Biologia - Budowa Komórki

Ściana komórkowa

Komórka roślinna

Ściana komórkowa

Ściana komórkowa – struktura otaczająca cytoplast komórek roślin, grzybów, bakterii, archeonów oraz części protistów. Zapewnia komórkom ochronę przed czynnikami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi, oraz decyduje o ich kształcie. U organizmów jednokomórkowych pełni funkcję szkieletu zewnętrznego. Zbudowana jest z wielu substancji, a skład jest zależny od przynależności taksonomicznej. Wspólną cechą jest występowanie w ścianie komórkowej biopolimerów (celulozy, chityny, mureiny), tworzących jej szkielet. Poza składnikami szkieletowymi w skład ściany komórkowej mogą wchodzić inne polisacharydy, lipoproteiny, lipopolisacharydy lub inne lipidy. Składniki zapewniają strukturze zarówno znaczną sztywność, jak i duży stopień elastyczności.

Kto ją odkrył?
Leżąca na zewnątrz błony komórkowej ściana komórkowa to pierwsza struktura komórkowa poznana dzięki obserwacjom mikroskopowym. Jej istnienie zostało stwierdzone przez Roberta Hooke’a w roku 1663.

Funkcje:

  • Ogranicza wzrost komórki
  • Chroni przed urazami mechanicznymi
  • Chroni przed infekcjami bakteryjnymi i wirusowymi
  • Zabezpiecza przed nadmiernym parowaniem
  • Nadaje kształt i sztywność komórce
  • Chroni przed utratą wody
  • Przepuszcza substancje
Budowa:
  1. Składniki szkieletowe, stanowiące 40% całej jej masy:
    • u eukariota:
      • rośliny - celuloza, która tworzy regularne łańcuchy celulozowe. Ich pęczki to miofibryle. Kilka miofibryli to fibryla celulozowa. Jest pogrążona w macierzy i pełni funkcję głównego rusztowania ściany komórkowej
      • grzyby - chityna
      • glony - koloza i mannoza (hemicelulozy). To mieszanina wielocukrów amorficznych, lżejsza od celulozy
    • u prokariota:
      • sinice, bakterie - kwasy pileminowy, murawinowy, stanowiące razem mureinę.
  2. Składniki podłoża, stanowiące 60% masy ściany komórkowej. Wypełniają one wnętrze rusztowania utworzonego przez składniki szkieletowe:
    • białka
    • pektyny
    • hemicelulozy
    • woda (do 60%)

Wtórne przekształcenia: Przekształcenia ściany komórkowej dorosłych organizmów, spowodowane czynnikami fizycznymi lub chemicznymi
  1. Inkrustracja - odkładanie się substancji mineralnych między elementami szkieletu celulozowego np.:
    • mineralizacja - inkrustowanie ścian komórkowych związkami mineralnymi, najczęściej krzemionką SiO2 (np. turzyce , skrzypy ) lub węglanem wapnia CaCO3 ( ramienice ). Ściany są twarde, sztywne, ale łamliwe.
    • drewnienie (lignifikacja, ligninizacja) - odkładanie się ligniny (drzewnika). Rozpoczyna się od zewnętrznych warstw ściany komórkowej. Najwięcej ligniny jest w blaszce środkowej . Proces ten powoduje, że ściany stają się sztywne, odporne na zgniatanie i przerwanie, mają ograniczoną zdolność pęcznienia i przepuszczania wody.
    • kutynizacja - proces odkładania kutyny między warstwami celulozy w obrębie ściany komórkowej.
  2. Adkrustacja - odkładanie sie substancji mineralnych na powierzchni pierwotnej ściany komórkowej. Związane z następującymi procesami:
    • kutykularyzacja - odkładanie na zewnętrznej powierzchni ścian komórek skórki kutyny tworzącej kutykulę .
    • korkowacenie (suberynizacja) - adkrustowanie ścian suberyną, kutyną i woskiem. Suberyna odkłada się na pierwotnej ścianie komórkowej, na przemian z warstwami kutyny i wosku. Proces ten zachodzi głównie w korku , ale także np. w komórkach egzodermy i endodermy.
    • sporopolenizacja,
    • powlekanie substancjami tłuszczowymi - np. woskiem

Warto wiedzieć:
Polisacharydy ściany komórkowej roślin są składnikiem tkanin, papieru, drewna budowlanego, folii, środków zagęszczających i innych, a celuloza jest najbardziej rozpowszechnionym i użytecznym biopolimerem na Ziemi. Przewiduje się, że wykorzystanie substancji ścian komórkowych będących głównym składnikiem słomy zbóż i innych pozostałości roślinnych będzie rosło w wyniku stosowania odnawialnych źródeł energii oraz wytwarzania materiałów kompozytowych.