La pared celular es una capa adicional de protección en la parte superior de la membrana celular. Puedes encontrar paredes celulares en ambos procariotas y eucariotasy son más comunes en plantas, algas, hongos y bacterias.
Sin embargo, los animales y protozoos no tienen este tipo de estructura. Las paredes celulares tienden a ser estructuras rígidas que ayudan a mantener la forma de la célula.
¿Cuál es la función de una pared celular?
La pared celular tiene varias funciones, incluido el mantenimiento de la estructura y forma de la célula. La pared es rígida, por lo que protege la celda y su contenido.
Por ejemplo, la pared celular puede evitar que entren patógenos como los virus de las plantas. Además del soporte mecánico, la pared actúa como un marco que puede evitar que la célula se expanda o crezca demasiado rápido. Las proteínas, las fibras de celulosa, los polisacáridos y otros componentes estructurales ayudan a que la pared mantenga la forma de la célula.
La pared celular también juega un papel importante en el transporte. Dado que la pared es un
membrana semipermeable, permite el paso de determinadas sustancias, como las proteínas. Esto permite que la pared regule la difusión en la celda y controle lo que entra o sale.Además, la membrana semipermeable ayuda a la comunicación entre las células al permitir que las moléculas de señalización pasen a través de los poros.
¿Qué constituye la pared celular vegetal?
La pared celular de una planta se compone principalmente de carbohidratos, como pectinas, celulosa y hemicelulosa. También tiene proteínas estructurales en cantidades más pequeñas y algunos minerales como el silicio. Todos estos componentes son partes vitales de la pared celular.
La celulosa es un carbohidrato complejo y consta de miles de monómeros de glucosa que forman largas cadenas. Estas cadenas se unen y forman celulosa. microfibrillas, que tienen varios nanómetros de diámetro. Las microfibrillas ayudan a controlar el crecimiento de la célula limitando o permitiendo su expansión.
La presión de turgencia
Una de las principales razones para tener una pared en una celda vegetal es que puede soportar la presión de turgencia, y aquí es donde la celulosa juega un papel crucial. La presión de turgencia es una fuerza creada por el interior de la célula que empuja hacia afuera. Las microfibrillas de celulosa forman una matriz con las proteínas, hemicelulosas y pectinas para proporcionar un marco fuerte que puede resistir la presión de turgencia.
Tanto las hemicelulosas como las pectinas son polisacáridos ramificados. Las hemicelulosas tienen enlaces de hidrógeno que las conectan con las microfibrillas de celulosa, mientras que las pectinas atrapan las moléculas de agua para crear un gel. Las hemicelulosas aumentan la fuerza de la matriz y las pectinas ayudan a prevenir la compresión.
Proteínas en la pared celular
Las proteínas de la pared celular cumplen diferentes funciones. Algunos de ellos brindan soporte estructural. Otras son enzimas, que son un tipo de proteína que puede acelerar las reacciones químicas.
La enzimas ayudan a la formación y las modificaciones normales que se producen para mantener la pared celular de la planta. También juegan un papel en la maduración de la fruta y los cambios de color de las hojas.
Si alguna vez ha hecho su propia mermelada o jalea, entonces ha visto los mismos tipos de pectinas encontrado en las paredes celulares en acción. La pectina es el ingrediente que los cocineros agregan para espesar los jugos de frutas. A menudo usan las pectinas que se encuentran naturalmente en las manzanas o las bayas para hacer sus mermeladas o jaleas.
•••Ciencia
Estructura de la pared celular vegetal
Las paredes de las células vegetales son estructuras de tres capas con un Laminilla del medio, pared celular primaria y pared celular secundaria. La laminilla del medio es la capa más externa y ayuda con las uniones de celda a celda mientras mantiene juntas las celdas adyacentes (en otras palabras, se asienta entre las paredes celulares de dos celdas y las mantiene unidas; por eso se llama laminilla media, aunque es la capa más externa).
La laminilla media actúa como pegamento o cemento para células vegetales porque contiene pectinas. Durante división celular, la laminilla del medio es la primera en formarse.
Pared celular primaria
La pared celular primaria se desarrolla cuando la célula crece, por lo que tiende a ser delgada y flexible. Se forma entre la laminilla media y la membrana de plasma.
Consiste en microfibrillas de celulosa con hemicelulosas y pectinas. Esta capa permite que la célula crezca con el tiempo, pero no restringe demasiado el crecimiento de la célula.
Pared celular secundaria
La pared de la celda secundaria es más gruesa y rígida, por lo que brinda más protección a la planta. Existe entre la pared celular primaria y la membrana plasmática. A menudo, la pared celular primaria realmente ayuda a crear esta pared secundaria después de que la célula termina de crecer.
Las paredes celulares secundarias consisten en celulosa, hemicelulosas y lignina. La lignina es un polímero de alcohol aromático que proporciona un soporte adicional a la planta. Ayuda a proteger la planta de los ataques de insectos o patógenos. La lignina también ayuda con el transporte de agua en las células.
Diferencia entre paredes celulares primarias y secundarias en plantas
Cuando se compara la composición y el grosor de las paredes celulares primarias y secundarias de las plantas, es fácil ver las diferencias.
Primero, las paredes primarias tienen cantidades iguales de celulosa, pectinas y hemicelulosas. Sin embargo, las paredes celulares secundarias no tienen pectina y tienen más celulosa. En segundo lugar, las microfibrillas de celulosa en las paredes de las células primarias parecen aleatorias, pero están organizadas en paredes secundarias.
Aunque los científicos han descubierto muchos aspectos de cómo funcionan las paredes celulares en las plantas, algunas áreas aún necesitan más investigación.
Por ejemplo, todavía están aprendiendo más sobre la genes involucrado en la biosíntesis de la pared celular. Los investigadores estiman que en el proceso participan unos 2.000 genes. Otra área importante de estudio es cómo funciona la regulación genética en las células vegetales y cómo afecta a la pared.
La estructura de las paredes celulares de hongos y algas
Al igual que las plantas, las paredes celulares de los hongos están formadas por carbohidratos. Sin embargo, mientras hongos tener celdas con quitina y otros carbohidratos, no tienen celulosa como las plantas.
Sus paredes celulares también tienen:
- Enzimas
- Glucanos
- Pigmentos
- Ceras
- Otras sustancias
Es importante señalar que no todos los hongos tienen paredes celulares, pero muchos de ellos sí. En los hongos, la pared celular se encuentra fuera de la membrana plasmática. La quitina constituye la mayor parte de la pared celular, y es el mismo material que da a los insectos su fuerte exoesqueletos.
Paredes celulares fúngicas
En general, los hongos con paredes celulares tienen tres capas: quitina, glucanos y proteínas.
Como capa más interna, la quitina es fibrosa y está formada por polisacáridos. Ayuda a que las paredes celulares de los hongos sean rígidas y fuertes. A continuación, hay una capa de glucanos, que son polímeros de glucosa, reticulando con quitina. Los glucanos también ayudan a los hongos a mantener la rigidez de la pared celular.
Finalmente, hay una capa de proteínas llamada manoproteínas o mananos, que tienen un alto nivel de azúcar manosa. La pared celular también tiene enzimas y proteínas estructurales.
Los diferentes componentes de la pared celular de los hongos pueden tener diferentes propósitos. Por ejemplo, las enzimas pueden ayudar con la digestión de materiales orgánicos, mientras que otras proteínas pueden ayudar con la adhesión al medio ambiente.
Paredes celulares en las algas
Las paredes celulares en algas consisten en polisacáridos, como celulosa, o glicoproteínas. Algunas algas tienen polisacáridos y glicoproteínas en sus paredes celulares. Además, las paredes de las células de las algas tienen mananos, xilanos, ácido algínico y polisacáridos sulfonados. Las paredes celulares entre los diferentes tipos de algas pueden variar mucho.
Los mananos son proteínas que producen microfibrillas en algunas algas verdes y rojas. Los xilanos son polisacáridos complejos y algunas veces reemplazan la celulosa en las algas. El ácido algínico es otro tipo de polisacárido que se encuentra a menudo en las algas pardas. Sin embargo, la mayoría de las algas tienen polisacáridos sulfonados.
Las diatomeas son un tipo de algas que viven en el agua y el suelo. Son únicos porque sus paredes celulares están hechas de sílice. Los investigadores todavía están investigando cómo diatomeas forman sus paredes celulares y qué proteínas componen el proceso.
Sin embargo, han determinado que las diatomeas forman sus paredes ricas en minerales internamente y las mueven fuera de la célula. Este proceso, llamado exocitosis, es complejo e involucra múltiples proteínas.
Paredes de células bacterianas
Una pared celular bacteriana tiene peptidoglicanos. Peptidoglicano o murein es una molécula única que consta de azúcares y aminoácidos en una capa de malla y ayuda a la célula a mantener su forma y estructura.
La pared celular de las bacterias existe fuera de la membrana plasmática. La pared no solo ayuda a configurar la forma de la celda, sino que también ayuda a evitar que la celda explote y derrame todo su contenido.
Bacterias Gram-Positivas y Gram-Negativas
En general, puede dividir las bacterias en categorías grampositivas o gramnegativas, y cada tipo tiene una pared celular ligeramente diferente. Las bacterias grampositivas pueden teñirse de azul o violeta durante una prueba de tinción de Gram, que usa tintes para reaccionar con los peptidoglicanos en la pared celular.
Por otro lado, las bacterias gramnegativas no se pueden teñir de azul o violeta con este tipo de prueba. Hoy en día, los microbiólogos todavía usan la tinción de Gram para identificar el tipo de bacteria. Es importante tener en cuenta que tanto las bacterias grampositivas como las gramnegativas tienen peptidoglicanos, pero una membrana externa adicional evita la tinción de las bacterias gramnegativas.
Las bacterias grampositivas tienen paredes celulares gruesas formadas por capas de peptidoglicanos. Las bacterias grampositivas tienen una membrana plasmática rodeada por esta pared celular. Sin embargo, las bacterias gramnegativas tienen paredes celulares delgadas de peptidoglicanos que no son suficientes para protegerlas.
Esta es la razón por la que las bacterias gramnegativas tienen una capa adicional de lipopolisacáridos (LPS) que sirven como endotoxina. Las bacterias gramnegativas tienen una membrana plasmática interna y externa, y las paredes celulares delgadas se encuentran entre las membranas.
Antibióticos y bacterias
Las diferencias entre células humanas y bacterianas hacen posible el uso antibioticos en su cuerpo sin matar todas sus células. Dado que las personas no tienen paredes celulares, los medicamentos como los antibióticos pueden atacar las paredes celulares de las bacterias. La composición de la pared celular influye en el funcionamiento de algunos antibióticos.
Por ejemplo, la penicilina, un antibiótico beta-lactámico común, puede afectar la enzima que forma los enlaces entre las hebras de peptidoglicano en las bacterias. Esto ayuda a destruir la pared celular protectora y detiene el crecimiento de las bacterias. Desafortunadamente, los antibióticos pueden matar bacterias tanto útiles como dañinas en el cuerpo.
Otro grupo de antibióticos llamados glicopéptidos se dirige a la síntesis de las paredes celulares al detener la formación de peptidoglicanos. Los ejemplos de antibióticos glicopéptidos incluyen vancomicina y teicoplanina.
Resistencia antibiótica
La resistencia a los antibióticos ocurre cuando las bacterias cambian, lo que hace que los medicamentos sean menos efectivos. Dado que las bacterias resistentes sobreviven, pueden reproducirse y multiplicarse. Las bacterias se vuelven resistente a los antibióticos En maneras diferentes.
Por ejemplo, pueden cambiar sus paredes celulares. Pueden sacar el antibiótico de sus células o pueden compartir información genética que incluye la resistencia a los medicamentos.
Una forma en que algunas bacterias se resisten a los antibióticos betalactámicos como la penicilina es producir una enzima llamada betalactamasa. La enzima ataca el anillo betalactámico, que es un componente central del fármaco, y está formado por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Sin embargo, los fabricantes de medicamentos intentan prevenir esta resistencia agregando inhibidores de betalactamasa.
Las paredes celulares importan
Las paredes celulares ofrecen protección, soporte y ayuda estructural para plantas, algas, hongos y bacterias. Aunque existen grandes diferencias entre las paredes celulares de procariotas y eucariotas, la mayoría de los organismos tienen sus paredes celulares fuera de las membranas plasmáticas.
Otra similitud es que la mayoría de las paredes celulares proporcionan rigidez y fuerza que ayudan a las células a mantener su forma. La protección contra patógenos o depredadores también es algo que muchas paredes celulares entre diferentes organismos tienen en común. Muchos organismos tienen paredes celulares formadas por proteínas y azúcares.
Comprender las paredes celulares de procariotas y eucariotas puede ayudar a las personas de diversas formas. Desde mejores medicamentos hasta cultivos más fuertes, aprender más sobre la pared celular ofrece muchos beneficios potenciales.