Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και λιγνίνης

Η κύρια διαφορά  μεταξύ κυτταρίνης και λιγνίνης είναι ότι κυτταρίνη είναι ένα  πολυσακχαρίτης  αποτελείται από υπομονάδες γλυκόζης, ενώ η λιγνίνη είναι ένα εξαιρετικά μη κανονικό οργανικό πολυμερές υπομονάδων φαινόλης. Επιπλέον, η κυτταρίνη αποτελεί το κυτταρικό τοίχωμα των φυτικών κυττάρων ενώ η λιγνίνη δημιουργεί πάχυνση κυτταρικού τοιχώματος των κυττάρων στον αγγειακό ιστό. Εκτός από αυτά, η κυτταρίνη συμμετέχει στην πρωτογενή ανάπτυξη ενώ η λιγνίνη συμμετέχει στη δευτερογενή ανάπτυξη.

Η κυτταρίνη και η λιγνίνη είναι τύποι πολυμερών που υπάρχουν σε αφθονία στα φυτά. Γενικά, και οι δύο συνθέτουν δομές κυτταρικού τοιχώματος, βοηθώντας στην υποστήριξη και την προστασία.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι η κυτταρίνη
     – Ορισμός, Δομή, Συνάρτηση
2. Τι είναι η Λιγνίνη
     – Ορισμός, Δομή, Συνάρτηση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της κυτταρίνης και της λιγνίνης
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και λιγνίνης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Κυτταρίνη, Κυτταρικό τοίχωμα, D-γλυκόζη, Λιγνίνη, Πρωτογενής Ανάπτυξη, Δευτερεύουσα Ανάπτυξη

Τι είναι η κυτταρίνη 

Η κυτταρίνη είναι το κύριο συστατικό των φυτικών κυτταρικών τοιχωμάτων καθώς και πολλών μορφών φυκιών και ωομυκήτων. Είναι επίσης το πιο άφθονο οργανικό πολυμερές στη γη. Γενικά, η κυτταρίνη είναι ένας πολυσακχαρίτης που περιέχει γραμμικές αλυσίδες πολλών χιλιάδων β(1→4) συνδεδεμένων μονάδων D-γλυκόζης. Επιπλέον, οι υδροξυλομάδες μιας γραμμικής αλυσίδας σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τις υδροξυλομάδες της δεύτερης γραμμικής αλυσίδας της κυτταρίνης. Έτσι, αυτό συγκρατεί σταθερά κάθε αλυσίδα μαζί, σχηματίζοντας μικροϊνίδια με υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό.

Εικόνα 1:Κυτταρίνη

Επιπλέον, το πεπτικό σύστημα των ανθρώπων δεν είναι σε θέση να αφομοιώσει την κυτταρίνη στα φυτικά τρόφιμα. Ωστόσο, το πεπτικό σύστημα των μηρυκαστικών μπορεί να αφομοιώσει την κυτταρίνη με τη βοήθεια μικροβίων του εντέρου. Επιπλέον, οι κύριες πηγές κυτταρίνης για βιομηχανικούς σκοπούς είναι ο ξυλοπολτός και το βαμβάκι. Γενικά, οι ίνες βαμβακιού αποτελούν το 90% της κυτταρίνης. Η κυτταρίνη είναι επίσης σημαντική για την παραγωγή χαρτιού και χαρτονιού.

Τι είναι το Lignin 

Η λιγνίνη είναι το πολυμερές που είναι υπεύθυνο για τη δευτερογενή πάχυνση του κυτταρικού τοιχώματος των κυττάρων του αγγειακού ιστού των φυτών, συμπεριλαμβανομένων των ινών και των αγγείων. Υπάρχει επίσης σε ορισμένα φύκια. Γενικά, η λιγνίνη είναι ένα ακανόνιστο φαινολικό πολυμερές. Αν και η σύνθεση της λιγνίνης μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τον τύπο του φυτού, τα τρία κύρια μονομερή μονολιγνόλης που συνθέτουν τη λιγνίνη είναι η παρακουμαρυλική αλκοόλη, η κωνφερυλική αλκοόλη και η σιναπυλική αλκοόλη. Ενσωματώνονται στη λιγνίνη με τη μορφή των φαινυλοπροπανοειδών.

Εικόνα 2:Λιγνίνη

Επιπλέον, η κύρια λειτουργία της λιγνίνης στα φυτικά κύτταρα είναι να γεμίζει χώρους στο κυτταρικό τοίχωμα, που εμφανίζεται μεταξύ άλλων συστατικών του κυτταρικού τοιχώματος, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρίνης, ημικυτταρίνης και πηκτίνης. Αν και το συστατικό πολυσακχαρίτη του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος είναι υδρόφιλο, η λιγνίνη είναι υδρόφοβη. Επομένως, η διασύνδεση του πρωτεύοντος κυτταρικού τοιχώματος των φυτών με λιγνίνη γίνεται εμπόδιο για την απορρόφηση νερού στο κυτταρικό τοίχωμα, αυξάνοντας την αγωγιμότητα του νερού. Από την άλλη πλευρά, παρέχει αντοχή σε εφελκυσμό στο φυτό.

