No kā sastāv augu šūnu siena? Kopsavilkums: Augu šūnas subcelulāro struktūru uzbūve un funkcijas: šūnas siena un citoskelets (mikrotubulas un mikrofilamenti). Baktēriju šūnu siena

Augu šūnas, tāpat kā prokariotu un sēņu šūnas, ir ietvertas salīdzinoši stingrā šūnu sienā. Dažām šūnām trūkst šūnu sienas. Tās ir šūnas, kas kalpo seksuālai un aseksuālai reprodukcijai.(aļģu un zemāko sēņu zoosporas un gametas, augstāko augu vīrišķās gametas), kā arī dažos zelta, dzeltenzaļo un pirofīto aļģu pārstāvēs(viņi nespēj uzturēt nemainīgu ķermeņa formu, to kustība notiek ar izaugumu palīdzību - pseidopodijas - amēboīdu kustība).

Tiek ražotas vielas, kas veido šūnu sienu plasmalemma un golgi aparāts un nogulsnējas ārpus šūnas.

Šīs vielas ir polisaharīdi:

1. Celuloze- augstākajos augos (aļģēs - celuloze, mannāns un ksilāns)

2. Hemiceluloze(tā molekulas ir ķēžu veidā, piemēram, celuloze, bet tās ķēdes ir īsākas, mazāk sakārtotas).

3. pektīna vielas(aizņem vietu starp celulozes makrofibrilām);

Arī šūnu siena satur strukturālais proteīns("uzplaiksnī" polisaharīdu karkasu pāri).

Šūnu sienu, kas nogulsnējas augu šūnu dalīšanās laikā, sauc primārā šūnu siena(1. att.).

Rīsi. 1. Primārās šūnas sienas uzbūves shēma

Vēlāk sabiezēšanas rezultātā viņa var pārvērsties par sekundārā šūnu siena.

Celulozes molekulas veido plānus pavedienus. Savienojoties viens ar otru par vairākiem desmitiem ar ūdeņraža saišu palīdzību, celulozes pavedieni veido mikrofibrillas, un tie veido makrofibrillas. Makrofibrillas tiek iegremdētas pektīna matricā un "sašūtas" ar strukturālām olbaltumvielu molekulām.

Celulozes molekulas izceļas ar augstu stiepes izturību, salīdzināmas ar tērauda izturību. Celuloze nešķīst ne karstā ūdenī, ne koncentrētos sārmos, ne organiskajos šķīdinātājos.

Taču šūnu siena ir ūdens un tajā izšķīdušo vielu caurlaidīga, tas ir saistīts ar pektīnu īpašībām.

Telpu starp blakus esošo šūnu sienām sauc vidējā plāksne. Tas sastāv no to lipīgās želatīna magnija un kalcija pektāti. Dažu nogatavojušos augļu šūnu sieniņās nešķīstošās pektīna vielas pakāpeniski pārvēršas šķīstošos pektīnos. Pievienojot cukuru, šie pēdējie veido želejas; tāpēc tos izmanto ievārījumu un želejas gatavošanā.

Šūnu sienām nav vienāda biezuma visā to garumā, bet tām ir plānas daļas, ko sauc primāro poru lauki (2. att.).

Rīsi. 2. Primārie poru lauki, poras un plazmodesmata. A. Parenhīmas šūna ar primāro šūnu membrānu un primāro poru laukiem - plānas membrānas sadaļas. B. Šūnas ar sekundārām šūnu sieniņām un daudzām vienkāršām porām. B. Pāris vienkāršas poras. D. Pāris norobežotu poru.

Poras šeit ir plānākā vieta čaulā (depresija), lai gan porā var būt arī caurums. Caur porām tiek veikta saziņa starp blakus esošajām šūnām. Caur poru laukiem un poras iziet plānas citoplazmas pavedieni - plazmodesmata.

Primārās šūnas sienas īpašības:

1. elastīgs, šūnai augot, tā stiepjas un aug;

2. rada noteiktu spēksšūnas un spēj aizsargāt to no mehāniskiem bojājumiem;

3. caurspīdīgs, caurspīdīgs pret sauli;

4. ir pārvietošanās vietaūdens un tajā izšķīdušās neorganiskās vielas.

Primāro šūnu sienu var saglabāt līdz šūnas dzīves beigām, ja tās nogulsnēšanās beidzas līdz ar šūnu augšanas pārtraukšanu.

