Dinding sel terdiri daripada. Fungsi dinding sel

Dinding sel ialah lapisan pelindung yang keras dan separa telap dalam beberapa jenis sel. Penutup luar ini terletak di sebelah kebanyakan sel tumbuhan, kulat, bakteria, alga dan beberapa archaea. Walau bagaimanapun, haiwan tidak mempunyai dinding sel. Ia menjalankan banyak fungsi penting, termasuk perlindungan dan sokongan struktur.

Ciri-ciri struktur dinding sel bergantung kepada jenis organisma. Sebagai contoh, dalam tumbuhan, ia biasanya terdiri daripada gentian kuat selulosa polimer karbohidrat, yang merupakan komponen utama kapas dan kayu, dan juga digunakan dalam pengeluaran kertas.

Struktur dinding sel tumbuhan

Dinding sel tumbuhan berbilang lapisan dan merangkumi tiga bahagian: lapisan luar atau lamina tengah, dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Walaupun semua sel tumbuhan mempunyai lamina tengah dan dinding sel primer, tidak semua mempunyai dinding sel sekunder.

Lamina tengah ialah lapisan luar dinding sel, yang mengandungi polisakarida yang dipanggil pektin. Pektin membantu dalam lekatan sel dengan mengikat dinding sel bersebelahan antara satu sama lain.

Dinding sel primer ialah lapisan yang terbentuk antara lamina tengah dan membran plasma dalam sel tumbuhan yang sedang membesar. Ia terdiri terutamanya daripada mikrofibril selulosa yang terkandung dalam matriks seperti gel gentian hemiselulosa dan polisakarida pektik. Dinding sel primer memberikan kekuatan dan fleksibiliti yang diperlukan untuk pertumbuhan sel.

Dinding sel sekunder ialah lapisan yang terbentuk antara dinding sel primer dan membran plasma dalam beberapa sel tumbuhan. Apabila dinding sel primer berhenti membahagi dan membesar, ia boleh menebal untuk membentuk dinding sel sekunder. Lapisan keras ini menguatkan dan menyokong sel. Selain selulosa dan hemiselulosa, beberapa dinding sel sekunder termasuk lignin, yang menguatkannya dan menyediakan kebolehtelapan air untuk menanam sel tisu vaskular.

Fungsi dinding sel

Fungsi utama dinding sel adalah untuk membentuk rangka kerja untuk sel dan menghalang pengembangannya. Serat selulosa, protein struktur, dan polisakarida lain memberikan bentuk dan sokongan sel. Fungsi tambahan dinding sel termasuk:

• Sokongan - menyediakan kekuatan dan struktur mekanikal, dan mengawal arah pertumbuhan sel.
• Menahan tekanan turgor - daya pengaruh kandungan sel (protoplas) pada dindingnya. Tekanan ini membantu tumbuhan kekal kaku dan tegak, tetapi juga boleh menyebabkan keruntuhan sel.
• Peraturan pertumbuhan - menghantar isyarat kepada sel untuk masuk untuk membahagi dan membesar.
• Peraturan resapan - struktur berliang dinding sel membenarkan beberapa bahan penting, termasuk protein, memasuki sel sambil menghalang orang lain daripada masuk.
• Komunikasi - Sel berkomunikasi antara satu sama lain melalui plasmodesmata (liang atau saluran antara dinding sel tumbuhan yang membenarkan molekul dan isyarat komunikasi melalui antara sel tumbuhan individu).
• Perlindungan - melindungi sel daripada virus dan bahan atau mikroorganisma berbahaya lain, dan juga membantu mencegah kehilangan air.
• Penyimpanan - menyimpan karbohidrat yang digunakan untuk pertumbuhan tumbuhan, terutamanya dalam biji benih.

Sel tumbuhan, seperti sel prokariot dan kulat, tertutup dalam dinding sel yang agak tegar. Bahan untuk pembinaan dinding sel ini dirembeskan oleh sel hidup (protoplas) yang tertutup di dalamnya. Dari segi komposisi kimianya, dinding sel tumbuhan berbeza daripada dinding sel prokariot dan kulat (Jadual 2.1), tetapi struktur ini berkongsi beberapa fungsi biasa, iaitu fungsi sokongan dan perlindungan; di samping itu, kedua-duanya mengehadkan motilitas sel. Dinding sel yang dimendapkan semasa pembahagian sel tumbuhan dipanggil dinding sel primer. Kemudian, akibat penebalan, ia boleh bertukar menjadi dinding sel sekunder. Dalam bahagian ini kita menerangkan proses pembentukan dinding sel primer. Dalam Rajah. Rajah 7.21 mengeluarkan semula mikrograf elektron di mana salah satu peringkat awal proses ini boleh dilihat.

