые погружены в основное вещества, или матрикс.
Матрикс клеточной оболочки составляет примерно 60% общей ее массы. Он заполняет пространство между микрофибриллами, а также создает прочные связи между макромолекулами, обеспечивает эластичность и прочность этой клеточной структуры. Основными компонентами матрикса являются гемицеллюлоза и пектин.
- Гемицеллюлоза представляет собой полисахарид, по структуре своей сходный с целлюлозой, но с более короткими и разветвленными цепями мономеров.
- Пектиновые вещества также относятся к полисахаридам, но в их состав также входят остатки метилового спирта. Благодаря образованию химических связей с ионами кальция и магния, пектин берет участие в формировании серединных пластинок — мест, где две соседние клетки соединяются между собой. Кстати, большое количество пектина содержится в плодах растений.
Инкрустирующие вещества в большинстве случаев представлены лигнином, которые составляет примерно 30% сухой массы клеточной стенки.
- Лигнин может откладываться как в виде сплошного слоя, так и в форме отдельных элементов — спиралей, сеток или колец. Это вещество действует как цемент — оно скрепляет волокна целлюлозы между собой. Благодаря лигнификации, клеточная стенка становиться более стойкой и мене водопроницаемой. Кстати, именно лигнин отвечает за одревеснение растений.
Довольно часто на внешнюю поверхность клеточной оболочки откладываются такие вещества, как кутин, суберин и воск.
Суберин откладывается на внутреннюю сторону клеточной оболочки, обеспечивая процесс опробковения. Такая клетка становится абсолютно непроницаемой для влаги, поэтому ее содержимое быстро отмирает, а свободное пространство заполняется воздухом.
Основная функция восковых веществ и кутикулы — это защита клеток от проникновения инфекции, а также снижение уровня испарения воды.
Можно сказать, что клеточная стенка — это очень важный элемент растительной клетки, который обеспечивает ее нормальное развитие.