Ομοιότητες μεταξύ κυτταρίνης και λιγνίνης 

• Η κυτταρίνη και η λιγνίνη είναι δύο τύποι διασταυρώσεων - συνδεδεμένα πολυμερή σε αφθονία στα φυτά.
• Είναι οργανικές ενώσεις αδιάλυτες στο νερό και οι περισσότεροι άλλοι διαλύτες.
• Και τα δύο είναι στοιχεία του κυτταρικού τοιχώματος.
• Εκτελούν μια δομική λειτουργία, παρέχοντας υποστήριξη στο φυτό.
• Επίσης, είναι υπεύθυνοι για τα διαφορετικά στάδια ανάπτυξης των φυτών.
• Και οι δύο είναι οι πιο άφθονες ανανεώσιμες πηγές άνθρακα στη γη.

Διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και λιγνίνης 

Ορισμός 

Η κυτταρίνη αναφέρεται στην κύρια ουσία, η οποία συνθέτει τα κυτταρικά τοιχώματα και τις ίνες των φυτών, ενώ η λιγνίνη αναφέρεται σε μια οργανική ουσία, η οποία δρα ως συνδετικό για τις ίνες κυτταρίνης, προσθέτοντας αντοχή και ακαμψία στο φυτικό κυτταρικό τοίχωμα.

Μονάδα μονομερούς 

Το μονομερές της κυτταρίνης είναι η D-γλυκόζη, ενώ οι τρεις κύριοι τύποι λιγνολών, που είναι τα μονομερή της λιγνίνης είναι η παρακουμαρυλική αλκοόλη, η κωνοφερυλική αλκοόλη και η σιναπυλική αλκοόλη.

Τύπος πολυμερούς 

Η κυτταρίνη είναι πολυσακχαρίτης ενώ η λιγνίνη είναι ένα φαινολικό πολυμερές.

Δομή 

Επιπλέον, η κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές ευθείας αλυσίδας, ενώ η λιγνίνη είναι ένα ακανόνιστο πολυμερές.

Στα φυτικά κύτταρα 

Ενώ η κυτταρίνη είναι το κύριο συστατικό του πρωτεύοντος κυτταρικού τοιχώματος των φυτών, η λιγνίνη εμφανίζεται ως πάχυνση των δευτερογενών κυτταρικών τοιχωμάτων των ινών και των αγγείων του αγγειακού ιστού.

Συνάρτηση 

Η κυτταρίνη συνθέτει τα κυτταρικά τοιχώματα των φυτικών κυττάρων ενώ η λιγνίνη παρέχει ακαμψία στα φυτά.

Εμφάνιση 

Επιπλέον, η κυτταρίνη αποτελείται κατά 90% από ίνες βαμβακιού, 40-50% από ξύλο και 57% από αποξηραμένη κάνναβη, ενώ η λιγνίνη εμφανίζεται κυρίως στο ξύλο και στο φλοιό.

Πέψη 

Μόνο το έντερο των μηρυκαστικών μπορεί να αφομοιώσει την κυτταρίνη, ενώ η λιγνίνη είναι εντελώς δύσπεπτη.

Συμπέρασμα 

Η κυτταρίνη είναι το κύριο συστατικό του πρωτεύοντος κυτταρικού τοιχώματος των φυτών. Ως εκ τούτου, είναι ένα δομικό συστατικό των φυτών, παρέχοντας αντοχή στο φυτό. Επίσης, είναι ένας πολύ κανονικός, ευθείας αλυσίδας πολυσακχαρίτης μονομερών D-γλυκόζης. Αντίθετα, η λιγνίνη είναι ένα ακανόνιστο, φαινολικό πολυμερές υπεύθυνο για τις δευτερογενείς πάχυνση του κυτταρικού τοιχώματος στον αγγειακό ιστό. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό για την παροχή ακαμψίας στο στέλεχος του φυτού. Ως εκ τούτου, η κύρια διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και λιγνίνης είναι η δομή και η λειτουργία τους.

Αναφορές:

1. Shapley, Patricia. «Κυτταρίνη και Λιγνοκυτταρίνη». University of Illinois, 2012, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Cellulose spacefilling model" Από CeresVesta (συζήτηση) (Μεταφορτώσεις) – Δική εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia   
2. "Lignin" By Smokefoot – Δική δουλειά (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia