Ciri Dinding, Fungsi dan Struktur Dinding



The dinding sel Ia adalah struktur tebal dan tahan yang membatasi sel-sel tertentu dan mengelilingi membran plasma. Ia tidak dianggap sebagai dinding yang mengelakkan sentuhan dengan pihak luar; Ia adalah struktur yang dinamik, kompleks dan bertanggungjawab untuk sejumlah besar fungsi fisiologi dalam organisma.

Dinding sel terdapat dalam tumbuhan, kulat, bakteria dan alga. Setiap dinding mempunyai struktur dan komposisi khas kumpulan. Sebaliknya, salah satu ciri sel haiwan adalah kekurangan dinding sel. Struktur ini terutamanya bertanggungjawab untuk memberi dan mengekalkan bentuk sel.

Dinding sel bertindak sebagai penghalang pelindung sebagai tindak balas kepada ketidakseimbangan osmosis yang persekitaran selular dapat hadir. Di samping itu, ia mempunyai peranan dalam komunikasi antara sel-sel.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 dinding sel dalam tumbuh-tumbuhan
    • 2.1 Struktur dan komposisi
    • 2.2 Ringkasan
    • 2.3 Fungsi
  • 3 dinding sel dalam prokariot
    • 3.1 Struktur dan komposisi dalam eubacteria
    • 3.2 Struktur dan komposisi di archaea
    • 3.3 Ringkasan
    • 3.4 Fungsi
  • 4 Tembok sel dalam kulat
    • 4.1 Struktur dan komposisi
    • 4.2 Sintesis
    • 4.3 Fungsi
  • 5 Rujukan

Ciri umum

-Dinding sel adalah penghalang tebal, stabil dan dinamik yang terdapat dalam kumpulan organisma yang berlainan.

-Kehadiran struktur ini sangat penting untuk daya hidup sel, bentuknya dan, dalam hal organisma berbahaya, mengambil bahagian dalam patogeniknya.

-Walaupun komposisi dinding bervariasi bergantung kepada setiap kumpulan, fungsi utama adalah untuk menjaga integriti sel terhadap daya osmotik yang dapat meletupkan sel.

-Dalam kes organisma multiselular, ia membantu pembentukan tisu dan mengambil bahagian dalam komunikasi sel

Dinding sel dalam tumbuh-tumbuhan

Struktur dan komposisi

Dinding sel sel tumbuhan terdiri daripada polisakarida dan glikoprotein, yang diorganisir dalam matriks tiga dimensi.

Komponen yang paling penting ialah selulosa. Ia terdiri daripada unit glukosa berulang, yang dikaitkan bersama oleh bon β-1,4. Setiap molekul mengandungi kira-kira 500 molekul glukosa.

Selebihnya komponen termasuk: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I dan II dan polisakarida hemiselulosa seperti xyloglucans, glucomannans, xylans, antara lain.

Dinding juga mempunyai komponen sejenis protein. Arabinogalactan adalah protein yang terdapat di dinding dan berkaitan dengan isyarat sel.

Hemicellulose terikat dengan ikatan hidrogen kepada selulosa. Interaksi ini sangat stabil. Mod interaksi tidak jelas untuk komponen lain.

Ia boleh dibezakan antara dinding sel primer dan sekunder. Yang utama adalah nipis dan agak mudah dibentuk. Selepas pertumbuhan sel berhenti, penggantian dinding sekunder berlaku, yang boleh mengubah komposisinya dengan yang utama atau kekal tidak berubah dan hanya menambah lapisan tambahan.

Dalam beberapa kes, lignin adalah komponen dinding sekunder. Contohnya, pokok menunjukkan sejumlah besar selulosa dan lignin.

Sintesis

Proses biosintesis dinding adalah kompleks. Ia melibatkan kira-kira 2000 gen yang terlibat dalam pembinaan struktur.

Selulosa disintesis dalam membran plasma untuk disimpan terus ke luar. Pembentukannya memerlukan beberapa kompleks enzimatik.

Selebihnya komponen disintesis dalam sistem membran yang terletak di dalam sel (seperti alat Golgi) dan dikeluarkan melalui vesikel.

