КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА РАСТЕНИЙ

Клеточная стенка является одним из важнейших компонентов клеток растений, грибов, имеется у растений.

Клеточная стенка выполняет функции:

1. Обеспечивает механическую прочность клетки;
2. Защита от повреждений;
3. Поддерживает форму и размер клеток;
4. Препятствует разрыву клеток в гипотонической среде;
5. Осуществляет транспорт веществ.

Когда клетка растет и делится, клеточная стенка называется первичной. Когда рост клетки прекращается, клеточная стенка утолщается и превращается во вторичную.

В состав клеточной стенки входят различные компоненты:

1. Инкрустирующие компоненты (суберин, лигнин);
2. Компоненты матрикса (гемицеллюлоза, пектин, белки);
3. Структурные компоненты (хитин (грибы), целлюлоза (растения));
4. Вещества оболочки (кутин и воск).

Рассмотрим подробнее эти компоненты:

Инкрустирующие компоненты. Некоторые клетки, например, ксилемы и склеренхимы подвергаются лигнификации.

Лигнин – это сложное полимерное вещество, которое не относится к полисахаридам. В его состав входят различные ароматические спирты (кумаровый, конифериловый, синаповый).

В различных случаях отложения лигнина имеют разную форму. Например, в ксилеме – в виде колец, спиральной или сетчатой формы. Иногда лигнификация бывает сплошной, за исключением поровых участков (плазмодесмы). Лигнин скрепляет целлюлозные волокна и удерживает их на месте. Действует как очень твердый и жесткий матрикс, обеспечивает клеткам дополнительную защиту от неблагоприятных физических и химических воздействий. Присутствие лигнина ведет к одревеснению клеточных оболочек, это приводит к отмиранию содержимого клетки.

В сочетании с целлюлозой лигнин придает особую прочность древесине.

Суберин – участвует в образовании пробки. При созревании пробковых клеток их стенки пропитываются жировым веществом суберином, которое непроницаемо для воды и газов. Клетки постепенно отмирают, наполняются воздухом или смолой, или таннинами. Старые, мертвые пробковые клетки смыкаются друг с другом и окружают ствол, предохраняя его от высыхания, инфекций и механических повреждений.

Опробковение наблюдается в покровных тканях многолетних древесных растений – перидерме, корке, эндодерме корня.

Матрикс. Состоит из смеси различных химических веществ, в которой преобладают полисахариды.

Гемицеллюлозы – это группа полисахаридов (полимеры пентоз и гексоз – ксилозы, галактозы, маннозы, глюкозы и др). Они обладают короткими разветвленными цепями, легко растворимы и подвержены ферментативному расщеплению.

Пектиновые вещества – полимеры моносахаридов (арабинозы и галактозы), галактуроновой кислоты и метилового спирта. Длинные молекулы пектиновых веществ могут быть линейными и разветвленными. Они содержат большое количество карбоксильных групп и поэтому способны соединяться с ионами магния и кальция.

Срединная пластинка – скрепляет стенки соседних клеток, состоит из пектатов магния и кальция.

В матриксе содержатся также белки. Например, экстенеин (гликопротеин), напоминающий по своему составу коллаген. Благодаря строению матрикса обеспечивается прочность, эластичность, пластичность клеточной стенки.

Структурные компоненты. Молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой при помощи водородных связей. Они образуют микрофибриллы, которые составляют каркас клеточной оболочки. Микрофибриллы погружены в матрикс.

Вещества оболочки. На поверхности эпидермальных клеток находятся гидрофобные вещества, которые выполняют защитную функцию – это кутин и воска. Кутин частично пропитывает стенки клеток эпидермы и образует на внешней их поверхности различной толщины пленку – кутикулу. Это снижает потери воды (ограничивает транспирацию). Воск в кристаллической форме откладывается на поверхности листьев, плодов, образуя восковой налет. Кутикула служит защитой от патогенов.

В оболочках эпидермальных клеток (злаки, осока и т.д.) происходит минерализация (карбонат кальция, кремнезем). Это защищает растения от поедания их животными.