Структурата и функциите на клетъчната стена
Статии по природни науки и математика
Клетъчната стена е допълнителна обвивка, която се намира отгоре (отвън) на цитоплазмената мембрана и се образува по време на живота на самата клетка. Клетките на не всички организми имат такава обвивка, а само при растенията, гъбите, бактериите и част от протозоите (едноклетъчните еукариоти). Не се среща в животински клетки и много протозои.
Структурата и функциите на клетъчната стена са формирани взаимосвързано в процеса на еволюция. В същото време неговата химична структура (в по-голяма степен) и функции (в по-малка степен) се различават в различните групи организми. Такав растенията основният компонент на мембраната е целулозата, в гъбите - хитинът, в бактериите - муреинът.
Обикновено в училищния курс по цитология структурата и функциите на растителната клетъчна стена (черупка) се разглеждат подробно.
Целулозата е линеен полизахарид, чийто мономер е глюкозата. Като част от клетъчната стена целулозните молекули са свързани помежду си чрез водородни връзки и образуватмикрофибрила (сноп). В черупката има много такива фибрили. Някои от тях са успоредни една на друга, другата част е под ъгъл спрямо първата и т.н. Тази структура създава здрава рамка.
Освен целулозата в състава на клетъчната стена на растенията влизат и други вещества (вода, хемицелулоза, пектинови вещества, протеини и др.). Те образуват матрица, в която са разположени фибрили. Водата съставлява 60-70% от масата на черупката. Хемицелулозните молекули са по-къси и по-разклонени в сравнение с целулозата, те свързват микрофибрилите заедно.
Пектините също са полизахариди (линейни и разклонени), чийто основен мономер е галактуроновата киселина. Също така в технитесъставът включва арабиноза и галактоза, остатъци от метанол. Пектиновите вещества са киселинни по природа, те могат да бъдат разтворими и неразтворими. Разтворимите пектини, когато се добави захар, преминават в гелообразно състояние. Поради това свойство те се използват в хранително-вкусовата промишленост като желиращи агенти.
Стените на съседните растителни клетки не се допират директно една до друга. Между тях имасредна пластина, образувана от желатинови пектати на магнезий и калций.
Съседните растителни клетки са свързани помежду си чрезплазмодесмати - цитоплазмени мостове, преминаващи през дупки в клетъчните стени и средните плочи.
В повечето растителни клетки, в допълнение към първичната, след завършване на растежа и диференциацията се образува вторична стена. Образува се между цитоплазмената мембрана и първичната мембрана и се състои от няколко слоя целулоза. В този случай фибрилите на всеки слой са разположени под свой собствен ъгъл. Тази структура дава на клетката още повече здравина. В клетките на меките тъкани няма вторична стена (например в мезофилната листна тъкан).
Лигнификацията на редица растителни тъкани е свързана с така нареченаталигнификация. Веществото лигнин придава на стените специална здравина и твърдост.
След като разгледахме структурата, се обръщаме към функциите на клетъчните стени. Растенията нямат скелет, но много от тях достигат огромни размери, което е невъзможно без някаква вътрешна опора. След това се извършва съвместно от твърди клетъчни мембрани. И така, основната функция на стените на растителните клетки е да осигурят опора чрез създаване на здрава рамка.
Стените ограничават растежа на клетките и предотвратяват тяхното разкъсване, предотвратявайки навлизането на излишна вода в клетките при определени условия. Фокусиране на целулозни микрофибрилипо определен начин определят посоката на клетъчния растеж. Така че, ако влакната преминават предимно напречно, тогава растежът ще продължи.
Растенията имат тъкани, които изпълняват транспортна функция. Някои от тях са съставени от мъртви клетки, а транспортната функция се осигурява изключително от клетъчните стени.
В някои клетки техните мембрани служат за съхраняване на запас от хранителни вещества.