Fungsi

Dinding sel dalam tumbuhan mempunyai fungsi yang sama dengan yang dilakukan oleh matriks ekstraselular dalam sel-sel haiwan, seperti mengekalkan bentuk dan struktur sel, menghubungkan tisu dan penandaan sel. Seterusnya kita akan membincangkan fungsi yang paling penting:

Mengatur turgor

Dalam sel haiwan - yang kekurangan dinding sel - persekitaran ekstraselular merupakan satu cabaran besar dari segi osmosis.

Apabila kepekatan medium lebih tinggi berbanding dengan sel dalaman, air dalam sel cenderung keluar. Sebaliknya, apabila sel terdedah kepada persekitaran hipotonik (konsentrasi yang lebih tinggi dalam sel) air masuk dan sel boleh meletup.

Dalam kes sel tumbuhan, larutan yang terdapat dalam persekitaran sel lebih rendah daripada di dalam sel sel. Walau bagaimanapun, sel tidak meletup kerana dinding sel ditekan. Fenomena ini menyebabkan penampilan beberapa tekanan mekanikal atau turgor selular.

Tekanan turgor yang dihasilkan oleh dinding sel membantu menjaga tisu tumbuh-tumbuhan yang tegar.

Sambungan antara sel

Sel-sel tumbuhan dapat berkomunikasi satu sama lain melalui satu siri "saluran" yang disebut plasmodesms. Laluan ini membolehkan menghubungkan sitosol kedua-dua sel dan pertukaran bahan dan zarah.

Sistem ini membolehkan pertukaran produk metabolik, protein, asid nukleat dan juga zarah virus.

Jalan isyarat

Dalam matriks rumit ini terdapat molekul yang berasal dari pektin, seperti oligogalacturonides, yang mempunyai keupayaan untuk memicu laluan isyarat sebagai tindak balas pertahanan. Dengan kata lain, mereka berfungsi seperti sistem imun pada haiwan.

Walaupun dinding sel membentuk halangan terhadap patogen, ia tidak dapat ditembusi sepenuhnya. Oleh itu, apabila dinding melemahkan sebatian ini dikeluarkan dan "amaran" tumbuhan serangan itu.

Sebagai tindak balas, pembebasan spesies oksigen reaktif berlaku dan metabolit dihasilkan, seperti phytoalexin, yang merupakan bahan antimikrob.

Dinding sel dalam prokariot

Struktur dan komposisi dalam eubacteria

Dinding sel eubacteria mempunyai dua struktur asas, yang dibezakan oleh noda Gram yang terkenal.

Kumpulan pertama terdiri daripada bakteria Gram negatif. Dalam jenis ini membran berganda. Dinding selaput nipis dan dikelilingi oleh kedua belah pihak oleh membran plasma dalaman dan luar. Contoh klasik bakteria Gram negatif ialah E. coli.

Untuk bahagiannya, bakteria Gram positif hanya mempunyai membran plasma dan dinding sel lebih tebal. Ini biasanya kaya dengan asid teikoid dan asid mycolic. Contohnya adalah patogen Staphylococcus aureus.

Komponen utama kedua-dua jenis dinding adalah peptidoglycan, juga dikenali sebagai murein. Unit atau monomer yang menyusunnya adalah N-asetilglukosamina dan asid N-asetilmuramik. Ia terdiri daripada rantai linear polysaccharides dan peptida kecil. Peptidoglycan membentuk struktur yang kuat dan stabil.

Beberapa antibiotik, seperti penisilin dan vancomycin, bertindak dengan menghalang pembentukan ikatan dinding sel bakteria. Apabila bakteria kehilangan dinding sel, struktur terhasil dikenali sebagai spheroplast.

Struktur dan komposisi di arkea

Archaea berbeza dalam komposisi dinding berkenaan bakteria, terutamanya kerana ia tidak mengandungi peptidoglycan. Sesetengah archaea mempunyai lapisan pseudopeptidoglycan atau pseudomurein.

Polimer ini mempunyai ketebalan 15-20 nm dan serupa dengan peptidoglycan. Komponen polimer adalah asid l-N-asetiltosaminuronik terikat pada N-Acetylglucosamine.

Mereka mengandungi satu siri lipid jarang, seperti kumpulan isoprena yang dilekatkan pada gliserol dan lapisan tambahan glikoprotein, yang dipanggil lapisan S. Lapisan ini sering dikaitkan dengan membran plasma.

Lipid berbeza daripada bakteria. Dalam eukariota dan bakteria, ikatan yang ditemui adalah jenis ester, sedangkan di araea mereka adalah jenis eter. Kerangka gliserol adalah ciri khas domain ini.