Struktur dinding sel

Dinding sel primer terdiri daripada mikrofibril selulosa yang tertanam dalam matriks yang mengandungi polisakarida kompleks. Selulosa juga merupakan polisakarida (struktur kimianya diterangkan dalam Bahagian 5.2.3). Terutama penting untuk peranan yang dimainkan oleh selulosa dalam dinding sel ialah struktur gentiannya dan kekuatan tegangan yang tinggi, setanding dengan keluli. Molekul selulosa individu adalah rantai polisakarida yang panjang. Banyak molekul sedemikian, berkait silang antara satu sama lain melalui ikatan hidrogen berkait silang, dikumpulkan menjadi berkas kuat yang dipanggil mikrofibril. Mikrofibril yang direndam dalam matriks membentuk kerangka dinding sel. Matriks dinding sel terdiri daripada polisakarida, yang untuk kemudahan penerangan biasanya dibahagikan kepada pektin Dan hemiselulosa bergantung kepada keterlarutannya dalam pelbagai pelarut yang digunakan untuk pengekstrakan. Pektin, atau bahan pektin, biasanya diasingkan dahulu semasa pengekstrakan kerana keterlarutannya lebih tinggi. Ia adalah kumpulan campuran polisakarida berasid (dibina daripada monosakarida arabinose dan galaktosa, asid galakturonik, yang tergolong dalam kelas asid gula, dan metanol). Molekul panjang bahan pektin boleh linear atau bercabang. Plat median, yang menyatukan dinding sel jiran, terdiri daripada pektat agar-agar melekit magnesium dan kalsium. Dalam dinding sel beberapa buah yang masak, bahan pektin yang tidak larut ditukarkan semula kepada pektin larut. Apabila gula ditambah, yang terakhir ini membentuk gel; oleh itu ia digunakan sebagai agen pembentuk gel.

Hemiselulosa- ini adalah kumpulan campuran polisakarida yang larut dalam alkali (ini termasuk polimer xilosa, galaktosa, mannose, glukosa dan glukomanose). Hemiselulosa, seperti selulosa, mempunyai molekul berbentuk rantai, tetapi rantainya lebih pendek, kurang teratur, dan lebih bercabang tinggi.

Dinding sel terhidrat: 60-70% daripada jisimnya biasanya air. Air bergerak bebas melalui ruang bebas dinding sel. Kehadiran air menjejaskan sifat kimia dan fizikal polisakarida dinding sel.

Bahan dengan kekuatan mekanikal yang meningkat, serupa dengan bahan dinding sel, iaitu, terdiri daripada lebih daripada satu komponen, dipanggil bahan Komposit atau komposit; kekuatan mereka biasanya lebih tinggi daripada setiap komponen secara berasingan. Sistem gentian dan matriks (dalam kejuruteraan asas bahan komposit dipanggil bukan matriks, tetapi matriks. - Terjemahan) digunakan secara meluas dalam teknologi, jadi banyak usaha dibelanjakan untuk mengkaji sifatnya dalam teknologi dan dalam biologi. Matriks mampatan memindahkan tegasan kepada gentian tegangan. Ia juga memberikan rintangan kasar dan, nampaknya, rintangan kepada pengaruh kimia buruk yang mungkin berlaku dalam keadaan tertentu. Konkrit bertetulang telah lama digunakan dalam pembinaan, iaitu gabungan konkrit dengan tetulang keluli. Kemudian, bahan komposit yang lebih ringan muncul, di mana peranan matriks dimainkan oleh plastik, dan peranan tetulang dimainkan oleh kaca atau serat karbon. Kayu adalah bahan komposit; ia berhutang kekuatannya kepada dinding selnya. Contoh bahan komposit tegar dari asal biologi juga boleh termasuk tulang, rawan, dan kutikula yang meliputi exoskeleton arthropoda. Terdapat juga bahan komposit yang fleksibel, seperti tisu penghubung.

Sesetengah sel, seperti sel mesofil daun, hanya mempunyai dinding sel primer sepanjang hayatnya. Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan sel, lapisan selulosa tambahan diendapkan pada permukaan dalaman dinding sel primer (di luar membran plasma), iaitu, dinding sel sekunder muncul. Ini biasanya berlaku selepas sel mencapai saiz maksimumnya, dan hanya beberapa sel, seperti sel kolenkim, terus berkembang semasa fasa ini. Penebalan sekunder dinding sel tumbuhan tidak boleh dikelirukan dengan penebalan sekunder (pertumbuhan sekunder) tumbuhan itu sendiri, iaitu, peningkatan dalam ketebalan batang akibat penambahan sel baru.

Dalam mana-mana lapisan penebalan sekunder, gentian selulosa terletak pada sudut yang sama, tetapi dalam lapisan yang berbeza sudut ini berbeza, yang memastikan kekuatan struktur yang lebih besar. Susunan gentian selulosa ini ditunjukkan dalam Rajah. 7.27.

Sesetengah sel, seperti unsur xilem trakea dan sel sklerenkim, mengalami sengit lignifikasi(lignifikasi); dalam kes ini, semua lapisan selulosa (utama dan tiga sekunder) diresapi dengan lignin - bahan polimer kompleks yang tidak berkaitan dengan polisakarida. Dalam sel protoksilem, deposit lignin mempunyai bentuk cincin, lingkaran atau rangkaian, seperti yang dapat dilihat dalam Rajah. 8.11. Dalam kes lain, lignifikasi adalah berterusan, kecuali untuk apa yang dipanggil medan liang, iaitu kawasan dalam dinding sel primer yang melaluinya sentuhan antara sel jiran berlaku menggunakan kumpulan plasmodesmata (bahagian 8.1.3 dan Rajah 8.7). Lignin mengikat gentian selulosa bersama-sama dan menahannya di tempatnya. Ia bertindak sebagai matriks yang sangat keras dan tegar, meningkatkan kekuatan tegangan dan terutamanya mampatan dinding sel (mencegah kendur). Ia juga menyediakan sel dengan perlindungan tambahan daripada pengaruh fizikal dan kimia yang buruk. Bersama-sama dengan selulosa yang tinggal di dinding sel, lignin memberikan kayu sifat-sifat istimewa yang menjadikannya bahan binaan yang sangat diperlukan.

Fungsi dinding sel

Fungsi utama dinding sel tumbuhan disenaraikan di bawah.

