¿Cuál es la estructura y la síntesis de una pared celular fúngica?

Fuente: Microorganismos

Imagen: Microorganismos Este diagrama muestra la estructura de Rhizopus , un moho común que a menudo se encuentra creciendo en el pan y la fruta podrida. Un hongo típico tendrá las siguientes estructuras clave: esporangio, esporas, hifa y esporangióforo (hypae aéreo)

Reproducción de hongos:

Antes de que se consuma su fuente de alimento, un hongo debe reproducirse y dispersar la descendencia a otras fuentes de alimento. Los hongos en su mayoría se reproducen asexualmente: la descendencia es producida por mitosis (algunos también pueden reproducirse sexualmente).

Cuando están listos para reproducirse, las hifas se extienden verticalmente y producen hinchazones llamadas esporangios ( sporangium = singular ) en sus puntas. En el interior se produce una gran cantidad de esporas, que son genéticamente idénticas a las del padre. Las esporas tienen una pared dura e impermeable para que puedan resistir la resequedad. Los hongos terrestres confían en que sus esporas se dispersen por el viento; su pequeño tamaño significa que tienen una gran superficie con la que capturar el aire en comparación con su pequeña masa, por lo que son transportados fácilmente por las corrientes de aire. Cuando maduran y las condiciones son favorables, el esporangio estalla liberando las esporas, una vez que caen sobre una fuente adecuada de alimento germinarán y de un nuevo micelio .

Las células de levadura se reproducen asexualmente por un proceso llamado brotación :

Alimentación / nutrición de hongos:

Son heterótrofos y digieren su comida externamente, absorbiendo moléculas de nutrientes en sus células.

Los hongos se alimentan por digestión extracelular. Lanzan enzimas digestivas a través de sus hifas de alimentación en sus alimentos, estos catalizan y descomponen los compuestos complejos más grandes en moléculas más pequeñas y simples que luego pueden ser absorbidas nuevamente a través de las hifas. Estos se utilizan luego como materias primas para el crecimiento o en la respiración para obtener energía.

¡Como cualquier ser vivo, los hongos también producen desechos!

Estas sustancias pueden ser dañinas o beneficiosas.
Por ejemplo: los hongos pueden echar a perder los alimentos y hacer que sea peligroso comerlos: los Aspergillus producen una toxina causante de cáncer cuando se cultivan los cacahuetes.

Por ejemplo: las células de levadura fermentan Glucosa que produce dióxido de carbono y etanol ; el dióxido de carbono se utiliza en la fabricación de cerveza y pan y el etanol en la industria cervecera.

**** Otra característica importante a tener en cuenta acerca de nuestros humildes hongos es que muchos hongos son producidos por hongos:

P.ej:

La penicilina es producida por Penicillium f ungus

La pared celular es un tema de estudio atractivo desde muchos puntos de vista, principalmente porque es la estructura responsable de la forma de vida de una gran cantidad de phyla; bacterias, hongos, algas y plantas , que es completamente diferente de los animales y organismos relacionados sin pared, con respecto a los mecanismos de nutrición, movilidad, la capacidad de colonizar nichos ecológicos distintos, y así sucesivamente.

La aparición de la pared eucariótica , completamente diferente de la procariota , fue un paso gigante en la evolución que también marcó la desviación de los organismos sin pared. Este proceso fue seguido por la adquisición de paredes con diferente composición por hongos, un proceso que los separó de plantas y algas, y más tarde, por la especialización de las enzimas fúngicas involucradas en la síntesis de los diferentes componentes de la pared celular de los varios grupos de estos organismos . Estos procesos ahora se pueden analizar utilizando las modernas herramientas filogenéticas, genéticas e in silico . Las características químicas de los diferentes componentes de la pared celular también se pueden abordar ahora con modernos procedimientos analíticos de sensibilidad extremadamente alta. Con todo este conocimiento adquirido, es sorprendente que muchos aspectos relacionados con la pared fúngica permanezcan desconocidos o intactos: aislamiento y análisis estructurales de quitina y β-glucano sintasas; mecanismo de biosíntesis de β-1,6-glucano; estructura física detallada de la pared celular; propiedades mecánicas de la pared celular y su relación con el crecimiento y la expansión de la pared; mecanismos de asociación de proteínas a la luz de la luna en la pared; el desarrollo de antimicóticos específicos basados ​​en la inhibición de quitina, y así sucesivamente. [ Estructura de pared de células fúngicas, síntesis y ensamblaje; Segunda edición: José Ruiz-Herrera Centro de Investigación y Estudios Avanzados Irapuato, México © 2012 por Taylor & Francis Group, LLC ]

Fuente de la imagen: Nature Immunology Microfotografía electrónica de la pared de células fúngicas ( C. albicans ) , con capas ricas en carbohidratos de la pared celular fúngica destacada: manano (proteínas manosiladas), β-glucano y quitina. Aunque proporciona un marco rígido, que les da a estos patógenos su forma y protección del ambiente, la pared celular es una estructura dinámica que cambia considerablemente, particularmente durante las transiciones morfológicas que muchos hongos pueden sufrir (levadura a hifas, por ejemplo). Además, algunos de los componentes internos, como los β-glucanos, pueden exponerse en la superficie del hongo en áreas específicas, como la cicatriz del brote en C. albicans. La composición de la pared celular también varía entre diferentes especies de hongos. Se han identificado varios CLR que reconocen estas estructuras de la pared celular, incluidas las CLR transmembrana y soluble. El último grupo, que consiste en proteína surfactante (SP) -A, SP-D y lectina de unión a la manosa (MBP), opsoniza hongos y facilita su reconocimiento (discutido en otra parte). La micrografía fue proporcionada por J. Ene y N. Gow .

Funciones principales de las paredes celulares

1. Resistencia a la diferencia en la presión osmótica interna y externa.
2. Resistencia a agresiones físicas, químicas y biológicas dañinas.
3. Disposición para la forma de la celda.
4. Reconocimiento de superficies externas: inerte o biológico.
5. Recepción de estímulos externos.
6. Permeabilidad selectiva a moléculas grandes.
7. Acumulación de moléculas importantes para la fisiología de la célula, incluida la nutrición.

Componentes estructurales de la pared celular de diferentes organismos Procariotas (no fibrilar)

• Archea – Pseudopeptidoglycan
• Bacterias – Peptidoglycan

Eucariotas ( Fibrillar )

• Algas – Celulosa
• Plantas – Celulosa
• Hongos – Quitina

La importancia de la pared celular puede medirse por el hecho de que en Saccharomyces cerevisiae , aproximadamente el 20% de su información genética está relacionada con la composición y la estructura de la pared (De Groot et al., 2001) y que la pared celular en hongos constituye cerca del 30% del peso seco celular (Valentin et al., 1987; Fleet 1991), 80% a 90% del cual está hecho por polisacáridos (Bartnicki-García 1968).

• La pared está lejos de ser una estructura estática; debe sufrir cambios físicos y químicos, algunos de ellos muy rápidos, para cumplir sus diferentes funciones. La pared celular eucariótica naciente está en un estado deformable llamado viscoelástico , pero a medida que madura se vuelve rígido y resistente al ataque enzimático, un requisito previo necesario para proteger al protoplasto de las condiciones extracelulares perjudiciales. Por ejemplo, los hongos pueden crecer en medios extremadamente hipotónicos, que los someten a grandes diferencias en la presión osmótica, y las hifas pueden atravesar largas distancias en ambientes agresivos durante la colonización, buscar alimento o para huéspedes sensibles y diseminar esporas.
• En el caso específico de los hongos, también se producen cambios en la composición y la estructura de la pared celular durante la esporulación y la formación de cuerpos de resistencia que ayudan a dispersar al organismo y a soportar condiciones perjudiciales durante largos periodos de tiempo. Algunos patógenos de plantas contienen estructuras especiales que los ayudan a cruzar las barreras del huésped durante la invasión. Además, a través de la producción de grandes cantidades de ciertos polisacáridos unidos a la pared, los hongos pueden escapar de las defensas inmunológicas del huésped o desencadenar reacciones alérgicas.

Fuente: http://www.crcnetbase.com/doi/pr…

Figura – Estructura básica de la pared de células fúngicas . Representación generalizada de una pared celular fúngica. La matriz de quitina y glucano se entrecruzan para formar una matriz de glucano / quitina. La fracción de glucano contiene b-1,3-glucano como un elemento principal y puede incluir otros tipos de glucanos, como b-1,6-glucano y a-11,3-glucano. Las glucoproteínas ancladas a GPI y las glicoproteínas no ancladas se unen covalentemente a la pared celular. Estas proteínas contienen oligosacáridos ligados a N que se han modificado mediante la adición de galactomanano o mananos. Los mananos unidos pueden contener hasta 200 residuos de manosa, mientras que los galactomananos unidos son mucho más pequeños. Las glucoproteínas también contienen galactomananos o mananos cortos unidos por O.

Fuente: Organización de pared de células fúngicas y biosíntesis Organización y biosíntesis de pared de células fúngicas