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Pared celular Estructura y función

PARED CELULAR
Pared celular Estructura y función
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La pared celular es la capa protectora rígida y semipermeable en algunos tipos de células. Esta cubierta externa se coloca junto a la membrana celular (membrana plasmática) en la mayoría de las células vegetales, hongos, bacterias, algas y algunas arqueas. Sin embargo, las células animales no tienen una pared celular. La pared celular lleva a cabo muchas funciones importantes en una célula incluyendo protección, estructura y soporte. La composición de la pared celular varía dependiendo del organismo. En las plantas, la pared celular está compuesta principalmente de fibras fuertes de la celulosa polimérica de carbohidrato. La celulosa es el componente principal de la fibra de algodón y la madera y se utiliza en la producción de papel.

ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR DE LA PLANTA

ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR DE LA PLANTA

La pared celular de la planta es de múltiples capas y consta de hasta tres secciones. Desde la capa más externa de la pared celular, estas capas se identifican como la laminilla media, la pared celular primaria y la pared celular secundaria. Aunque todas las células vegetales tienen una lámina central y una pared celular primaria, no todas tienen una pared celular secundaria.

  • Lámina intermedia – capa externa de la pared celular que contiene polisacáridos llamados pectinas. Las pectinas ayudan a la adhesión celular ayudando a las paredes celulares de las células adyacentes a unirse entre sí.
  • Capa de la pared celular primaria formada entre la lámina media y la membrana plasmática en las células vegetales en crecimiento. Se compone principalmente de microfibrillas de celulosa contenidas dentro de una matriz tipo gel de fibras de hemicelulosa y polisacáridos de pectina. La pared celular primaria proporciona la fuerza y ​​la flexibilidad necesarias para permitir el crecimiento celular.
  • Capa de la pared celular secundaria formada entre la pared celular primaria y la membrana plasmática en algunas células vegetales. Una vez que la pared celular primaria ha dejado de dividirse y crecer, puede espesar para formar una pared celular secundaria. Esta capa rígida refuerza y ​​soporta la célula. Además de celulosa y hemicelulosa, algunas paredes celulares secundarias contienen lignina. La lignina fortalece la pared celular y ayuda en la conductividad del agua en las células del tejido vascular de la planta.

FUNCIÓN DE LA PARED CELULAR DE LA PLANTA

FUNCIÓN DE LA PARED CELULAR DE LA PLANTA

Un papel principal de la pared celular es formar un armazón para que la célula evite la sobreexpansión. Las fibras de celulosa, las proteínas estructurales y otros polisacáridos ayudan a mantener la forma y la forma de la célula. Las funciones adicionales de la pared celular incluyen:

  • Soporte : la pared celular proporciona resistencia mecánica y soporte. También controla la dirección del crecimiento celular.
  • Resistencia a la turgescencia – la presión de turgescencia es la fuerza ejercida contra la pared celular a medida que el contenido de la celda empuja la membrana plasmática contra la pared celular. Esta presión ayuda a una planta a permanecer rígida y erguida, pero también puede causar una célula a la ruptura.
  • Regular el crecimiento – envía señales para que la célula entre en el ciclo celular para poder dividir y crecer.
  • Regular la difusión : la pared celular es porosa, permitiendo que algunas sustancias, incluidas las proteínas, pasen a la célula mientras se conservan otras sustancias.
  • Comunicación – las células se comunican entre sí a través de plasmodesmata (poros o canales entre las paredes de las células vegetales que permiten que las moléculas y las señales de comunicación pasen entre las células vegetales individuales).
  • Protección – proporciona una barrera para proteger contra virus de plantas y otros patógenos. También ayuda a prevenir la pérdida de agua.
  • Almacenamiento – almacena los carbohidratos para su uso en el crecimiento de las plantas, especialmente en las semillas.