1. Dinding sel menyediakan sel individu dan tumbuhan secara keseluruhan dengan kekuatan mekanikal dan sokongan. Dalam sesetengah tisu, kekuatan dipertingkatkan dengan lignifikasi luas dinding sel (sebilangan kecil lignin terdapat dalam semua dinding sel).

2. Ketegaran relatif dinding sel dan rintangan terhadap regangan menentukan kekeruhan sel apabila air memasukinya secara osmosis. Ini meningkatkan fungsi sokongan dalam semua tumbuhan dan berfungsi sebagai satu-satunya sumber sokongan untuk tumbuhan herba dan untuk organ seperti daun, iaitu di mana pertumbuhan sekunder tidak hadir. Dinding sel juga melindungi sel daripada pecah dalam persekitaran hipotonik.

3. Orientasi mikrofibril selulosa mengehadkan dan pada tahap tertentu mengawal kedua-dua pertumbuhan dan bentuk sel, kerana keupayaan sel untuk meregang bergantung pada lokasi mikrofibril ini. Jika, sebagai contoh, mikrofibril terletak di seberang sel, mengelilinginya seolah-olah dengan gelung, maka sel yang dimasuki air secara osmosis akan meregang ke arah membujur.

4. Sistem dinding sel yang saling berkait antara satu sama lain ( apoplast) berfungsi sebagai laluan utama di mana air dan mineral bergerak. Dinding sel dilekatkan antara satu sama lain menggunakan plat median. Dinding mempunyai liang kecil di mana helai sitoplasma melalui, dipanggil plasmodesmata. Plasmodesmata mengikat kandungan hidup sel individu - mereka menyatukan semua protoplas ke dalam satu sistem, yang dipanggil simplast.

5. Dinding sel luar sel epidermis ditutup dengan filem kutikula khas, yang terdiri daripada bahan berlilin yang dipanggil cutin, yang mengurangkan kehilangan air dan mengurangkan risiko patogen memasuki tumbuhan. Dalam tisu gabus, setelah selesai pertumbuhan sekunder, dinding sel diresapi dengan suberin, yang melakukan fungsi yang sama.

6. Dinding sel salur xilem, trakeid dan tiub ayak (dengan plat ayak) disesuaikan untuk pengangkutan bahan jarak jauh ke seluruh tumbuhan. Isu ini dibincangkan dalam Bab. 8 dan 14.

7. Dinding sel endodermal akar diresapi dengan suberin dan oleh itu berfungsi sebagai penghalang kepada pergerakan air (bahagian 14.1.5).

8. Dalam sesetengah sel, dindingnya yang diubah suai menyimpan rizab nutrien; Dengan cara ini, sebagai contoh, hemiselulosa disimpan dalam beberapa biji.

9. Dalam penghantaran sel, luas permukaan dinding sel meningkat dan luas permukaan membran plasma juga meningkat, yang meningkatkan kecekapan pemindahan bahan melalui pengangkutan aktif (Seksyen 14.8.6).

(murein) dan terdiri daripada dua jenis: gram-positif dan gram-negatif. Dinding sel Gram-positif secara eksklusif terdiri daripada lapisan peptidoglikan yang tebal, bersebelahan rapat dengan membran sel dan meresap dengan asid teikoik dan lipoteikoik. Dalam jenis gram-negatif, lapisan peptidoglikan jauh lebih nipis; di antaranya dan membran plasma terdapat ruang periplasmik, dan di luar sel dikelilingi oleh membran lain, yang diwakili oleh apa yang dipanggil. lipopolysaccharide dan merupakan endotoksin pirogenik bakteria gram-negatif.

Dinding sel kulat

Dinding sel kulat terdiri daripada kitin dan glukan.

Dinding sel alga

Kebanyakan alga mempunyai dinding sel yang diperbuat daripada selulosa dan pelbagai glikoprotein. Kemasukan polisakarida tambahan mempunyai kepentingan taksonomi yang besar.

Dinding sel tumbuhan yang lebih tinggi

Ciri membezakan sel tumbuhan yang paling penting ialah kehadiran dinding sel yang kuat, komponen utamanya ialah selulosa. Dinding sel tumbuhan yang lebih tinggi adalah kompleks, kebanyakannya polimer, matriks ekstraselular yang mengelilingi setiap sel. Sel tumbuhan yang tidak mempunyai dinding sel dipanggil protoplas. Di dinding sel tumbuhan terdapat lekukan - liang di mana tubul sitoplasma melepasi - plasmodesmata, yang melakukan hubungan antara sel-sel jiran dan pertukaran bahan di antara mereka.

Komposisi kimia dan organisasi spatial polimer dinding sel berbeza antara spesies yang berbeza, sel tisu berbeza tumbuhan yang sama, dan kadangkala di antara bahagian dinding yang berbeza di sekeliling protoplas yang sama.