Ja šūnu augšana apstājas un nogulsnēšanās apvalka elementi no iekšpuses turpinās, veidojas spēcīgāka sekundārā šūnu siena. Tie ir īpaši nepieciešami šūnām, kas veic mehāniskās un ūdeni vadošās funkcijas. Šūnas protoplasts (šūnas dzīvais saturs) parasti ir mirst pēc sekundārās šūnas sienas nogulsnēšanās. Tas satur vairāk celulozes, un tajā nav pektīna vielu un strukturālo olbaltumvielu.

izdalās sekundārajā šūnu sieniņā trīs slāņi - ārējais, vidējais un iekšējais (3. att.). Tie atšķiras pēc celulozes mikrofibrilu atrašanās vietas.

Rīsi. 3. Celulozes mikrofibrilu izvietojuma shēma struktūrā

Šūnu membrāna (siena) ir "sadalīta" primārajā, sekundārajā, terciārajā CS. Materiālu šūnas sienas veidošanai izdala tajā ietvertais pats protoplasts. Primārais - ks, kas nogulsnējas augu šūnu dalīšanās laikā. Tas ir raksturīgs embriju šūnām un šūnām, kas aug izstiepjot. Primārā šūnu siena sastāv no celulozes micellām, kas veido mikrofibrillas, kas iestrādātas matricā, kas sastāv no sarežģītiem polisaharīdiem. Sabiezēšanas rezultātā primārais pārvēršas par sekundāro CS (piešķir šūnai stingrību un izturību). Terciārais CS - sekundārās sienas iekšējais, plāns pēdējais slānis strukturālo īpašību dēļ. Terciārās sienas virsma, kas vērsta uz šūnas iekšpusi, parasti ir pārklāta ar submikroskopiskiem kārpu izaugumiem.
Tipiskākā šūnu sienas sastāvdaļa ir celuloze. Celuloze ir polisaharīds (glikozes polimērs). Tas satur apmēram 50% no augos atrodamā oglekļa. 20-40% no šūnu sieniņu materiāla ir celuloze. Īpaša nozīme celulozes lomai šūnu sieniņās ir tās šķiedru struktūrai un augstajai stiepes izturībai, kas ir salīdzināma ar tērauda izturību. Matricā iegremdētas mikrofibrillas veido šūnas sienas karkasu. Dažas šūnas, piemēram, ksilēmas un sklerenhīmas šūnu trahejas elementi, tiek pakļauti intensīvai lignifikācijai (lignifikācijai); tajā pašā laikā visi celulozes slāņi (primārais un sekundārais) ir piesūcināti ar lignīnu, sarežģītu polimēru vielu, kas nav saistīta ar polisaharīdiem. Šūnu siena ir caurstrāvota ar porām, caur kurām iziet plazmodesmata. Visu ar plazmodesmātu savienoto šūnu protoplastu kopumu sauc par simpplastu. KS funkcijas: 1. Apvalki nodrošina atsevišķas šūnas un augu kopumā ar mehānisko izturību un atbalstu; 2) Šūnu sieniņu relatīvā stingrība un stiepes izturība nosaka arī šūnu turgiditāti, ūdenim iekļūstot tajās osmotiski. Tas uzlabo atbalsta funkciju visos augos un kalpo kā vienīgais atbalsta avots zālaugu augiem un tādiem orgāniem kā lapas, t.i., kur nav sekundāras augšanas. Šūnu sienas arī aizsargā šūnas no plīsuma hipotoniskā vidē; 3) Savstarpēji savienotu šūnu sieniņu sistēma (apoplasts) kalpo kā ūdens un minerālvielu kustības ceļš; 4) Epidermas šūnu ārējās šūnu sienas ir pārklātas ar īpašu plēvi - kutikulu, kas sastāv no vaskveida vielas kutīna, kas samazina ūdens zudumus un samazina patogēnu iekļūšanas risku augā; 5) Ksilēmas trauku, traheīdu un sietu cauruļu šūnu sienas ir pielāgotas vielu pārvietošanai lielos attālumos visā augā;

Šūnu siena ir protoplasta atvasinājums, t.i. veidojas savas vitālās darbības gaitā (61. att.). Tas piešķir šūnai noteiktu formu, aizsargā protoplastu un, izturot intracelulāro spiedienu, novērš šūnu plīsumu. Veicot auga iekšējā skeleta funkcijas, šūnu sienas piešķir tā orgāniem nepieciešamo mehānisko izturību.