CÉLULA VEGETAL: ESTRUCTURAS Y ORGANELAS

Para obtener más información sobre los organelos que se pueden encontrar en las células vegetales típicas, consulte:

  • Membrana de la célula (plasma) – rodea el citoplasma de una célula, encerrando su contenido.
  • Muro Celular – recubrimiento exterior de la célula que protege la célula de la planta y le da forma.
  • Cloroplastos – los sitios de la fotosíntesis en una célula vegetal.
  • Citoplasma – sustancia similar al gel dentro de la membrana celular compuesta.
  • Citoesqueleto – una red de fibras en todo el citoplasma.
  • Reticulum Endoplasmático – extensa red de membranas compuestas de ambas regiones con ribosomas (ER aproximada) y regiones sin ribosomas (ER lisa).
  • Complejo de Golgi – responsable de la fabricación, almacenamiento y envío de determinados productos celulares.
  • Lisosomas – sacos de enzimas que digieren macromoléculas celulares.
  • Microtúbulos – varillas huecas que funcionan principalmente para ayudar a apoyar y dar forma a la célula.
  • Mitocondrias – generar energía para la célula a través de la respiración.
  • Núcleo – estructura ligada a la membrana que contiene la información hereditaria de la célula.
  • Nucleolus – estructura dentro del núcleo que ayuda en la síntesis de ribosomas.
  • Nucleopore – pequeño agujero dentro de la membrana nuclear que permite que los ácidos nucleicos y las proteínas se muevan dentro y fuera del núcleo.
  • Peroxisomas : pequeñas estructuras unidas por una sola membrana que contienen enzimas que producen peróxido de hidrógeno como subproducto.
  • Plasmodesmata – poros o canales entre las paredes de las células vegetales que permiten que las moléculas y las señales de comunicación pasen entre las células vegetales individuales.
  • Los ribosomas – que consisten en ARN y proteínas, ribosomas son responsables de la asimilación de proteínas.
  • Vacuola – estructura típicamente grande en una célula vegetal que proporciona apoyo y participa en una variedad de funciones celulares incluyendo almacenamiento, desintoxicación, protección y crecimiento.

Características de la pared celular

Puede parecer algo obvio decir que las plantas y los animales son diferentes. Cualquier niño de seis años puede diferenciar entre un árbol y un perro. Pero esas diferencias son mucho más profundas que sólo lo que los organismos parecen. Las células mismas que las plantas están compuestas tienen estructuras muy específicas. En particular, la pared celular de las plantas tiene algunas características únicas. ¿Cuáles son las características de las paredes celulares de las plantas.

Características de la pared celular

En primer lugar, es importante señalar que no todas las células vegetales tienen una pared celular como está a punto de ser descrito. Además, hay muchas variaciones dependiendo de la especie de la planta. Las descripciones aquí están destinadas a ser lo que es una “media” pared celular de la planta es como.

La pared celular de una planta se encuentra en el exterior de la membrana celular. Generalmente es rígida, pero el grado de flexibilidad de la pared celular varía dependiendo de la función particular que tiene la célula para mantener viva la planta. Las células que componen el tronco de un árbol obviamente van a ser menos flexibles que las células en una hoja.

Las paredes celulares actúan en una variedad de maneras. Sirven para proteger la estructura de la planta. Proporcionan la estructura y el apoyo, así como ayudando en el movimiento de productos químicos y de desechos dentro y fuera de la célula. Una de las funciones más importantes de una pared celular de una planta es regular la cantidad de agua que entra y sale de la célula. Las plantas deben tener buenos sistemas de regulación del agua, lo que les permite retener agua durante períodos secos y deshacerse del exceso de agua si es necesario. Las plantas no pueden caminar para encontrar agua, lo que hace que este proceso sea muy importante.

Las paredes de las células vegetales se hacen con una variedad de carbohidratos. Hay tres carbohidratos primarios que se utilizan en la mayoría de las paredes celulares de las plantas. Estos incluyen pectina, celulosa y hemicelulosa. Por supuesto, hay muchos otros componentes, pero estos son los principales actores. La celulosa y la hemicelulosa forman una matriz compleja, que luego se incrusta en la pectina. La estructura exacta es bastante complicada.

Algunos de los otros componentes de la pared celular de una planta son igualmente importantes. Hay varias enzimas que sirven a una amplia variedad de funciones metabólicas. Sin estas enzimas, la célula no sería capaz de mover los productos químicos dentro y fuera de la célula correctamente, y la célula pronto moriría.

