கலச்சுவர், கல இணைப்புகள் மற்றும் புறகல அடிப்படை
ஏன் இது முக்கியம்? மரம் எப்படி நிமிர்ந்து நிற்கிறது? அந்த வலிமை செல்லுலோஸ் கல சுவரிலிருந்து வருகிறது — மையில் பிரித்தெடுத்த கார்போஹைட்ரேட் நாரிழைகள் கான்க்ரீட்டை விட வலிமையானவை. ஆனால் தாவர செல்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பாடவும், நீரையும் சத்துக்களையும் பகிர்ந்துகொள்ளவும் வழிகள் வேண்டும்.
முதலுருவிணைப்புகள் (plasmodesmata) கல சுவரில் உள்ள நுண்துளைகள் — அவற்றின் வழியே அயல் செல்களின் குழியவுருக்கள் நேரடியாக தொடர்ந்திருக்கின்றன; இது ஒரு தொடர்ச்சியான 'செல் நெட்வொர்க்' உருவாக்குகிறது. விலங்கு செல்களில் tight junctions, desmosomes, gap junctions இதே பணியை செய்கின்றன.
- தாவரக் கலச்சுவரின் (cell wall) கட்டமைப்பையும் முதலான/துணையான சுவர்களையும், அதன் தொழில்களையும் விபரித்தல்.
- விலங்குக் கலங்களில் காணப்படும் மூன்று வகைக் கலச்சந்திகளையும் (cell junctions) முதலுருஇணைப்புகளையும் (plasmodesmata) வேறுபடுத்துதல்.
- விலங்குக் கலங்களின் கலப்புறத்தாயத்தின் (extracellular matrix, ECM) கூறுகளையும் தொழில்களையும் விளக்குதல்.
1. கலச்சுவர் (Cell Wall)
Plant cell wall structure
Wikipedia → · CC
கலச்சுவரானது தாவரக் கலங்களில் காணப்படும் ஒரு கலப்புறக் கட்டமைப்பு (extracellular structure) ஆகும். விலங்குக் கலங்களில் கலச்சுவர் காணப்படாது; எனினும் புரோக்கரியோட்டுகள் (prokaryotes), பங்கசுக்கள் (fungi) மற்றும் சில புரோட்டிஸ்ட்டுகள் (protists) மெல்லிய, நெகிழக்கூடிய கலச்சுவரைக் கொண்டுள்ளன. கலச்சுவரின் இரசாயனக் கூற்று இனத்துக்கு இனம், ஏன் ஒரே இனத்தின் வௌ்வேறு கலவகைகளுக்கிடையேயும் வேறுபடுகின்றது.
| உயிரினம் / Organism | கலச்சுவரின் பிரதான கூறு / Wall component |
|---|---|
| தாவரம் (plants) | செலுலோசு (cellulose) + பெக்டின் (pectin) + அரைச்செலுலோசு (hemicellulose); சில கலங்களில் இலிக்னின் (lignin), சுபரின் (suberin) |
| பங்கசு (fungi) | கைற்றின் (chitin) |
| பாக்டீரியா / சயனோபாக்டீரியா | பெப்ரிடோகிளைக்கான் (peptidoglycan) |
தாவரங்கள் இரண்டு வகையான கலச்சுவர்களை ஆக்குகின்றன — முதலான சுவர் (primary wall) மற்றும் துணையான சுவர் (secondary wall).
- முதலான சுவர் (Primary cell wall) — இளம் கலங்களில் கலப்பிரிவின்போது முதலில் சுரக்கப்படுகிறது; ஊடுபுகவிடக் கூடியது (permeable), ஒப்பீட்டளவில் மெல்லியது, நெகிழக்கூடியது; பிரதானமாகச் செலுலோசு நார்களால் ஆக்கப்பட்டு நடுமென்றட்டின் (middle lamella) மீது இடப்படுகிறது. கலச்சுவரின் வெற்று இடைவெளிகளினூடாக நீர் சுயாதீனமாக நகரக்கூடியது.
- நடுமென்றட்டு (Middle lamella) — முதலான சுவருக்கு வெளியே உள்ள மெல்லிய அடுக்கு; ஒட்டும் தன்மை கொண்ட பெக்டின் (மக்னீசியம் + கல்சியம் பெக்டேட்) நிறைந்தது; அயற்கலங்களை ஒட்ட வைக்கிறது (glues adjacent cells).
- துணையான சுவர் (Secondary cell wall) — முதலுருமென்சவ்விற்கும் (plasma membrane) முதலான சுவருக்கும் இடையே உருவாகிறது; கடினமான பதார்த்தங்களின் பல அடுக்குகளைக் கொண்டு விறைப்பான கட்டமைப்பை ஆக்குகிறது. செலுலோசுக்கு மேலதிகமாக ஊடுபுகவிடாத இலிக்னின், சுபரின் இணைகின்றன. இலிக்னின் சீமெந்து செலுலோசு நார்களை ஒன்றாக நிலைநிறுத்தி கடினமான, விறைப்பான தாயத்தை வழங்குகிறது.
- முதலுருஇணைப்புகள் (Plasmodesmata) — கலச்சுவரில் உள்ள குழிகளினூடாகச் (pits) செல்லும் நுணுக்குக்காட்டிக்குரிய கால்வாய்கள்; அயற்கலங்களின் குழியவுருக்களை (cytoplasm) நேரடியாக இணைக்கும் உயிர்த் தொடர்புகள்.
கலச்சுவரின் தொழில்கள்: பாதுகாப்பும் ஆதாரமும் வழங்கல்; நீர் கலத்தினுள் செல்லும்போது விறைப்புத்தன்மையின் (turgidity) விருத்திக்கு இடமளித்தல்; வீக்க நிலையின்போது வெடித்தலைத் தடுத்தல்; கலவளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்தலும் எல்லைப்படுத்தலும்; அப்போப்பிளாஸ்ட் பாதையின் (apoplast pathway) கூறாக இருத்தல்; கல வடிவத்தைப் பேணல்; ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிராகத் தாவரத்தை நிமிர்த்தி வைத்திருத்தல்.
2. கலச்சந்திகள் (Cell Junctions) — விலங்குக் கலங்களில்
Tight cell junction
Wikipedia → · CC
அயற்கலங்கள் நேரடியான பௌதிகத் தொடர்புறும் இடங்களினூடாக இணைந்து, இடைவினையாற்றி, தொடர்பாடுகின்றன. கலச்சந்திகள் என்பன அயற்கலங்களின் முதலுருமென்சவ்வுகள் இணைக்கப்படும் இடத்திலுள்ள கட்டமைப்புகளாகும். இவை அயற்கலங்களின் அக இரசாயனச் சூழலை இணைக்கின்றன. விலங்குக் கலங்களில் மூன்று வகையான கலச்சந்திகள் உள்ளன.
- நெருக்கமான சந்திகள் (Tight junctions) — விசேட புரதங்கள் மூலம் அயற்கலங்களின் முதலுருமென்சவ்வுகளைச் சுற்றித் தொடர்ச்சியான அடைப்புகளை உருவாக்கி நெருக்கமாக இணைக்கும்; கலத்திடை இடைவெளிகளினூடாகக் கலப்புறப்பாயங்களின் (extracellular fluids) கசிவைத் தடுக்கும். உ+ம்: தோல் மேலணி (skin epithelium).
- டெஸ்மோசோம்கள் / தாங்கும் சந்திகள் (Desmosomes / anchor junctions) — இடைத்தர இழைகளினால் (intermediate filaments) அயற்கலங்களின் குழியவன்கூட்டுடன் (cytoskeleton) பொறிமுறைரீதியில் இணைத்து வலிமையான பிணைப்பை ஏற்படுத்தும். உ+ம்: தசையிழையம் (muscle tissue).
