Клітинна стінка
Клітинна стінка (оболонка) є невід'ємним компонентом клітин рослин та грибів і є продуктом їх життєдіяльності. Вона надає клітинам механічну міцність, захищає їх вміст від пошкоджень та надмірної втрати води, підтримує форму клітин та їх розмір, а також перешкоджає розриву клітин у гіпотонічному середовищі. Клітинна стінка бере участь у поглинанні та обміні різних іонів, тобто є іонообмінником. Через клітинну оболонку здійснюється транспортування речовин.
Клітинна стінка, що формується під час поділу клітин та їх росту шляхом розтягування, називається первинною. Після припинення росту клітини на первинну клітинну стінку зсередини відкладаються нові шари, і утворюється міцна вторинна клітинна оболонка.
До складу клітинної стінки входять структурні компоненти (целюлоза у рослин та хітин у грибів), компоненти матриксу (геміцелюлоза, пектин, білки), інкрустуючі компоненти (лігнін, суберин) та речовини, що відкладаються на поверхні оболонки (кутин та віск).
Молекули целюлози за рахунок водневих зв'язків об'єднуються в пучки -мікрофібрили.Переплетені мікрофібрили складають каркас клітинної оболонки. У більшості грибів мікрофібрили клітинної стінки складаються зхітину.
Мікрофібрили занурені в матрикс клітинної стінки. Матрикс складається з суміші різних хімічних речовин, серед яких переважають полісахариди (геміцелюлози та пектинові речовини).
Геміцелюлози- це група полісахаридів (полімери пен-тоз і гексоз - ксилози, галактози, маннози, глюкози та ін). Молекули геміцелюлоз, як і целюлози, мають форму ланцюга, але на відміну від їхнього останнього ланцюга коротше, менш упорядковані і сильно розгалужені. Вони легше розчиняються та руйнуються ферментами.
Пектинові речовини- це полімери, побудовані з моносахаридів (арабінози та галактози), галактуронової кислоти (цукрової кислоти) та метилового спирту. Довгі молекули пектинових речовин можуть бути лінійними або розгалуженими. Молекули пектинових речовин містять велику кількість карбоксильних груп і тому здатні з'єднуватися з іонами Mg2+ та Са2-. При цьому утворюються клейкі, студнеподібні пектати магнію і кальцію, з яких потім складаються серединні пластинки, що скріплюють стінки двох сусідніх клітин.
Іони двовалентних металів можуть обмінюватися інші катіони (Н - , До + тощо. буд.). Це зумовлює катіонообмінну здатність клітинних оболонок.
Пектиновими речовинами та пектатами багаті оболонки клітин багатьох плодів. Так як при їх вилучення з оболонок і додаванні цукру утворюються гелі, пектини використовують як желе-утворювальні речовини для виготовлення мармеладу та ін.
Крім вуглеводних компонентів, до складу матриксу клітинної стінки входить структурний білок екстенеїн-гліконроте-ін, який за своїм складом близький до міжклітинних білків тварин -колагенів.
Перед матриксу припадає до 60% сухої речовини клітинної оболонки. Матрикс оболонки не просто заповнює проміжки між мікрофібрилами, а утворює міцні хімічні (водневі та ковалентні) зв'язки між макромолекулами та мікрофібрилами, що забезпечує міцність клітинної стінки, її еластичність та пластичність.
Основним інкрустуючим речовиною оболонки клітин рослин єлігнін- полімер з нерозгалуженою молекулою, що складається з ароматичних спиртів.
Інтенсивна лігніфікація (просочування шарів целюлози лігніном) клітинних оболонок починається після припинення росту клітини. Лігнін може відкладатисяокремими ділянками - у вигляді кілець, спіралей або сітки, як це спостерігається в оболонках клітин провідної тканини - ксилеми, або суцільним шаром, за винятком тих місць, де здійснюються контакти між сусідніми клітинами у вигляді плазмодесм.
Лігнін скріплює целюлозні волокна і діє як дуже твердий і жорсткий каркас, що підсилює міцність клітинних стінок на розтяг і стиск. Він забезпечує клітинам додатковий захист від фізичних і хімічних впливів, знижує водопроникність. Вміст лігніну в оболонці сягає 30%. Інкрустація ним клітинних оболонок призводить до їхньогоздеревнення,яке часто тягне за собою відмирання живого вмісту клітини.
Лігнін у поєднанні з целюлозою надає особливих властивостей деревині, які роблять її незамінним будівельним матеріалом.
На клітинну оболонку можуть відкладатися також жироподібні речовини - суберин, кутин і віск.
Суберінвідкладається на оболонку зсередини і робить її практично непроникною для води та розчинів. В результаті протопласт клітини відмирає та клітина заповнюється повітрям. Такий процес називається опроковкуванням. Спостерігається пробковування оболонки клітин у покривних тканинах багаторічних деревних рослин — перидермі, кірці, а також в ендодермі кореня.
Поверхня епідермальних клітин рослин захищена гідрофобними речовинами - кутином і восками. Попередники цих сполук секретуються з цитоплазми на поверхню, де і відбувається їх полімеризація. Шар кутину зазвичай пронизаний полісахаридними компонентами (целюлозою і пектином) і утворює кутикулу. Віск часто відкладається в кристалічній формі на поверхні частин рослин (листя, плодів), утворюючи восковий наліт.
Кутикула та восковий налітзахищають клітини від пошкоджень та проникнення інфекції, зменшують випаровування води з поверхні органів.
В оболонках епідермальних клітин деяких рослин (злаків, осок та ін.) накопичується велика кількість мінеральних речовин(мінералізація),в першу чергу карбонату кальцію та кремнезему. При мінералізації листя і стебла рослин стають жорсткими, твердими і меншою мірою поїдаються тваринами.
Таким чином, клітинна стінка відіграє важливу роль у житті клітин рослин та грибів та виконує ряд специфічних функцій.
Джерело:Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лісов "Посібник з біології для вступників до ВНЗ"