Di samping itu, struktur dinding sel berubah semasa ontogeni organisma tumbuhan. Dinding sel primer terbentuk semasa pembahagian dan dikekalkan semasa pertumbuhan sel. Pembentukan dinding sel sekunder berlaku pada bahagian dalam dinding primer dan dikaitkan dengan penghujung pertumbuhan dan pengkhususan (pembezaan) sel tumbuhan. Di luar dinding sel primer, di antara dinding primer dua sel bersebelahan, terdapat lamina median (terdiri terutamanya daripada garam kalsium dan magnesium bahan pektin). Dinding sel primer tumbuhan yang lebih tinggi terdiri daripada tiga rangkaian polimer tiga dimensi yang saling berinteraksi tetapi bebas dari segi struktur. Rangkaian teras terdiri daripada fibril selulosa dan hemiselulosa (atau glikan penghubung silang) yang menghubungkannya. Rangkaian kedua terdiri daripada bahan pektik. Rangkaian ketiga diwakili, sebagai peraturan, oleh protein struktur dinding sel. Perlu juga diperhatikan bahawa dalam tumbuhan klad commelinids (sekumpulan dalam sistem APG) dan dalam wakil keluarga Chenopodiaceae, dinding sel primer mengandungi sejumlah besar bahan aromatik (asid hydroxycinnamic, terutamanya ferulik dan P- kumarovaya). Dalam kes ini, dalam wakil klad commelinids, asid hydroxycinnamic dilekatkan pada glycans penghubung silang (kepada glucuronoarabinoxylans), dan dalam keluarga Chemopodiaceae kepada bahan pektik (kepada rhamnogalacturonans I).

Dinding sel tumbuhan melakukan beberapa fungsi: ia memberikan ketegaran kepada sel untuk sokongan struktur dan mekanikal, ia memberikan bentuk sel, arah pertumbuhannya, dan akhirnya morfologi keseluruhan tumbuhan. Dinding sel juga menentang turgor, iaitu tekanan osmotik, apabila air tambahan memasuki tumbuhan. Dinding sel melindungi daripada patogen masuk dari persekitaran dan menyimpan karbohidrat untuk tumbuhan.

lihat juga

Tulis ulasan tentang artikel "Dinding sel"

Petikan mencirikan dinding sel

Dalam keadaan fikiran yang paling gembira, pulang dari perjalanan selatannya, Pierre memenuhi niat lamanya untuk menghubungi rakannya Bolkonsky, yang tidak pernah dilihatnya selama dua tahun.
Bogucharovo terletak di kawasan rata yang hodoh, ditutup dengan ladang dan hutan cemara dan birch yang telah ditebang dan belum ditebang. Halaman rumah agam itu terletak di hujung garis lurus, di sepanjang jalan utama kampung, di belakang kolam yang baru digali dan penuh, dengan tebing yang belum ditumbuhi rumput, di tengah-tengah hutan muda, di antaranya. berdiri beberapa pokok pain besar.
Halaman rumah agam itu terdiri daripada lantai pengirikan, bangunan luar, kandang kuda, rumah mandian, bangunan luar dan rumah batu besar dengan pedimen separuh bulatan, yang masih dalam pembinaan. Sebuah taman muda ditanam di sekeliling rumah. Pagar dan pintu pagar adalah kukuh dan baru; di bawah kanopi berdiri dua paip api dan tong dicat hijau; jalannya lurus, jambatannya kukuh dengan pagar. Segala-galanya mempunyai kesan kekemasan dan jimat cermat. Para hamba yang ditemui, apabila ditanya di mana putera itu tinggal, menunjuk kepada sebuah bangunan luar kecil yang baru berdiri di tepi kolam. Bapa saudara tua Putera Andrei, Anton, menurunkan Pierre keluar dari gerabak, mengatakan bahawa putera itu berada di rumah, dan membawanya ke lorong kecil yang bersih.
Pierre terpegun dengan kesopanan rumah yang kecil, walaupun bersih, selepas keadaan yang cemerlang di mana dia kali terakhir melihat rakannya di St. Petersburg. Dia tergesa-gesa memasuki dewan kecil yang masih berbau pain, tidak berplaster dan ingin meneruskan, tetapi Anton berjinjit ke hadapan dan mengetuk pintu.
- Nah, apa yang ada? – suara tajam dan tidak menyenangkan kedengaran.
“Tetamu,” jawab Anton.
"Minta saya tunggu," dan saya mendengar kerusi ditolak. Pierre berjalan pantas ke pintu dan bersemuka dengan Putera Andrei, yang keluar kepadanya, berkerut dahi dan tua. Pierre memeluknya dan, mengangkat cermin matanya, mencium pipinya dan memandangnya dengan teliti.
"Saya tidak menjangkakannya, saya sangat gembira," kata Putera Andrei. Pierre tidak berkata apa-apa; Dia memandang rakannya dengan terkejut, tanpa mengalihkan pandangannya. Dia terkejut dengan perubahan yang berlaku pada Putera Andrei. Kata-kata itu penuh kasih sayang, senyuman di bibir dan wajah Putera Andrei, tetapi pandangannya membosankan, mati, yang, walaupun keinginannya yang jelas, Putera Andrei tidak dapat memberikan cahaya yang gembira dan ceria. Bukannya rakannya telah kehilangan berat badan, menjadi pucat, dan matang; tetapi pandangan ini dan kerutan di dahinya, menyatakan penumpuan yang lama pada satu perkara, kagum dan terasingkan Pierre sehingga dia terbiasa dengan mereka.
Apabila bertemu selepas lama berpisah, seperti biasa berlaku, perbualan tidak boleh berhenti untuk masa yang lama; mereka bertanya dan menjawab secara ringkas tentang perkara yang mereka sendiri tahu sepatutnya dibincangkan dengan panjang lebar. Akhirnya, perbualan secara beransur-ansur mula memikirkan apa yang sebelum ini dikatakan secara berpecah-belah, mengenai soalan tentang kehidupan masa lalunya, tentang rancangan untuk masa depan, tentang perjalanan Pierre, tentang aktivitinya, tentang perang, dll. Kepekatan dan kemurungan yang Pierre perhatikan dalam rupa Putera Andrei kini diluahkan dengan lebih kuat dalam senyuman yang dia dengarkan kepada Pierre, terutamanya apabila Pierre bercakap dengan kegembiraan animasi tentang masa lalu atau masa depan. Seolah-olah Putera Andrei mahu, tetapi tidak boleh, mengambil bahagian dalam apa yang dia katakan. Pierre mula merasakan bahawa semangat, impian, harapan untuk kebahagiaan dan kebaikan di hadapan Putera Andrei adalah tidak wajar. Dia malu untuk meluahkan semua pemikiran barunya, Masonik, terutamanya yang diperbaharui dan teruja dalam dirinya dengan perjalanan terakhirnya. Dia menahan dirinya, takut menjadi naif; pada masa yang sama, dia dengan cepat mahu menunjukkan kepada rakannya bahawa dia kini adalah Pierre yang berbeza, lebih baik daripada Pierre yang berada di St. Petersburg.