Šūnu sienas labi caurlaiž saules gaismu, pa tām viegli pārvietojas ūdens un tajā izšķīdinātie minerāli. Starp blakus esošo šūnu sienām ir vidējā plāksne - pektīna slānis, kas, būdams starpšūnu viela, satur kopā blakus esošo šūnu sienas. Tajās vietās, kur blakus esošo šūnu šūnu sienas neaizveras, veidojas ar ūdeni pildītas šūnas. starpšūnu telpas. Starpšūnu vielas iznīcināšanas procesu, kā rezultātā tiek atdalītas blakus esošo šūnu sienas, sauc. macerācija. Var novērot dabisko macerāciju

Rīsi. 61.

BET- šūnas sienas uzbūves diagramma; B- shēma Golgi aparāta dalībai šūnas sienas būvniecībā; AT- detalizēta šūnas sienas struktūra: 1 - vidējā plāksne 2 - ir laiks; 3 - sekundārā siena;

• 4 - primārā siena; 5 - diktiosoma; 6 - Golgi pūslīši;
• 7- plazmlemma; 8- šūnapvalki; 9- makrofibrils;
• 10 - mikrofibrila; 11 - micella; 12 - celulozes molekula;
• 13 - celulozes molekulas fragmenta struktūra

pārgatavojušos ābolu, pīlādžu, meloņu uc augļos. Mākslīgo macerāciju veic, piemēram, mērcējot linu kātus, lai no tiem atdalītu lūksnes šķiedras; tas notiek arī augļu termiskās apstrādes laikā.

Šūnu siena satur polisaharīdus: pektīni, hemiceluloze un celuloze.Ļoti garas celulozes molekulas ir sakārtotas paralēli viena otrai (40-60), veidojot micellas. Micellas tiek savāktas ķekaros - mikrofibrils, kas ir celulozes pamatstruktūrvienība. Savukārt mikrofibrillas tiek apvienotas makrofibrils- ļoti plānas nenoteikta garuma šķiedras. Celulozes makrofibrillas tiek iegremdētas ļoti laistītā ūdenī matrica, kas sastāv no pektīniem, hemicelulozēm un dažām citām vielām. Šūnas sienas stiprību piešķir elastīgās celulozes mikrofibrillas, kas stiepes stiprībā ir tuvas tēraudam. Šūnas sienas izturība un elastība ir tās spējas atgriezeniski izstiepties pamatā. Pateicoties pektīniem un hemicelulozei, šūnu sieniņa ir ļoti ūdens caurlaidīga – ūdens un tajā izšķīdušās vielas viegli pārvietojas pa to no šūnas uz šūnu.

Šūnu siena ārpusē robežojas ar plazmalemmu, kas aktīvi piedalās tās augšanā. Pektīnu, hemicelulozes, celulozes un citu vielu molekulas tiek sintezētas un uzkrājas Golgi aparāta diktiozomu cisternās. Golgi pūslīši nogādā tos protoplasta perifērijā – plazmlemmā. Pūslīša un plazmlemmas saskares vietā pēdējā izšķīst, un pūslīša saturs, kas nonāk ārpus plazmalemmas, iet uz šūnas sieniņas veidošanu. Burbuļu membrāna ne tikai atjauno plazmlemmas integritāti, bet arī nodrošina tās virspusējo augšanu. Šūnu sienas augšana notiek plazmlemmas fermentatīvās aktivitātes dēļ.

Tiek sauktas dalīšanās un augšanas šūnu sienas primārs. Tie satur daudz ūdens (60-90%), to sausnā dominē pektīni un hemiceluloze - celuloze tajā ir ne vairāk kā 30%. Kad šūna sadalās mitozes telofāzē, mātes šūna tiek sadalīta divās meitas šūnās, veidojoties starpsienai tās ekvatoriālajā plaknē - vidējā plāksne. Abās vidējās plāksnes pusēs katra no divām meitas šūnām sāk veidot savu primāro šūnu sienu. Divu meitas šūnu mediānas slāņa un primāro sienu augšana notiek centrbēdzes virzienā - no mātes šūnas centra uz tās perifēriju. Vidējā slāņa ir ļoti plāna un sastāv no pektīna.

Sadalīšanās rezultātā izveidojusies jaunā šūna sāk augt, savukārt tās apjoms var palielināties 100 un vairāk reižu. Šūnu augšana notiek galvenokārt caur sastiepumiūdens uzsūkšanās un vakuolu apjoma palielināšanās dēļ. Iegūtais iekšējais spiediens izstiepj primāro sienu, kurā viegli iekļūst celulozes micellas, pektīni un hemiceluloze. Šūnu sieniņu augšanas metode ar īstenošana būvmateriālu starp esošajām konstrukcijām sauc invaginācija.

