Ściana komórkowa u komórki roślinnej

Ściana komórkowa - martwy składnik komórki, otoczka komórki o funkcji ochronnej i szkieletowej. Ściana komórkowa występuje u roślin, grzybów, bakterii i niektórych protistów. U każdej z tych grup jest zbudowana z innych substancji, np. u grzybów jest to chityna, a u roślin celuloza i jej pochodne (hemiceluloza i pektyna) i lignina, natomiast u bakterii podstawowym składnikiem jest mureina. Ściana komórkowa leży na zewnątrz błony komórkowej. W tkankach ściany komórkowe sąsiadujących ze sobą komórek są zlepione pektynową substancją tworzącą blaszkę środkową. Między komórkami istnieją wąskie połączenia w postaci plasmodesm - wąskich pasm cytoplazmy przenikających ściany i zawierających fragmenty retikulum endoplazmatycznego. Młode komórki roślin otoczone są ścianą pierwotną, której strukturę wewnętrzną stanowią ułożone w sposób nieuporządkowany łańcuchy celulozowe wypełnione hemicelulozą i pektyną. W starszych komórkach obserwuje się również ścianę wtórną - powstającą po wewnętrznej stronie ściany pierwotnej, zwykle grubszą i bardziej wytrzymałą niż pierwotna, o uporządkowanej budowie szkieletu celulozowego, również wypełnionego hemicelulozą i pektyną. Ulega ona inkrustacji (węglan wapnia, krzemionka lub lignina) i adkrustacji (kutyna, suberyna, woski).

Funkcje

• Ogranicza wzrost komórki
• Chroni przed urazami mechanicznymi
• Chroni przed infekcjami bakteryjnymi i wirusowymi
• Zabezpiecza przed nadmiernym parowaniem
• Nadaje kształt i sztywność komórce
• Chroni przed utratą wody
• Przepuszcza substancje

Powstaje w anafazie kariokinezy i jest sygnałem do zapoczątkowania cytokinezy:

1. w środkowej części dzielonej komórki powstają mikrotubule:
   • układają się równolegle do siebie i prostopadle do osi podziału komórki
   • tworzą beczułkowatą strukturę - fragmoplast, w którego obrębie powstają pęcherzyki z polisacharydami, wytwarzane przez aparat Golgiego
2. Pęcherzyki zlewają sie ze sobą, tworząc trój-warstwową przegrodę w obrębie dzielącej sie komórki, zwanej przegrodą pierwotną. Warstwa środkowa otoczona jest 2 błonami plazmatycznymi.
3. Celuloza zostaje wbudowana przez aparat Golgiego do środka przegrody pierwotnej. Jest ona odkładana od wewnętrznej strony warstwy środkowej i po zewnętrznej stronie błon plazmatycznych. Tak powstaje ściana komórkowa pierwotna. Ma ona wbudowaną do środka blaszkę środkową, która spaja 2 części ściany.

Budowa

1. Składniki szkieletowe, stanowiące 40% całej jej masy :

   u eucariota:

   • rośliny - celuloza, która tworzy regularne łańcuchy celulozowe. Ich pęczki to miofibryle. Kilka miofibryli to fibryla celulozowa. Jest pogrążona w macierzy i pełni funkcję głównego rusztowania ściany komórkowej
   • grzyby - chityna
   • glony - koloza i mannoza (hemicelulozy). To mieszanina wielocukrów amorficznych, lżejsza od celulozy

   u procariota:

   • sinice, bakterie - kwasy pileminowy, murawinowy, stanowiące razem mureinę.

2. Składniki podłoża, stanowiące 60% masy ściany komórkowej. Wypełniają one wnętrze rusztowania utworzonego przez składniki szkieletowe. :
   • białka
   • pektyny
   • hemicelulozy
   • woda (do 60%)

Wtórne przekształcenia

Przekształcenia ściany komórkowej dorosłych organizmów, spowodowane czynnikami fizycznymi lub chemicznymi

1. Inkrustracja - odkładanie się substancji mineralnych między elementami szkieletu celulozowego np.:

• mineralizacja - inkrustowanie ścian komórkowych związkami mineralnymi, najczęściej krzemionką SiO₂ (np. turzyce, skrzypy) lub węglanem wapnia CaCO₃ (ramienice). Ściany są twarde, sztywne, ale łamliwe.
• drewnienie (lignifikacja, ligninizacja) - odkładanie się ligniny (drzewnika). Rozpoczyna się od zewnętrznych warstw ściany komórkowej. Najwięcej ligniny jest w blaszce środkowej. Proces ten powoduje, że ściany stają się sztywne, odporne na zgniatanie i przerwanie, mają ograniczoną zdolność pęcznienia i przepuszczania wody.
• kutynizacja - proces odkładania kutyny między warstwami celulozy w obrębie ściany komórkowej.

2. Adkrustacja - odkładanie sie substancji mineralnych na powierzchni pierwotnej ściany komórkowej. Związane z następującymi procesami:

• kutykularyzacja - odkładanie na zewnętrznej powierzchni ścian komórek skórki kutyny tworzącej kutykulę.
• korkowacenie (suberynizacja) - adkrustowanie ścian suberyną, kutyną i woskiem. Suberyna odkłada się na pierwotnej ścianie komórkowej, na przemian z warstwami kutyny i wosku. Proces ten zachodzi głównie w korku, ale także np. w komórkach egzodermy i endodermy.
• sporopolenizacja,
• powlekanie substancjami tłuszczowymi - np. woskiem