Parede celular
Parede celular , forma especializada de matriz extracelular que envolve cada célula de uma planta. A parede celular é responsável por muitas das características que distinguem as células vegetais das células animais. Embora muitas vezes percebida como um produto inativo que serve principalmente a propósitos mecânicos e estruturais, a parede celular na verdade tem uma infinidade de funções das quais depende a vida das plantas. Essas funções incluem: (1) fornecer à célula viva proteção mecânica e um tampão quimicamente meio Ambiente , (2) fornecer um meio poroso para a circulação e distribuição de água, minerais e outras pequenas moléculas de nutrientes, (3) fornecer blocos de construção rígidos a partir dos quais estruturas estáveis de ordem superior, tais como sai e caules podem ser produzidos e (4) fornecer um local de armazenamento de moléculas reguladoras que detectam a presença de micróbios patogênicos e controlam o desenvolvimento dos tecidos.
célula vegetal Desenho em corte de uma célula vegetal, mostrando a parede celular e organelas internas. Encyclopædia Britannica, Inc.
Certo procariontes , algas, bolor limoso, bolor de água e fungos também têm paredes celulares. Bacteriana paredes celulares são caracterizadas pela presença de peptidoglicano, enquanto as de Archaea caracteristicamente falta este produto químico. As paredes das células de algas são semelhantes às das plantas, e muitas contêm polissacarídeos específicos que são úteis para taxonomia . Ao contrário das plantas e algas, as paredes celulares dos fungos carecem totalmente de celulose e contêm quitina. O escopo deste artigo é limitado a célula vegetal paredes.
Propriedades mecânicas
Todas as paredes celulares contêm duas camadas, a lamela do meio e a parede celular primária, e muitas células produzem uma camada adicional, chamada parede secundária. A lamela do meio serve como uma camada de cimentação entre as paredes primárias de adjacente células. A parede primária é a camada que contém celulose, formada pelas células que estão se dividindo e crescendo. Para permitir a expansão da parede celular durante o crescimento, as paredes primárias são mais finas e menos rígidas do que as das células que pararam de crescer. Uma célula vegetal totalmente crescida pode reter sua parede celular primária (às vezes engrossando-a), ou pode depositar uma camada adicional de rigidez de diferentes composição , que é a parede celular secundária.Paredes celulares secundáriassão responsáveis pela maior parte do suporte mecânico da planta, bem como pelas propriedades mecânicas valorizadas na madeira. Em contraste com a rigidez permanente e a capacidade de suporte de carga das paredes secundárias espessas, as paredes primárias finas são capazes de servir a um papel estrutural e de suporte apenas quando os vacúolos dentro da célula são preenchidos com água a ponto de exercerem uma pressão de turgor contra a parede celular. O enrijecimento das paredes primárias induzido por turgor é análogo para o endurecimento das laterais de um pneu pneumático por pressão de ar. O murchamento de flores e folhas é causado por uma perda de pressão de turgor, que resulta, por sua vez, na perda de água das células vegetais.
célula da planta Células da pele da cebola ao microscópio. Maor Winetrob / iStock.com
Componentes
Embora as camadas da parede primária e secundária difiram na composição química detalhada e na organização estrutural, sua arquitetura básica é a mesma, consistindo em fibras de celulose de grande qualidade. resistência à tração incorporado em uma matriz saturada de água de polissacarídeos e glicoproteínas estruturais.
Celulose
A celulose consiste em vários milhares glicose moléculas ligadas de ponta a ponta. As ligações químicas entre as subunidades individuais de glicose dão a cada molécula de celulose uma estrutura em forma de fita plana que permite que as moléculas adjacentes se unam lateralmente em microfibrilas com comprimentos que variam de dois a sete micrômetros . As fibrilas de celulose são sintetizadas por enzimas flutuando no membrana celular e são organizados em uma configuração de roseta. Cada roseta parece capaz de girar uma microfibrila na parede celular. Durante esse processo, à medida que novas subunidades de glicose são adicionadas à extremidade crescente da fibrila, a roseta é empurrada ao redor da célula na superfície da membrana celular e sua fibrila de celulose envolve o protoplasto. Assim, cada célula vegetal pode ser vista como formando seu próprio casulo de fibrila de celulose.
glicose; celulose A celulose consiste em moléculas de glicose ligadas de ponta a ponta. Encyclopædia Britannica, Inc.
Polissacarídeos de matriz
As duas classes principais de polissacarídeos da matriz da parede celular são as hemiceluloses e os polissacarídeos pécticos, ou pectinas. Ambos são sintetizados no Aparelho de Golgi , trazido para a superfície da célula em pequenas vesículas e secretado na parede celular.
As hemiceluloses consistem em moléculas de glicose dispostas de ponta a ponta como na celulose, com cadeias laterais curtas de xilose e outros açúcares não carregados presos a um lado da fita. O outro lado da fita se liga firmemente à superfície das fibrilas de celulose, revestindo assim as microfibrilas com hemicelulose e evitando que elas adiram umas às outras de maneira descontrolada. Foi demonstrado que as moléculas de hemicelulose regulam a taxa na qual as paredes celulares primárias se expandem durante o crescimento.
O heterogêneo polissacarídeos pécticos ramificados e altamente hidratados diferem das hemiceluloses em aspectos importantes. Mais notavelmente, eles são carregados negativamente por causa da galacturônica ácido resíduos, que, juntamente com as moléculas de açúcar ramnose, formam a estrutura linear de todos os polissacarídeos pécticos. A espinha dorsal contém trechos de resíduos de ácido galacturônico puro interrompidos por segmentos nos quais os resíduos de ácido galacturônico e ramnose se alternam; ligados a estes últimos segmentos estão cadeias laterais de açúcar complexas e ramificadas. Por causa de sua carga negativa, os polissacarídeos pécticos se ligam fortemente a íons , ou cátions. Nas paredes celulares, cálcio íons reticulam os trechos de resíduos de ácido galacturônico puro firmemente, enquanto deixam os segmentos contendo ramnose em uma configuração mais aberta e porosa. Essa reticulação cria as propriedades do gel semirígido, características da matriz da parede celular - um processo explorado na preparação de conservas gelatinosas.
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