دیواره یاخته‌ای: ساختاری سخت و محافظ در اطراف یاخته

دیواره‌ی یاخته‌ای: زره محافظ زندگی

دیواره‌ی یاخته‌ای چیست و کجاها یافت می‌شود؟

همه‌ی موجودات زنده از واحدهای ریزی به نام یاخته¹ ساخته شده‌اند. اما آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چرا گیاهان محکم و ایستاده هستند، اما پوست بدن شما نرم و انعطاف‌پذیر است؟ یکی از دلایل اصلی این موضوع، وجود یا عدم وجود دیواره‌ی یاخته‌ای است. این دیواره یک لایه‌ی محافظتی سخت، محکم و عمدتاً غیرزنده است که در بیرون از غشای یاخته قرار دارد. برای درک بهتر، یک بالن را تصور کنید: غشای یاخته مانند پوسته‌ی لاستیکی انعطاف‌پذیر بالن است و دیواره‌ی یاخته‌ای مانند یک جعبه‌ی مقوایی سفت است که دور تا دور آن را گرفته و به آن شکل ثابتی می‌دهد.

این ساختار در موجودات زیر دیده می‌شود:

وظایف اصلی: از محافظت تا ایستادگی

این دیواره‌ی سخت، وظایف مهم و متنوعی را بر عهده دارد که حیات یاخته به آنها وابسته است:

۱. حفظ شکل و ساختار: مهم‌ترین کار آن است. این دیواره مانند داربست یک ساختمان، به یاخته شکل مشخص و پایداری می‌دهد. به همین دلیل است که گیاهان بدون استخوان‌بندی داخلی می‌توانند راست بایستند. چوب درختان که از دیواره‌های ضخیم یاخته‌های مرده تشکیل شده، یک مثال عالی از این استحکام است.

۲. محافظت فیزیکی: مانند زره از محتویات حساس درون یاخته در برابر ضربه، فشارهای مکانیکی و حتی حمله‌ی برخی میکروب‌ها محافظت می‌کند.

۳. جلوگیری از ترکیدن: وقتی آب وارد یاخته‌ی گیاهی می‌شود، فشار داخلی آن بسیار افزایش می‌یابد (مانند باد کردن بالن). اگر دیواره نبود، یاخته مانند بالن می‌ترکید. دیواره با مقاومت خود، این فشار را تحمل کرده و به گیاه استحکام می‌بخشد.

۴. ارتباط و تشخیص: مواد شیمیایی روی این دیواره مانند کدهای شناسایی عمل می‌کنند و به یاخته‌های همسایه کمک می‌کنند تا یکدیگر را تشخیص دهند. این موضوع برای سازمان‌دهی بافت‌های گیاهی بسیار مهم است.

ساختار و اجزای تشکیل‌دهنده: از مولکول‌ها تا ساختمان

ساختار این دیواره در گیاهان از چند لایه تشکیل شده که با افزایش سن یاخته، ضخیم‌تر و محکم‌تر می‌شود. مواد اصلی سازنده‌ی آن پلی‌ساکاریدها⁶ (زنجیره‌های بلند قندی) هستند.

فرمول شیمیایی عمومی سلولز، فراوان‌ترین ماده‌ی سازنده‌ی این دیواره، به این صورت است:

دیواره‌ی یاخته‌ای در خدمت انسان: از نان تا کاغذ

این ساختار ساده در طبیعت، پایه‌ی بسیاری از محصولات مورد استفاده‌ی ماست:

• نان و خمیر: مخمر نان (Saccharomyces cerevisiae) دیواره‌ی یاخته‌ای دارد. هنگام تخمیر، گازی تولید می‌کند که در شبکه‌ی گلوتن خمیر به دام می‌افتد و باعث پُف کردن نان می‌شود. بدون این دیواره، مخجر نمی‌توانست شکل خود را حفظ کند و این فرآیند به درستی انجام نمی‌شد.

• کاغذ و پارچه: کاغذ اساساً از تارهای سلولزی (همان دیواره‌ی یاخته‌ای گیاهان) ساخته می‌شود. پارچه‌ی نخی و کتان نیز از سلولز گیاه پنبه تولید می‌شوند. استحکام این مواد به خاطر همان زنجیره‌های بلند سلولزی است.

• تهیه‌ی مربا: پکتین موجود در لاملای میانی، یک ماده‌ی طبیعی قوام‌دهنده است. وقتی میوه‌ها را برای درست کردن مربا می‌پزیم، پکتین از دیواره‌ی یاخته‌ها خارج شده و به مربا حالت ژله‌ای می‌دهد.

• چوب و مبلمان: استحکام چوب به خاطر وجود لایه‌ی ضخیم دیواره‌ی ثانویه و ماده‌ی لیگنین در آن است که به آن مقاومت و دوام می‌بخشد.

پرسش‌های مهم و اشتباهات رایج

پاورقی

¹یاخته (Cell): کوچکترین واحد سازنده و زنده‌ی موجودات زنده.
²سلولز (Cellulose): یک پلی‌ساکارید (زنجیره‌ی بلند قندی) که از واحدهای گلوکز ساخته شده و جزء اصلی دیواره‌ی یاخته‌ای گیاهان است.
³کیتین (Chitin): یک پلی‌ساکارید نیتروژن‌دار که ماده‌ی اصلی سازنده‌ی دیواره‌ی یاخته‌ای قارچ‌ها و اسکلت بیرونی حشرات است.
⁴پپتیدوگلیکان (Peptidoglycan): شبکه‌ای از قند و پروتئین که دیواره‌ی یاخته‌ای بیشتر باکتری‌ها را می‌سازد.
⁵نیمه‌تراوا (Semipermeable): خاصیتی که به برخی مولکول‌ها اجازه‌ی عبور می‌دهد و برخی دیگر را عبور نمی‌دهد.
⁶پلی‌ساکارید (Polysaccharide): مولکول‌های بزرگ کربوهیدراتی که از اتصال تعداد زیادی قند ساده تشکیل شده‌اند.
⁷پکتین (Pectin): یک پلی‌ساکارید پیچیده که در لاملای میانی دیواره‌ی یاخته‌ای گیاهان وجود دارد و خاصیت چسبندگی دارد.
⁸لیگنین (Lignin): یک ماده‌ی پلیمری پیچیده که به دیواره‌ی ثانویه‌ی گیاهان چوبی استحکام و مقاومت در برابر پوسیدگی می‌دهد.
⁹آنتی‌بیوتیک (Antibiotic): داروهایی که برای از بین بردن یا مهار رشد باکتری‌ها ساخته می‌شوند.