DINDING SEL: CIRI, FUNGSI DAN STRUKTUR - BIOLOGI - 2026

The dinding sel adalah struktur tebal dan tahan yang delimits beberapa jenis sel-sel dan ditemui sekitar membran plasma. Ia tidak dianggap sebagai tembok yang menghalang hubungan dengan luar; Ia adalah struktur yang kompleks dan dinamik dan bertanggungjawab untuk sebilangan besar fungsi fisiologi dalam organisma.

Dinding sel terdapat pada tumbuhan, kulat, bakteria, dan alga. Setiap dinding mempunyai struktur dan komposisi khas kumpulan. Sebaliknya, salah satu ciri sel haiwan adalah kekurangan dinding sel. Struktur ini bertanggungjawab terutamanya untuk memberi dan mengekalkan bentuk sel.

Dinding sel bertindak sebagai penghalang pelindung sebagai tindak balas terhadap ketidakseimbangan osmotik yang mungkin terdapat di persekitaran sel. Di samping itu, ia berperanan dalam komunikasi antara sel.

Ciri umum

-Dinding sel adalah penghalang tebal, stabil dan dinamik yang terdapat dalam pelbagai kumpulan organisma.

-Kehadiran struktur ini sangat penting untuk daya maju sel, bentuknya dan, sekiranya organisma berbahaya, ia mengambil bahagian dalam patogenisinya.

-Walaupun komposisi dindingnya berbeza-beza bergantung pada setiap kelompok, fungsi utamanya adalah untuk menjaga integriti sel terhadap kekuatan osmotik yang dapat memecah sel.

-Dalam kes organisma multiselular, ia membantu pembentukan tisu dan mengambil bahagian dalam komunikasi sel

Dinding sel di tumbuh-tumbuhan

Struktur dan komposisi

Dinding sel sel tumbuhan terdiri daripada polisakarida dan glikoprotein, disusun dalam matriks tiga dimensi.

Komponen yang paling penting adalah selulosa. Ia terdiri daripada unit glukosa berulang, dihubungkan bersama oleh ikatan β - 1,4. Setiap molekul mengandungi kira-kira 500 molekul glukosa.

Selebihnya komponen merangkumi: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I dan II dan polisakarida hemiselulosa seperti xyloglucans, glucomannan, xylan, antara lain.

Dinding ini juga mempunyai komponen protein. Arabinogalactan adalah protein yang terdapat di dinding dan berkaitan dengan isyarat sel.

Hemicellulose mengikat melalui ikatan hidrogen ke selulosa. Interaksi ini sangat stabil. Untuk komponen yang selebihnya, mod interaksi belum ditentukan dengan baik.

Anda boleh membezakan antara dinding sel primer dan sekunder. Yang utama adalah nipis dan agak lembut. Setelah pertumbuhan sel berhenti, pemendapan dinding sekunder berlaku, yang dapat mengubah komposisinya sehubungan dengan dinding primer atau tetap tidak berubah dan hanya menambah lapisan tambahan.

Dalam beberapa kes, lignin adalah komponen dinding sekunder. Contohnya, pokok mempunyai jumlah selulosa dan lignin yang banyak.

Sintesis

Proses biosintesis dinding adalah kompleks. Ia melibatkan kira-kira 2000 gen yang mengambil bahagian dalam pembinaan struktur.

Selulosa disintesis pada membran plasma untuk disimpan secara langsung di luar. Pembentukannya memerlukan beberapa kompleks enzim.

Selebihnya komponen disintesis dalam sistem membran yang terletak di dalam sel (seperti alat Golgi) dan dikeluarkan melalui vesikel.

Fungsi

Dinding sel pada tumbuhan mempunyai fungsi yang serupa dengan yang dilakukan oleh matriks ekstraselular pada sel haiwan, seperti mempertahankan bentuk dan struktur sel, jaringan penghubung, dan pemberian isyarat sel. Di bawah ini kita akan membincangkan fungsi yang paling penting:

Mengawal turgor

Dalam sel haiwan - yang tidak mempunyai dinding sel - persekitaran ekstraselular menimbulkan cabaran besar dari segi osmosis.