Primārajā šūnu sieniņā sākotnēji ir plānāki posmi, kur celulozes fibrillas atrodas brīvāk, - primāro poru lauki. Divu blakus esošo šūnu sienu primārie poru lauki parasti sakrīt. Šeit endoplazmatiskā retikuluma kanāliņi pāriet no vienas šūnas uz otru - plazmodesmata. Tiek saukti ceļi, pa kuriem plazmodesmata pāriet no vienas šūnas uz otru plazmodesmenālie kanāliņi. Caur šiem kanāliņiem blakus esošo šūnu hialoplazmas ir savienotas viena ar otru. Caur plazmodesmātu tiek veikta vielu (hormonu, aminoskābju, ATP, cukuru uc) starpšūnu transportēšana. Ķermeņa šūnu protoplastus, kas apvienoti vienotā veselumā ar plazmodesmātu palīdzību, sauc par simpplastiem. Vielu transportēšanu pa plazmodesmātu sauc simpatisks.(Šūnu sienu, vidējās slāņa un starpšūnu telpu kombinācija tiek saukta apoplasts, seko viņiem apoplastisks vielu transportēšana.)

Pēc šūnu augšanas pabeigšanas tās siena var palikt plāna primārā (audzināšanas audu šūnās) vai sākt augt biezumā (pastāvīgo audu šūnās). Šūnu sieniņas augšanu biezumā sauc sekundārais sabiezējums. Rezultātā tas tiek nogulsnēts uz primārās sienas iekšējās virsmas sekundārā siena, kas aug par appozīcijas- celulozes micellu uzlikšana uz jau esošās sienas. Šajā gadījumā sekundārās šūnas sienas jaunākie slāņi atrodas blakus plazmlemmai. Sekundārā šūnu siena veic galvenokārt atbalsta, mehāniskas funkcijas. Tā sastāvā ir ievērojami mazāk ūdens nekā primārajā, un sausnā dominē celuloze (līdz 50%). Piemēram, vienšūnas kokvilnas matiņu un linšķiedru sekundārajās sienās celulozes saturs var sasniegt 95%.

Sekundārais šūnu sienas sabiezējums notiek nevienmērīgi. Sekundārās šūnas sienas laukumi primāro poru lauku vietās parasti paliek nesabiezināti. Tādas šūnas sienas nesabiezinātās vietas sauc poras. Poras divu blakus esošo šūnu sienās, kā likums, sakrīt, veidojas pāris reizes. Poru kanāls, ko veido poru pāris, ir bloķēts poru noslēdzošā plēve - starpsiena, kas sastāv no mediānas slāņa un divām blakus esošo šūnu primārajām sienām. Poru noslēdzošo plēvi caurdur daudzi plazmodesmenālie kanāliņi, caur kuriem iziet plazmodesmata.

Atšķirt poras vienkārši un bārkstīm(62. att.). Vienkāršām porām to poru kanāla posma diametrs ir vienāds visā garumā, t.i. tam ir cilindriska forma. Vienkāršas poras ir raksturīgas parenhīmas šūnām. Robežotas poras ir raksturīgas šūnu sieniņām, kas vada ūdeni ar izšķīdušām minerālvielām - traheidām un asinsvadu segmentiem. Šādās porās to poru kanāla posmam ir piltuves forma, kas ar savu plato pusi atrodas blakus poru noslēdzošajai plēvei.

Skujkoku vadošo audu šūnās poras noslēdzošā plēve ir ūdeni caurlaidīga tikai malās, jo tās centrālā diskveida sabiezētā un lignificētā daļa ir torus - nelaiž cauri ūdeni. Torus darbojas kā vārsts. Ja ūdens spiediens blakus esošajās šūnās nav vienāds, noslēdzošā plēve tiek novirzīta un torus bloķē ūdens kustību caur poru kanālu.

Rīsi. 62.

BET- vienkāršs; B- apmales; AT- daļēji apmales:

1 - noslēdzošā plēve; 2 - poru kanāls; 3 - torus

Ūdeni vadošo šūnu sienās, papildus porām, perforācijas- caur caurumiem (asinsvadu segmenti, sfagnu sūnu ūdeni uzkrājošās šūnas).