Terdapat beberapa spesies archaea, seperti Ferroplasma Acidophilum dan Thermoplasma spp., yang tidak mempunyai dinding sel, walaupun hidup dalam keadaan alam sekitar yang melampau.

Kedua-dua eubacteria dan archaea menyajikan lapisan besar protein, seperti adhesin, yang membantu mikroorganisma ini menjajah alam sekitar yang berbeza.

Sintesis

Dalam bakteria Gram-negatif komponen-komponen dinding disintesis dalam sitoplasma atau dalam membran dalaman. Pembinaan dinding berlaku di luar sel.

Pembentukan peptidoglycan bermula di sitoplasma, di mana sintesis berlaku, prekursor nukleotida komponen-komponen dinding.

Selanjutnya, sintesis terus menerus dalam membran sitoplasma, di mana sebatian sifat lipid disintesis.

Proses sintesis berakhir di dalam membran sitoplasma, di mana pempolimeran unit peptidoglycan berlaku. Enzim yang berbeza mengambil bahagian dalam proses ini.

Fungsi

Seperti dinding sel dalam tumbuh-tumbuhan, struktur bakteria ini melakukan fungsi yang sama untuk melindungi organisma uniselular dari lisis dalam menghadapi tekanan osmotik.

Membran luar bakteria Gram-negatif membantu pemindahan protein dan larut, dan transduksi isyarat. Ia juga melindungi organisma daripada patogen dan memberikan kestabilan sel.

Dinding sel dalam kulat

Struktur dan komposisi

Kebanyakan dinding sel dalam kulat mempunyai komposisi dan struktur yang agak sama. Mereka terbentuk dari polimer karbohidrat seperti gel, terikat dengan protein dan komponen lain.

Komponen tersendiri dinding kulat adalah kitin. Ia berinteraksi dengan glukans untuk mencipta matriks berserabut. Walaupun ia adalah struktur yang kuat, ia mempunyai tahap kelenturan tertentu.

Sintesis

Sintesis komponen utama - chitin dan glucan - berlaku dalam membran plasma.

Komponen lain disintesis dalam alat Golgi dan dalam retikulum endoplasmik. Molekul-molekul ini dibawa ke luar selular dengan cara perkumuhan melalui vesikel.

Fungsi

Dinding sel kulat menentukan morfogenesisnya, daya tahan sel dan patogenisinya. Dari sudut pandangan ekologi, ia menentukan jenis persekitaran di mana kulat tertentu boleh hidup atau tidak.

Rujukan

  1. Albers, S. V., & Meyer, B. H. (2011). Sampul sel arkeologi. Ulasan Alam Mikrobiologi, 9(6), 414-426.
  2. Cooper, G. (2000). Sel: Pendekatan Molekul. Edisi ke-2. Sinauer Associates.
  3. Forbes, B. A. (2009). Diagnosis mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.
  4. Gow, N.A., Latge, J. P., & Munro, C.A. (2017). Dinding sel kulat: struktur, biosintesis, dan fungsi. Spektrum mikrobiologi 5(3)
  5. Keegstra, K. (2010). Dinding sel tumbuhan. Fisiologi tumbuhan, 154(2), 483-486.
  6. Koebnik, R., Locher, K. P., & Van Gelder, P. (2000). Struktur dan fungsi protein membran luar bakteria: tong secara ringkas. Mikrobiologi molekul, 37(2), 239-253.
  7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologi sel molekul 4 edisi keempat. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi, Rak Buku.
  8. Scheffers, D. J., & Pinho, M. G. (2005). Sintesis dinding sel bakterial: pandangan baru dari kajian penyetempatan. Ulasan Mikrobiologi dan Molekul, 69(4), 585-607.
  9. Showalter, A. M. (1993). Struktur dan fungsi protein dinding sel tumbuhan. Sel Loji, 5(1), 9-23.
  10. Valent, B. S., & Albersheim, P. (1974). Struktur dinding sel tumbuhan: Mengikat xyloglucan ke serat selulosa. Fisiologi Loji, 54(1), 105-108.
  11. Vallarino, J. G., & Osorio, S. (2012). Peranan isyarat oligogalacturonides yang diperolehi semasa degradasi dinding sel. Isyarat & tingkah laku tumbuhan, 7(11), 1447-1449.