- இடைவெளிச் சந்தி / தொடர்பாடும் சந்தி (Gap junctions / communicating junctions) — ஒரு கலத்திலிருந்து அடுத்த கலத்திற்கு குழியவுருக் கால்வாய்களை வழங்கும்; விசேட மென்சவ்வுப் புரதங்கள் துளைகளைச் சூழ்ந்திருக்கும். இத்துளைகளினூடாக அயன்கள் (ions), வெல்லங்கள் (sugars), அமினோவமிலங்கள் (amino acids) கடத்தப்படலாம்; சமிக்ஞைகள், பதார்த்தங்களின் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கும். உ+ம்: இதயத்தசை, விலங்கு முளையம் (embryo).
3. விலங்குக் கலங்களின் கலப்புறத்தாயம் (Extracellular Matrix, ECM)
Extracellular matrix (ECM)
Wikipedia → · CC
விலங்குக் கலங்களில் கலச்சுவர் காணப்படாவிட்டாலும் அவை விரிவான கலப்புறத்தாயத்தைக் (ECM) கொண்டவை. இதன் பிரதான கூறுகளாகக் கலங்களால் சுரக்கப்படுகின்ற கிளைக்கோப்புரதங்களும் (glycoproteins), காபோவைதரேற்றுகளை உள்ளடக்கிய வேறு மூலக்கூறுகளும் காணப்படும். பெரும்பாலான விலங்குக் கலங்களில் மிக அதிகளவில் காணப்படும் கிளைக்கோப்புரதம் கொலாஜென் (collagen) ஆகும்; இது கலத்தின் வெளிப்புறமாக வலிமையான நார்களை உருவாக்கும். இக்கொலாஜென் நார்கள், கலங்களால் சுரக்கப்பட்ட புரோட்டியோகிளைக்கான் (proteoglycan) இனால் பின்னப்பட்ட வலையமைப்பினுள் உட்புதைந்திருக்கும். கொலாஜென் நார்கள் ஃபைப்ரோனெக்டின் (fibronectin) மூலம் முதலுருமென்சவ்வின் ஒருங்கிணைந்த புரதங்களுடன் (integral proteins) இணைக்கப்படுகின்றன.
ECM இன் தொழில்கள்: கலமேற்பரப்பின் மேல் ஒரு பாதுகாப்புப் படையை ஆக்குதல்; கலப்புறத்தாயத்தைக் குழியவன்கூட்டுடன் (cytoskeleton) இணைத்தல்; பொறிமுறை மற்றும் இரசாயன சமிக்ஞையில் (mechanical and chemical signalling) ஈடுபட்டு கல நடத்தையைப் பாதித்தல்.
Introduction to Cells: The Grand Cell Tour
Amoeba Sisters
- தாவரக் கலம் / Plant cell
- விலங்குக் கலம் / Animal cell
- பங்கசுக் கலம் / Fungal cell
- பாக்டீரியாக் கலம் / Bacterial cell
- சயனோபாக்டீரியா / Cyanobacteria
பதில் / Answer
- கைற்றின் / Chitin
- பெப்ரிடோகிளைக்கான் / Peptidoglycan
- செலுலோசு / Cellulose
- கொலாஜென் / Collagen
- இலிக்னின் / Lignin
பதில் / Answer
- செலுலோசு / Cellulose
- கைற்றின் (chitin) / Chitin
- பெப்ரிடோகிளைக்கான் / Peptidoglycan
- பெக்டின் / Pectin
- சுபரின் / Suberin
பதில் / Answer
- செலுலோசு / Cellulose
- கைற்றின் / Chitin
- பெப்ரிடோகிளைக்கான் (peptidoglycan) / Peptidoglycan
- கொலாஜென் / Collagen
- பெக்டின் / Pectin
பதில் / Answer
- துணையான சுவர் / Secondary wall
- முதலான சுவர் (primary wall) / Primary wall
- நடுமென்றட்டு / Middle lamella
- கலச்சந்தி / Cell junction
- குழியவன்கூடு / Cytoskeleton
பதில் / Answer
- விறைப்பானது, ஊடுபுகவிடாதது / Rigid, impermeable
- மெல்லியது, நெகிழக்கூடியது, ஊடுபுகவிடும் / Thin, flexible, permeable
- இலிக்னின் நிறைந்தது / Rich in lignin
