Neste artigo, explicaremos como a parede celular está estruturada e qual função ela desempenha para a célula vegetal.
A parede celular é uma organela extracelular que fornece estabilidade e proteção contra influências externas em plantas , fungos e bactérias . Dependendo da forma de vida, o principal componente da parede celular varia consideravelmente. As paredes celulares nas plantas são feitas principalmente de celulose, nos fungos são feitas de quitina e nas bactérias são feitas de mureína. Todos esses compostos orgânicos são chamados de polissacarídeos (múltiplos açúcares) e consistem essencialmente em carboidratos, que, em última análise, conferem estabilidade à célula.
Apenas os organismos acima têm paredes celulares. pessoas e animaisnão possuem parede celular. Suas células são cercadas por uma membrana celular, que geralmente consiste em uma bicamada lipídica e é permeável apenas a certas substâncias (semipermeabilidade).
Parede celular simplesmente explicada
Uma parede celular é uma cobertura espessa que envolve células vegetais , células procarióticas , como células bacterianas e archaea , e células fúngicas. As células animais não possuem paredes celulares.
As paredes celulares das plantas têm uma estrutura típica de quatro componentes importantes. De fora para dentro estão a chamada lamela média , a parede primária , a parede secundária e a parede terciária . Estes consistem principalmente nos polissacarídeos celulose, pectina, lignina biopolimérica e várias proteínas estruturais.
As funções mais importantes de uma parede celular são a proteção do citoplasma e a estabilização da forma celular. Além disso, é capaz de controlar a pressão dentro da célula absorvendo/removendo água devido às suas propriedades semipermeáveis (semipermeáveis).
Desta forma, pode evitar que a célula seque ou, em particular, rebente. Além disso, a parede celular é capaz de armazenar carboidratos para o metabolismo, entre outras coisas.
Algumas bactérias E. coli são mostradas nesta figura. A parede celular não está do lado de fora, mas é cercada pelo chamado glicocálice, uma cápsula viscosa. A parede celular real está localizada abaixo do glicocálice.
Micrografia de bactérias E. coli
A estrutura interna da parede celular consiste em várias camadas que estão firmemente conectadas umas às outras, mas interrompidas por filamentos intermediários. Quando microscopicamente “corte transversalmente” uma parede celular, emergem a lamela média, a parede primária e a parede secundária. Todos esses meios são selados do lado de fora pela parede terciária.
Uma investigação mais aprofundada da estrutura fina das paredes celulares mostra que uma chamada lamela média está interposta entre a parede primária e a secundária. Este tem poros extremamente pequenos ou plasmodesmos (apenas em células vegetais !), que suportam uma certa permeabilidade à água. Os plasmodesmos também são usados para estabelecer uma conexão entre células semelhantes em uma rede celular. Esse requisito é importante para que as células possam trocar água e nutrientes entre si.
estrutura da parede celular
Basicamente, a parede celular é composta pelos chamados polímeros . Você pode imaginar moléculas grandes (= macromoléculas) que são compostas de blocos de construção menores (= monômeros ). Um exemplo bem conhecido de polímeros são os chamados polissacarídeos.
A seguir, damos uma olhada esquemática na estrutura da parede celular da planta em sua seção transversal. Começamos com o mais externo (lamela média) e terminamos com o componente mais interno (parede terciária).
ripa central
A chamada lamela média é uma camada relativamente fina. Consiste em polissacarídeos vegetais chamados pectinas ou substâncias pectinas. Você pode encontrá-los na natureza em uma concentração particularmente alta na casca de frutas cítricas, como limões ou limas.
As pectinas conferem à lamela média uma estrutura semelhante a gel. Como resultado, serve como uma espécie de “ cola ” entre duas células vizinhas.
parede primária
A parede primária consiste principalmente de pectinas, o polissacarídeo celulose (celulose) e proteínas como as glicoproteínas. Também contém misturas de vários polissacarídeos chamados hemicelulose.
Uma parede primária tem uma forma elástica. Isso é criado pelas chamadas microfibrilas que se acumulam na lamela média em uma estrutura aleatória após a divisão celular e durante o crescimento celular. Você pode pensar em microfibrilas como estruturas fibrosas que consistem principalmente de celulose (quota: 8-14%) e estão conectadas umas às outras por ligações de hidrogênio .
A matriz na qual essas fibrilas de celulose são incorporadas consiste principalmente de pectina e hemicelulose. Isso resulta em uma rede estável. Várias proteínas estruturais, como as extensinas, estão inseridas nessa rede.
O estado final estável da parede primária após o crescimento celular é chamado de saccoderme.
parede secundária
Depois que a célula parou de crescer, a chamada parede secundária se forma. É significativamente mais espesso e mais estável do que a parede primária e já não é realmente deformável elasticamente.
Uma parede secundária consiste novamente em fibrilas de celulose e hemiceluloses. No entanto, as fibrilas não estão mais em uma estrutura aleatória. Eles são colocados paralelamente uns aos outros em várias camadas. Essas camadas se cruzam.