Ciertas plantas tienen una pared celular secundaria. Si está presente, esta estructura suele estar involucrada en proporcionar apoyo físico adicional.

Así que ahí lo tienen – las características básicas de una pared celular de la planta. Por supuesto, hay muchos detalles que no se pueden incluir aquí debido a las limitaciones de espacio. Un estudio completo de las paredes de las células de la planta requiere un libro de texto de buen tamaño y algunos cursos de biología vegetal.

Definición de la pared celular

La pared celular es la membrana celular localizada fuera de la membrana citoplásmica y que realiza funciones estructurales, protectoras y de transporte. Se encuentra en la mayoría de las bacterias, arqueas, hongos y plantas. Los animales y muchos protozoos no tienen una pared celular.

La pared celular es una capa muy resistente flexible y rígido de vez en cuando. Está presente en células vegetales, bacterias y hongos. Las células animales, no tienen pared celular. La pared celular rodea la membrana de la célula y la célula proporciona soporte estructural y protección. Además, actúa como filtro para la celda. Una función importante de la pared celular es actuar como un recipiente a presión, la prevención de la citólisis (muerte celular) cuando el agua entra en la célula. La pared celular está presente en plantas, hongos, células, procariotas células, pero no en las bacterias del género Mycoplasma

¿Qué es una pared celular?

Todos los seres vivos están compuestos de células. Ellos son los bloques de construcción de toda la vida. Las células vienen en muchas formas diferentes y tienen diferentes funciones. Las células vegetales y animales son diferentes también. La diferencia principal entre las células vegetales y animales es que las células vegetales tienen una pared celular en la capa externa, mientras que las células animales sólo tienen una membrana celular. La pared celular es una capa protectora fuera de la membrana celular que también proporciona soporte para la estructura de la célula.

Función de la pared celular

La pared celular da a la planta su forma real. Actúa como un gatekeeper, porque determina qué puede entrar y salir de la célula para guardar la célula protegida. Es un poco como los ladrillos exteriores de un castillo, sólo, como usted aprenderá mientras lee, hay hoyos en todo este castillo. Esos agujeros hacen que la célula sea vulnerable, pero son importantes para la función de la célula.

Una célula vegetal tiene una pared celular, mientras que una célula animal sólo tiene una membrana celular.
Célula vegetal

Un árbol de secoya y un diente de león tienen paredes celulares en el exterior de todas sus células. Las paredes celulares están ahí para dar a las plantas su forma y soporte; sin embargo, las paredes celulares actúan y se construyen un poco diferentes para satisfacer las necesidades de la planta en particular. Por ejemplo, un árbol de redwood de 100 pies necesita una pared celular de planta muy fuerte y rígida para que pueda crecer a su gran altura y no caer en el viento. Por otro lado, un pequeño diente de león amarillo en el campo necesita tener más plasticidad para que pueda doblarse, no romper, como el viento sopla a través del campo.

Un diente de león necesita tener plasticidad para poder doblarse en el viento.
Diente de león

¿Alguna vez te has olvidado de regar las flores? Es posible que no puedan hablar, pero le harán saber cuando tienen sed, ya que comienzan a caer. Su forma sigue siendo mantenida por la pared de la célula de modo que, tan pronto como usted riega la planta, puede recoger sí mismo de nuevo. Por otro lado, si el agua es demasiado, la pared celular también se asegura de que la célula no estalla. Protege a la célula de sobre-expansión.

La pared celular protege la planta y las células de los muchos insectos y patógenos que podrían dañar la planta, pero la pared celular todavía tiene sus áreas vulnerables. Hay agujeros en toda la pared celular llamados plasmodesmata. Estos son agujeros que permiten que los nutrientes para entrar en la celda, así como residuos para salir de la celda. Estos pequeños agujeros pueden hacer que la célula pierda agua, y esto es cuando la planta comenzará a inclinarse. Pero tan pronto como la planta puede obtener una bebida, se recuperará de nuevo a su forma adecuada.