- கொலாஜெனால் ஆனது / Made of collagen
- பெப்ரிடோகிளைக்கான் கொண்டது / Peptidoglycan
பதில் / Answer
- துணையான சுவர் / Secondary wall
- நடுமென்றட்டு (middle lamella) / Middle lamella
- முதலுருமென்சவ்வு / Plasma membrane
- குழியவுரு / Cytoplasm
- கலப்புறத்தாயம் / ECM
பதில் / Answer
- செலுலோசு / Cellulose
- பெக்டின் (pectin) / Pectin
- கைற்றின் / Chitin
- இலிக்னின் / Lignin
- மாப்பொருள் / Starch
பதில் / Answer
- பெக்டின், கைற்றின் / Pectin, chitin
- இலிக்னின், சுபரின் (lignin, suberin) / Lignin, suberin
- கொலாஜென், ஃபைப்ரோனெக்டின் / Collagen, fibronectin
- செலுலோசு மட்டும் / Only cellulose
- புரோட்டியோகிளைக்கான் / Proteoglycan
பதில் / Answer
- பெக்டின் / Pectin
- சுபரின் / Suberin
- இலிக்னின் (lignin) / Lignin
- கொலாஜென் / Collagen
- கைற்றின் / Chitin
பதில் / Answer
- நடுமென்றட்டுக்கும் குழியவுருவுக்கும் / Middle lamella and cytoplasm
- முதலுருமென்சவ்விற்கும் முதலான சுவருக்கும் / Plasma membrane and primary wall
- இரு கருக்களுக்கிடையே / Two nuclei
- கலச்சந்திகளுக்கிடையே / Two junctions
- தைலகாய்டுகளுக்கிடையே / Two thylakoids
பதில் / Answer
- இடைவெளிச் சந்திகள் / Gap junctions
- முதலுருஇணைப்புகள் (plasmodesmata) / Plasmodesmata
- டெஸ்மோசோம்கள் / Desmosomes
- நெருக்கமான சந்திகள் / Tight junctions
- கிறிஸ்ரே / Cristae
பதில் / Answer
- பாதுகாப்பும் ஆதாரமும் / Protection and support
- வீக்க நிலையில் வெடித்தலைத் தடுத்தல் / Prevent bursting in turgidity
- ATP தொகுப்பு / Synthesis of ATP
- கல வடிவத்தைப் பேணல் / Maintain cell shape
- விறைப்புத்தன்மைக்கு இடமளித்தல் / Allow turgidity
பதில் / Answer
- இழையுருப்பிரிவு / Mitosis
- விறைப்புத்தன்மை (turgidity) / Turgidity
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- சுயக்கரைப்பு / Autolysis
- நச்சு நீக்கம் / Detoxification
பதில் / Answer
- ஒன்று / One
- இரண்டு / Two
- மூன்று / Three
- நான்கு / Four
- ஐந்து / Five
பதில் / Answer
- இடைவெளிச் சந்தி / Gap junction
- டெஸ்மோசோம் / Desmosome
- நெருக்கமான சந்தி (tight junction) / Tight junction
- முதலுருஇணைப்பு / Plasmodesma
- நடுமென்றட்டு / Middle lamella
பதில் / Answer
- நெருக்கமான சந்தி / Tight junction
- டெஸ்மோசோம் (desmosome) / Desmosome
- இடைவெளிச் சந்தி / Gap junction
- முதலுருஇணைப்பு / Plasmodesma
- கொலாஜென் / Collagen
பதில் / Answer
- நெருக்கமான சந்தி / Tight junction
- டெஸ்மோசோம் / Desmosome
- இடைவெளிச் சந்தி (gap junction) / Gap junction
- நடுமென்றட்டு / Middle lamella
- துணையான சுவர் / Secondary wall
பதில் / Answer
- நெருக்கமான சந்தி / Tight junction
- இடைவெளிச் சந்தி / Gap junction
- டெஸ்மோசோம் / Desmosome
