Διαφορά μεταξύ κυτταρικής μεμβράνης και κυτταρικού τοιχώματος

Κύρια διαφορά – Κυτταρική μεμβράνη έναντι κυτταρικού τοιχώματος

Το κυτταρικό τοίχωμα και η κυτταρική μεμβράνη είναι δύο τύποι εξωτερικών ορίων που βρίσκονται στα κύτταρα. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι το πιο εξωτερικό όριο βακτηρίων, αρχαίων, μυκήτων και φυτικών κυττάρων. Η κυτταρική μεμβράνη είναι το πιο εξωτερικό όριο των ζωικών κυττάρων. Η κυτταρική μεμβράνη μπορεί να αναγνωριστεί στην εσωτερική πλευρά του κυτταρικού τοιχώματος, σε κύτταρα που διαθέτουν το κυτταρικό τοίχωμα. Η κύρια διαφορά μεταξύ της κυτταρικής μεμβράνης και του κυτταρικού τοιχώματος είναι ότι ηκυτταρική μεμβράνη είναι ένα καθολικό χαρακτηριστικό όλων των ζωντανών κυττάρων ενώ το κυτταρικό τοίχωμα απουσιάζει στα ζωικά κύτταρα.

Αυτό το άρθρο εξηγεί, 

1. Τι είναι η κυτταρική μεμβράνη
      – Δομή, Σύνθεση, Συνάρτηση
2. Τι είναι το Κυτταρικό Τοίχωμα
      – Δομή, Σύνθεση, Συνάρτηση
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κυτταρικής μεμβράνης και του κυτταρικού τοιχώματος

Τι είναι η κυτταρική μεμβράνη

Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια βιολογική μεμβράνη που διαχωρίζει το εσωτερικό του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον. Η κυτταρική μεμβράνη ονομάζεται επίσης πλασματική μεμβράνη και κυτταροπλασματική μεμβράνη . Είναι επιλεκτικά διαπερατό σε ουσίες όπως ιόντα και οργανικά μόρια. Η κυτταρική μεμβράνη διατηρεί ένα σταθερό περιβάλλον μέσα στο πρωτόπλασμα ελέγχοντας τη διέλευση ουσιών μέσα και έξω από το κύτταρο. Προστατεύει επίσης το κύτταρο από το περιβάλλον του.

Δομή της κυτταρικής μεμβράνης

Η δομή της μεμβράνης περιγράφεται από το ρευστό μωσαϊκό μοντέλο. Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από μια λιπιδική διπλοστιβάδα με ενσωματωμένες πρωτεΐνες σε αυτήν. Η λιπιδική διπλοστιβάδα θεωρείται ως ένα δισδιάστατο υγρό, όπου τα μόρια λιπιδίων και πρωτεΐνης διαχέονται περισσότερο ή λιγότερο εύκολα σε αυτήν. Σχηματίζεται κατά την αυτοσυναρμολόγηση των μορίων λιπιδίων. Αυτά τα λιπίδια είναι αμφίπαθα φωσφολιπίδια. Οι υδρόφοβες περιοχές της «ουράς» τους είναι κρυμμένες από το περιβάλλον νερό ή το υδρόφιλο περιβάλλον λόγω της δομής του διπλού στρώματος. Έτσι, οι υδρόφιλες κεφαλές αλληλεπιδρούν είτε με ενδοκυτταρικές/κυτοσολικές είτε με εξωκυτταρικές όψεις. Με αυτό, σχηματίζεται μια συνεχής, σφαιρική διπλοστοιβάδα λιπιδίων. Ως εκ τούτου, οι υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις θεωρούνται ως κύριες κινητήριες δυνάμεις για το σχηματισμό λιπιδικής διπλής στιβάδας.

Η δομή της διπλής στιβάδας των λιπιδίων εμποδίζει την είσοδο πολικών διαλυμένων ουσιών στο κύτταρο. Όμως, επιτρέπεται η παθητική διάχυση μη πολικών μορίων. Επομένως, οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες λειτουργούν είτε ως πόροι, είτε ως κανάλια ή ως πύλες για τη διάχυση των πολικών διαλυμένων ουσιών. Η φωσφατιδυλική σερίνη συγκεντρώνεται στη μεμβράνη, προκειμένου να δημιουργηθεί ένας επιπλέον φραγμός στα φορτισμένα μόρια.

