細胞壁の構造と機能

葉の細胞

この顕微鏡画像は、植物細胞とその内部細胞小器官を示しています。細胞壁は、細胞と核の間の薄い層が、小さな赤い核小体を持つ目立つ丸い細胞小器官であるように見えます。

ジェレミー・バージェス博士/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ





細胞壁の主な役割は、細胞が過剰に膨張するのを防ぐためのフレームワークを形成することです。セルロース繊維、構造タンパク質、およびその他の多糖類は、細胞の形状と形態を維持するのに役立ちます.追加 細胞壁の機能 含む:



    サポート:細胞壁は、機械的強度と支持を提供します。また、細胞増殖の方向も制御します。 膨圧に耐える:膨圧は、細胞の内容物が原形質膜を細胞壁に押し付けるときに細胞壁にかかる力です。この圧力は、植物が堅く直立した状態を維持するのに役立ちますが、細胞が破裂する原因にもなります。 成長を調節する:細胞壁は、細胞が細胞に入る信号を送ります。 細胞周期 分裂して成長するために。 拡散を調節する:細胞壁は多孔質で、以下を含むいくつかの物質を許可します タンパク質 、他の物質を締め出しながら細胞に入る. コミュニケーション:細胞は原形質連絡 (個々の植物細胞間で分子と通信シグナルを通過させる植物細胞壁間の孔またはチャネル) を介して互いに通信します。 保護:細胞壁は防御するためのバリアを提供します 植物ウイルス および他の病原体。また、水分の損失を防ぐのにも役立ちます。 保管所:細胞壁は、植物の成長、特に種子に使用する炭水化物を貯蔵します。

植物細胞の構造とオルガネラ

植物細胞核デビッド・ファーネス博士、キール大学/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

「の遺伝情報です。」 id='mntl-sc-block-image_2-0-9' />

植物細胞の断面のこの顕微鏡写真画像は、その内部構造を明らかにします。細胞壁の内側には、光合成の場である葉緑体 (濃い緑色) と、細胞の遺伝情報を含む核 (オレンジ色) があります。

デビッド・ファーネス博士、キール大学/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ



植物の細胞壁は、内部構造を支え、保護し、 オルガネラ .これらのいわゆる「小さな器官」は、細胞の生命維持に必要な機能を果たします。典型的な植物細胞に見られるオルガネラと構造には、次のものがあります。

  • 細胞(原形質)膜 : この膜は、細胞の細胞質を取り囲み、内容物を囲んでいます。
  • 細胞壁:植物細胞を保護し、形を与える細胞の外側の覆いが細胞壁です。
  • 中心体 : これらの細胞構造は、微小管の集合を組織します。 細胞分裂 .
  • 葉緑体 : のサイト 光合成 植物細胞には葉緑体があります。
  • 細胞質 : 細胞膜内のこのゲル状物質は、細胞小器官を支持および懸濁します。
  • 細胞骨格 : 細胞骨格は、細胞質全体の繊維のネットワークです。
  • 小胞体 : このオルガネラは、リボソームを含む領域 (ラフ ER) とリボソームを含まない領域 (スムーズ ER) の両方で構成される膜の広範なネットワークです。
  • ゴルジ複合体 : このオルガネラは、特定の細胞製品の製造、保管、出荷を担当しています。
  • リソソーム : これらの酵素の袋は、細胞高分子を消化します。
  • 微小管 : これらの中空ロッドは、主に細胞を支え、形作るのに役立ちます。
  • ミトコンドリア : これらのオルガネラは、呼吸を通じて細胞のエネルギーを生成します。
  • : 細胞内のこの大きな膜結合構造には、細胞の遺伝情報が含まれています。
  • 核小体:核内のこの環状構造は、リボソームの合成に役立ちます。 ヌクレオポア:核膜内のこれらの小さな穴により、核酸とタンパク質が核に出入りすることができます。
  • ペルオキシソーム : これらの小さな構造は単一の膜で結合されており、副産物として過酸化水素を生成する酵素が含まれています。
  • 原形質連絡 :植物細胞壁間のこれらの細孔、またはチャネルにより、分子と通信信号が個々の植物細胞間を通過できます。
  • リボソーム : 構成されている RNA およびタンパク質、リボソームはタンパク質の組み立てに関与しています。
  • 液胞 : 植物細胞の典型的な大きな構造で、細胞をサポートし、貯蔵、解毒、保護、成長などのさまざまな細胞機能に関与しています。

細菌の細胞壁

細菌細胞ウィキメディア・コモンズ /CC BY-SA 4.0' id='mntl-sc-block-image_2-0-13' />

これは、典型的な原核細菌細胞の図です。 アリ・ジファン著(自作)/ ウィキメディア・コモンズ /CC BY-SA 4.0

植物細胞とは異なり、原核細菌の細胞壁は ペプチドグリカン .この分子は、細菌の細胞壁組成に固有のものです。ペプチドグリカンは二重糖と アミノ酸 (タンパク質サブユニット)。この分子は細胞壁に剛性を与え、与えるのに役立ちます バクテリアの形 .ペプチドグリカン分子は、細菌原形質膜を囲んで保護するシートを形成します。



中の細胞壁 グラム陽性菌 何層ものペプチドグリカンが含まれています。これらの積層により、セル壁の厚さが増します。の グラム陰性菌 、ペプチドグリカンの割合がはるかに低いため、細胞壁はそれほど厚くありません。グラム陰性菌の細胞壁には、リポ多糖 (LPS) の外層も含まれています。 LPS 層はペプチドグリカン層を取り囲み、細胞内でエンドトキシン (毒) として機能します。 病原菌 (病気の原因となる細菌)。 LPS 層はまた、グラム陰性菌を特定の細菌から保護します。抗生物質、ペニシリンなど。

細胞壁のポイント

  • 細胞壁は、植物、菌類、藻類、および細菌を含む多くの細胞の外側の保護膜です。動物細胞には細胞壁がありません。
  • 細胞壁の主な機能は、細胞の構造、支持、および保護を提供することです。
  • 植物の細胞壁は主にセルロースで構成されており、多くの植物では 3 層になっています。 3 つの層は、中間層、一次細胞壁、および二次細胞壁です。
  • 細菌の細胞壁はペプチドグリカンで構成されています。グラム陽性菌はペプチドグリカン層が厚く、グラム陰性菌はペプチドグリカン層が薄い。

ソース

  • Lodish、H、等。 「ダイナミックな植物細胞壁」 分子細胞生物学 .第 4 版、W. H. フリーマン、2000 年、www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21709/。
  • ヤング、ケビン D. 細菌細胞壁。 Wiley オンライン ライブラリ 、Wiley/Blackwell (10.1111)、2010 年 4 月 19 日、onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9780470015902.a0000297.pub2。