Izmaiņas šūnu sieniņās. Atkarībā no šūnas veiktajām funkcijām tās siena var tikt pārveidota, jo tajā nogulsnējas jebkādas vielas. Tās parastās modifikācijas ir: lignifikācija, korķēšana, kutinizācija, mineralizācija un novājēšana.

Šūnu sieniņu lignifikācija, vai lignifikācija, rodas lignīna, aromātiskas vielas ar sarežģītu ķīmisko struktūru, nogulsnēšanās rezultātā starpmišūnu telpās. Sienas stiprība un cietība tajā pašā laikā palielinās, bet tās elastība samazinās. Koka sienas spēj izlaist ūdeni un gaisu. Ar lignified šūnu sieniņu šūnas protoplasts var palikt dzīvs, bet parasti nomirst. Dažos koksnes augos koksnē uzkrājas līdz 30% lignīna. Lignīns var uzkrāties arī novecojošu zāles dzinumu šūnu sieniņās, kas būtiski samazina to uzturvērtību un nosaka siena novākšanas laiku. Papīra ražošanai nepieciešamās celulozes iegūšanas procesā no koksnes tiek veikta mākslīgā koka atdalīšana. Šūnu sienas dabiskā lignifikācija ir iespējama, bet reti.

aizkorķēšana, vai suberinizācija, - noturīgas taukiem līdzīgas amorfas vielas suberīna (hidrofobā polimēra) nogulsnēšanās šūnu sieniņā. Korķainās šūnu sienas ir necaurlaidīgas pret gāzēm un ūdeni, kas izraisa protoplasta nāvi. Šūnas ar aizkorķētām sienām droši aizsargā augus no ūdens zudumiem, ekstremālām temperatūrām, patogēnām baktērijām un sēnītēm.

Kutinizācija - kutīna (viela, kas pēc ķīmiskā sastāva līdzīga suberīnam) nogulsnēšanās šūnu sieniņās. Kutīns parasti tiek nogulsnēts šūnu ārējo sienu virspusējos slāņos un uz to virsmas. Plēves – kutikulas – veidā tā nosedz, piemēram, sasaistes audu – epidermas – šūnu virsmu.

Mineralizācijašūnu siena ir saistīta ar kalcija un silīcija dioksīda sāļu nogulsnēšanos tajā. Šīs vielas piešķir sienai cietību un trauslumu. Mineralizācijas process īpaši labi izpaužas graudaugu, grīšļu un kosu dzinumu epidermas šūnu sieniņās. Šī iemesla dēļ grīšļu un stiebrzāļu dzinumus ieteicams nopļaut pirms to ziedēšanas – vēlāk spēcīgas mineralizācijas dēļ tie rupjš, kas samazina siena kvalitāti.

gļotas- celulozes un šūnu sieniņu pektīnu pārvēršana īpašos polisaharīdos - gļotās un smaganās, kas saskarē ar ūdeni spēj spēcīgi uzbriest. Sienas gļotas vērojamas sēklu apvalka šūnās, piemēram, cidonijā, linos, gurķos, ceļmallapās. Lipīgas gļotas var palīdzēt izkliedēt sēklas (psyllium); sēklu dīgšanas laikā gļotas, absorbējot un noturot ūdeni, pasargā tās no izžūšanas. Saknes vāciņā gļotas pilda smērvielas lomu, atvieglojot saknes iekļūšanu starp augsnes gabaliņiem. Gļotas un smaganas var veidoties ievērojamā daudzumā, kad šūnu sienas ir izšķīdušas to bojājumu dēļ. Ķiršiem un plūmēm smaganu sekrēciju bieži novēro, kad tiek traumēti zari un stumbri. Tā sauktā ķiršu līme ir pieplūdumu veidā sacietējoša gumija, kas pārklāj brūču virsmu, apsaldējumus, neļaujot tajās iekļūt infekcijai. Šādas dabas gļotas sauc humoze un tiek uzskatīta par patoloģisku parādību.

Tā kā sekundārās šūnu sienas darbojas kā auga iekšējais karkass, piešķirot tā orgāniem nepieciešamo spēku (kas ir īpaši svarīgi sauszemes augiem), tās bieži vien spēj lokāli vai pilnībā sabiezēt, lai piešķirtu lielāku spēku audos un līdz ar to arī augu orgānam. Šūnu sienas sabiezēšana notiek celulozes nogulsnēšanās dēļ.