Dinding sel

Sel tumbuhan. Cangkang hijau ialah dinding sel.

Dinding sel- membran sel tegar yang terletak di luar membran sitoplasma dan menjalankan fungsi struktur, perlindungan dan pengangkutan. Terdapat dalam kebanyakan bakteria, archaea, kulat dan tumbuhan. Haiwan dan banyak protozoa tidak mempunyai dinding sel.

Dinding sel prokariotik

Dinding sel bakteria terdiri daripada peptidoglycan (murein) dan terdiri daripada dua jenis: gram-positif dan gram-negatif. Dinding sel Gram-positif secara eksklusif terdiri daripada lapisan peptidoglikan yang tebal, bersebelahan rapat dengan membran sel dan meresap dengan asid teikoik dan lipoteikoik. Dalam jenis gram-negatif, lapisan peptidoglikan jauh lebih nipis; di antaranya dan membran plasma terdapat ruang periplasmik, dan di luar sel dikelilingi oleh membran lain, yang diwakili oleh apa yang dipanggil. lipopolysaccharide dan merupakan endotoksin pirogenik bakteria gram-negatif.

Dinding sel kulat

Dinding sel kulat terdiri daripada kitin dan glukan.

Dinding sel alga

Kebanyakan alga mempunyai dinding sel yang diperbuat daripada selulosa dan pelbagai glikoprotein. Kemasukan polisakarida tambahan mempunyai kepentingan taksonomi yang besar.

Dinding sel tumbuhan yang lebih tinggi

Dinding sel tumbuhan yang lebih tinggi dibina terutamanya daripada selulosa, hemiselulosa dan pektin. Terdapat lekukan di dalamnya - liang yang melaluinya plasmodesmata, melakukan hubungan antara sel-sel jiran dan pertukaran bahan di antara mereka. Dinding sel tumbuhan melakukan beberapa fungsi: ia memberikan ketegaran kepada sel untuk sokongan struktur dan mekanikal, ia memberikan bentuk sel, arah pertumbuhannya, dan akhirnya morfologi keseluruhan tumbuhan. Dinding sel juga menentang turgor, iaitu tekanan osmotik, apabila air tambahan memasuki tumbuhan. Dinding sel melindungi daripada patogen masuk dari persekitaran dan menyimpan karbohidrat untuk tumbuhan. Dinding sel tumbuhan dibina terutamanya daripada selulosa polimer karbohidrat.

lihat juga

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa "Dinding sel" dalam kamus lain:

Bakteria, khusus secara kimia. komposisi cangkerang yang mengelilingi protoplas dan berkait rapat dengan hubungan struktur dan fungsi dengan sitoplasma. selaput. Ketebalan 10 50 nm. Membina 10-50% daripada jisim kering sel. Kebanyakan bakteria dalam... Kamus ensiklopedia biologi

dinding sel- Struktur yang memberikan ketegaran struktur sel dan kekuatan mekanikalnya ialah penghalang osmotik. [Glosari Inggeris-Rusia istilah asas dalam vaksinologi dan imunisasi. Pertubuhan Kesihatan Sedunia, 2009] Topik... ...

dinding sel- Sinonim: membran sel ialah bahan buangan protoplas sel tumbuhan, terbentuk di luar plasmalemma. Memberi perlindungan kepada sel, memberikannya bentuk tertentu, mengambil bahagian dalam pengaliran, penyerapan dan pembebasan bahan... ...

Dinding sel, dinding sel sitoderm (cangkang). Membran struktur luar sel tumbuhan, memberikannya bentuk dan kekuatan dan terdiri terutamanya daripada polisakarida yang disintesis oleh radas Golgi ; membezakan... ... Biologi molekul dan genetik. Kamus.

DINDING SEL- lihat membran sel... Kamus istilah botani

Khusus kimia komposisi cangkerang yang mengelilingi protoplas dan berkait rapat dengan hubungan struktur dan fungsi dengan membran sitoplasma. Ketebalan K. s. – 150 nm; membentuk 10 5% daripada jisim kering sel. Kebanyakan bakteria dalam... Kamus mikrobiologi