Aquí está una lista de las funciones básicas de la pared celular de la planta:

  • Proporcionar apoyo y plasticidad limitada
  • Evitar la pérdida de agua
  • Protección contra insectos y patógenos
  • Filtrar
  • Evitar la sobreexpansión causada por demasiada agua
  • Mantenga la forma de la planta
  • Permita que las plantas crezcan a grandes alturas

Estructura y composición

La pared celular de la planta está compuesta de celulosa. La celulosa es un carbohidrato estructural y se considera un azúcar complejo porque se utiliza en protección y estructura. La pared celular de la planta consta de tres capas. Cada capa tiene su propia estructura y función únicas. Las capas pueden variar dependiendo del tipo de planta y sus necesidades.

Las paredes celulares se componen de tres capas.
Capas de pared celular

Pared celular bacteriana

La pared celular bacteriana tiene que ser fuerte para prevenir la lisis celular pero también porosa para permitir el transporte a través de la membrana celular. En esta lección, examinaremos la estructura de la pared celular bacteriana y cómo logrará ambas tareas cruciales.

Presión osmótica

Las células bacterianas parecen simples, pero la construcción de estas células representa un reto bastante ingeniería. Para entender este desafío, primero tenemos que entender la presión osmótica y su relación con las células bacterianas.

La ósmosis se define como el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable desde áreas de baja concentración de soluto hasta áreas de alta concentración de soluto. Un soluto es simplemente cualquier sustancia disuelta en un líquido disolvente, que es típicamente agua. El agua es capaz de pasar a través de la membrana, pero el soluto no puede. Si un lado tiene más soluto (una solución hipertónica) que el otro lado (una solución hipotónica), el agua se moverá al lado más concentrado en un intento de equilibrar las concentraciones de soluto. Si la solución hipertónica se encuentra en un recipiente cerrado, la entrada de agua puede crear una presión significativa, posiblemente suficiente para romper el vaso.

Entonces, ¿qué tiene que ver esto con las bacterias? Las bacterias están cubiertas por una membrana celular, que es semipermeable. El agua es capaz de difundirse libremente dentro o fuera de la célula a través de proteínas de transporte, dependiendo de las concentraciones de soluto. Generalmente, en el interior de la célula, hay una cantidad considerable de soluto. Las bacterias tienen ADN, proteínas, enzimas, sales, nutrientes e iones en solución en el citoplasma que son retenidos por la naturaleza semipermeable de la membrana. Es crucial para la supervivencia de la bacteria que estas moléculas permanezcan en el citoplasma. Dentro de la célula, la solución citoplasmática es hipertónica en comparación con el medio ambiente. Lo que acabamos de aprender sobre el agua es que busca el equilibrio y debe difundirse en la célula. Desafortunadamente para la célula, la presión osmótica resultante puede ser de hasta 2 atmósferas, que es aproximadamente la misma presión que los neumáticos de su coche!

Por lo tanto, volviendo a ese desafío de ingeniería, las bacterias necesitan desarrollar algún mecanismo que evitará que la célula de la ruptura, pero aún así ser lo suficientemente poroso para materiales como los nutrientes o residuos para entrar y salir de la célula.

Envoltura celular

Las células bacterianas están cubiertas por una envoltura celular que está compuesta por una membrana celular y una pared celular. La membrana celular es una bicapa de fosfolípidos que regula el transporte de moléculas dentro y fuera de la célula. Esta es la estructura débil que estallaría de la presión osmótica sin refuerzo. La pared celular es el componente de la envoltura que proporciona ese refuerzo.

Pared celular

Casi todos los géneros de bacterias tienen una pared celular, que es una rígida estructura que contiene carbohidratos que rodea a la célula bacteriana. Como siempre sucede en biología, hay algunas bolas raras, como el género Mycoplasma, que han perdido sus paredes celulares, pero como son una minoría, tener una pared celular debe ser una gran ventaja para las bacterias.

Este exoesqueleto de la pared celular proporciona a las bacterias varios beneficios. La pared celular protege a la bacteria del daño rodeándola con una estructura dura y rígida. Esta estructura es también porosa. Pequeñas moléculas son capaces de pasar libremente a través de la pared celular a la membrana, pero las moléculas grandes se excluyen. De esta manera, la pared celular actúa como un filtro grueso. La función primaria de la pared celular, sin embargo, es mantener la forma celular y evitar la ruptura de la presión osmótica (llamada lisis).

