4.15: 식물 세포벽
식물 세포벽(cell wall)은 식물 세포의 모양, 지지, 그리고 보호를 제공합니다. 세포가 성숙함에 따라 세포벽은 세포 유형에 따라 전문화합니다. 예를 들어, 잎의 유세포(parenchyma cell)는 얇고 1차세포벽(primary cell wall)만 가지고 있습니다.
반면에, 후각세포(collenchyma cell)와 후벽세포(sclerenchyma cell)는 주로 식물의 줄기와 잎의 바깥층에서 발생합니다. 이러한 세포들은 1차세포벽을 부분적으로 두껍게 하거나 (예: 후각세포) 2차세포벽(secondary cell wall)을 쌓아 식물에 힘과 지지를 제공합니다 (예: 후벽세포). 다양한 세포벽 구성은 특정 세포와 조직의 기능을 결정합니다.
나무와 풀 같은 몇몇 식물들은 성숙한 세포 주위에 2차세포벽을 쌓습니다. 2차세포벽은 일반적으로 외부의 벽면 1층(S1), 중앙의 벽면 2층(S2), 가장 안쪽의 벽면 3층(S3), 이렇게 세 개의 층이 있습니다. 각 층엔 셀룰로스(cellulose) 미소섬유(microfibril)가 서로 다른 방향으로 구성되어 있습니다. S2층은 세포벽의 75%까지 차지할 수 있습니다.
구성과 관계없이, 모든 식물 세포벽은 물, 영양분, 그리고 다른 분자의 이동을 가능하게 하는 작은 구멍 또는 구덩이를 가지고 있습니다. 구덩이에서 중간 라멜라(middle lamella)와 1차세포벽은 단지 인접한 세포를 분리하는 얇은 막을 형성합니다. 원형질연락사(plasmodesmata)는 이렇게 형성된 구덩이를 통해 인접 세포의 세포질(cytoplasm)을 연결합니다. 2차세포벽은 구덩이 주변에 쌓일 수 있지만 내부에는 쌓이지 않습니다.
식물이 물과 영양분을 흡수하면, 식물 세포는 그것을 액포(vacuole)에 저장합니다. 액포가 팽창하면서 원형질막(plasma membrane)을 세포벽으로 밉니다. 이른바 팽압(turgor pressure)은 식물의 직립할 수 있게 지탱하고 단단한 구조를 지지합니다. 한편 세포벽은 이 압력으로 세포가 파열되는 것을 막아줍니다.
식물 세포벽은 구조와 지원을 제공하는 것 외에도 식물에 영양분을 저장할 수도 있습니다. 예를 들어, 종자는 초기 식물 성장 중 사용하기 위해 떡잎(cotyledon)과 배젖(endosperm) 조직의 세포벽에 당을 저장할 수 있습니다. 세포벽은 또한 병원성 박테리아, 바이러스, 그리고 곰팡이에 대한 방어막 역할을 합니다. 식물 세포벽은 단단하고 변하지 않는 장벽이 아니라 역동적인 구조입니다.