Δομές μεμβράνης όπως το ποδόσωμα, η κοιλιακή κοιλότητα, η εστιακή προσκόλληση, το εμβαδόποδο και διαφορετικοί τύποι κυτταρικών ενώσεων υπάρχουν στη μεμβράνη. Αυτά ονομάζονται «υπερμεμβράνες δομές που επιτρέπουν την επικοινωνία, την κυτταρική προσκόλληση, την εξωκυττάρωση και την ενδοκυττάρωση. Κάτω από την κυτταρική μεμβράνη, ο κυτταροσκελετός βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα. Ο κυτταροσκελετός παρέχει μια σκαλωσιά για την αγκύρωση των πρωτεϊνών της μεμβράνης. Ένα λεπτομερές διάγραμμα της κυτταρικής μεμβράνης φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Ένα λεπτομερές διάγραμμα της κυτταρικής μεμβράνης

Σύνθεση κυτταρικής μεμβράνης

Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται κυρίως από λιπίδια και πρωτεΐνες. Τρεις κατηγορίες αμφιπαθών λιπιδίων μπορούν να βρεθούν στην κυτταρική μεμβράνη:φωσφολιπίδια, γλυκολιπίδια και στερόλες. Τα φωσφολιπίδια είναι ο πιο άφθονος τύπος λιπιδίων μεταξύ τους. Η χοληστερόλη βρίσκεται διασκορπισμένη σε όλη τη μεμβράνη στα ζωικά κύτταρα.

Λιποσώματα είναι τα λιπιδικά κυστίδια που βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη. είναι κλειστοί κυκλικοί θύλακες από μια διπλή στιβάδα λιπιδίων. Οι υδατάνθρακες μπορούν να βρεθούν ως γλυκοπρωτεΐνες και γλυκολιπίδια. Το 50% της κυτταρικής μεμβράνης αποτελείται από πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες μπορούν να βρεθούν σε τρεις τύπους στη μεμβράνη:ενσωματωμένες ή διαμεμβρανικές πρωτεΐνες, πρωτεΐνες αγκυρωμένες στα λιπίδια και περιφερικές πρωτεΐνες.

Λειτουργία κυτταρικής μεμβράνης

Η κυτταρική μεμβράνη διαχωρίζει φυσικά το κυτταρόπλασμα από το εξωκυτταρικό του περιβάλλον. Επίσης, αγκυρώνει τον κυτταροσκελετό, παρέχοντας το σχήμα του κυττάρου. Από την άλλη πλευρά, η κυτταρική μεμβράνη συνδέεται με τα άλλα κύτταρα του ιστού, παρέχοντας τη μηχανική υποστήριξη στο κύτταρο.

Η κυτταρική μεμβράνη είναι επιλεκτικά διαπερατή, ρυθμίζοντας ένα σταθερό εσωτερικό περιβάλλον για τη λειτουργία του κυττάρου. Η κίνηση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης μπορεί να συμβεί είτε σε παθητική είτε σε ενεργητική διάχυση. Τέσσερις μηχανισμοί μεταφοράς μπορούν να αναγνωριστούν στην κυτταρική μεμβράνη. Μικρά μόρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το οξυγόνο και τα ιόντα κινούνται κατά μήκος της μεμβράνης με παθητική όσμωση και διάχυση. Θρεπτικά συστατικά όπως η ζάχαρη, τα αμινοξέα και οι μεταβολίτες κινούνται παθητικά, μέσω διαμεμβρανικών πρωτεϊνικών καναλιών. Οι ακουαπορίνες είναι ένα είδος πρωτεϊνικών καναλιών που μεταφέρουν νερό με διευκολυνόμενη διάχυση. Η απορρόφηση των μορίων στο κύτταρο με την κατάποσή τους αναφέρεται ως ενδοκυττάρωση. Τα στερεά σωματίδια καταπίνονται από τη φαγοκυττάρωση και τα μικρά μόρια και τα ιόντα καταπίνονται από την πινοκύττωση. Ορισμένα άπεπτα υπολείμματα απομακρύνονται από το κύτταρο με εμφύσηση και σχηματισμό κυστιδίου. Αυτή η διαδικασία αναφέρεται ως εξωκυττάρωση.