- முதலுருஇணைப்பு / Plasmodesma
- நடுமென்றட்டு / Middle lamella
பதில் / Answer
- நெருக்கமான சந்தி (tight junction) / Tight junction
- இடைவெளிச் சந்தி / Gap junction
- டெஸ்மோசோம் / Desmosome
- முதலுருஇணைப்பு / Plasmodesma
- கொலாஜென் நார் / Collagen fibre
பதில் / Answer
- இடைவெளிச் சந்தி / Gap junction
- டெஸ்மோசோம் (desmosome) / Desmosome
- நெருக்கமான சந்தி / Tight junction
- முதலுருஇணைப்பு / Plasmodesma
- நடுமென்றட்டு / Middle lamella
பதில் / Answer
- ATP உற்பத்தி / ATP production
- அயற்கலங்களின் அக இரசாயனச் சூழலை இணைத்தல் / Connect the internal chemical environment of adjacent cells
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- DNA தொகுப்பு / DNA synthesis
- நச்சு நீக்கம் / Detoxification
பதில் / Answer
- நடுமென்றட்டு / Middle lamella
- கலப்புறத்தாயம் (ECM) / Extracellular matrix
- துணையான சுவர் / Secondary wall
- முதலுருஇணைப்பு / Plasmodesma
- தைலகாய்டு / Thylakoid
பதில் / Answer
- செலுலோசு, இலிக்னின் / Cellulose, lignin
- கிளைக்கோப்புரதங்கள் + காபோவைதரேற்று மூலக்கூறுகள் / Glycoproteins + carbohydrate molecules
- பெப்ரிடோகிளைக்கான் / Peptidoglycan
- கைற்றின், சுபரின் / Chitin, suberin
- மாப்பொருள் துகள்கள் / Starch granules
பதில் / Answer
- ஃபைப்ரோனெக்டின் / Fibronectin
- கொலாஜென் (collagen) / Collagen
- புரோட்டியோகிளைக்கான் / Proteoglycan
- கெராற்றின் / Keratin
- ஈமோகுளோபின் / Haemoglobin
பதில் / Answer
- புரோட்டியோகிளைக்கான் / Proteoglycan
- ஃபைப்ரோனெக்டின் (fibronectin) / Fibronectin
- பெக்டின் / Pectin
- இலிக்னின் / Lignin
- கைற்றின் / Chitin
பதில் / Answer
- செலுலோசு / Cellulose
- புரோட்டியோகிளைக்கான் (proteoglycan) / Proteoglycan
- மாப்பொருள் / Starch
- கைற்றின் / Chitin
- பெப்ரிடோகிளைக்கான் / Peptidoglycan
பதில் / Answer
- ATP தொகுப்பு / ATP synthesis
- கலமேற்பரப்பின் மேல் பாதுகாப்புப் படை ஆக்குதல் / Form a protective layer over the cell surface
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- DNA தொகுப்பு / DNA replication
- குழியவுருப்பிரிவு / Cytokinesis
பதில் / Answer
- DNA ஐ உடைத்தல் / Breaking DNA
- பொறிமுறை + இரசாயன சமிக்ஞை / Mechanical and chemical signalling
- ATP தொகுத்தல் / Making ATP
- ஒளியை உறிஞ்சல் / Absorbing light
- நீரைப் பிரித்தல் / Splitting water
பதில் / Answer
- விலங்குக் கலங்களின் சந்தி / An animal-cell junction
- தாவரக் கலச்சுவரினூடாகச் செல்லும் குழியவுருக் கால்வாய் / A cytoplasmic channel through the plant cell wall
- இலிக்னினால் ஆனது / Made of lignin
- ATP தொகுக்கும் / Synthesises ATP
- கொலாஜென் நார் / A collagen fibre
பதில் / Answer
- டெஸ்மோசோம் / Desmosome
- நெருக்கமான சந்தி / Tight junction
- கலச்சுவர் + முதலுருஇணைப்பு / Cell wall + plasmodesmata
- இடைவெளிச் சந்தி / Gap junction
- கொலாஜென் / Collagen
பதில் / Answer
- இரண்டும் ஒன்றே / They are identical
- நெருக்கமான = கசிவைத் தடுக்கும்; இடைவெளி = பதார்த்தம் கடத்தும் / Tight seals; gap allows passage
- நெருக்கமான = ATP; இடைவெளி = DNA / Tight makes ATP; gap makes DNA
- இரண்டும் தாவரத்திற்கு உரியன / Both are plant junctions
- இரண்டும் இலிக்னினால் ஆனவை / Both made of lignin
பதில் / Answer
- முதலான சுவர், நடுமென்றட்டு, துணையான சுவர் ஆகியவற்றின் கூற்றையும் பண்பையும் கூறுக. / State the composition and a property of the primary wall, middle lamella and secondary wall. (3)
- விலங்குக் கலங்களில் உள்ள மூன்று வகைக் கலச்சந்திகளை அவற்றின் தொழிலுடன் கூறுக. / Name the three types of cell junction in animal cells with their function. (3)
- முதலுருஇணைப்பு என்றால் என்ன, அதன் தொழில் என்ன? / What is a plasmodesma and its function? (2)
- ECM இன் இரண்டு தொழில்களைக் கூறுக. / Give two functions of the ECM. (2)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) நெருக்கமான சந்தி — கசிவைத் தடுக்கும்; டெஸ்மோசோம் — வலிமையான பொறிமுறைப் பிணைப்பு; இடைவெளிச் சந்தி — அயன்/வெல்லம்/அமினோவமிலம் கடத்தி தொடர்பாடல். (3)
(இ) கலச்சுவரின் குழிகளினூடாகச் செல்லும் குழியவுருக் கால்வாய்; அயற்கலங்களின் குழியவுருக்களை இணைக்கும் உயிர்த் தொடர்பு. (2)
(ஈ) கலமேற்பரப்பின் மேல் பாதுகாப்புப் படை; குழியவன்கூட்டுடன் இணைப்பு; பொறிமுறை/இரசாயன சமிக்ஞை (ஏதேனும் இரண்டு). (2)
தாவரக் கலங்களும் விலங்குக் கலங்களும் தம் கலங்களுக்கிடையே எவ்வாறு இணைப்பையும் ஆதரவையும் ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை, கலச்சுவர், கலச்சந்திகள், முதலுருஇணைப்புகள், கலப்புறத்தாயம் (ECM) ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டு விபரிக்க. / Describe how plant and animal cells achieve connection and support between cells, with reference to the cell wall, cell junctions, plasmodesmata and the ECM.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• முதலுருஇணைப்பு — கலச்சுவர் குழிகளினூடாக குழியவுருக்களை இணைக்கும் (சிம்பிளாஸ்ட் பாதை).
• விலங்கு — மூன்று கலச்சந்திகள்: நெருக்கமான (கசிவுத் தடை), டெஸ்மோசோம் (பொறிமுறை வலிமை), இடைவெளி (தொடர்பாடல்).
• ECM — கொலாஜென் நார்கள் + புரோட்டியோகிளைக்கான் வலை; ஃபைப்ரோனெக்டின் மூலம் முதலுருமென்சவ்வுடன் இணைப்பு; பாதுகாப்பு + சமிக்ஞை.
பதில் / Show answer
- தாவரக் கலச்சுவர் = செல்லுலோசு; விறைப்பு + பாதுகாப்பு.
- பிளாஸ்மோடெஸ்மாட்டா (தாவரம்) கலங்களை இணைக்கும்.
- விலங்கு: இறுக்க/இடைவெளி இணைப்பு, டெஸ்மோசோம்; புறகல அடிப்படை (ECM).