Struktur bakteria dan kulat, terletak di antara membran sitoplasma dan kapsul (jika ada) atau lapisan terion persekitaran luaran. Melindungi bakteria daripada kejutan osmosis (10-25 atm atau lebih) dan faktor lain, menentukan bentuk... Kamus mikrobiologi

dinding sel (sarung)- Cangkang struktur luar sel tumbuhan, memberikannya bentuk dan kekuatan dan terdiri terutamanya daripada polisakarida yang disintesis oleh radas Golgi; membezakan antara primer (dalam sel yang sedang membesar) dan C.s sekunder. (dalam sel yang telah mencapai... ... Panduan Penterjemah Teknikal

dinding sel sekunder- bahagian dalam dinding sel, terbentuk selepas selesai pertumbuhan sel; tumbuh melalui pengagihan ke dalam sel, dengan itu mengurangkan rongganya. Mengandungi lebih sedikit air daripada dinding sel primer. Bahan kering dikuasai oleh ... ... Anatomi dan morfologi tumbuhan

dinding sel primer- dinding nipis (0.1–0.5 µm) sel yang membahagi dan membesar. Mengandungi sehingga 90% air, hemiselulosa mendominasi dalam bahan kering tumbuhan monokotiledon, dan hemiselulosa dan pektin dalam perkadaran yang sama dalam tumbuhan dikotiledon; kandungan selulosa tidak melebihi 30%... Anatomi dan morfologi tumbuhan

Dinding sel bakteria adalah struktur nipis, tidak berwarna yang meliputi bahagian luar sel. Dalam kebanyakan bakteria ia tidak kelihatan dalam mikroskop biasa tanpa rawatan khas. Walau bagaimanapun, dalam bentuk yang besar, sebagai contoh, dalam bakteria sulfur Beg. mirabilis, dindingnya jelas kelihatan. Dengan fenomena plasmolisis, yang berlaku apabila sel diletakkan dalam larutan NaCl hipertonik 1-2% atau larutan glukosa, kontur dinding menjadi jelas dan ia jelas kelihatan di bawah mikroskop fasa kontras.
Dinding sel bakteria membentuk sehingga 50% daripada jisim kering badan, ketebalannya berkisar antara 20-80 nm. Dinding sel adalah struktur yang padat dan tegar. Ia mempunyai keanjalan dan kekuatan mekanikal yang mencukupi, dan boleh menahan tekanan osmosis intraselular mencapai 10-30 atm.
Komposisi kimia dinding sel pelbagai jenis bakteria tidak sama, ia agak kompleks dan membezakannya bukan sahaja daripada sel tumbuhan dan haiwan, tetapi juga antara satu sama lain.
Komponen utama membran sel tumbuhan dan alga yang lebih tinggi ialah selulosa. Sebagai contoh, mikrofibril kebanyakan alga terdiri daripada selulosa - sehingga 50-80% daripada jisim kering membran sel. Mikrofibril dinding sel kebanyakan kulat berfilamen didominasi oleh kitin, polimer N-asetilglukosamin.
Dinding sel bakteria mempunyai komposisi kimia yang berbeza sama sekali. Sebatian seperti selulosa dan kitin tidak tipikal bagi mereka. Benar, beberapa jenis bakteria mampu mensintesis komponen selulosa dan kitin. Oleh itu, dalam Sarcina ventriculi, selulosa membentuk lapisan luar tebal dinding sel. Selain Acetobacter xylinum, ini adalah satu-satunya wakil prokariot yang mensintesis polimer ini. Komponen kitin acetylglucosamine terdapat dalam semua jenis bakteria, kecuali beberapa archaebacteria.
Dinding sel bakteria mengandungi dua kelas sebatian baru yang luar biasa yang unik kepada prokariot. Ini adalah asid peptidoglycan dan teichoic.

Peptidoglikan dan asid teikoik. Peptidoglikan, atau murein (dari bahasa Latin myrus - dinding) ialah heteropolimer yang terdiri daripada rantaian sisa berselang-seli N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid (ester asid laktik dan N-acetylglucosamine), disambungkan oleh p-1,4 -ikatan glikosidik. Peptida dilekatkan pada kumpulan karboksil asid muramik, paling kerap termasuk empat asid amino - tetrapeptida. Komposisi asid amino peptida pelbagai jenis bakteria adalah tidak sama: Staph dan aureus mengandungi a-lisin, E. soya mengandungi asid meso-diaminopimelik, dan Corynebacterium mengandungi asid 2-4-diaminobutyric (Rajah 3.11).

nasi. 3.11. Struktur Staphylococcus peptidoglycan:
Asid 1-N-asetilmuramik; 2 - N-asetilglukosamin; 3 - tetrapeptida; 4 - jambatan glidon

Berdasarkan komposisi asid amino peptida dan jambatan yang menghubungkannya, beberapa subkumpulan peptidoglikan dibezakan. Satu ciri bahagian peptida polimer ini ialah kehadiran asid D-amino (ia tidak terdapat dalam protein) dan kandungan asid diamino yang tinggi. Kedua-dua kumpulan amino yang membentuk murein asid diamino terlibat dalam pembentukan ikatan peptida - dengan D-alanine dan jambatan asid amino. Jambatan digunakan untuk memaut silang rantai peptidoglikan. Akibatnya, molekul gergasi yang menyerupai beg terbentuk, terdiri daripada rangkaian rantai polisakarida yang disambungkan oleh banyak ikatan peptida silang. Oleh kerana pembentukan pautan silang, organisasi spatial tiga dimensi molekul yang tegar dipastikan, yang menentukan kekuatan mekanikal dan ketegaran dinding sel.
Peptidoglikan sensitif terhadap tindakan litik lisozim, yang memutuskan ikatan p-l-4-glikosidik antara N-acetylglucosamine dan asid N-acetylmuramic. Rawatan bakteria dengan lisozim membawa kepada pemusnahan dinding sel yang terbentuk. Sebilangan antibiotik adalah perencat sintesis peptidoglycan: penisilin, cephalosporin, bacitracin,
vancomycin. Sebagai contoh, penisilin menghalang aktiviti enzim transpeptidase, yang memangkinkan pembentukan pautan silang antara rantai peptidoglikan yang terhasil. Polimer tidak bersilang tidak digunakan untuk membentuk dinding sel bakteria.
Asid teichoic (dari bahasa Yunani "teichos" - dinding) adalah polimer larut air yang terdiri daripada sisa-sisa gliserol alkohol trihidrik atau alkohol pentahydrik - ribitol, yang disambungkan antara satu sama lain oleh ikatan fosfodiester (Rajah 3.12). Rantai asid teichoic boleh mengandungi dari 10 hingga 50 sisa alkohol. Kebanyakan asid teichoic mengandungi sejumlah besar D-alanine, kumpulan amino yang memberikan sifat amfoterik asid teikoik. Sebagai tambahan kepada D-alanine, kumpulan hidroksil bebas alkohol boleh digantikan dengan glukosa, N-asetilglukosamin, dan galaktosa. Kehadiran hidro-

asid xyl fosforik menentukan pertalian asid teikoik untuk kation divalen.


Rajah.3.12. Struktur asid teikoik dinding sel:
a - gliserol teichoic; b - ribitolteichoiaceae

Sel-sel satu strain bakteria biasanya mengandungi hanya satu jenis asid teichoic: asid teichoic ribitol atau asid teichoic gliserol. Sebatian unik ini terdapat dalam dinding sel hanya bakteria Gram-positif, di mana ia terikat rapat dengan peptidoglikan. Oleh kerana asid teichoic adalah molekul linear yang panjang, ia boleh melalui seluruh lapisan peptidoglikan ke bahagian luar sel dan memainkan peranan antigen permukaan, dengan itu menentukan kekhususan antigen permukaan sel bakteria. Di samping itu, dengan mencipta ketumpatan tinggi cas berorientasikan ketat dalam dinding sel, asid teikoik mempengaruhi penembusan ion ke dalam sel, memberikan ketumpatan tinggi kation divalen di kawasan membran sitoplasma. Ini memihak kepada pengekalan integriti fizikal membran dan komunikasinya dengan ribosom.
Dalam sesetengah bakteria, asid teikoik terlibat dalam mengawal aktiviti enzim autolitik yang menjalankan

dalam keadaan tertentu, hidrolisis murein dalam selnya sendiri. Oleh itu, dalam pneumococci, asid teichoic menghalang tindakan enzim litik sel dengan mengikatnya. Gangguan sambungan ini membawa kepada lisis sel.
Peptidoglikan ialah komponen struktur utama dinding sel hampir semua prokariot, kecuali archaebacteria, di mana ia sama ada tidak hadir sepenuhnya atau mempunyai komposisi kimia yang berbeza. Sebagai contoh, dalam bakteria pembentuk metana, peptidoglycan mengandungi asid talosominuronic dan bukannya asid mureik, dan bahagian peptida tidak mengandungi asid D-amino dan hanya terdiri daripada bentuk-a.
Bergantung kepada komposisi kimia dan struktur dinding sel, semua bakteria dibahagikan kepada gram-positif dan gram-negatif. Ini berdasarkan keupayaan mereka untuk diwarnai oleh pewarna ungu siri triphenylmethane - ungu kristal atau gentian violet - dan tidak berubah warna oleh pelarut neutral - alkohol, aseton. Kaedah pewarnaan ini mula diperkenalkan pada tahun 1884 oleh pakar perubatan Denmark Christian Gram, dan pewarnaan Gram digunakan sebagai ciri taksonomi bakteria yang paling penting. Intipatinya adalah seperti berikut. Sel-sel tetap diwarnakan dengan ungu kristal atau ungu gentian, kemudian terukir dengan larutan 30 C Lugol (1 + KI), dicuci dengan alkohol, air dan diwarnai balas dengan 1% fuchsin akueus. Bakteria Gram-positif bertukar menjadi biru, bakteria gram-negatif menjadi merah.
Dari segi struktur dan komposisi kimia dinding sel, bakteria gram-positif berbeza dengan ketara daripada bakteria gram-negatif (Jadual 2).
Dalam bakteria gram-positif, dinding sel adalah lapisan padat elektron homogen setebal 20 - 80 nm. Sebahagian besar (50-90% bahan kering) adalah peptidoglycan, membentuk lapisan tebal yang tegar. Ia sesuai dengan CPM. Lapisan peptidoglycan diserap dengan asid teichoic, yang boleh meluas ke permukaan dinding sel. Sebagai tambahan kepada polimer asas ini, dinding sel bakteria gram positif mengandungi sejumlah kecil lipid, polisakarida, dan protein. Lipid dan
polisakarida mengikat secara kovalen kepada peptidoglikan, membentuk struktur yang kompleks dan kuat secara mekanikal.
jadual 2
Ciri-ciri komposisi kimia dinding sel bakteria

dinding sebenar bakteria gram-negatif adalah lebih nipis (10-15 nm) dan berbilang lapisan (Rajah 3.13). Lapisan dalam diwakili oleh peptidoglycan, kandungannya jauh lebih rendah (1-10%) daripada di dinding bakteria gram-positif. Ketebalan lapisan ini ialah 2-3 nm. Lapisan luar lebih longgar dan tebal - 8-10 nm, dan mempunyai komposisi kimia yang kompleks. Ia mengandungi protein, fosfolipid dan lipopolisakarida yang disusun dalam corak mozek. Dalam struktur dan komposisi kimia, lapisan ini serupa dengan membran sitoplasma. Ia dipanggil membran luar dan hanya terdapat dalam bakteria gram-negatif.
Membran luar adalah penghalang tambahan yang menghalang molekul besar daripada memasuki sel. Oleh itu, ia menghalang kemasukan antibiotik ke dalam sel, khususnya penisilin dan actinomycin D. Ada kemungkinan bahawa oleh sebab ini bakteria gram-negatif kurang sensitif terhadap antibiotik daripada yang gram-positif.
Lipopolysaccharides dalam membran luar menentukan kekhususan antigen bakteria dan juga berfungsi sebagai reseptor untuk penjerapan fag.
Protein membran luar mempunyai fungsi yang berbeza. Sebahagian daripada mereka, yang dipanggil protein matriksaporin, terbentuk dalam