Τι είναι το κυτταρικό τοίχωμα

Το κυτταρικό τοίχωμα είναι ένα άκαμπτο, πιο εξωτερικό, δομικό στρώμα που βρίσκεται σε βακτηριακά, αρχειακά, μυκητιακά και φυτικά κύτταρα. Η δομική στήριξη και η προστασία παρέχεται από το κυτταρικό τοίχωμα. Λειτουργεί επίσης ως δοχείο πίεσης που αποτρέπει την υπερβολική επέκταση του στοιχείου. Η δομή και η σύνθεση διαφέρουν μεταξύ των ειδών.

Δομή και σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος

Φυτικό κυτταρικό τοίχωμα

Το φυτικό κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από τρία στρώματα, το κύριο κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο είναι ένα λεπτό, εύκαμπτο στρώμα, το δευτερεύον κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο είναι ένα παχύ στρώμα και το μεσαίο έλασμα, το οποίο είναι πλούσιο σε πηκτίνη. Το κύριο κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από ξύλο και περιλαμβάνει κυτταρίνη, ημικυτταρίνη και υδατάνθρακες που μοιάζουν με πηκτίνη. Το δευτερεύον κυτταρικό τοίχωμα περιλαμβάνει κυτταρίνη, ξυλάνη, λιγνίνη και μερικές δομικές πρωτεΐνες. Το δευτερεύον κυτταρικό τοίχωμα του ξυλώματος περιέχει λιγνίνη. Κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, σχηματίζεται μεσαίο έλασμα στην κυτταρική πλάκα. Η δομή του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος φαίνεται στην εικόνα 2 .

Εικόνα 2:Φυτικό κυτταρικό τοίχωμα

• Το κυτταρικό τοίχωμα του μύκητα αποτελείται από τρία κύρια συστατικά:χιτίνη, γλυκάνες και πρωτεΐνες.
• Το κυτταρικό τοίχωμα φυκιών αποτελείται από κυτταρίνη και άλλες γλυκοπρωτεΐνες.
• Το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από πεπτιδογλυκάνες όπως η μουρεΐνη.
• Το αρχικό κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από ψευδομυρεΐνες ή γλυκοπρωτεΐνες.

Λειτουργίες τοιχώματος κυττάρων

Το κυτταρικό τοίχωμα δίνει ακαμψία και αντοχή στο κελί. Προστατεύει επίσης το κύτταρο από τη μηχανική καταπόνηση. Το κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να κάμπτεται με σημαντική αντοχή σε εφελκυσμό. Τα δευτερεύοντα συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος όπως η λιγνίνη και η κυτταρίνη προσδίδουν ακαμψία στα φυτά. Η πίεση του υδραυλικού στροβιλισμού προκαλεί ακαμψία στο στοιχείο. Το κυτταρικό τοίχωμα επιτρέπει ένα συγκεκριμένο σχήμα στο κύτταρο. Το δευτερεύον κυτταρικό τοίχωμα είναι επίσης αδιάβροχο.

Από την άλλη πλευρά, το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια εντελώς διαπερατή δομή. Όμως, εμποδίζει την είσοδο μεγάλων μορίων στο κύτταρο σαν τοξίνες. Στα περισσότερα φυτά, το πρωτογενές κυτταρικό τοίχωμα είναι πλήρως διαπερατό από μικρά μόρια. Το κυτταρικό τοίχωμα δημιουργεί ένα σταθερό οσμωτικό περιβάλλον, καθώς εμποδίζει την οσμωτική λύση και βοηθά στη συγκράτηση του νερού.

Διαφορά μεταξύ κυτταρικής μεμβράνης και κυτταρικού τοιχώματος

Παρουσία

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη είναι ένα καθολικό χαρακτηριστικό όλων των ζωντανών κυττάρων.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα υπάρχει σε βακτήρια, αρχαία, μύκητες και φυτικά κύτταρα και απουσιάζει στα ζωικά κύτταρα.

Δομή

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια λεπτή, λεπτή δομή, πλάτους 5-10 nm.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια παχιά, άκαμπτη δομή, πλάτους 4-20 μm.

Παρατήρηση

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη μπορεί να παρατηρηθεί με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να παρατηρηθεί κάτω από το μικροσκόπιο φωτός.

