PAREDE CELULAR: CARACTERÍSTICAS, FUNÇÕES E ESTRUTURA - BIOLOGIA - 2024

A parede celular é uma estrutura espessa e resistente que delimita certos tipos de células e se encontra ao redor da membrana plasmática. Não é considerada uma parede que impede o contacto com o exterior; É uma estrutura complexa e dinâmica, responsável por um número significativo de funções fisiológicas nos organismos.

A parede celular é encontrada em plantas, fungos, bactérias e algas. Cada parede possui uma estrutura e composição típicas do grupo. Em contraste, uma das características das células animais é a falta de parede celular. Esta estrutura é principalmente responsável por dar e manter a forma das células.

A parede celular atua como uma barreira protetora em resposta aos desequilíbrios osmóticos que o ambiente celular pode apresentar. Além disso, desempenha um papel na comunicação entre as células.

Características gerais

-A parede celular é uma barreira espessa, estável e dinâmica que se encontra em diferentes grupos de organismos.

-A presença desta estrutura é vital para a viabilidade da célula, a sua forma e, no caso de organismos nocivos, participa na sua patogenicidade.

-Embora a composição da parede varie dependendo de cada grupo, a principal função é manter a integridade celular contra as forças osmóticas que podem romper a célula.

- No caso de organismos multicelulares, auxilia na formação de tecidos e participa da comunicação celular

Parede celular em plantas

Estrutura e composição

As paredes celulares das células vegetais são compostas por polissacarídeos e glicoproteínas, organizadas em uma matriz tridimensional.

O componente mais importante é a celulose. Consiste em unidades repetitivas de glicose, unidas por ligações β - 1,4. Cada molécula contém cerca de 500 moléculas de glicose.

Os demais componentes incluem: homogalacturonan, ramnogalacturonan I e II e polissacarídeos hemicelulósicos como xiloglucanos, glucomananos, xilanos, entre outros.

A parede também contém componentes de natureza proteica. Arabinogalactan é uma proteína encontrada na parede e está relacionada à sinalização celular.

A hemicelulose se liga à celulose por meio de ligações de hidrogênio. Essas interações são muito estáveis. Para o restante dos componentes, o modo de interação ainda não está bem definido.

Você pode diferenciar entre parede celular primária e secundária. O primário é fino e um tanto maleável. Após a parada do crescimento celular, ocorre a deposição da parede secundária, que pode mudar sua composição em relação à parede primária ou permanecer inalterada e apenas adicionar camadas extras.

Em alguns casos, a lignina é um componente da parede secundária. Por exemplo, as árvores têm quantidades significativas de celulose e lignina.

Síntese

O processo de biossíntese da parede é complexo. Envolve cerca de 2.000 genes que participam da construção da estrutura.

A celulose é sintetizada na membrana plasmática para ser depositada diretamente no exterior. Sua formação requer vários complexos enzimáticos.

O resto dos componentes são sintetizados em sistemas membranosos localizados dentro da célula (como o aparelho de Golgi) e excretados por vesículas.

Função

A parede celular das plantas tem funções análogas às desempenhadas pela matriz extracelular nas células animais, como manutenção da forma e estrutura celular, conexão de tecidos e sinalização celular. Abaixo, discutiremos as funções mais importantes:

Regular o turgor

Em células animais - que não possuem parede celular - o ambiente extracelular representa um grande desafio em termos de osmose.

Quando a concentração do meio é maior em comparação com o interior da célula, a água tende a fluir para fora da célula. Por outro lado, quando a célula é exposta a um ambiente hipotônico (maior concentração dentro da célula), a água entra e a célula pode explodir.

No caso das células vegetais, os solutos encontrados no ambiente celular são menores do que no interior da célula. No entanto, a célula não explode porque a parede celular está sob pressão. Este fenômeno provoca o aparecimento de certa pressão mecânica ou turgor celular.

A pressão de turgescência criada pela parede celular ajuda a manter os tecidos vegetais rígidos.

Conexões celulares

As células vegetais são capazes de se comunicar entre si por meio de uma série de "canais" chamados plasmodesmos. Essas vias conectam o citosol de ambas as células e trocam materiais e partículas.

Este sistema permite a troca de produtos metabólicos, proteínas, ácidos nucléicos e até mesmo partículas virais.

Rotas de sinalização

Nessa intrincada matriz, existem moléculas derivadas da pectina, como os oligogalacturonídeos, que têm a capacidade de desencadear vias de sinalização como respostas de defesa. Em outras palavras, eles funcionam como o sistema imunológico dos animais.

Embora a parede celular forme uma barreira contra patógenos, ela não é totalmente impenetrável. Portanto, quando a parede é enfraquecida, esses compostos são liberados e “avisam” a planta do ataque.

Em resposta, ocorre a liberação de espécies reativas de oxigênio e são produzidos metabólitos, como as fitoalexinas, que são substâncias antimicrobianas.

Parede celular em procariontes

Estrutura e composição em eubactérias

A parede celular das eubactérias possui duas estruturas fundamentais, que são diferenciadas pela famosa coloração de Gram.

O primeiro grupo é constituído por bactérias Gram negativas. Nesse tipo, a membrana é dupla. A parede celular é fina e é circundada em ambos os lados por uma membrana plasmática interna e outra externa. O exemplo clássico de uma bactéria Gram negativa é a E. coli.