A matriz agora consiste em lignina , entre outras coisas . Este biopolímero é um dos componentes essenciais para a resistência à compressão e durabilidade da parede celular.
Além disso, existem vários recessos (= pites) na parede secundária, que são usados para a troca de substâncias entre células vizinhas. Além disso, a parede secundária é capaz de armazenar carboidratos para metabolismo e crescimento.
parede terciária
A camada mais interna das paredes celulares é chamada de parede terciária. É seguido pela membrana celular .
A parede terciária é uma camada fina e consiste em grande parte de lignina, pectinas e hemiceluloses. Isso o torna particularmente resistente a influências enzimáticas e químicas.
função da parede celular
Uma tarefa importante da parede celular é proteger o interior da célula da destruição e de influências externas . Essas influências externas podem surgir, por exemplo, através do contato com vírus, bactérias ou fungos. Estes podem ser causadores de doenças ou desencadeadores de doenças (= patogênicos) para a célula vegetal.
Outra função das paredes celulares é estabilizar a célula inteira . Esta estabilidade deve-se em grande parte à neutralização da chamada pressão osmótica. Você pode imaginar isso como uma pressão dentro da célula que ocorre quando a concentração de partículas dissolvidas (por exemplo, sais) no interior é maior do que no solvente circundante (geralmente água).
Como resultado, a água flui através da membrana semipermeável para a célula, o que aumenta a pressão da seiva celular no vacúolo (= pressão de turgescência) para o exterior. A parede celular gera uma pressão oposta, tornando a célula vegetal particularmente estável.
Embora a própria parede celular madura seja muito inextensível, ela pode, em combinação com a membrana, responder a uma ligeira expansão da célula. Este pode ser o caso, por exemplo, se muita água foi ingerida.
A próxima função de uma parede celular é regular o metabolismo. Por exemplo, ele pode armazenar carboidratos e transportá-los para outras células através dos plasmodesmos. Além disso, é capaz de absorver ou liberar água através de sua membrana semipermeável e, assim, proteger a célula do ressecamento.
A parede celular tem várias funções indispensáveis para a célula: Protege o protoplasma da destruição e estabiliza a forma da célula.
O fechamento com uma membrana levemente extensível também permite reagir à expansão do corpo celular se, por exemplo, for absorvida muita água. Caso contrário, pode acontecer que a parede celular se rompa e as organelas sejam expelidas. Isso seria equivalente à morte celular.
Através da parede celular, a célula também é capaz de cumprir uma tarefa que regula o metabolismo. As paredes celulares são semipermeáveis e assim contribuem para o controle da pressão osmótica. Ao manter e aumentar a pressão da parede, as paredes das células também evitam que as células sequem até certo ponto.
A formação da parede celular secundária só pára quando a célula pára de crescer. As microfibrilas então ficam paralelas umas sobre as outras e há um armazenamento crescente de ligninas estabilizadoras (somente nas células vegetais!).
parede celular de bactérias
Ao falar sobre uma parede celular, isso geralmente se refere à variante da planta.
No entanto, os procariontes, como as bactérias, também podem ter uma parede celular. Aqui ele separa a célula de seu ambiente. Enquanto a parede celular das plantas consiste principalmente de celulose, a parede das bactérias contém principalmente mureína . Este é um chamado peptidoglicano, ou seja, uma combinação de aminoácidos ( peptídeo ) e açúcares.
Você pode classificar as paredes celulares das bactérias usando a chamada coloração de Gram . Primeiro você mancha as bactérias a serem analisadas com um corante básico (geralmente cristal violeta). Então você os trata com etanol. Como o corante pode se dissolver nisso, dois grupos são formados.
O primeiro grupo são as chamadas bactérias gram-positivas . Eles têm uma parede celular espessa composta de várias camadas de mureína. Como o corante não pode se mover através dessa parede espessa para o exterior da célula e, portanto, não pode se dissolver no etanol, a coloração dessas bactérias permanece.
As bactérias Gram – negativas , por outro lado, têm uma parede celular relativamente fina. O corante pode se mover através dessa parede fina e será lavado no etanol. Portanto, as bactérias gram-negativas não apresentam coloração neste teste.
Nas bactérias, uma parede celular também serve para manter a estrutura e proteger contra outras bactérias nocivas ou influências ambientais.
fungos da parede celular
A parede celular dos fungos consiste em quitina . Como a celulose, é um polissacarídeo. Além de fungos, também é encontrado em várias espécies de insetos.
Tal como acontece com as plantas ou bactérias, serve para proteger contra corpos estranhos como outras bactérias nocivas e para estabilizar a sua forma.
resumo
- Dependendo do organismo, a parede celular consiste em um polissacarídeo diferente: plantas (celulose), fungos (quitina), bactérias (peptidoglicanos / mureína)
- Em humanos e animais, a casca externa de uma célula é formada por uma membrana. Paredes celulares não ocorrem!
- Função da parede celular: estabilização e proteção contra influências externas (pressão osmótica, bacteriófagos, predadores)