مطالعه ی دقیق عملکردهای دیواره ی سلولی در گیاهان و حیوانات

دیواره ی سلولی یک ساختار مهم یافت شده در گیاهان، باکتری ها، جلبک ها و قارچ ها بوده، اما این ساختار در حیوانات وجود ندارد. مقاله ی زیر برخی اطلاعات در رابطه با ساختار و عملکردهای یک سلول گیاهی را شرح می دهد.
سلول ها واحدهای عملکردی همه ی موجودات زندهی موجود بر روی این سیاره می باشند. هر سلول از بسیاری ساختارهای کوچک به نام اندامک تشکیل شده که به انجام وظایف حیاتی درون سلول اختصاص یافته اند.
دیواره ی سلولی یک اندامک مهم و متمایز بوده که در گیاهان، باکتری ها، جلبک ها و قارچ ها وجود دارد. این دیواره ممکن است در آرکی ها نیز یافت شود. دیواره ی سلولی ویژگی خاصی بوده که به ما در تشخیص سلول گیاهی از سلول حیوانی کمک می کند. اگرچه اندازه ی دیواره ی سلولی کوچک است، اما این دیواره تعدادی از وظایف که اساس زندگی یک گیاه را تشکیل می دهد، را انجام می دهد.
در گیاهان، دیواره ی سلولی از پلی ساکاریدهایی که کربوهیدراتهای پیچیده ی ساخته شده از مونوساکاریدها هستند، تشکیل شده است. به بیان ساده تر، این دیواره ها از سلولز، همی سلولز، پلی ساکاریدهای پکتیک، لیگان، پروتئین، لیپیدهای خاص و آب تشکیل شده اند. در مورد جلبک، دیواره ی سلولی حاوی یا پلی ساکاریدها و یا انواعی از گلیکوپروتئین ها و یا هر دوی این ها می باشد، دیواره ی سلولی قارچ ها شامل مقدار زیادی کیتین و پلی ساکاریدهای دیگر بوده و در باکتری ها این دیواره از پپتیدوگلیکان ساخته شده که از زنجیره های پلی ساکارید متصل به پپتیدهای غیر معمول حاوی آمینو اسیدها تشکیل شده اند.
عملکرد دیواره ی سلولی در گیاهان
در یک گیاه، دیواره ی سلولی در طول تقسیم سلولی خود، هنگامی که صفحه ی سلولی بین هسته ی سلول دختری شکل می گیرد، ایجاد می شود. بعد از تشکیل اولیه ی آن، صفحه ی سلولی تبدیل به یک دیواره ی سلول اولیه شده و در طول دوره ی زمانی به منظور تشکیل دیواره ی سلولی ثانویه، ضخیم می شود. این ضخیم شدن در بیرون اتفاق افتاده و باعث می شود با حرکات دیواره ی سلولی از یک دیواره ی سلولی اولیه به سمت دیواره ی سلولی ثانویه، لومن چروک و جمع شود. به طور گسترده ای در نظر گرفته شده که این ضخیم شدن توسط از طریق استقرار لایه های متوالی روی لایههای قبلی اتفاق می افتد.

تعیین شکل، قدرت و پشتیبانی

دیواره ی سلولی به عنوان اسکلت عمل کرده و در درجه ی اول مسئول حفظ و تعیین شکل سلول می باشد. جهت و سرعت رشد سلول نیز توسط دیواره ی سلولی تعیین می شود.
همراه با پشتیبانی، دیواره ی سلولی مسئول ارائه ی استحکام مکانیکی به سلول نیز می باشد. دیواره ی سلولی از سلولز تشکیل شده که شامل هزاران مولکول گلوکز می باشد. این مولکول ها از طریق پیوندهای هیدروژنی قوی به هم متصل شده اند که استحکام و عدم انعطاف را برای سلول فراهم می آورند. این دیواره ها به یک گیاه کمک می کنند تا به رغم نداشتن یک چارچوب اسکلتی به صورت راست بایستند.