No es sorprendente que la naturaleza haya resuelto perfectamente el desafío. ¡La pared celular mantiene su forma y su permeabilidad! Cavando en los detalles, podemos entender cómo la pared de la célula realiza esto.

Peptidoglicano

El principal componente estructural de la pared celular es el peptidoglicano, que es una molécula compleja compuesta por unidades alternas de N-acetilglucosamina (NAG) y ácido N-acetilmurámico (NAM) reticulado por péptidos cortos. Lo que resulta es un patrón plano y cruzado que es muy fuerte y rígido, pero lo suficientemente abierto para el movimiento de las partículas. Como puede ver, peptidoglycan se asemeja a una valla de enlace de cadena.

Casi todas las bacterias tienen paredes celulares hechas de peptidoglicano. Pero hay más en una pared celular que el peptidoglicano. En la naturaleza, existen dos tipos principales de paredes celulares, Gram-positivas y Gram-negativas, cada una con estructuras muy diferentes. El término Gram se refiere a la técnica de tinción de Gram que diferencia las bacterias con las dos paredes celulares diferentes. Para esta lección, no es importante conocer el procedimiento de tinción exacta.

Gram positivas

Las bacterias Gram-positivas tienen múltiples capas de peptidoglicano formando paredes celulares muy gruesas y rígidas. Las capas planas y cruzadas de peptidoglicano se apilan una encima de otra, creando una pared celular relativamente gruesa. Alcanzar la pila de peptidoglicano es ácido teicoico. Esta molécula larga tiene una carga negativa y ayuda a mover los iones a través de la pared celular gruesa. Es importante notar que el ácido teicoico sólo se encuentra en bacterias Gram-positivas.

Gram negativa

Las bacterias Gram-negativas difieren de Gram-positivo en dos maneras principales. La pared celular Gram-negativa está compuesta de sólo una o dos capas de peptidoglicano que está cubierta por una membrana externa.

Las bacterias Gram-negativas tienen una membrana celular típica que cubre toda la célula. Justo fuera de esta membrana está el periplasma, que es una capa gelatinosa entre la membrana externa y la membrana celular. El espacio periplásmico incluye las capas de peptidoglicano, así como enzimas y proteínas de transporte adicionales. En las bacterias Gram-negativas, sólo hay una o dos capas de la malla de peptidoglicano.

Pared celular procariota

Hay cuatro estructuras principales compartidas por todas las células procariotas, bacterianas o arqueanas:

  1. La membrana plasmática
  2. Citoplasma
  3. Ribosomas
  4. Material genético (ADN y ARN)

Algunas células procariotas también tienen otras estructuras como la pared celular, pili (singular “pillus”) y flagelos (singular “flagelo”). Cada una de estas estructuras y componentes celulares desempeña un papel crítico en el crecimiento, supervivencia y reproducción de células procariotas.

Pared celular de los hongos

La pared celular de hongos es una estructura dinámica que protege a la célula de los cambios en la presión osmótica y otras tensiones ambientales, mientras que permite a la célula de hongos para interactuar con su entorno. La estructura y la biosíntesis de una pared celular de hongos es única para los hongos y, por lo tanto, es un excelente objetivo para el desarrollo de fármacos antifúngicos. Se revisa la estructura de la pared celular de hongos y los fármacos que se dirigen a su biosíntesis.

Basándose en estudios en varios hongos, se ha demostrado que la pared celular está compuesta principalmente de quitina, glucanos, mananos y glicoproteínas. Se discuten la biosíntesis de los diversos componentes de la pared celular de hongos y la importancia de los componentes en la formación de una pared celular funcional, como se revela a través de análisis mutacionales. Existe una fuerte evidencia de que la quitina, glucanos y glicoproteínas están covalentemente reticulados entre sí y que la reticulación es un proceso dinámico que se produce extracelularmente.

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Pared celular
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Pared celular
Descripción
La pared celular es una capa protectora y reforzada alrededor de la membrana celular y, por ejemplo, la parte más externa de las células que la tienen. La mayoría de las plantas tienen una pared celular y varios hongos y bacterias también. La columna vertebral de la pared celular es típicamente fibras de celulosa o de celulosa.
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