Διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και ημικυτταρίνης

Κύρια διαφορά – Κυτταρίνη έναντι ημικυτταρίνης

Η κυτταρίνη και η ημικυτταρίνη είναι δύο τύποι πολυμερών που χρησιμεύουν ως δομικά συστατικά του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος. Και οι δύο είναι πολυσακχαρίτες. Έτσι, τόσο η κυτταρίνη όσο και η ημικυτταρίνη αποτελούνται από μονομερή σακχάρου. Η κυτταρίνη παράγεται με τον πολυμερισμό αποκλειστικά μονομερών β-γλυκόζης. Αντίθετα, η ημικυτταρίνη αποτελείται από πολλά μονομερή:ξυλόζη, γαλακτόζη, μαννόζη, ραμνόζη και αραβινόζη. Η κυτταρίνη είναι ένα μακρύ πολυμερές ενώ η ημικυτταρίνη είναι συγκριτικά κοντή. Η κύρια διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και ημικυτταρίνης είναι ότι η κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές ευθείας αλυσίδας ενώ η ημικυτταρίνη είναι ένα πολυμερές με σταυροειδείς δεσμούς.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Κυτταρίνη
     – Ορισμός, Πολυμερισμός, Δομή, Σύνθεση, Συνάρτηση
2. Τι είναι η ημικυτταρίνη
    – Ορισμός, Πολυμερισμός, Δομή, Σύνθεση, Συνάρτηση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της κυτταρίνης και της ημικυτταρίνης
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κυτταρίνης και της ημικυτταρίνης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:κυτταρίνη, γλυκόζη, ημικυτταρίνη, λιγνίνη, μικροΐνες, πηκτίνη, φυτικό κυτταρικό τοίχωμα, πολυσακχαρίτες

Τι είναι η κυτταρίνη

Η κυτταρίνη αναφέρεται σε έναν αδρανή υδατάνθρακα, ο οποίος είναι το κύριο συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος των φυτών. Είναι το πιο άφθονο μακρομόριο στη γη. Αν και η χημική δομή της κυτταρίνης μοιάζει κυρίως με τη γλυκόζη, είναι εξαιρετικά άκαμπτη, προσδίδοντας μεγάλη αντοχή στο φυτό και προστατεύοντας τις εσωτερικές δομές του φυτικού κυττάρου. Η κυτταρίνη είναι ένα γραμμικό πολυμερές που παράγεται από τον πολυμερισμό μορίων βήτα-γλυκόζης σε μια μακριά αλυσίδα. Κάθε μόριο γλυκόζης είναι ανάποδα σε σχέση με το γειτονικό μόριο γλυκόζης. Η δομή της κυτταρίνης φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Κυτταρίνη

Η κυτταρίνη είναι η τρίτη μάζα ενός φυτού. Οι παράλληλες ευθυγραμμισμένες αλυσίδες κυτταρίνης παράγουν μικροΐνες. Αυτές οι μικροΐνες συνδέονται μεταξύ τους με γέφυρες υδρογόνου. Οι γέφυρες υδρογόνου σχηματίζονται από τις υδροξυλομάδες των μορίων γλυκόζης. Περίπου 80 μόρια κυτταρίνης εμπλέκονται στο σχηματισμό μιας μικροΐνας. Περαιτέρω διασύνδεση των ινών γίνεται μέσω ημικυτταρίνης. Οι δύο τύποι ινών αιωρούνται σε μια μήτρα που μοιάζει με γέλη που αποτελείται από πηκτίνη που σχηματίζει το μεσαίο έλασμα. Οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ γραμμικών μορίων κυτταρίνης φαίνονται στο σχήμα 2.

Εικόνα 2:Δεσμοί υδρογόνου μεταξύ μορίων κυτταρίνης

Καθώς η κυτταρίνη είναι το κύριο συστατικό του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος, προστατεύει την πλασματική μεμβράνη των φυτικών κυττάρων. Γενικά, η κυτταρίνη μπορεί να αφομοιωθεί μόνο από το πεπτικό σύστημα των μηρυκαστικών. Υπάρχουν λίγοι τύποι ενζύμων που είναι ικανά να υδρολύουν την κυτταρίνη.

Τι είναι η ημικυτταρίνη

Η ημικυτταρίνη αναφέρεται σε ένα συστατικό του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος που αποτελείται από μια απλή δομή από την κυτταρίνη. Καταλαμβάνει το 20 – 30% του ξηρού βάρους του ξύλου. Η ημικυτταρίνη αποτελείται από β-(1→4)-συνδεδεμένες ραχοκοκαλιές. Οι τύποι μονομερών που εμπλέκονται στον πολυμερισμό της ημικυτταρίνης είναι η ξυλόζη, η γαλακτόζη, η μαννόζη, η ραμνόζη και η αραβινόζη. Η ημικυτταρίνη διασυνδέεται είτε με κυτταρίνη είτε με λιγνίνη, ενισχύοντας το κυτταρικό τοίχωμα. Η βιοσύνθεση της ημικυτταρίνης λαμβάνει χώρα στη συσκευή Golgi υπό την επίδραση των γλυκοζυλοτρανσφερασών. Η δομή του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3:Φυτικό κυτταρικό τοίχωμα

Η σύνθεση της ημικυτταρίνης σε μαλακό και σκληρό ξύλο διαφέρει μεταξύ τους. Το μαλακό ξύλο περιέχει κυρίως μαννόζη, γαλακτόζη και λιγνίνη ενώ το σκληρό ξύλο αποτελείται κυρίως από ξυλάνη και ακετύλιο.

Ομοιότητες μεταξύ κυτταρίνης και ημικυτταρίνης

• Τόσο η κυτταρίνη όσο και η ημικυτταρίνη είναι πολυσακχαρίτες που αποτελούνται από μονομερή σακχάρου.
• Τόσο η κυτταρίνη όσο και η ημικυτταρίνη είναι δομικά συστατικά του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος.

Διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και ημικυτταρίνης

Ορισμός

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη αναφέρεται σε έναν αδρανή υδατάνθρακα, ο οποίος είναι το κύριο συστατικό του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη αναφέρεται σε ένα συστατικό του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος που αποτελείται από μια απλή δομή από την κυτταρίνη.

Σημασία

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη είναι το πολυμερές μακράς αλυσίδας στο φυτικό κυτταρικό τοίχωμα.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη είναι το διασυνδεδεμένο πολυμερές του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος.

Τύπος μονομερών

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη παράγεται με τον πολυμερισμό της β-γλυκόζης.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη αποτελείται από ξυλόζη, γαλακτόζη, μαννόζη, ραμνόζη και αραβινόζη.

Φυσικές ιδιότητες

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη είναι ένα κρυσταλλικό πολυμερές και ένα ισχυρό πολυμερές.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη έχει ένα άμορφο πολυμερές με μικρή αντοχή.

Αφθονία

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη είναι το κύριο δομικό συστατικό του πρωτογενούς κυτταρικού τοιχώματος των φυτών.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη υπάρχει μαζί με την κυτταρίνη.

Υδρόλυση

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη είναι ανθεκτική στην υδρόλυση.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη υδρολύεται εύκολα από ένα αραιό οξύ ή βάση.

Μήκος του πολυμερούς

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη αποτελείται από μακριές αλυσίδες (7.000 – 15.000 μονάδες ζάχαρης).

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη αποτελείται από μικρές αλυσίδες (500 – 3.000 μονάδες σακχάρου).

Διακλάδωση

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη είναι ένα μη διακλαδισμένο πολυμερές.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη είναι ένα διακλαδισμένο πολυμερές.

Βιοσύνθεση

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη συντίθεται από τερματικά σύμπλοκα ροζέτας (RTC) στην πλασματική μεμβράνη.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη συντίθεται από νουκλεοτίδια σακχάρου στη συσκευή Golgi.

Πέψη

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη είναι εύπεπτη μόνο από μηρυκαστικά.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη μπορεί εύκολα να αφομοιωθεί τόσο από τον άνθρωπο όσο και από τα μηρυκαστικά.

Σημασία

Κυτταρίνη: Η κυτταρίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή χαρτιού, υφασμάτων, φαρμακευτικών προϊόντων και εκρηκτικών.

Ημικυτταρίνη: Η ημικυτταρίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή χαρτιού, φουρφουράλης και αιθανόλης.

Συμπέρασμα

Η κυτταρίνη και η ημικυτταρίνη είναι δύο πολυσακχαρίτες που χρησιμεύουν ως δομικά συστατικά του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος. Η κυτταρίνη αποτελείται από μονομερή γλυκόζης ενώ η ημικυτταρίνη από πολλά πολυμερή. Η κυτταρίνη είναι ένα γραμμικό πολυμερές ενώ η ημικυτταρίνη είναι ένα πολυμερές με σταυροδεσμούς. Η κύρια διαφορά μεταξύ κυτταρίνης και ημικυτταρίνης είναι ο ρόλος κάθε πολυσακχαρίτη στο φυτικό κυτταρικό τοίχωμα.

Αναφορά:

1. «Λειτουργία της κυτταρίνης στα φυτά». Actforlibraries.org, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Ημικυτταρίνες». Ημικυτταρίνες | Ετήσια Ανασκόπηση Φυτικής Βιολογίας, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Cellulose Sessel" By NEUROtiker – Δική εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
2. «Cellulose spacefilling model» Από CeresVesta (συζήτηση) (Μεταφορτώσεις) – Δική εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
3. «Διάγραμμα κυτταρικού τοιχώματος φυτών-en» Από LadyofHats – Δική εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia