Parede celular: definição, estrutura e função (com diagrama)

A parede celular é uma camada adicional de proteção no topo do membrana celular. Você pode encontrar paredes celulares em ambos procariontes e eucariontes, e são mais comuns em plantas, algas, fungos e bactérias.

Porém, animais e protozoários não possuem esse tipo de estrutura. As paredes celulares tendem a ser estruturas rígidas que ajudam a manter a forma da célula.

A parede celular tem várias funções, incluindo a manutenção da estrutura e forma celular. A parede é rígida, por isso protege a célula e seu conteúdo.

Por exemplo, a parede celular pode impedir a entrada de patógenos como vírus de plantas. Além do suporte mecânico, a parede atua como uma estrutura que pode impedir que a célula se expanda ou cresça muito rapidamente. Proteínas, fibras de celulose, polissacarídeos e outros componentes estruturais ajudam a parede a manter a forma da célula.

A parede celular também desempenha um papel importante no transporte. Uma vez que a parede é um membrana semipermeável

Além disso, a membrana semipermeável ajuda a comunicação entre as células, permitindo que as moléculas de sinalização passem pelos poros.

A parede celular de uma planta consiste principalmente de carboidratos, como pectinas, celulose e hemicelulose. Ele também contém proteínas estruturais em quantidades menores e alguns minerais como o silício. Todos esses componentes são partes vitais da parede celular.

A celulose é um carboidrato complexo e consiste em milhares de monômeros de glicose que formam longas cadeias. Essas cadeias se unem e formam a celulose microfibrilas, que têm vários nanômetros de diâmetro. As microfibrilas ajudam a controlar o crescimento da célula, limitando ou permitindo sua expansão.

Uma das principais razões para ter uma parede em uma célula vegetal é que ela pode suportar pressão de turgor, e é aqui que a celulose desempenha um papel crucial. A pressão de turgor é uma força criada pelo interior da célula empurrando para fora. As microfibrilas de celulose formam uma matriz com as proteínas, hemiceluloses e pectinas para fornecer a estrutura forte que pode resistir à pressão de turgescência.

Tanto as hemiceluloses quanto as pectinas são polissacarídeos ramificados. As hemiceluloses têm ligações de hidrogênio conectando-as às microfibrilas de celulose, enquanto as pectinas prendem as moléculas de água para criar um gel. As hemiceluloses aumentam a resistência da matriz e as pectinas ajudam a prevenir a compressão.

As proteínas da parede celular têm diferentes funções. Alguns deles fornecem suporte estrutural. Outras são enzimas, um tipo de proteína que pode acelerar as reações químicas.

O enzimas ajudam na formação e nas modificações normais que ocorrem para manter a parede celular da planta. Eles também desempenham um papel importante no amadurecimento dos frutos e nas alterações da cor das folhas.

Se você já fez sua própria compota ou geléia, então viu os mesmos tipos de pectinas encontrado nas paredes celulares em ação. A pectina é o ingrediente que os cozinheiros adicionam para engrossar os sucos de frutas. Eles costumam usar as pectinas naturalmente encontradas em maçãs ou frutos silvestres para fazer suas geleias ou geléias.

•••Ciência

As paredes das células vegetais são estruturas de três camadas com um lamela do meio, parede celular primária e parede celular secundária. A lamela do meio é a camada mais externa e ajuda nas junções célula a célula, enquanto mantém as células adjacentes juntas (em outras palavras, ela fica entre e mantém unidas as paredes celulares de duas células; é por isso que é chamada de lamela do meio, embora seja a camada mais externa).

A lamela do meio atua como cola ou cimento para células de plantas porque contém pectinas. No decorrer divisão celular, a lamela do meio é a primeira a se formar.

A parede celular primária se desenvolve quando a célula cresce, por isso tende a ser fina e flexível. Ele se forma entre a lamela do meio e o membrana de plasma.

É composto por microfibrilas de celulose com hemiceluloses e pectinas. Esta camada permite que a célula cresça ao longo do tempo, mas não restringe excessivamente o crescimento da célula.

A parede celular secundária é mais espessa e rígida, por isso oferece mais proteção para a planta. Ele existe entre a parede celular primária e a membrana plasmática. Freqüentemente, a parede celular primária realmente ajuda a criar essa parede secundária depois que a célula termina de crescer.

As paredes celulares secundárias consistem em celulose, hemiceluloses e lignina. A lignina é um polímero de álcool aromático que fornece suporte adicional para a planta. Ajuda a proteger a planta de ataques de insetos ou patógenos. A lignina também ajuda no transporte de água nas células.

Quando você compara a composição e a espessura das paredes celulares primárias e secundárias das plantas, é fácil ver as diferenças.

Primeiro, as paredes primárias têm quantidades iguais de celulose, pectinas e hemiceluloses. No entanto, as paredes celulares secundárias não têm pectina e têm mais celulose. Em segundo lugar, as microfibrilas de celulose nas paredes das células primárias parecem aleatórias, mas estão organizadas em paredes secundárias.

Embora os cientistas tenham descoberto muitos aspectos de como as paredes celulares funcionam nas plantas, algumas áreas ainda precisam de mais pesquisas.

Por exemplo, eles ainda estão aprendendo mais sobre o atual genes envolvidos na biossíntese da parede celular. Os pesquisadores estimam que cerca de 2.000 genes participam do processo. Outra área importante de estudo é como a regulação gênica funciona nas células vegetais e como ela afeta a parede.

Semelhante às plantas, as paredes celulares dos fungos consistem em carboidratos. No entanto, enquanto fungos tem células com quitina e outros carboidratos, eles não têm celulose como as plantas.

Suas paredes celulares também têm:

• Enzimas
• Glucans
• Pigmentos
• Ceras 
• Outras substâncias 

É importante notar que nem todos os fungos têm paredes celulares, mas muitos deles têm. Nos fungos, a parede celular fica fora da membrana plasmática. A quitina constitui a maior parte da parede celular e é o mesmo material que dá aos insetos sua forte exoesqueletos.

Em geral, os fungos com paredes celulares têm três camadas: quitina, glucanos e proteínas.

Como a camada mais interna, a quitina é fibrosa e composta de polissacarídeos. Ajuda a tornar as paredes celulares dos fungos rígidas e fortes. Em seguida, há uma camada de glucanos, que são polímeros de glicose, reticulados com a quitina. Os glucanos também ajudam os fungos a manter a rigidez da parede celular.

Finalmente, existe uma camada de proteínas chamada de manoproteínas ou mananas, que tem um alto nível de açúcar manose. A parede celular também contém enzimas e proteínas estruturais.

Diferentes componentes da parede celular do fungo podem servir a diferentes propósitos. Por exemplo, as enzimas podem ajudar na digestão de materiais orgânicos, enquanto outras proteínas podem ajudar na adesão no ambiente.

As paredes celulares em algas consistem em polissacarídeos, como celulose ou glicoproteínas. Algumas algas possuem polissacarídeos e glicoproteínas em suas paredes celulares. Além disso, as paredes celulares das algas têm mananas, xilanas, ácido algínico e polissacarídeos sulfonados. As paredes celulares entre os diferentes tipos de algas podem variar muito.

Mananas são proteínas que fazem microfibrilas em algumas algas verdes e vermelhas. As xilanas são polissacarídeos complexos e às vezes substituem a celulose nas algas. O ácido algínico é outro tipo de polissacarídeo freqüentemente encontrado em algas marrons. No entanto, a maioria das algas possui polissacarídeos sulfonados.

As diatomáceas são um tipo de alga que vive na água e no solo. Eles são únicos porque suas paredes celulares são feitas de sílica. Os pesquisadores ainda estão investigando como diatomáceas formam suas paredes celulares e quais proteínas compõem o processo.

No entanto, eles determinaram que as diatomáceas formam suas paredes ricas em minerais internamente e as movem para fora da célula. Este processo, denominado exocitose, é complexo e envolve várias proteínas.

A parede celular bacteriana contém peptidoglicanos. Peptidoglicano ou mureína é uma molécula única que consiste em açúcares e aminoácidos em uma camada de malha e ajuda a célula a manter sua forma e estrutura.

A parede celular das bactérias existe fora da membrana plasmática. A parede não apenas ajuda a configurar a forma da célula, mas também ajuda a evitar que a célula estourar e derramar todo o seu conteúdo.

Em geral, você pode dividir as bactérias em categorias gram-positivas ou gram-negativas, e cada tipo tem uma parede celular ligeiramente diferente. As bactérias Gram-positivas podem corar de azul ou violeta durante um teste de coloração de Gram, que usa corantes para reagir com os peptidoglicanos na parede celular.

Por outro lado, as bactérias gram-negativas não podem ser coradas de azul ou violeta com este tipo de teste. Hoje, os microbiologistas ainda usam a coloração de Gram para identificar o tipo de bactéria. É importante notar que as bactérias gram-positivas e gram-negativas têm peptidoglicanos, mas uma membrana externa extra impede a coloração de bactérias gram-negativas.

As bactérias Gram-positivas têm paredes celulares espessas feitas de camadas de peptidoglicanos. As bactérias Gram-positivas possuem uma membrana plasmática circundada por esta parede celular. No entanto, as bactérias gram-negativas têm paredes celulares finas de peptidoglicanos que não são suficientes para protegê-los.

É por isso que as bactérias gram-negativas têm uma camada adicional de lipopolissacarídeos (LPS) que servem como um endotoxina. As bactérias Gram-negativas têm uma membrana plasmática interna e externa, e as paredes celulares finas estão entre as membranas.

As diferenças entre as células humanas e bacterianas tornam possível o uso antibióticos em seu corpo sem matar todas as suas células. Como as pessoas não têm paredes celulares, medicamentos como antibióticos podem atingir as paredes celulares das bactérias. A composição da parede celular desempenha um papel importante no funcionamento de alguns antibióticos.

Por exemplo, a penicilina, um antibiótico beta-lactâmico comum, pode afetar a enzima que forma as ligações entre os filamentos do peptidoglicano nas bactérias. Isso ajuda a destruir a parede celular protetora e impede o crescimento das bactérias. Infelizmente, os antibióticos podem matar bactérias úteis e prejudiciais no corpo.

Outro grupo de antibióticos, chamados glicopeptídeos, visa a síntese das paredes celulares, impedindo a formação de peptidoglicanos. Exemplos de antibióticos glicopeptídicos incluem vancomicina e teicoplanina.

A resistência aos antibióticos ocorre quando as bactérias mudam, o que torna os medicamentos menos eficazes. Como as bactérias resistentes sobrevivem, elas podem se reproduzir e se multiplicar. Bactérias se tornam resistente a antibióticos De maneiras diferentes.

Por exemplo, eles podem mudar suas paredes celulares. Eles podem remover o antibiótico de suas células ou podem compartilhar informações genéticas que incluem resistência aos medicamentos.

Uma forma de algumas bactérias resistirem aos antibióticos beta-lactâmicos, como a penicilina, é produzir uma enzima chamada beta-lactamase. A enzima ataca o anel beta-lactâmico, que é um componente central da droga e consiste em carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. No entanto, os fabricantes de medicamentos tentam prevenir essa resistência adicionando inibidores de beta-lactamase.

As paredes celulares oferecem proteção, suporte e ajuda estrutural para plantas, algas, fungos e bactérias. Embora existam grandes diferenças entre as paredes celulares de procariotos e eucariotos, a maioria dos organismos tem suas paredes celulares fora das membranas plasmáticas.

Outra semelhança é que a maioria das paredes celulares fornece rigidez e resistência que ajudam as células a manter sua forma. A proteção contra patógenos ou predadores também é algo que muitas paredes celulares entre diferentes organismos têm em comum. Muitos organismos têm paredes celulares feitas de proteínas e açúcares.

Compreender as paredes celulares de procariontes e eucariotos pode ajudar as pessoas de várias maneiras. De medicamentos melhores a safras mais fortes, aprender mais sobre a parede celular oferece muitos benefícios potenciais.