Komórki mają unikalne cechy opracowane w celu utrzymania organizacji komórkowej.
Wszystkie komórki prokariotyczne mają przeważnie sztywną ścianę komórkową, która zapewnia komórce mechaniczne i strukturalne wsparcie. Oprócz komórek zwierzęcych ściany komórkowe posiadają bakterie, komórki roślinne i grzyby. Podjednostki peptydoglikanu stanowią szkielet ściany komórkowej.
Niektóre kluczowe funkcje ściany komórkowej
- Określa kształt, strukturę i utrzymuje integralność komórki
- Zapewnia ochronę przed zewnętrznymi toksynami
- Chroni przed naprężeniami mechanicznymi
- Utrzymuje wewnętrzne ciśnienie turgoru
- Pomaga w komunikacji komórka-komórka
- Działa jako interfejs między wewnętrzną przestrzenią komórkową a zewnętrzną środowisko
Czy prokariota mają ścianę komórkową i błonę?
Komórki prokariotyczne wraz z komórkami roślinnymi i grzybami mają ścianę komórkową i błonę komórkową.
Tak, z pewnością prokariota mają błony komórkowe i ściany komórkowe. Błona komórkowa jest również znana jako błona plazmatyczna, co jest szczególnie ważne, ponieważ pełni wieloaspektowe role. Przeciwnie, ściana komórkowa leży poza błoną komórkową, zwykle sztywną struktura obejmująca prokariota komórek.
Połączenia błona komórkowa zachowuje cytoplazmę i tworzy selektywnie przepuszczalną warstwę, która przepuszcza tylko określone jony i cząsteczki. Dodatkowo charakterystyczne struktury białkowe zawarte są w błonie komórkowej, która działa jak receptory i reaguje na bodźce zewnętrzne.
Poza komunikacją komórka-komórka, błona komórkowa jest również miejscem różnych aktywności metabolicznych, w tym oddychania, fotosyntezy i syntezy różnych biomolekuł.
Podstawowe elementy komórki prokariotycznej
Ściana komórkowa odgrywa kluczową rolę w komórkach prokariotycznych, w tym zapewnia kształt komórki, chroni komórki przed lizą osmotyczną, chroni komórki przed substancjami toksycznymi i innymi patogenami, a także przyczynia się do patogeniczności.
Co zawierają prokariotyczne ściany komórkowe?
Najbardziej badany prokariotyczny ściana komórkowa jest z eubakterii, w oparciu o reakcję na barwnik Grama, cała domena bakteryjna jest podzielona na dwie części. Bakterie Gram-dodatnie zawierają charakterystyczne grubościenne ściany komórkowe w porównaniu z bakteriami Gram-ujemnymi.
Połączenia ściana komórkowa bakterii Gram-dodatnich zawiera warstwę peptydoglikanu (mureiny) o grubości od 20 do 80 nm leżącą poza błoną komórkową. Peptydoglikan jest polimerem dwóch pochodnych cukrów – N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuraminowego, usieciowanych naprzemiennie wiązaniami peptydowymi.
Kwas D-glutaminowy, D-alanina i kwas mezo-diaminopimelinowy (niektóre bakterie zastępują L-lizynę) zwykle nie występują w białkach, a D-aminokwasy zapewniają ochronę przed degradacją peptydazy.
Skład ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich
Do ogromnej warstwy peptydoglikanu przyłączone są kowalencyjnie reszty kwasów tejchojowych. Są to polimery glicerolu lub rybitolu połączone grupami fosforanowymi. Aminokwasy są przyłączone do podjednostek glicerolu i rybitolu.
Ściany komórkowe bakterii Gram-ujemnych różnią się wyjątkowo od bakterii Gram-dodatnich, ponieważ zawierają cienką warstwę peptydoglikanu, po której następuje przestrzeń peryplazmatyczna, która stanowi 20-40% całkowitej objętości komórki. Warstwa peptydoglikanu bakterii Gram-ujemnych zawiera unikalne białko – lipoproteinę Brauna, która przylega kowalencyjnie do ściany komórkowej.
Dodatkowo, oprócz ściany komórkowej i przestrzeni peryplazmatycznej, bakterie Gram-ujemne zawierają niezwykłą błonę zewnętrzną złożoną z lipidów i węglowodanów – lipopolisacharyd (LPS).
Skład ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych
Gdzie ściana komórkowa znajduje się w komórce prokariotycznej?
Ściana komórkowa jest integralną częścią jednokomórkowych prokariontów.
Ściana komórkowa jest najbardziej zewnętrzną warstwą komórki prokariotycznej, znajdującą się obok błony plazmatycznej. Jednak obok ściany komórkowej znajdują się dodatkowe błony, takie jak kapsułki. Ta warstwa zapewnia komórce zachowanie kształtu i integralności w każdych warunkach środowiskowych.
Czym różni się prokariotyczna ściana komórkowa od komórki eukariotycznej?
Prokariotyczna ściana komórkowa znacznie różni się od ściany komórkowej eukariotycznej. Skład obu ścian komórkowych jest bardzo różny. Uderzające różnice obu ścian komórkowych wymieniono poniżej.
| Prokariotyczna ściana komórkowa | Ściana komórek eukariotycznych | |
| Występowanie | Większość komórek prokariotycznych ma ścianę komórkową. | Nieobecny u kręgowców, obecny tylko w komórkach roślinnych i komórkach grzybów |
| Grubość | 20-80 nm dla gram-dodatnich i 10 nm dla gram-ujemnych | ~20nm grubości |
| Skład chemiczny | Ściany komórkowe bakterii zawierają polimery NAG (N-acetyloglukozamina) i NAM (kwas N-acetylomuraminowy) usieciowane wiązaniami peptydowymi, które tworzą warstwę peptydoglikanu. | Ściana komórkowa komórek roślinnych składa się z celulozy, natomiast komórki grzybów zawierają chitynę lub celulozę grzybową (polimer N-acetyloglukozaminy) |
| Structure | Większość komórek bakteryjnych zawiera błonę komórkową, po której następuje warstwa warstwy peptydoglikanu. Oprócz warstwy peptydoglikanu występuje również kilka innych warstw. | Komórka roślinna zawiera pierwotną ścianę komórkową, a następnie środkowe blaszki. Czasami istnieje również wtórna ściana komórkowa. |
Czy prokariotyczna ściana komórkowa jest sztywna?
Ściana komórkowa jest z natury dość sztywna ze względu na obecność rozległego usieciowania (wiązanie peptydowe lub glikozydowe zależy od rodzaju komórki) w poprzek ściany.
Tak, prokariota ściana komórkowa jest sztywna i sztywna warstwa ochronna. Składa się z ogromnej siatki polimerów peptydoglikanu. Szkielet tego polimeru składa się z naprzemiennych jednostek N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuraminowego, usieciowanych wiązaniami peptydowymi.
Czy wszystkie komórki prokariotyczne mają ścianę komórkową?
Nie wszystkie prokariota mają ścianę komórkową.
Prokariotyczny komórki mają przeważnie ściany komórkowe. Jednakże, jest kilka wyjątków. Mykoplazma to najmniejsza bakteria (rozmiar około 150-250 nm), pozbawiona warstwy peptydoglikanu. Dzięki temu występują w różnych kształtach.
Które komórki prokariotyczne nie mają ściany komórkowej??
Są pewne wyjątki, niewielu członków prokariotycznych nie ma tej zewnętrznej sztywnej warstwy.
Mykoplazma to grupa wybredne bakterie, które zwykle pozostają jako komensale lub pasożyty ludzi, zwierząt i roślin. Są to najmniejsze komórki prokariotyczne o średnicy około 0,2-0.3 µm. Brakuje im ściany komórkowej. Są jedynie otoczone błoną plazmatyczną i występują w różnych kształtach – z natury pleomorficznych.
Czy archeony mają ścianę komórkową?
Struktura ściany komórkowej archeonów różni się wyjątkowo od bakterii Gram-dodatnich lub Gram-ujemnych.
Tak, archeony zawierają ścianę komórkową. W ścianie komórkowej archeonów brakuje warstwy peptydoglikanu. Ściana komórkowa składa się z heteropolisacharydów – pseudomureiny w miejsce peptydoglikanu, który jest polimerem L-aminokwasów, w przeciwieństwie do D-aminokwasów obecnych w ścianie komórkowej bakterii.
Ściana komórkowa zawiera Kwas N-acetyltalosaminuronowy zamiast kwasu N-acetylmuramowego i N-acetyloglukozamina usieciowana wiązaniami β (1→3) glikozydowymi wraz z glikoproteinami.