membran mempunyai liang hidrofilik yang melaluinya penyebaran asid amino, oligosakarida kecil dan peptida (berat molekul dari 600 hingga 900 Da6) berlaku. Pengangkutan bahan melalui liang yang dibentuk oleh porin tidak mempunyai kekhususan. Porin juga merupakan reseptor untuk fag dan kolicin.


Kumpulan kedua protein - protein kecil, seperti kumpulan sebelumnya, melaksanakan fungsi pengangkutan dan reseptor. Mereka memainkan peranan penting dalam pengangkutan sebatian yang mengandungi besi dalam sel pelbagai jenis bakteria gram-negatif.

Oleh itu, struktur dinding sel bakteria Gram-negatif adalah lebih kompleks daripada bakteria Gram-positif. Ciri-ciri struktur dan komposisi kimia dinding sel mendasari mekanisme pewarnaan Gram bakteria.

Ya - dalton, atau unit jisim aggomik, adalah sama dengan 1.66033 x 10 1 kg.

Tanggungjawab untuk pewarnaan Gram terletak pada murein dan sebahagiannya lipid, yang menjejaskan kebolehtelapan dinding sel. Rawatan bakteria dengan alkohol menyebabkan pembengkakan murein dan pengurangan diameter pori-pori dinding sel, yang secara amnya membawa kepada penurunan kebolehtelapannya. Oleh kerana bakteria gram-positif dicirikan oleh kandungan murein yang tinggi, akibat rawatan dengan alkohol, dindingnya menjadi hampir tidak telap dengan pewarna dan pewarna tidak tercuci. Dalam Gram-negatif, lapisan murein adalah nipis dan tidak memainkan peranan penting dalam kebolehtelapan dinding. Di samping itu, kebolehtelapan dinding sel dalam bakteria gram positif meningkat disebabkan oleh pembubaran dan larut lesap lipid dengan alkohol, kandungannya agak tinggi (sehingga 22%), dan ia juga sangat larut dalam pelarut organik neutral . Semua ini menyumbang kepada perubahan warna sel. Bukti bahawa dinding sel memainkan peranan utama dalam pewarnaan Gram ialah hakikat bahawa apabila ia dikeluarkan daripada sel bernoda, protoplas bakteria Gram-positif menjadi berubah warna apabila dibasuh dengan alkohol, bertukar menjadi bakteria Gram-negatif. Akibatnya, kompleks berwarna dikekalkan oleh dinding sel.
Dinding sel bakteria gram-negatif dipisahkan daripada membran sitoplasma oleh jurang telus elektron yang dipanggil ruang periplasmik, atau periplasma. Sebagai tambahan kepada lapisan nipis murein (2-3 nm), ia mengandungi protein khusus, yang dipanggil protein pengikat atau pengangkutan. Ini adalah protein larut air yang mempunyai pertalian tinggi untuk substrat pemakanan tertentu - asid amino, gula, ion tak organik. Mereka adalah sebahagian daripada sistem pengangkutan aktif, tetapi mereka tidak boleh menjalankan proses ini secara bebas dan berfungsi hanya dalam kombinasi dengan permeases khusus yang dilokalkan dalam membran sitoplasma. Protein pengangkutan mengikat substrat yang sesuai dan memindahkannya dari membran luar ke membran sitoplasma. Ruang periplasmik juga mengandungi beberapa enzim hidrolitik - nuklease, alkali dan fosfatase asid, penicillinase. Dalam bakteria gram-positif, enzim ini adalah eksoenzim tipikal; dalam bakteria gram-negatif, keluarnya daripada sel ditangguhkan oleh membran luar, yang merupakan penghalang kepada protein dan beberapa sebatian lain. Kehadiran enzim dalam periplasma membolehkan sel menggunakan julat bahan yang lebih luas yang datang dari luar. Oleh kerana enzim ini diasingkan daripada sitoplasma, kandungannya tidak mengancam kandungan sel untuk menjalani autolisis, atau pencernaan diri.
Fungsi terpenting dinding sel adalah seperti berikut. Ia menyediakan sel dengan ketekalan bentuk tertentu, melindungi kandungan daripada pengaruh luarannya, menentukan keupayaan untuk menjerap fag, kerana reseptor sensitif fag terletak pada permukaannya, dan memainkan peranan penting dalam tindak balas imun. Telah ditetapkan bahawa terdapat hubungan tertentu antara aktiviti fagosit leukosit dan struktur permukaan sel bakteria. Ciri-ciri struktur dinding sel menentukan sensitiviti bakteria terhadap kesan merosakkan serum darah dan unsur-unsur yang terbentuk.
Oleh itu, dinding sel bakteria adalah sistem pelbagai fungsi yang kompleks yang mempunyai sifat reologi yang diperlukan (keanjalan, keplastikan, kekuatan) dan memastikan integriti anatomi sel, bentuk geometri dan sentuhan dengan persekitaran luaran.