Bunková stena

Z chemickej stránky je diferencujúca sa bunková stena tvorená bielkovinami, lipidmi a pektínmi, čo sú druhy polysacharidov. Neskôr v nej dochádza k ukladaniu ďalších látok, z ktorých najvýznamnejšie sú celulóza, hemicelulóza a lignín.

Celulóza je vysokomolekulový polysacharid, ktorý tvorí stavebnú konštrukciu rastlinných bunkových stien. Makromolekula celulózy je lineárny homopolymér zložený z β-D-glukózy. V bunkovej stene sú jednotlivé vlákna spojené vodíkovými mostíkmi, čo dáva bunkovej stene potrebnú tuhosť a pevnosť. Celulóza je stavebnou jednotkou primárnej bunkovej steny.

Lignín je popri celulóze a hemicelulózach najdôležitejšou zložkou v zdrevnatenej sekundárnej bunkovej stene. Je to amorfná látka, ktorá vypĺňa priestor medzi vláknami celulózy. Lignín spolu s celulózou, tzv. lignocelulóza, tvorí najrozšírenejší biopolymér v prírode - drevo. Dodáva bunkovej stene pevnosť v ťahu a tlaku.

Hemicelulózy sú krátke reťazce glykozidicky spojených zvyškov cukrov, ktoré okrem glukózy môžu obsahovať aj iné cukry (manóza, xylóza, galaktóza). Hemicelulózy majú mechanickú a zásobnú funkciu.

Pektíny sa vyskytujú hlavne v mladých rastlinách. Vo vode napučiavajú, nerozpúšťajú sa v nej. Suberín je látka, ktorá neprepúšťa vodu ani roztoky. Suberinizácia je charakteristická pre bunky exodermy, endodermy a floém. Kutín je charakteristický pre vonkajšie steny pokožkových buniek, kde sa ukladá do vrstvy, ktorá sa označuje ako kutikula. Na povrchu bunkových stien sa ukladajú rastlinné vosky v podobe súvislej vrstvy, zŕn alebo tyčiniek. Suberín, kutín a vosky majú ochrannú funkciu, zabraňujú vysychaniu a vnikaniu parazitov dovnútra rastliny.

Vznik a štruktúra bunkovej steny

Bunková stena vzniká z plazmatickej platničky, ktorá sa objavuje počas mitózy. Rastlinná bunka sa delí centrifugálne (odstredivo), čiže plazmatická platnička vzniká v strede a rastie smerom k okrajom. Živočíšna bunka sa naproti tomu delí centripetálne (dostredivo), rastom plazmatickej membrány od okrajov ku stredu.

Bunková stena nie je chemicky ani morfologicky homogénna. Skladá sa z rôznych vrstiev:

  1. Stredná lamela vzniká predovšetkým z pektínových látok a pri delení bunky, a v budúcnosti, oddeľuje bunkové steny susedných buniek.
  2. Na strednú lamelu sa prikladá primárna stena obsahujúca najmä celulózy, hemicelulózy a pektíny, pričom celulózové vlákna sú v nej usporiadané v sieťovine. Je pružná a ľahko rastie do šírky prikladaním nových celulóznych mikrofibríl, takže nijako neprekáža rastu buniek.
  3. K primárnej stene sa po ukončení rastu bunky môže zvnútra prikladať ešte sekundárna stena, ktorá je spravidla výrazne silnejšia, je obohatená organickými aj anorganickými látkami a jej celulózne vlákna sú usporiadané súbežne. Tvoria ju tri chemicky a morfologicky odlišné vrstvy. Vznik sekundárnej steny sa označuje ako hrubnutie bunkovej steny a niekedy môže viesť až k odumretiu protoplastu.

V bunkovej stene všetkých živých buniek vyšších rastlín sa nachádzajú jemné kanáliky, označované ako plazmodezmy. Nevyskytujú sa len vo zvieracích bunkách prieduchov a bunkách zárodočného mieška. Majú priemer 20-60 nm. Sú vystlané plazmalémou a majú špecifickú ultraštruktúru. V miestach väčšej hustoty plazmodeziem nedochádza k tvorbe sekundárnej steny a vznikajú tu stenčeniny, ktoré sa nazývajú bodky. Plazmodezmy slúžia na transport živín a medzibunkovú komunikáciu.

Funkcie bunkovej steny

Napriek svojej hrúbke je bunková stena priepustná (permeabilná) pre vodu a väčšinu v nej rozpustených látok, na rozdiel od plazmatickej membrány, ktorá je polopriepustná (semipermeabilná). Podmieňuje tvar buniek (štruktúrna funkcia), zabezpečuje ich pevnosť (mechanická funkcia) a chráni pred patogénmi (ochranná funkcia). Bunková stena sa podieľa aj na prenose iónov z vonkajšieho prostredia do bunky, reguluje výdaj látok z bunky a reguluje osmotické pomery v bunke. Bunková stena nie je inertná, ale vnútorné vrstvy vykazujú značnú enzymatickú aktivitu. Vysokou enzymatickou aktivitou sa vyznačuje aj periplazmatický priestor (medzi plazmalémou a stenou). Nachádzajú sa tu aj adhézne proteíny, ktoré zabezpečujú prepojenie plazmalémy a steny. Bunková stena bohatá na hemicelulózy je zásobárňou sacharidov.

Bunková stena húb

Iba niektoré druhy ríše húb vytvárajú bunkovú stenu. Tá je tvorená chitínom alebo celulózou (riasovky - Oomycetes). Bunková stena pôsobí ako ochranný faktor, vonkajšia kostra a ochrana pred osmotickou lýzou. Veľa fungicídov je založených na princípe narušovania tejto steny. Zloženie a štruktúra bunkovej steny húb závisí, viac ako u iných organizmov, na okolitom prostredí, životnom cykle a úlohe bunky.

Bunková stena prvokov

Bunková stena živočíchov sa nazýva pelikula, i keď to nie je bunková stena v pravom slova zmysle. Majú ju len niektoré prvoky a ich cysty. Základnými zložkami pelikuly sú anorganické soli (uhličitan vápenatý, oxid kremičitý) alebo chitín, ktorý sa nachádza aj v pancieri kôrovcov a u hmyzu. Pelikula tvorí vonkajší skelet prvoka (exoskelet) a určuje tvar jeho bunky.