Bunková stena je pevná extracelulárna štruktúra (mimobunková hmota), ktorá chráni bunku a poskytuje jej mechanickú oporu. Živočíšne bunky (vrátane ľudských) bunkovú stenu vôbec nemajú. Bežne ju však nachádzame u rastlín, húb, baktérií a archeónov.
Chemické zloženie podľa ríš link
Materiál, z ktorého je bunková stena vybudovaná, sa zásadne líši v závislosti od typu organizmu:
- rastliny – základom je vysokomolekulový polysacharid celulóza, ktorej vlákna sú ponorené do hmoty z iných polysacharidov a bielkovín
- huby – základnou stavebnou zložkou je polysacharid chitín a štruktúrne glukány
- baktérie – bunková stena je vybudovaná z polyméru peptidoglykán (mureín). Jeho hrúbka podmieňuje takzvané Gramovo farbenie – kým grampozitívne baktérie majú hrubú vrstvu, gramnegatívne majú len tenkú vrstvu pokrytú ešte jednou vonkajšou membránou
- archeóny – neobsahujú peptidoglykán, ich stena je tvorená špecifickými bielkovinami
Rastlinná bunková stena a jej zložky link
Z chemickej stránky je diferencujúca sa rastlinná bunková stena tvorená bielkovinami, lipidmi a druhmi polysacharidov. Neskôr v nej dochádza k ukladaniu ďalších špecifických látok:
- celulóza – lineárny homopolymér zložený z β-D-glukózy. Jednotlivé vlákna sú spojené vodíkovými mostíkmi, čo dodáva stene tuhosť a pevnosť
- lignín – amorfná látka, ktorá vypĺňa priestor medzi vláknami celulózy. Spolu vytvárajú lignocelulózu (drevo), ktorá stene dodáva extrémnu pevnosť v ťahu a tlaku. Tento proces hrubnutia sa nazýva lignifikácia
- hemicelulózy – krátke reťazce glykozidicky spojených zvyškov rôznych cukrov (manóza, xylóza, galaktóza), plniace mechanickú a zásobnú funkciu
- pektíny – polysacharidy vyskytujúce sa najmä v bunkových stenách mladých rastlín, vo vode napučiavajú, no nerozpúšťajú sa v nej
Na vonkajších vrstvách rastlín dochádza k ukladaniu ďalších ochranných látok. Suberín je látka neprepúšťajúca vodu, charakteristická pre bunky exodermy a endodermy (suberinizácia). Kutín sa ukladá do vonkajších stien pokožkových buniek a vytvára vrstvu zvanú kutikula. Na samom povrchu sa často ukladajú aj rastlinné vosky. Všetky tieto látky zabraňujú vysychaniu a prieniku parazitov dovnútra rastliny.
Vznik a vrstvy bunkovej steny link
Rastlinná bunková stena vzniká z plazmatickej platničky počas delenia bunky. Rastlinná bunka sa delí odstredivo (centrifugálne), čiže platnička vzniká v strede a rastie k okrajom. Živočíšna bunka sa naopak delí dostredivo (centripetálne) postupným zaškrcovaním plazmatickej membrány od okrajov ku stredu.
Rastlinná stena nie je chemicky ani morfologicky homogénna a rozdeľujeme ju na tri vrstvy:
- stredná lamela – vzniká ako úplne prvá pri delení bunky. Tvorí ju najmä pektín a funguje ako lepidlo, ktoré spája steny susedných buniek
- primárna stena – prikladá sa na strednú lamelu. Je tenká, pružná a celulózové vlákna sú v nej usporiadané v redšej sieťovine. Umožňuje mladej rastlinnej bunke naďalej zväčšovať svoj objem a rásť do šírky
- sekundárna stena – vytvára sa zvnútra prikladaním nových vrstiev až po ukončení rastu bunky. Je výrazne hrubšia, jej celulózové vlákna ležia súbežne a ukladajú sa do nej spevňujúce látky ako lignín (alebo oxid kremičitý u prasličiek). Vznik sekundárnej steny môže niekedy viesť až k odumretiu vnútorného živého obsahu bunky (protoplastu)
Napriek hrúbke stena rastlinné bunky úplne neizoluje. Nachádzajú sa v nej jemné kanáliky s priemerom 20–60 nm, označované ako plazmodezmy. Tieto kanáliky sú vystlané plazmalémou a prepájajú cytoplazmu susediacich buniek, čím slúžia na transport živín a medzibunkovú komunikáciu. V miestach s ich väčšou hustotou nevzniká sekundárna stena, čím sa tvoria stenčeniny nazývané bodky.
Funkcie bunkovej steny link
- mechanická opora a štruktúra – podmieňuje tvar bunky a rastlinám umožňuje vzpriamený rast na suchej zemi
- ochrana pred osmotickou lýzou – chráni bunku pred prasknutím v hypotonickom prostredí (keď napríklad nasáva veľa vody z okolia)
- priepustnosť (permeabilita) – na rozdiel od polopriepustnej plazmatickej membrány je bunková stena plne priepustná a voľne prepúšťa vodu aj všetky v nej rozpustené látky
- enzymatická aktivita – bunková stena nie je chemicky mŕtva. Vnútorné vrstvy a priestor medzi membránou a stenou (periplazmatický priestor) vykazujú chemickú aktivitu a podieľajú sa na prenose iónov z vonkajšieho prostredia do bunky
Bunková stena húb link
Bunková stena húb sa od rastlinnej zásadne líši. Je tvorená primárne z chitínu. Jedinou známou výnimkou sú riasovky (Oomycetes), ktoré obsahujú celulózu. Pri väčšine mikroskopických húb tvoria pevnú primárnu sieť kovalentne viazané polysacharidy β-1,3-glukán a chitín. Bunkové steny výtrusov (spór) často obsahujú ochranné pigmenty melaníny, ktoré pri patogénnych druhoch zvyšujú ich infekčnosť (virulenciu).
Špecifické zloženie majú aj kvasinky. Významným rodom je napríklad kandida (Candida). V bunkovej stene týchto organizmov sú okrem chitínu a glukánov silne zastúpené aj proteíny, z ktorých prevažujú glykozylované manoproteíny (manány).
Bunkové povrchy prvokov link
Prvoky (Protista) nemajú klasickú bunkovú stenu z celulózy alebo chitínu. Povrch ich bunky je zvyčajne tvorený len spevnenou vrstvou plazmatickej membrány, ktorú nazývame pelikula. Tvorí pružný vonkajší skelet (exoskelet) a priamo určuje tvar bunky prvoka.
Mnohé skupiny si však nad touto pelikulou vytvárajú ďalšie ochranné a oporné štruktúry:
- schránky – môžu byť tvorené z organického aj anorganického materiálu. Napríklad dierkavce si vytvárajú vápenaté schránky (z uhličitanu vápenatého) s množstvom drobných dierok, kým mrežovce a slncovky si budujú kremičité schránky (z oxidu kremičitého). Sú geologicky mimoriadne významné, keďže po odumretí buniek tvoria obrovské vrstvy oceánskeho dna a vápencových hornín
- pancier (téka) – chráni bunky bičíkovcov zo skupiny panciernatky (Dinophyta). Ide o veľmi pevný obal tvorený zo zrastených celulózových doštičiek