Εξώτερο επίπεδο

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη είναι το πιο εξωτερικό στρώμα ζωικών κυττάρων.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα είναι το πιο εξωτερικό στρώμα βακτηρίων, αρχαίων, μυκήτων και φυτικών κυττάρων.

Συνάρτηση

Μεμβράνη κυττάρων: Η κυτταρική μεμβράνη λειτουργεί ως προστατευτικό κάλυμμα στο πρωτόπλασμα και διατηρεί ένα σταθερό περιβάλλον στο πρωτόπλασμα.

Τείχος κυψέλης: Το κυτταρικό τοίχωμα λειτουργεί ως προστατευτικό κάλυμμα της κυτταρικής μεμβράνης και διατηρεί το σχήμα του κυττάρου.

Σχήμα του κελιού

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη παρέχει ένα στρογγυλό, εύκαμπτο σχήμα στο κύτταρο.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα παρέχει ένα σταθερό σχήμα στο κελί.

Σύνθεση

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από λιπίδια, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από πεπτιδογλυκάνη στα βακτήρια, χιτίνη στους μύκητες και κυτταρίνη στα φυτά.

Διαπερατότητα

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη είναι επιλεκτικά διαπερατή, επιτρέποντας σε επιλεγμένα μόρια να κινούνται κατά μήκος της.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα είναι πλήρως διαπερατό από μακρομόρια.

Κατάσταση διαβίωσης

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη είναι ζωντανή και μεταβολικά ενεργή.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα είναι μη ζωντανό και είναι μεταβολικά ανενεργό.

Υποδοχείς

Κυτταρική μεμβράνη: Οι υποδοχείς στην κυτταρική μεμβράνη επιτρέπουν στο κύτταρο να λαμβάνει σήματα από το εξωτερικό περιβάλλον.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα στερείται υποδοχέων.

Μαστίγια και Πίλι

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη δημιουργεί μαστίγια και μαστίγια που βοηθούν την κίνηση και την προσκόλληση του κυττάρου, αντίστοιχα.

Τοίχωμα κυττάρων: Το κυτταρικό τοίχωμα διευκολύνει τα μαστίγια και τις πύλες μέσω μικρών ανοιγμάτων.

Πάχος

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη διατηρεί το ίδιο πάχος καθ' όλη τη διάρκεια ζωής.

Τείχος κυψέλης: Το κυτταρικό τοίχωμα αυξάνει το πάχος του με την πάροδο του χρόνου και καταλαμβάνει ολόκληρο το κύτταρο, προκαλώντας τον κυτταρικό θάνατο, ειδικά στα φυτικά κύτταρα.

Διατροφικές απαιτήσεις

Κυτταρική μεμβράνη: Η κυτταρική μεμβράνη απαιτεί διατροφή από το κύτταρο και συρρικνώνεται σε συνθήκες ξηρασίας.

Τοίχωμα κυττάρων: Δεδομένου ότι το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια απλή εναπόθεση ουσιών, δεν απαιτεί τροφή από το κύτταρο.

Συμπέρασμα

Η κυτταρική μεμβράνη και το κυτταρικό τοίχωμα μπορούν να αναγνωριστούν ως τα εξωτερικά στρώματα κυττάρων. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι το εξωτερικό στρώμα των περισσότερων κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των φυτών, των βακτηρίων και των μυκήτων. Η κυτταρική μεμβράνη σχηματίζει το εξωτερικό στρώμα των ζωικών κυττάρων αφού δεν διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι πλήρως διαπερατό από ουσίες και δεν περιέχει υποδοχείς. Η κυτταρική μεμβράνη είναι ημιπερατή σε ουσίες, διατηρώντας ένα σταθερό περιβάλλον στο πρωτόπλασμα. Η κυτταρική μεμβράνη περιέχει επίσης υποδοχείς, επιτρέποντας στα κύτταρα να ανταποκρίνονται στις εξωτερικές περιβαλλοντικές αλλαγές. Ένα κανονικό σχήμα μπορεί να διατηρηθεί στο κύτταρο, από το κυτταρικό τοίχωμα και όχι από την κυτταρική μεμβράνη. Η κύρια διαφορά μεταξύ της κυτταρικής μεμβράνης και του κυτταρικού τοιχώματος είναι η καθολικότητά τους ως χαρακτηριστικό ενός συγκεκριμένου κυττάρου.