Šūnu funkcijas bieži veic tikai to sienas, jo šūnu protoplasti mirst. Tas attiecas uz korķa šūnām,

Rīsi. 63.

traheīdas, asinsvadu segmenti, mehāniskās audu šķiedras. Koksne, kas aizņem lielāko daļu milzīgo koku stumbru, sastāv, piemēram, galvenokārt no lignified šūnu sieniņām, kuru protoplasti jau sen ir miruši.

Šūnu sieniņām ir liela nozīme mūsu dzīvē. No tiem tiek iegūtas tekstilizstrādājumu izejvielas (kokvilnas sēklu matiņi, linšķiedras u.c.) un izejvielas virvēm un virvēm (kaņepju, virvju, sizala u.c. šķiedras). No šūnu sieniņām iegūto celulozi izmanto papīra (egles, apses koka), acetātzīda, viskozes, plastmasas, celofāna un daudz ko citu ražošanā. Audums, kas sastāv no atmirušajām šūnām ar aizkorķētām sienām - korķis jau sen ir izmantots kā vērtīgs ūdens un gaisa necaurlaidīgs siltumizolācijas materiāls un arvien vairāk tiek izmantots mūsdienu celtniecībā.

Šūnu siena ir stingra un blīva membrāna, kas atrodas virs citoplazmas membrānas. Šis elements ir raksturīgs baktēriju, sēnīšu un augu šūnām. Papildus šūnas aizsardzībai cietais apvalks veic vairākas citas vienlīdz svarīgas funkcijas.

Šūnu siena: vispārīga informācija

Katra organisma šūnu sienai ir vairākas pazīmes. Piemēram, baktērijās tas sastāv galvenokārt no mureīna. Starp citu, baktēriju celmus iedala divos veidos – grampozitīvajos un gramnegatīvajos – tieši cietā apvalka strukturālo īpašību dēļ. Tas nosaka viņu jutību pret antibiotikām.

Ja mēs runājam par sēnīšu šūnu sieniņām, tad to galvenās sastāvdaļas ir hitīns un glikāni. Bet aļģu čaumalas var sastāvēt no dažādiem polisaharīdiem – galvenokārt no glikozes un tās savienojumiem. Starp citu, aļģu šūnu sienas sastāvs ir ļoti svarīgs taksons. Der atcerēties grupu, kuras pārstāvji paši sintezē savu sienu no silīcija dioksīda.

Augu šūnu siena un tās funkcijas

Stingras šūnu sienas uzbūves principus visērtāk var izpētīt pēc piemēra Un, lai gan mehāniskā aizsardzība ir viena no svarīgākajām, daudz svarīgāka ir:

• nodrošina šūnas mehānisko un ķīmisko izturību;
• novērš šūnu plīsumu hipotoniskā vidē;
• šūnu siena ir arī jonu apmaiņa, jo caur to tiek veikta jonu absorbcija un atbrīvošanās;
• piedalās organisko savienojumu transportēšanā.

Šūnu sienas struktūra

Augu sienā ir ierasts izdalīt trīs galvenās sastāvdaļas: karkasu, matricu un inkrustējošās vielas.

Augu šūnu sienas karkasu veido celuloze. Celulozes molekulu veidošanās dēļ tās veido spēcīgas mikrofibrillas, kas ir iegremdētas galvenajā vielā jeb matricā.

Šūnu sienas matrica ir aptuveni 60% no tās kopējās masas. Tas aizpilda telpu starp mikrofibrilām, kā arī rada spēcīgas saites starp makromolekulām, nodrošina šīs šūnu struktūras elastību un izturību. Matricas galvenās sastāvdaļas ir hemiceluloze un pektīns.

• Hemiceluloze ir polisaharīds, kas pēc struktūras līdzīgs celulozei, bet ar īsākām un sazarotākām monomēru ķēdēm.
• pieder arī pie polisaharīdiem, bet tajos ietilpst arī atlikumi.. Pateicoties ķīmisko saišu veidošanai ar kalcija un magnija joniem, pektīns piedalās vidējo plākšņu veidošanā - vietās, kur ir savstarpēji savienotas divas blakus esošās šūnas. Starp citu, liels daudzums pektīna ir atrodams augu augļos.

Inkrustējošās vielas vairumā gadījumu pārstāv lignīns, kas veido aptuveni 30% no šūnas sieniņas sausās masas.

• Lignīnu var nogulsnēt gan nepārtraukta slāņa veidā, gan atsevišķu elementu - spirāļu, tīklu vai gredzenu veidā. Šī viela darbojas kā cements – tā satur kopā celulozes šķiedras. Lignifikācijas dēļ šūnu siena kļūst izturīgāka un mazāk caurlaidīga. Starp citu, tieši lignīns ir atbildīgs par augu koksnes pakāpi.

Diezgan bieži tādas vielas kā kutīns, suberīns un vasks tiek nogulsnētas uz šūnas membrānas ārējās virsmas.

Suberīns tiek nogulsnēts uz šūnas membrānas iekšējās puses, nodrošinot korķa procesu. Šāda šūna kļūst absolūti necaurlaidīga pret mitrumu, tāpēc tās saturs ātri izmirst, un brīvā vieta tiek piepildīta ar gaisu.

Vaska vielu un kutikulas galvenā funkcija ir aizsargāt šūnas no infekcijas, kā arī samazināt ūdens iztvaikošanas līmeni.

Var teikt, ka šūnu siena ir ļoti svarīgs auga šūnas elements, kas nodrošina tās normālu attīstību.

Šis apvalks veic transportēšanas, aizsardzības un konstrukcijas funkcijas. Daudziem vienšūņiem trūkst šūnu sienas. Daba šo elementu atņēma arī dzīvniekiem. Apvalks ir atrodams lielākajā daļā prokariotu, arheju, floras pārstāvju.

Baktēriju šūnu siena

Apvalks ietver mureīnu (peptidoglikānu). Tas ir grampozitīvs un gramnegatīvs. Pirmā tipa baktēriju šūnu siena satur īpaši biezu peptidoglikāna slāni. Tas cieši pielīp pie membrānas un ir caurstrāvots ar lipotīnskābi un teikīnskābi. Gramnegatīvā šūnu siena satur plānāku peptidoglikāna slāni. Starp plazmas membrānu un to ir periplazmatiska telpa. Ārpus apvalku ieskauj vēl viens slānis. Tas tiek pasniegts lipopolisaharīda formā. Šī membrāna darbojas kā pirogēns endotoksīns.

augu šūnu siena

Celuloze darbojas kā galvenais elements čaumalā. Šūnu siena tiek uzskatīta par svarīgāko floras augstāko pārstāvju iezīmi. Tā pārsvarā ir sarežģīti organizēta polimēru matrica. Šūnu, kurai nav sienas, sauc par protoplastu. Čaulās ir speciāli padziļinājumi. Caur šīm porām iziet plazmodesmata - citoplazmas kanāliņi. Tie savieno vienu augu šūnu sienu ar otru. Šīs caurules nodrošina vielu apmaiņu starp tām. Jāteic, ka sēņu šūnu siena ir daudz vienkāršāka nekā floras augstāko pārstāvju elementu apvalks.

Ķīmiskais sastāvs

Tas atšķiras atkarībā no šūnas veida un audiem, kuros tā atrodas. Dažos gadījumos ķīmiskais sastāvs mainās arī tajā pašā apvalkā ap protoplastu. Celulozes molekulas veido saišķus caur ūdeņraža saitēm. Tos sauc par mikrofibrilām. Savienoti saišķi veido čaulas rāmi. Sēnīšu šūnu siena vairumā gadījumu šajā zonā satur hitīnu. Mikrofibrillas atrodas apvalka matricā. Tas savukārt ietver dažādas ķīmiskas vielas. Starp tiem dominē polisaharīdi. Tie jo īpaši ietver pektīnu vielas un hemicelulozes. Apsvērsim tos.

Hemicelulozes

Tie ir polisaharīdu grupa. Tie ir heksozes un pentozes polimēri - glikoze, galaktoze, manoze, ksiloze uc Hemicelulozes molekulas, tāpat kā celulozes, ir ķēdes formā. Tomēr no pēdējiem tie atšķiras ar īsāku garumu, spēcīgu zarojumu un mazāku sakārtotību. Šīs ķēdes fermentu ietekmē vieglāk sadalās un izšķīst.

pektīna vielas

Tos attēlo polimēri, kas veidojas no monosaharīdiem (galaktozes un arabinozes), galakturonskābes (cukurskābes), metilspirta. Pektīna vielu molekulas ir garas. Tie var būt sazaroti vai lineāri. Tie satur lielu skaitu karboksilgrupu. Tas dod iespēju tos apvienot ar Ca2- un Mg2+ joniem. Rezultātā parādās želatīniski, lipīgi kalcija un magnija pektāti. Pēc tam no tām tiek veidotas vidējās plāksnes, ar kurām viena šūnas siena tiek piestiprināta otrai. Metāla jonus var apmainīt pret citiem katjoniem. Tas nosaka apvalku katjonu apmaiņas spēju. Pektīnvielas un pektāti lielos daudzumos atrodas daudzu augļu šūnu sieniņās. Tā kā želejas veidojas to ekstrakcijas un pēc tam pievienojot cukuru, pektīnus izmanto kā želeju veidojošas vielas marmelādes ražošanā.