Apabila kepekatan medium lebih tinggi berbanding dengan bahagian dalam sel, air di dalam sel cenderung mengalir keluar. Sebaliknya, apabila sel terkena persekitaran hipotonik (kepekatan yang lebih tinggi di dalam sel) air masuk dan sel boleh meletup.

Dalam kes sel tumbuhan, zat terlarut yang terdapat di persekitaran sel kurang daripada di bahagian sel. Walau bagaimanapun, sel tidak meletup kerana dinding sel berada di bawah tekanan. Fenomena ini menyebabkan munculnya tekanan mekanikal tertentu atau turgor selular.

Tekanan turgor yang dibuat oleh dinding sel membantu menjaga tisu tumbuhan tetap kaku.

Sambungan sel

Sel tumbuhan dapat berkomunikasi antara satu sama lain melalui rangkaian "saluran" yang disebut plasmodesmata. Laluan ini menghubungkan sitosol kedua-dua sel dan menukar bahan dan zarah.

Sistem ini membolehkan pertukaran produk metabolik, protein, asid nukleik dan juga zarah virus.

Laluan isyarat

Dalam matriks rumit ini terdapat molekul yang berasal dari pektin, seperti oligogalacturonides, yang mempunyai kemampuan untuk mencetuskan jalur isyarat seperti tindak balas pertahanan. Dengan kata lain, mereka berfungsi seperti sistem imun pada haiwan.

Walaupun dinding sel membentuk penghalang terhadap patogen, ia tidak dapat ditembusi sepenuhnya. Oleh itu, apabila dindingnya dilemahkan, sebatian ini dilepaskan dan "memberi amaran" kepada serangan itu.

Sebagai tindak balas, pembebasan spesies oksigen reaktif berlaku dan metabolit, seperti phytoalexins, yang merupakan bahan antimikroba, dihasilkan.

Dinding sel di prokariota

Struktur dan komposisi di eubacteria

Dinding sel eubacteria mempunyai dua struktur asas, yang dibezakan oleh noda Gram yang terkenal.

Kumpulan pertama terdiri daripada bakteria negatif Gram. Dalam jenis ini membrannya berganda. Dinding selnya nipis dan dikelilingi di kedua sisi oleh membran plasma dalaman dan luaran. Contoh klasik bakteria negatif Gram ialah E. coli.

Sebaliknya, bakteria Gram positif hanya mempunyai membran plasma dan dinding selnya lebih tebal. Ini biasanya kaya dengan asid teikoat dan asid mikolik. Contohnya ialah patogen Staphylococcus aureus.

Komponen utama kedua-dua jenis dinding adalah peptidoglikan, juga dikenal sebagai murein. Unit atau monomer yang menyusunnya adalah N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid. Ia terdiri daripada rantai linear polisakarida dan peptida kecil. Peptidoglycan membentuk struktur yang kuat dan stabil.

Beberapa antibiotik, seperti penisilin dan vancomycin, berfungsi dengan menghalang pembentukan ikatan di dinding sel bakteria. Apabila bakteria kehilangan dinding selnya, struktur yang dihasilkan dikenali sebagai sferoplas.

Struktur dan komposisi di archaea

Archaea berbeza dalam komposisi dinding dari bakteria, terutamanya kerana ia tidak mengandungi peptidoglikan. Beberapa archaea mempunyai lapisan pseudopeptidoglycan atau pseudomurein.

Polimer ini setebal 15–20 nm dan serupa dengan peptidoglikan. Komponen polimer adalah asid lN-asetiltalosaminuronik yang dihubungkan dengan N-Acetylglucosamine.

Mereka mengandungi sejumlah lipid langka, seperti kumpulan isoprena terikat gliserol dan lapisan glikoprotein tambahan, yang disebut lapisan S. Lapisan ini sering dikaitkan dengan membran plasma.

Lipid berbeza daripada bakteria. Dalam eukariota dan bakteria, ikatan yang dijumpai adalah jenis ester, sementara di archaea mereka adalah jenis eter. Tulang belakang gliserol adalah khas dari domain ini.