Struktury błonowe ściany komórkowej archeonów i bakterii
1. archeonowe łańcuchy fosfolipidowo-izoprenowe; 2. wiązania eterowe; 3. Ugrupowanie L-glicerolowe; 4. grupa fosforanowa; 5. fosfolipid bakteryjny lub eukariotyczny – łańcuchy kwasów tłuszczowych; 6. wiązania estrowe; 7. Ugrupowanie D-glicerolowe; i 8. grupa fosforanowa
Błona komórkowa archeonów może być dwuwarstwowa, podobnie jak te bakteryjne i eukariotyczne, jednak czasami może być jednowarstwowy. The Błona komórkowa zawiera węglowodory rozgałęzione (20 węgli w łańcuchu – węglowodór dieterowy i 40 węgli w łańcuchu – tetraeter) połączone wiązaniem eterowym z grupami glicerolowymi. Ściana komórkowa archeonów zawiera również lipidy niepolarne - skwalen i tetrahydroskwalen.
Czy sinice mają ścianę komórkową?
Podobnie jak inni członkowie prokariotów, sinice mają złożoną strukturę błoniastą.
Tak, cyjanobakterie również posiadają wyraźną Ściana komórkowa otoczona warstwą śluzowatej osłonki. Ściana komórkowa sinic zawiera pięć specyficznych substancji chemicznych – trzy z nich to aminokwasy, a pozostałe dwie to reszty cukrowe, czyli glukozamina i kwas muraminowy. Ściana komórkowa sinic to złożona, wielowarstwowa struktura.
W ścianie komórkowej sinic znajdują się cztery warstwy, które są oznaczone jako LI, LII, LIII i LIV.
Warstwa LI-
Jest to najgłębsza warstwa o grubości 3-10 nm. Ta przezroczysta warstwa leży obok błony plazmatycznej.
Warstwa LII
Warstwa ta składa się z mukopeptydu i kwasu muraminowego wraz z glukozaminą, alaniną, kwasem glutaminowym i kwasem di-aminopamelinowym. Warstwa ta zapewnia mechaniczne podparcie ściany komórkowej i zachowuje kształt komórki. Grubość warstwy waha się od 10 do 1000 nm.
Warstwa LIII
Ta warstwa jest podobna do warstwy LI.
LIV
Jest to najbardziej zewnętrzna warstwa, która wydaje się pomarszczona i pofalowana. Jest to cienka i gęsta elektronowo warstwa.
Wszystkie cztery warstwy są połączone plazmodesmatą. W ścianie komórkowej obecne są liczne pory. Pory te działają jako przejście do wydzielania śluzu przez komórkę.
Typowa komórka sinicowa
Czy bakterie mają ściany komórkowe?
Bakterie są ważną klasą mikroorganizmów prokariotycznych, które z pewnością mają ścianę komórkową.
Tak, bakterie mają dodatkową warstwę poza błoną komórkową – ścianę komórkową. Tę dodatkową warstwę posiadają zarówno bakterie Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne. Warstwa składa się z peptydoglikanu, który zapewnia sztywność ściany komórkowej bakterii. Służy jako bariera między wewnętrzną przestrzenią komórkową a środowiskiem zewnętrznym. Chociaż istnieją pewne wyjątki, Mycoplasma to bakterie pozbawione ścian komórkowych.
Wnioski
Ściana komórkowa jest integralną częścią komórki, która zachowuje swój kształt i chroni komórkę przed urazami zewnętrznymi. Ponieważ komórki prokariotyczne mają najprostszą organizację komórkową, ściana komórkowa staje się jej nieodzowną częścią. Ściany komórkowe składają się z różnych polimerów, peptydoglikanu (prokariota), celulozy (rośliny) lub chityny (grzyby), tworząc sztywną strukturę.
Przeczytaj także:
- Przykłady roślin kwitnących
- Kwas nukleinowy
- Przykłady transportu aktywnego
- Wakuola pokarmowa w komórce roślinnej
- Rodzaje splicingu rna
- Czy komórki zwierzęce mają cytoszkielet?
- Anatomia brzucha
- Przykład roztworu izotonicznego
- Błędy w replikacji DNA
- Przykład białka hydrofilowego
Jestem doktorantem CSIR-CIMAP, Lucknow. Zajmuję się metabolomiką roślin i naukami o środowisku. Ukończyłem studia podyplomowe na Uniwersytecie w Kalkucie ze specjalizacją w biologii molekularnej roślin i nanotechnologii. Jestem zagorzałym czytelnikiem i nieustannie rozwijam koncepcje w każdej niszy nauk biologicznych. Publikowałem artykuły naukowe w recenzowanych czasopismach Elsevier i Springer. Oprócz zainteresowań akademickich moją pasją są także rzeczy twórcze, takie jak fotografia i nauka nowych języków.
Połączmy się przez Linkedin