клетъчна стена
Клетъчната стена (черупката) е неразделна част от растителните и гъбичните клетки и е продукт на тяхната жизнена дейност. Придава механична здравина на клетките, предпазва съдържанието им от увреждане и прекомерна загуба на вода, поддържа формата на клетките и техния размер и предотвратява разкъсването на клетките в хипотонична среда. Клетъчната стена участва в абсорбцията и обмена на различни йони, т.е. тя е йонообменник. Веществата се транспортират през клетъчната мембрана.
Клетъчната стена, която се образува по време на клетъчното делене и растеж чрез разтягане, се наричапървична.След спиране на клетъчния растеж нови слоеве се отлагат върху първичната клетъчна стена отвътре и се образува здрававторичнаклетъчна стена.
Съставът на клетъчната стена включва структурни компоненти (целулоза в растенията и хитин в гъбичките), компоненти на матрицата (хемицелулоза, пектин, протеини), инкрустиращи компоненти (лигнин, суберин) и вещества, отложени на повърхността на черупката (кутин и восък).
Молекулите на целулозата поради водородни връзки се комбинират в снопове -микрофибрилиПреплетените микрофибрили образуват рамката на клетъчната мембрана. При повечето гъби микрофибрилите на клетъчната стена се състоят отхитин.
Микрофибрилите са вградени в матрицата на клетъчната стена. Матрицата се състои от смес от различни химикали, сред които преобладават полизахаридите (хемицелулози и пектини).
Хемицелулозатае група полизахариди (полимери на пентози и хексози - ксилоза, галактоза, маноза, глюкоза и др.). Хемицелулозните молекули, подобно на целулозата, имат формата на верига, но за разлика от последните, техните вериги са по-къси, по-малко подредени и силно разклонени. Те се разтварят по-лесно и се унищожават от ензими.
Пектинитеса полимери, изградени от монозахариди (арабиноза и галактоза), галактуронова киселина (захарна киселина) и метилов алкохол. Дългите пектинови молекули могат да бъдат линейни или разклонени. Молекулите на пектиновите вещества съдържат голям брой карбоксилни групи и следователно могат да се свързват с Mg 2+ и Ca 2- йони. В този случай се образуват лепкави, желатинови пектати от магнезий и калций, от които след това се образуват средните пластини, закрепващи стените на две съседни клетки.
Йоните на двувалентните метали могат да бъдат заменени с други катиони (Н -, К + и др.). Това определя катионно-обменния капацитет на клетъчните мембрани.
Клетъчните мембрани на много плодове са богати на пектини и пектати. Тъй като при отстраняването им от черупките и добавянето на захар се образуват гелове, пектините се използват като желеобразуващи вещества за производството на мармалад и др.
В допълнение към въглехидратните компоненти, матрицата на клетъчната стена включва структурния протеин екстенеин - гликонротеин, който е подобен по състав на междуклетъчните протеини на животните -колагени.
Матрицата представлява до 60% от сухото вещество на клетъчната стена. Матрицата на черупката не само запълва празнините между микрофибрилите, но образува силни химични (водородни и ковалентни) връзки между макромолекулите и микрофибрилите, което осигурява здравината на клетъчната стена, нейната еластичност и пластичност.
Основното обвиващо вещество в мембраните на растителните клетки елигнин, полимер с неразклонена молекула, състояща се от ароматни алкохоли.
След спиране на клетъчния растеж започва интензивна лигнификация (импрегниране на целулозни слоеве с лигнин) на клетъчните мембрани. Лигнинът може да се отложив отделни участъци - под формата на пръстени, спирали или решетка, както се наблюдава в клетъчните мембрани на проводящата тъкан - ксилема, или непрекъснат слой, с изключение на местата, където се осъществяват контакти между съседни клетки под формата на плазмодесми.
Лигнинът държи целулозните влакна заедно и действа като много твърдо и твърдо скеле, което подобрява якостта на опън и натиск на клетъчните стени. Освен това осигурява на клетките допълнителна защита от физически и химични влияния, намалява водопропускливостта. Съдържанието на лигнин в черупката достига 30%. Инкрустирането на клетъчните мембрани от него води до тяхнаталигнификация,което често води до смърт на живото съдържание на клетката.
Лигнинът в комбинация с целулозата придават специални свойства на дървото, което го прави незаменим строителен материал.
Подобни на мазнини вещества, като суберин, кутин и восък, също могат да се отлагат върху клетъчната стена.
Суберинсе отлага върху черупката отвътре и я прави практически непропусклива за вода и разтвори. В резултат на това протопластът на клетката умира и клетката се изпълва с въздух. Този процес се наричазапушване.Запушването на клетъчните мембрани се наблюдава в покривните тъкани на многогодишни дървесни растения - перидерма, кора, а също и в ендодермата на корена.
Повърхността на растителните епидермални клетки е защитена от хидрофобни веществакутинивосъци.Прекурсорите на тези съединения се секретират от цитоплазмата към повърхността, където полимеризират. Кутиновият слой обикновено е пропит с полизахаридни компоненти (целулоза и пектин) и образувакутикула.Восъкът често се отлага в кристална форма върху повърхността на растителни части (листа, плодове), образувайкивосъчно покритие.
Покритие на кожички и восъкпредпазват клетките от увреждане и инфекция, намаляват изпарението на водата от повърхността на органите.
В обвивките на епидермалните клетки на някои растения (зърнени култури, острица и др.) Натрупват се голямо количество минерални вещества(минерализация),предимно калциев карбонат и силициев диоксид. С минерализацията листата и стъблата на растенията стават твърди, твърди и се изяждат в по-малка степен от животните.
По този начин клетъчната стена играе важна роля в живота на растителните и гъбичните клетки и изпълнява редица специфични функции.
Източник:N.A. Лемеза Л.В. Камлюк Н.Д. Лисов "Наръчник по биология за кандидати за университети"