SCHIMMELCELLEN: KENMERKEN, ORGANELLEN EN FUNCTIES - BIOLOGIE

De schimmelcellen zijn het celtype dat de structuur van schimmels vormt, of deze nu eencellig of filamentair zijn. Schimmels zijn een groep organismen die, hoewel ze kenmerken gemeen hebben met planten, tot een apart koninkrijk behoren; het Fungi-koninkrijk. Dit komt omdat ze bepaalde kenmerken hebben waardoor ze niet kunnen worden gegroepeerd met andere levende wezens.

Deze verschillen zijn voornamelijk te wijten aan de kenmerken van de cellen waaruit ze bestaan. Schimmelcellen hebben een aantal organellen die niet in andere voorkomen, zoals de lichamen van Wöroning, naast het feit dat ze kunnen worden gemuteerd, tweekernig en zelfs ontkernd.

Schimmels bestaan uit cellen met bijzondere kenmerken. Bron: pixabay.com

Bij filamenteuze schimmels vormen deze cellen de hyfen, die samen het mycelium vormen, dat op zijn beurt het vruchtlichaam van de schimmel vormt. De studie van dit type cellen is erg interessant en er moeten nog veel dingen over worden opgehelderd.

kenmerken

Schimmelcellen hebben veel aspecten gemeen met alle andere eukaryote cellen. Ze hebben echter ook hun eigen kenmerken.

Het zijn eukaryoten

Het genetisch materiaal van dit type cel bevindt zich in een structuur die bekend staat als de celkern en wordt begrensd door een membraan. Evenzo is het verpakt en vormt het een structuur die chromosomen wordt genoemd.

Vorm

Schimmelcellen worden gekenmerkt doordat ze langwerpig en buisvormig zijn, met afgeronde randen.

Ze hebben een celwand

Net als plantencellen zijn schimmelcellen omgeven door een stijve structuur die bekend staat als de celwand, die helpt de cel te beschermen, ondersteunen en een gedefinieerde vorm te geven. Deze celwand bestaat uit een koolhydraat genaamd chitine.

Maak hyfen

In draadschimmels vormen de cellen samen grotere structuren, hyfen genaamd, die het lichaam van deze schimmels vormen. Op hun beurt kunnen hyfen een variabel aantal kernen hebben. Ze hebben geen kern (1 kern), twee kernen (2 kernen), meerkernige (meerdere kernen) of ontkernd (geen kern).

Ze kunnen worden verdeeld

Cellen in hyfen kunnen worden gevonden verdeeld door een structuur die bekend staat als een septum.

De septa scheiden in zekere zin de cellen, hoewel niet volledig. Ze zijn onvolledig, wat betekent dat ze poriën hebben waardoor cellen met elkaar kunnen communiceren.

Deze poriën maken het mogelijk dat een kern van de ene cel naar de andere gaat, waardoor hyfen met meer dan één kern kunnen bestaan.

Ze hebben mitose gesloten

Het mitoseproces dat schimmelcellen ondergaan, verschilt van de rest van eukaryote cellen doordat het kernmembraan behouden blijft, het valt niet uiteen zoals gebruikelijk zou zijn.

Binnen de kern vindt de scheiding van chromosomen plaats. Later wordt het kernmembraan gewurgd, waardoor twee kernen worden gevormd.

Evenzo presenteert mitose ook andere varianten: in metafase bevinden de chromosomen zich niet in het equatoriale vlak van de cel en vindt de scheiding van chromosomen tijdens anafase plaats zonder synchronie.

Structuur

Zoals alle eukaryote cellen hebben schimmelcellen een basisstructuur: kernmembraan, cytoplasma en kern. Het heeft echter enige gelijkenis met plantencellen, aangezien het naast deze drie structuren ook een celwand heeft, die stijf is en voornamelijk bestaat uit een polysaccharide genaamd chitine.

Cellulair membraan

Het celmembraan van alle eukaryote organismen heeft dezelfde vorm. Paddenstoelen zijn natuurlijk geen uitzondering. De structuur wordt verklaard door het vloeiende mozaïekmodel, voorgesteld door Singer en Nicholson in 1972.

Volgens dit model is het celmembraan een dubbele laag glycerofosfolipiden die worden gekenmerkt door een hydrofiel uiteinde (gerelateerd aan water) en een hydrofoob uiteinde (dat water afstoot). In die zin zijn de hydrofobe gebieden naar de binnenkant van het membraan gericht, terwijl de hydrofiele gebieden naar buiten zijn gericht.

Sommige soorten eiwitten worden op het oppervlak van het celmembraan aangetroffen. Er zijn de perifere eiwitten, die worden gekenmerkt doordat ze het hele membraan doorkruisen in zijn verlenging en in contact staan met zowel de intracellulaire ruimte als de extracellulaire ruimte. Over het algemeen functioneren deze eiwitten als ionenkanalen die de doorgang van bepaalde stoffen in de cel mogelijk maken.

Evenzo zijn er de zogenaamde perifere eiwitten, die alleen in contact komen met een van de zijkanten van het membraan, deze niet kruisen.

Naast de integrale en perifere eiwitten bevinden zich op het oppervlak van het celmembraan nog andere verbindingen zoals glycolipiden en glycoproteïnen. Deze functioneren als receptoren die andere verbindingen herkennen.

Bovendien bevatten de celmembranen van schimmels een groot percentage sterolen en sfingolipiden, evenals ergosterol.

Onder de functies van het celmembraan in schimmelcellen kunnen worden genoemd:

Beschermt de cel en zijn componenten tegen invloeden van buitenaf.
Het is een regulator in de transportprocessen naar binnen en buiten de cel.
Maakt celherkenning mogelijk
Het is een semi-permeabele barrière die de doorgang van moleculen verhindert die schade aan de cel kunnen veroorzaken

Cellulaire muur

Onder de levende wezens met een celwand bevinden zich schimmels, bacteriën en planten.

De celwand van schimmels bevindt zich buiten het celmembraan en is een stijve structuur die helpt om de cel een gedefinieerde vorm te geven. In tegenstelling tot wat velen misschien denken, is de celwand van schimmels heel anders dan de celwand die aanwezig is in plantencellen.

Het is in wezen samengesteld uit eiwitten en polysacchariden. De eerste worden geassocieerd met polysacchariden, die zogenaamde glycoproteïnen vormen, terwijl de polysacchariden die in de celwand aanwezig zijn galactomannan, glycaan en chitine zijn.

Schema van de celwand van schimmelcellen. Bron: Maya en Rike

Evenzo wordt de celwand gekenmerkt door zijn constante groei.

Glycoproteïnen

Ze vertegenwoordigen een groot percentage van de samenstelling van de celwand. Onder de functies die ze vervullen, kunnen we noemen: ze helpen de vorm van de cel te behouden, ze grijpen in bij het transport van en naar de cel en ze dragen bij tot de bescherming van de cel tegen vreemde agentia.

Galactomannan

Het zijn chemische verbindingen waarvan de chemische structuur uit twee monosacchariden bestaat; een mannosemolecuul, waaraan galactosetakken zijn gehecht. Het wordt voornamelijk aangetroffen in de celwand van schimmels die behoren tot het geslacht Aspergillus, ook wel schimmels genoemd.

Glucan

Het zijn zeer grote polysacchariden die bestaan uit de vereniging van veel glucosemoleculen. Glycanen omvatten een grote verscheidenheid aan polysacchariden, waarvan sommige algemeen bekend zijn, zoals glycogeen, cellulose of zetmeel. Het vertegenwoordigt tussen de 50 en 60% van het drooggewicht van de celwand.

Belangrijk is dat glucanen de belangrijkste structurele componenten van de celwand zijn. Andere onderdelen van de muur worden eraan verankerd of vastgemaakt.

Chitine

Het is een bekend en overvloedig polysaccharide in de natuur dat deel uitmaakt van de celwanden van schimmels, evenals het exoskelet van sommige geleedpotigen zoals spinachtigen en kreeftachtigen.

Het bestaat uit de vereniging van N-acetylglucosamine-moleculen. Het kan in twee vormen worden gevonden: ß-chitine en α-chitine. Dit laatste is wat aanwezig is in schimmelcellen.

De eigenschappen zijn: het is niet oplosbaar in water, maar eerder in geconcentreerde zuren zoals fluoralcoholen; het heeft een lage reactiviteit en heeft een hoog molecuulgewicht.

Cel cytoplasma

Het cytoplasma van schimmelcellen lijkt sterk op het cytoplasma van andere eukaryote cellen: dieren en planten.

Het neemt de ruimte in tussen het cytoplasmatische membraan en de celkern. Het heeft een colloïdale textuur en de verschillende organellen die de cel helpen om zijn verschillende functies uit te voeren, bevinden zich er verspreid in.

Organellen

Mitochondriën

Het is een essentieel organel in de cel, omdat het cellulaire ademhalingsproces daarin plaatsvindt, waardoor het het hoogste percentage energie krijgt. Ze zijn over het algemeen langwerpig en meten tot 15 nanometer.

Evenzo bestaan ze uit twee membranen, een extern en een intern. Het binnenmembraan vouwt en buigt en vormt invaginaties die bekend staan als mitochondriale ruggen.

Golgi-apparaat

Het is niet zoals het Golgi-apparaat in andere eukaryote cellen. Het bestaat uit een set reservoirs. Zijn functie is gerelateerd aan celgroei, evenals aan voeding.

Endoplasmatisch reticulum

Het is een vliezige set die in sommige delen is bedekt met ribosomen (ruw endoplasmatisch reticulum) en in andere niet (glad endoplasmatisch reticulum).

Het endoplasmatisch reticulum is een organel dat verband houdt met de synthese van biomoleculen zoals lipiden en eiwitten. Evenzo worden hier ook bepaalde intracellulaire transportblaasjes gevormd.

Schema van een schimmelcel. (1) Muur van de hypha. (2) Septo. (3) Mitochondrion. (4) Vacuole. (5) Ergosterol-kristal. (6) Ribosoom. (7) Kern. (8) Endoplasmatisch reticulum. (9) Lipidenlichaam. (10) Plasmamembraan. (11) blaasjes. (12) Golgi-apparaat. Bron: AHiggins12

Microbodies

Het zijn een soort blaasjes die voornamelijk enzymen bevatten. Deze omvatten peroxisomen, hydrogenosomen, lysosomen en Wöroning-lichamen.

Peroxisomen: dit zijn blaasjes die vaak rond van vorm zijn en tot 1 nanometer in diameter. Ze slaan enzymen zoals peroxidasen op. De belangrijkste functie is de ß-oxidatie van onverzadigde vetzuren.
Hydrogenosomen: blaasjesvormige organellen met een gemiddelde diameter van 1 nanometer. Zijn functie is om moleculaire waterstof en energie te produceren in de vorm van ATP-moleculen.
Lysosomen: het zijn grotere blaasjes dan de voorgaande en hebben een spijsverteringsfunctie. Ze bevatten enzymen die bijdragen aan de afbraak van bepaalde verbindingen die door de cel worden ingenomen. Enkele van de enzymen die ze bevatten zijn onder andere catalase, peroxidase, protease en fosfatase.
Wöroning-lichamen: het zijn kristallijne organellen die alleen aanwezig zijn in filamenteuze schimmels. De vorm is variabel en kan rechthoekig of ruitvormig zijn. Ze worden geassocieerd met de septa tussen elke cel en hun functie is om ze indien nodig aan te sluiten.

Ribosomen

Het zijn organellen die zijn gemaakt van eiwitten en RNA. Ze zijn vrij te vinden in het cytoplasma of op het oppervlak van het endoplasmatisch reticulum. Ribosomen zijn een van de belangrijkste cytoplasmatische organellen, omdat ze verantwoordelijk zijn voor de synthese en uitwerking van eiwitten.

Vacuoles

Het is een organel dat typisch is voor planten- en schimmelcellen die worden begrensd door een membraan dat lijkt op het plasmamembraan. De inhoud van de vacuolen is zeer gevarieerd en kan bestaan uit water, zouten, suikers en eiwitten, evenals een ander elektrolyt. Tot de functies die ze in de cel vervullen, behoren: opslag, pH-regeling en vertering.

Celkern

Het is een van de belangrijkste structuren van de schimmelcel, omdat het al het genetische materiaal van de schimmel bevat, begrensd door een kernmembraan. Dit membraan heeft kleine poriën waardoor communicatie tussen het cytoplasma en het inwendige van de kern mogelijk is.

In de kern bevindt zich het genetisch materiaal, dat verpakt is in de vorm van de chromosomen. Deze zijn klein en korrelig en zelden filamenteus. Afhankelijk van de soort schimmel, zal de cel een bepaald aantal chromosomen hebben, hoewel altijd tussen de 6 en 20 chromosomen.

Het kernmembraan heeft de bijzonderheid dat het aanhoudt tijdens het proces van celdeling of mitose. Het presenteert een nucleolus die in de meeste gevallen een centrale positie heeft en behoorlijk prominent aanwezig is.

Evenzo, afhankelijk van het moment in de levenscyclus van de schimmel, kan de kern haploïde zijn (met de helft van de genetische belasting van de soort) of diploïde (met de volledige genetische belasting van de soort).

Ten slotte zal, afhankelijk van het type schimmel, het aantal kernen variëren. In eencellige schimmels, zoals het gisttype, is er maar één kern. In tegenstelling hiermee hebben draadschimmels, zoals basidiomyceten of ascomyceten, een variabel aantal kernen voor elke hypha.

Dit is hoe er monokaryote hyfen zijn, die een enkele kern hebben, dikaryotische hyfen, met twee kernen, en polycariotische hyfen, die meer dan twee kernen hebben.

Referenties

Alexopoulos, C., Mims, W. en Blackwell, geh. (1996). Inleidende mycologie. John Wiley & Sons, Inc. New York.
Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. en Massarini, A. (2008). Biologie. Redactioneel Médica Panamericana. 7e editie.
Maresca B. en Kobayashi GS. (1989). Microbiologische beoordelingen 53: 186.
Mármol Z., Páez, G., Rincón, M., Araujo, K., Aiello, C., Chandler, C. en Gutiérrez, E. (2011). Chitine- en chitosan-vriendelijke polymeren. Een overzicht van uw sollicitaties. URU Technocientific Magazine. een.
Pontón, J. (2008). De celwand van schimmels en het werkingsmechanisme van anidulafungine. Ibero-Amerikaans tijdschrift voor mycologie. 25. 78-82.

SCHIMMELCELLEN: KENMERKEN, ORGANELLEN EN FUNCTIES - BIOLOGIE - 2026