Terdapat beberapa spesies archaea, seperti Ferroplasma Acidophilum dan Thermoplasma spp., Yang tidak memiliki dinding sel, walaupun hidup dalam keadaan persekitaran yang ekstrem.

Kedua-dua eubacteria dan archaea mempunyai lapisan protein yang besar, seperti adhesin, yang membantu mikroorganisma ini menjajah persekitaran yang berbeza.

Sintesis

Dalam bakteria Gram negatif komponen dinding disintesis dalam sitoplasma atau membran dalaman. Pembinaan dinding berlaku di bahagian luar sel.

Pembentukan peptidoglikan bermula di sitoplasma, di mana sintesis prekursor nukleotida komponen dinding berlaku.

Selepas itu, sintesis berterusan dalam membran sitoplasma, di mana sebatian lipid disintesis.

Proses sintesis berakhir di dalam membran sitoplasma, di mana berlaku pempolimeran unit peptidoglikan. Enzim berbeza mengambil bahagian dalam proses ini.

ciri-ciri

Seperti dinding sel pada tumbuh-tumbuhan, struktur bakteria ini mempunyai fungsi yang serupa untuk melindungi organisma sel tunggal ini dari lisis terhadap tekanan osmotik.

Membran luar bakteria Gram negatif membantu melakukan translokasi protein dan zat terlarut, dan dalam transduksi isyarat. Ia juga melindungi tubuh daripada patogen dan memberikan kestabilan sel.

Dinding sel pada kulat

Struktur dan komposisi

Sebilangan besar dinding sel pada kulat mempunyai komposisi dan struktur yang agak serupa. Mereka terbentuk dari polimer karbohidrat seperti gel, saling berkaitan dengan protein dan komponen lain.

Komponen khas dinding kulat adalah kitin. Ia berinteraksi dengan glukan untuk membuat matriks berserat. Walaupun strukturnya kuat, ia menunjukkan tahap kelenturan tertentu.

Sintesis

Sintesis komponen utama - kitin dan glukan - berlaku pada membran plasma.

Komponen lain disintesis dalam radas Golgi dan dalam retikulum endoplasma. Molekul-molekul ini dibawa ke luar sel melalui perkumuhan melalui vesikel.

ciri-ciri

Dinding sel kulat menentukan morfogenesis, daya maju sel dan patogeniknya. Dari sudut pandang ekologi, ia menentukan jenis persekitaran di mana jamur tertentu dapat atau tidak dapat hidup.

Rujukan

1. Albers, SV, & Meyer, BH (2011). Sampul sel arkeal. Mikrobiologi Ulasan Alam, 9 (6), 414–426.
2. Cooper, G. (2000). Sel: Pendekatan Molekul. Edisi ke-2. Sinauer Associates.
3. Forbes, BA (2009). Diagnosis mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.
4. Gow, NA, Latge, JP, & Munro, CA (2017). Dinding sel kulat: struktur, biosintesis, dan fungsi. Spektrum mikrobiologi 5 (3)
5. Keegstra, K. (2010). Dinding sel tumbuhan. Fisiologi tumbuhan, 154 (2), 483–486.
6. Koebnik, R., Locher, KP, & Van Gelder, P. (2000). Struktur dan fungsi protein membran luar bakteria: tong secara ringkas. Mikrobiologi molekul, 37 (2), 239–253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologi sel molekul edisi ke-4. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi, Rak Buku.
8. Scheffers, DJ, & Pinho, MG (2005). Sintesis dinding sel bakteria: pandangan baru dari kajian penyetempatan. Ulasan Mikrobiologi dan Biologi Molekul, 69 (4), 585-607.
9. Showalter, AM (1993). Struktur dan fungsi protein dinding sel tumbuhan. Sel Tumbuhan, 5 (1), 9–23.
10. Valent, BS, & Albersheim, P. (1974). Struktur dinding sel tumbuhan: Pada pengikatan xyloglucan ke serat selulosa. Fisiologi Tumbuhan, 54 (1), 105-108.
11. Vallarino, JG, & Osorio, S. (2012). Peranan isyarat oligogalacturonides yang berasal semasa penurunan dinding sel. Tanda & tingkah laku kilang, 7 (11), 1447–1449.