Por sua vez, as bactérias Gram positivas possuem apenas membrana plasmática e a parede celular é muito mais espessa. Geralmente são ricos em ácidos teicóicos e ácidos micólicos. Um exemplo é o patógeno Staphylococcus aureus.

O principal componente de ambos os tipos de paredes é o peptidoglicano, também conhecido como mureína. As unidades ou monômeros que o compõem são a N-acetilglucosamina e o ácido N-acetilmurâmico. É composto por cadeias lineares de polissacarídeos e pequenos peptídeos. O peptidoglicano forma estruturas fortes e estáveis.

Alguns antibióticos, como a penicilina e a vancomicina, atuam evitando a formação de ligações na parede celular bacteriana. Quando uma bactéria perde sua parede celular, a estrutura resultante é conhecida como esferoplasto.

Estrutura e composição em arquéias

As arquéias diferem na composição da parede das bactérias, principalmente porque não contêm peptidoglicano. Algumas arquéias possuem uma camada de pseudopeptidoglicano ou pseudomureína.

Este polímero tem 15–20 nm de espessura e é semelhante ao peptidoglicano. Os componentes do polímero são o ácido lN-acetilglucosaminurônico ligado à N-acetilglucosamina.

Eles contêm uma série de lipídios raros, como grupos de isopreno ligados ao glicerol e uma camada adicional de glicoproteínas, chamada de camada S. Essa camada é frequentemente associada à membrana plasmática.

Os lipídios são diferentes das bactérias. Em eucariotos e bactérias, as ligações encontradas são do tipo éster, enquanto nas arquéias são do tipo éter. A estrutura do glicerol é típica deste domínio.

Existem algumas espécies de arquéias, como Ferroplasma Acidophilum e Thermoplasma spp., Que não possuem parede celular, apesar de viverem em condições ambientais extremas.

Tanto as eubactérias quanto as arquéias possuem uma grande camada de proteínas, como as adesinas, que ajudam esses microrganismos a colonizar diferentes ambientes.

Síntese

Nas bactérias Gram negativas, os componentes da parede são sintetizados no citoplasma ou na membrana interna. A construção da parede ocorre do lado de fora da célula.

A formação do peptidoglicano começa no citoplasma, onde ocorre a síntese dos nucleotídeos precursores dos componentes da parede.

Posteriormente, a síntese continua na membrana citoplasmática, onde são sintetizados compostos de natureza lipídica.

O processo de síntese termina dentro da membrana citoplasmática, onde ocorre a polimerização das unidades de peptidoglicano. Diferentes enzimas participam desse processo.

Recursos

Como a parede celular das plantas, essa estrutura nas bactérias desempenha funções semelhantes para proteger esses organismos unicelulares da lise contra o estresse osmótico.

A membrana externa das bactérias Gram negativas auxilia na translocação de proteínas e solutos e na transdução de sinal. Ele também protege o corpo de patógenos e fornece estabilidade celular.

Parede celular em fungos

Estrutura e composição

A maioria das paredes celulares dos fungos tem composição e estrutura bastante semelhantes. Eles são formados a partir de polímeros de carboidratos semelhantes a gel, entrelaçados com proteínas e outros componentes.

O componente distintivo da parede do fungo é a quitina. Ele interage com os glucanos para criar uma matriz fibrosa. Embora seja uma estrutura forte, exibe um certo grau de flexibilidade.

Síntese

A síntese dos principais componentes - quitina e glucanas - ocorre na membrana plasmática.

Outros componentes são sintetizados no aparelho de Golgi e no retículo endoplasmático. Essas moléculas são transportadas para fora da célula por meio de excreção por meio de vesículas.

Recursos

A parede celular dos fungos determina sua morfogênese, viabilidade celular e patogenicidade. Do ponto de vista ecológico, determina o tipo de ambiente em que um determinado fungo pode ou não viver.

Referências

1. Albers, SV e Meyer, BH (2011). O envelope da célula arquea. Nature Reviews Microbiology, 9 (6), 414–426.
2. Cooper, G. (2000). The Cell: A Molecular Approach. 2ª edição. Sinauer Associates.
3. Forbes, BA (2009). Diagnóstico microbiológico. Panamerican Medical Ed.
4. Gow, NA, Latge, JP e Munro, CA (2017). A parede celular fúngica: estrutura, biossíntese e função. Espectro de microbiologia 5 (3)
5. Keegstra, K. (2010). Paredes celulares vegetais. Plant fisiologia, 154 (2), 483-486.
6. Koebnik, R., Locher, KP, & Van Gelder, P. (2000). Estrutura e função das proteínas da membrana externa bacteriana: em resumo, barris. Microbiologia molecular, 37 (2), 239-253.
7. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular cell biology 4ª edição. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia, Biblioteca.
8. Scheffers, DJ, & Pinho, MG (2005). Síntese da parede celular bacteriana: novos insights de estudos de localização. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 69 (4), 585–607.
9. Showalter, AM (1993). Estrutura e função das proteínas da parede celular vegetal. The Plant Cell, 5 (1), 9–23.
10. Valent, BS e Albersheim, P. (1974). A estrutura das paredes celulares das plantas: Na ligação do xiloglucano às fibras de celulose. Plant Physiology, 54 (1), 105-108.
11. Vallarino, JG, & Osorio, S. (2012). Papel de sinalização de oligogalacturonídeos derivados durante a degradação da parede celular. Sinalização e comportamento de plantas, 7 (11), 1447-1449.