کنترل فشار تورژسانس

فشار تورژسانس یا آماس به عنوان فشار به کار برده شده توسط اجزاء سلولی بر روی دیواره ی سلولی تعریف شده است. یکی از وظایف مهم دیواره ی سلولی حفظ فشار تورژسانس می باشد. این کار توسط مقدار فشار آب موجود در واکوئل ها که به طور مستقیم مرتبط با فشار اسمزی است، تعیین می گردد. نیروهایی بر روی دیواره ی سلولی اعمال می شود. دیواره ی سلولی غیر قابل انعطاف بوده و یک نیروی برگشتی را به سلول اعمال می کند. این کار برای استحکام گیاه در نظر گرفته شده و به حفظ راست بودن آن کمک می کند.
با این حال، نیاز به تعادل بین فشار اعمال شده بر روی دیواره ی سلولی و استحکام این دیواره وجود دارد، چون فشار بیش از حد باعث می تواند باعث ترکیدن سلول گردد، در حالی که فشار کم باعث شل شدن سلول می شود.

عبور از مواد

یکی دیگر از وظایف مهم دیواره ی سلولی مربوط به ماهیت نیمه تراوای آن می باشد. این ویژگی به تنظیم انتشار مواد از طریق آپوپلاست کمک می کند. این خصوصیت دیواره ی سلولی اجازه به تبادل موادی مانند مولکول های کوچک و پروتئین ها به داخل و خارج از سلول را می دهد. همچنین به تصفیه ی مولکول های بزرگ کمک می کند. مواد مهم دیگر مانند آب و دی اکسید کربن نیز در طول هر سلول گیاهی با کمک دیواره ی سلولی توزیع می گردد. بنابراین، یکی از وظایف دیواره ی سلولی حفظ هموستازی در سلول می باشد.

حفاظت

گیاهان قادر به حرکت نیستند، بنابراین آن ها نیاز به حفاظت به منظور نجات خودشان از هر گونه خطر می باشند. دیواره ی سلولی اولین خط دفاعی برای سلول در طول حمله ی پاتوژن ها و دیگر اجسام خارجی مضر می باشد. این دیواره حفاظت بر علیه تنش های مکانیکی وارده به سلول را نیز فراهم می آورد.

ذخیره سازی کربوهیدرات

دیواره ی سلولی یک منبع ذخیره ای مهم کربوهیدرات ها (به خصوص برای بذور) می باشد که می تواند در شرایط وخیم توسط سلول برای اهداف متابولیکی دیگر مورد استفاده قرار گیرد.

پیام رسانی

دیواره ی سلولی حاوی الیگوساکاریدهایی بوده که به عنوان هورمون هایی برای سلول عمل کرده و باعث تحریک سنتز اتیلن، کیتیناز و دیگر آنزیم ها در سلول می گردد. انتشار این آنزیم ها منجر به شیوع اکسیداتیو، تولید ترکیبات پراکسیداز، سوپراکسیداز و دیگر ترکیبات مرتبط با اکسیژن شده که به پاتوژن ها حمله می کنند و همچنین باعث می شود که دیواره ی سلولی نسبت به نفوذ مواد مختلف سفت و محکم تر گردد. بنابراین، دیواره ی سلولی به عنوان یک منبع مولکول های پیام رسان فعال از نظر بیولوژیکی نشان داده می شود.
عملکرد دیواره ی سلولی در موجودات دیگر

باکتری ها

دیواره ی سلولی از پپتیدوگلیکان تشکیل شده و محکم می باشد.
به حفظ اندامک های درون سلول کمک می کند.
به واسطه ی تغییرات در فشار اسمزی اجازه به از هم پاشیدن سلول نمی دهد.

قارچ

به عنوان یک مانع ساختاری عمل می کند.
الگوی رشد سلول را تعیین می کند.
از ترکیدن سلول ها در طول تغییرات در فشار اسمزی محافظت می کند.
به عنوان محل اتصال برای واکنش های آنزیمی عمل می کند.
برهمکنش متوسط سلول با اندام های دیگر

جلبک

ارائه دهنده ی قدرت و استحکام به سلول
به عنوان یک واسطه بین سلول و محیط اطراف عمل می کند.
به دلیل نفوذ پذیر بودن، به انتقال مولکول ها از یک سلول به سلول دیگر کمک می کند.
شامل مولکول های گیرنده بوده که به برقراری ارتباط یک سلول با سلول دیگر کمک می کند.
دیواره ی سلولی یک ویژگی خاص سلول بوده که برای اهداف مختلف به خدمت گرفته می شود. بنابراین، درک عملکردهای مختلف دیواره ی سلولی به منظور فهمیدن اهمیت واقعی این ساختار پیچیده مهم می باشد.