Matrica

Papildus ogļhidrātu elementiem tas satur strukturālo proteīnu ekstenīnu - glikonroteīnu. Savā sastāvā šis proteīns ir tuvu kolagēniem, kas atrodas dzīvnieku starpšūnu telpā. Matrica aizņem apmēram 60% no čaumalas sausnas. Tas ne tikai aizpilda spraugas starp mikrofibrilām, bet arī veido spēcīgas ķīmiskās (jo īpaši kovalentās un ūdeņraža) saites starp celulozes molekulu saišķiem un makromolekulām. Tas nodrošina nepieciešamo šūnas sienas stiprību, plastiskumu un elastību.

lignīns

Tā darbojas kā galvenā inkrustējošā viela čaumalā. Lignīns ir nesazarots polimērs, kas sastāv no aromātiskajiem spirtiem. Pēc tam, kad elementu augšana beidzas, sākas intensīva lignifikācija. Tās laikā celulozes molekulas tiek piesūcinātas ar polimēru. Lignīns var uzkrāties atsevišķu sekciju - gredzenu, tīklu vai spirāļu veidā. Tas jo īpaši ir raksturīgs ksilēma, vadoša audu, šūnu sienām. Uzkrāšanās var notikt arī nepārtraukta slāņa veidā. Polimērs netiek nogulsnēts tikai tajās vietās, kur blakus esošo šūnu kontakti notiek plazmodesmātu veidā. Lignīns, turot kopā celulozes šķiedras, darbojas kā stingrs un ļoti ciets karkass. Tas uzlabo čaulu spiedes un stiepes izturību. Lignīns arī nodrošina papildu aizsardzību pret ķīmiskām un fizikālām ietekmēm un samazina ūdens caurlaidību. Polimēru saturs čaulā var sasniegt 30%. Lignīna inkrustācija bieži noved pie sienu lignifikācijas. Tas savukārt nozīmē satura nāvi. Kombinācijā ar celulozi lignīns piešķir koksnei specifiskas īpašības. Tas, savukārt, padara to par daudzpusīgu celtniecības materiālu.

Taukiem līdzīgas vielas

Tos var arī nogulsnēt uz čaumalas. Taukiem līdzīgas vielas ir kutīns, vasks un suberīns. Pēdējais uzkrājas no šūnas iekšpuses. Tas padara to gandrīz necaurlaidīgu pret šķīdumiem un ūdeni. Tā rezultātā protoplasts nomirst, un šūna tiek piepildīta ar gaisu. Šo procesu sauc par korķēšanu. To novēro daudzgadīgo koku stādījumu integumentārajos audos. Epidermas šūnu apvalku aizsargā vaski un kutīns. Tie ir hidrofobi. To prekursori tiek izdalīti uz virsmas no citoplazmas. Šeit notiek polimerizācija. Kutīna slānis, kā likums, ir caurstrāvots ar polisaharīdu elementiem (pektīnu un celulozi). Tas veido kutikulu. Vasks bieži uzkrājas kristāliskā veidā uz augu elementu virsmas (uz augļiem, lapām) un veido specifisku pārklājumu. Kopā ar kutikulu tas aizsargā šūnu no infekcijas un dažādiem bojājumiem. Turklāt tie samazina ūdens iztvaikošanu.

Mineralizācija

Tas rodas dažu augu (grīšļu, graudzāļu un citu) epidermas šūnu sieniņās. Minerālvielas tajos uzkrājas pietiekami lielā daudzumā. Vispirms tiek atrasts silīcija dioksīds un kalcija karbonāts. Mineralizācijas procesā stādījumu stublāji un lapas iegūst stingrību, cietību un ir mazāk bojātas.

Secinājums

Augu šūnu sienas pilda daudzas funkcijas. Konkrēti, tie nodrošina stingrību mehāniskam un strukturālam atbalstam, formai un augšanai. Apvalks novērš turgoru - osmotisko spiedienu. Tas ir īpaši svarīgi gadījumos, kad iekārtā nonāk papildu ūdens daudzums.