جدار الخلية (بالإنجليزية: Cell Wall) جدار صلب غير حي لكنه مرن إلى حد ما . ويتكون الجدار الخلوي في النباتات الراقية من البروتوبلاست والمكون الرئيسي لمادة الجدار الخلوي هو السليلوز وهو هيكل شبكي من سلاسل السيليلوز من الغرويات المحبة للماء المتراصة لها القدرة على التشرب ومنفذ لكل من الماء والذائبات وترسب مواد أخرى مع السليلوز في تكوين الجدار الخلوي حسب نوع الجدار ونوع وعمر الخلية النباتية فمثلاً في جدر الخلايا الابتدائية يشترك البكتين والهيمي سليلوز ويترسب اللجنين في أوعية الخشب والكيوتين في خلايا البشرة والسوبرين في خلايا الفلين وتوجد مواد أخرى تدخل في تكوين الجدار مثل البروتينات والمواد الهلامية والصموغ التي تدخل في تكوين الجدار الثانوي، وهو يميز الخلية النباتية عن الخلية الحيوانية.حيث هذه الاخيرة( الحيوانية)[2] لا يوجد بها جدار خلويّ لأن جسم الحيوان يضم عظاماً تقوّي وتبقي بنيته ثابتة ومستقيمة ، ووجود الجدار الخلوي في الخلية النباتية لأنها لا تملك عظاماً في الأصل فيعمل الجدار الخلوي المكوّن من جدارين ابتدائي وثانوي على إبقاء النبتة واقفة وصامدة وليحميها بشكل اقوى ان النباتات معرضة لعدة ظروف طبيعية قاسية فهي بحاجة لحماية موادها الداخلية التي هي اساس عملياتها الحيوية.
المحتويات
تكوين الجدار الخلوي للخلية النباتية
يجب أن يتمتع الجدار الخلوي للخلية النباتية بقوة وقابلية للتمدد حتى تتحمل الضغط الأسموزي الداخلي الناتج عن الاختلاف في التركيزات المُذابة بين المحاليل الداخلية والخارجية للخلية، ويكون قوة الضغط الأسموزي الداخلي أقوى عدة مرات من الضغط الجوي.
ويتكون الجدار الخلوي للخلايا النباتية من ثلاث طبقات:
- جدار الخلية الأولي أو الأساسي (بالإنجليزية: Primary wall)، وهو تركيب يلي الصفيحة الوسطية ويتكون من السليلوز وأشباه السليلوز والبكتين والبروتين ويصل سمكها إلى 3 ميكرون، ويتكون بشكل عام من طبقة رقيقة ومرنة وقابلة للتمدد أثناء نمو الخلية.
- جدار الخلية الثانوي (بالإنجليزية: Secondry wall)، وهي طبقة سميكة تتكون بعد نمو الخلية بالكامل داخل جدار الخلية الأولي، ولم يُعثر عليه في جميع أنواع الخلايا، ويتكون من مواد أهمها اللجنين والسوبرين والكيوتين وكربونات الكالسيوم والسليكات .
- الصفيحة الوسطى وهي أول ما يتكون بين الخلايا عند الانقسام، وهي طبقة غنية بالبكتين.
وظيفة الجدار الخلوي
وظيفة الجدار الخلوي: الحماية الخارجية للخلية: أي أنها تمنع أي ضرر مادي لهياكل الخلايا الداخلية من القوى الخارجية.
الهيكل الخارجي: يعمل جدار الخلية كهيكل خارجي ويوفر الدعم الميكانيكي وكذلك يوازن الضغط الاسموزي داخل الخلايا.
منع الخلايا من الجفاف: يساعد جدار الخلية البكتيريا على تحمل حرارة الشمس الشديدة.
إذا لم يكن جدار الخلية، فسوف تجف الخلية بسبب التبخر. لذلك يمنع جدار الخلية من جفاف الخلية. بدون جدار الخلية، تجف الخلية ممّا يؤدي إلى تحلل البلازما.
تحافظ على تكتل الخلية: دائمًا ما تكون جدران الخلية مترابطة في النباتات والكائنات الأخرى متعددة الخلايا.
النفاذية: على الرغم من أن جدار الخلية صلب فهو قابل للنفاذ إلى الجزيئات الصغيرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون. يساعد ذلك على حركة الماء داخل النبات دون الحاجة إلى الدورة الدموية.
بطبيعة الحال، فإن سفينة النقل الرئيسية للتوصيل داخل النبات هي نسيج الخشب واللحاء.
لكن نفاذية جدار الخلية تساعد في النقل بين الخلايا عن طريق الانتشار والعمليات الأخرى.
قناة للغذاء والماء: مع تقدم العمر، يصبح جدار الخلية أكثر سمكًا وينمو داخليًا ليحل محل السيتوبلازم مع تقدم الخلية في العمر وتموت. بسبب إضافة المزيد من المواد، يتشكّل جدار الخلية في أنابيب الغربال على شكل لحاء أو سماكة موضعية مثل نسيج الخشب.
صفات الجدار الخلوي
يُمنح الجدار الخلوي للخلايا الصلابة والقوة، بالإضافة أنه يحمي الخلية من الإجهاد، كما أن يُلاحظ أن التركيب الكيميائي وخصائص جدار الخلية مرتبطة بنمو الخلايا النباتية وتشكلها. ويُلاحظ في الكائنات متعددة الخلايا أن جدار الخلية يسمح ببناء شكل محدد ويحافظ عليه، كما أنه يحد من دخول الجزئيات الكبيرة التي قد تكون سامة للخلية، ويُسمح أيضًا جدار الخلية بإنشاء بيئة أسموزية مستقرة عن طريق منع التحلل الأسموزي والمُساعدة في الاحتفاظ بالمياه. وقد يتغير تكوين وخصائص وشكل جدار الخلية أثناء دورة الخية ويعتمد على ظروف النمو.
صلابة جدار الخلية
يكون جدار الخلية مرنًا في معظم الخلايا، مما يعني أنه يُثنى بدلًا من أن يحتفظ بشكله ثابت ولكنه يمتاز بقوة شدة كبيرة، وجدار الخلية هو المسؤول عن الصلابة الواضحة لأنسجة النبات الأولية ولكن ليس بسبب صلابة الجدار نفسه ولكن بسبب الضغط الهيدروليكي الذي يتكون ويتسبب بهذه الصلابة الملحوظة. وتظهر مرونة جدار الخلية حينما يذبل النبات وتبدأ السيقان والأوراق بالتدلي، أو تُلاحظ في الأعشاب البحرية التي تنحني خلال التيارات البحرية.
وقد شرح جون هاولاند هذا بمثال توضيحي حينما شبه جدار الخلية بسلة خوص تم نفخ بالون بداخلها بحيث يمارس ضغطًا من الداخل، وهذه السلة صلبة للغاية ومقاومة لأي ضرر. وبالطريقة نفسها تكتسب الخلايا التي تمتلك جدارًا خلويًا قوة من غشاء البلازما المرن الذي يضغط على الجدار الخلوي الصلب، وبالتالي فإن الصلابة الظاهرة لجدار الخلية ينتج عن تضخم الخلية الموجودة بداخلها والذي يحدث نتيجة للامتصاص السلبي للماء.[7]
النفاذية
جدار الخلية الأساسي لمعظم الخلايا النباتية قابل للاختراق بحرية للجزئيات الصغيرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون بما في ذلكَ البروتينات الصغيرة، ويعتبر الرقم الهيدروجيني عاملًا مهمًا يتحكم في نقل الجزئيات عبر جدران الخلايا.
الوظائف
و يقوم الجدار الخلوي بعدة وظائف هي:
- حماية الخلية من الخدوش والأخطار الخارجية ..
- طرح الفضلات خارج الخلية.
- تحديد شكل الخلية.
ومن الوظائف الثانوية
- خاصية الاسموزية ودور الجدار الخلوي بها
عند وضع خلية نباتية في محلول مخفف يؤدي الي حدوث فرق في الضغوط الاسموزية ،وينتقل الماء الي داخل الخلية النباتية فتنتفخ بسبب ضغط الامتلاء [8]،ولكن دون انفجار ويرجع السبب في ذلك الي الجدار الخلوي ؛حيث ينشأ ضغط معاكس لضغط الامتلاء يعرف بضغط الجدار السلبي مما يمنع الانفجار .على النقيض مما يحدث في الخلية الحيوانية والتي تفتقد إلي هذا الجدار.
- جهاز مناعة للنبات
من طرق الدفاع الخلوية[9] والتي تشمل التحولات المورفلوجية للجدار الخلوي ومكوناته:
موقع الجدار الخلوي (السليلوزي في الخلية النباتية)
- انتفاخ الجدار الخلوي لخلايا البشرة وما يحيط بها أثناء اختراق المسبب المرضي مما يعمل على تثبيط محاولته لاختراق الخلية والاستقرار والتكاثر بها .
- تغليف الفطريات المخترقة للخلية بغلاف ينشأ عن امتدادات الجدار الخلوي للعائل.
يعتبر جدار الخلية النباتية من أهم صفاتها التي تميزها عن الخلية الحيوانية التي تفتقر إلى مثل هذا الجدار، ولكن قليلا من الخلايا النباتية لا يوجد بها مثل هذا الجدار: منها الأبواغ في الطحالب والفطريات والخلايا التناسلية في كل من النباتات البدائية والراقية. ونستطيع تحديد جدار الخلية في أنواع مختلفة من الخلايا (حقيقة النواة euocaryotic) أو (غير حقيقية النواة procaryotic).
الجدار الخلوي للبكتيريا مكون من
هو جدار صلب يتكون من البروتينات والسكر، ويقدم هذا الجدار الوظائف الاتية:
- يعطي الشكل المحدد للخلية البكتيرية.
- يعد المسؤول عن حماية البكتيريا من الانفجار إذا حصل اختلاف في الضغط الاسموزي بين محتويات الخلية الداخلي والبيئة المحيطة بها.
- يساعد الجدار على تثبيت السوط والشعيرات الخاصة بالبكتيريا والتي تنشأ من الغشاء السيتوبلازمي.