Innerhalb der Biologie gibt es einen Zweig namens Zellbiologie, früher bekannt als Zytologie, der für das Studium von Zellen verantwortlich ist. Diese Mikroorganismen, aus denen alle Lebewesen bestehen eigene Eigenschaften und Strukturen haben, je nach Art sie sind. Da es sich um ein sehr breites und komplexes Thema handelt, konzentrieren wir uns heute auf einen eher botanischen Teil: die Pflanzenzellwand.
Wenn Sie sich für das Thema interessieren und mehr über diesen kleinen Teil der Pflanzenzellen erfahren möchten, empfehle ich Ihnen, weiterzulesen. Wir werden erklären, was die Funktion einer Pflanzenzelle ist, bevor wir sagen, was die Pflanzenzellwand ist. Dann werden wir über seine Struktur und seine Komponenten sprechen.
Welche Funktion hat die Pflanzenzelle?
Bevor wir über die Pflanzenzellwand sprechen, klären wir zunächst die Funktion von Pflanzenzellen. Sie sind eine Art eukaryotischer Zellen, die in den Organismen, die Teil des Königreichs sind, Pflanzengewebe bilden Plantae.
Sie haben gewisse Ähnlichkeiten mit den Zellen von Tieren. In beiden Fällen handelt es sich um eukaryontische Zellen, die einen differenzierten Kern, Zytoplasma, Membran und genetische Erbinformation enthalten. auch als DNA bekannt. Es gibt jedoch einen sehr wichtigen Unterschied zwischen den beiden Zelltypen. Gemüse besitzt die Fähigkeit zur Photosynthese. Es ist ein chemischer Prozess, bei dem Pflanzen mithilfe von Lichtenergie organische Substanzen synthetisieren und dabei Sauerstoff freisetzen.
Was ist die Pflanzenzellwand?
Wenn wir von der pflanzlichen Zellwand sprechen, meinen wir eine starre und widerstandsfähige Schicht, die verschiedene osmotische Kräfte und Wachstum unterstützt. Sein Standort ist die Außenseite der Plasmamembran in den Zellen von Pflanzen sowie von Pilzen, Bakterien, Archaeen und Algen. Die Funktion der Wand ist schützen den Zellinhalt, verleihen Steifigkeit und definieren die Struktur der Pflanzen. Darüber hinaus fungiert es als Vermittler zwischen der Zelle und der Umwelt.
Wie ist die pflanzliche Zellwand aufgebaut?
Die pflanzliche Zellwand besteht in ihrem Aufbau aus insgesamt drei grundlegenden Teilen. Wir werden sie im Folgenden kommentieren:
- Primärwand
Es ist normalerweise zwischen 100 und 200 Nanometer dick und kommt in allen Pflanzenzellen vor. Es ist eine Wand, die aus einer Ansammlung von drei oder vier Schichten von Zellulose-Mikrofibrillen besteht. Es ist dank der Mikrofibrillen perfekt an das Zellwachstum angepasst, da diese zwischen ihnen gleiten und eine Längstrennung erzeugen. - Sekundärwand
Obwohl es sehr verbreitet ist, kommt es nicht in allen Pflanzen vor. Die Sekundärwand ist eine an die Plasmamembran angrenzende Schicht. Enthält viel Zellulose, Lignin und Suberin. Darüber hinaus ist es weder verformbar noch lässt es Zellen wachsen. Sobald das Zellwachstum beendet ist, wird die Sekundärwand gebildet. Im Allgemeinen ist es in holzigen Geweben viel dicker als die Primärwand. - Mittellamelle
Die Mittellamelle ist eine Schicht, deren Funktion es ist, die Primärwände zu verbinden. Seine Hauptbestandteile sind Pektin und Hemicellulose.
Zusammensetzung der Pflanzenzellwand
Die Zusammensetzung der Pflanzenzellwand variiert je nach Zelltyp und den verschiedenen taxonomischen Gruppen. In der Regel, Es besteht aus einem Netzwerk aus Kohlenhydraten, Proteinen und Phospholipiden. Alle sind in eine gallertartige Matrix eingebettet, die wiederum aus anderen Proteinen und Kohlenhydraten besteht.
Kohlenhydrate
Cellulose ist der Hauptbestandteil der pflanzlichen Zellwand. Es ist ein fibrilläres Polysaccharid, das in Mikrofibrillen organisiert ist. Zwischen 15 und 30 % des Trockengewichts pflanzlicher Zellwände entsprechen diesem organischen Biomolekül. Bei Cellulose-Mikrofibrillen werden diese durch nicht-fibrilläre Kohlenhydrate, die sogenannte Hemicellulose, gebunden.
Es gibt noch einen weiteren sehr wichtigen Bestandteil für die pflanzliche Zellwand: Pektin. Dieses nicht-fibrilläre Polysaccharid ist reich an hochhydratisierter D-Galakturonsäure und seine Verzweigung ist heterogen. Die Pektinmatrix ist für die Porosität der Wand verantwortlich. Darüber hinaus liefert es Füllstoffe, deren Funktion es ist, den pH-Wert zu regulieren.
Proteine
Ein weiterer Bestandteil der pflanzlichen Zellwand sind Strukturproteine. Diese sind in der Regel reich an ein oder zwei Aminosäuren, sie sind glykosyliert und weisen Domänen mit sich wiederholenden Sequenzen auf. Die meisten dieser Proteine haben eine fibrilläre Struktur, die durch eine kovalente Bindung zwischen ihnen oder mit Kohlenhydraten immobilisiert ist. Heute wissen wir, dass sich Strukturproteine während verschiedener Entwicklungsstadien und auch als Reaktion auf verschiedene Stressbedingungen in der pflanzlichen Zellwand anreichern. Dies sind die Strukturproteine der pflanzlichen Zellwand:
- HRGPs: Hydroxyprolinreiche Proteine, Extensine
- PRPs: Prolinreiche Proteine
- GFK: Glycinreiche Proteine
- AGPs: Proteine reich an Arabinogalaktanen
Innerhalb des Netzwerks von Proteinen und Polysacchariden gibt es auch mehrere lösliche Proteine:
- Enzyme, die mit der Herstellung von Nährstoffen zusammenhängen, wie Glucosidase.
- Enzyme, die mit dem Wandstoffwechsel zusammenhängen. Beispiel: Xyloglucanotransferasen, Peroxidasen, Laccasen
- Abwehrbezogene Proteine
- Transportproteine
Polymere
Es gibt auch andere Polymere, die Teil der Zusammensetzung der Pflanzenzellwand sind. Nach Cellulose ist Lignin der häufigste Bestandteil. Es ist ein starres amorphes Polymer, das das Ergebnis der Vereinigung von Phenylpropylalkoholen und verschiedenen Säuren ist. Es sammelt sich normalerweise an Nebenwänden an. Sie können jedoch gelegentlich in der mittleren Lamelle von abgestorbenem oder nekrotischem Gewebe auftreten.
Cutin und Suberin sind andere pflanzliche Zellwandpolymere. Diese bestehen aus langkettigen Fettsäuren, deren Bindung aneinander ein starres, dreidimensionales Netzwerk bildet. Beide Polymere reichern sich in der Regel an Sekundärwänden an, können aber auch in außergewöhnlicher Weise an Primärwänden auftreten.
Wachse müssen noch hervorgehoben werden. Diese bieten keine Steifigkeit, aber ja, wasserundurchlässigkeit. Cutin und Suberin bieten auch ein wenig Wasserabdichtung, aber nicht so viel.
In der Biologie im Allgemeinen sind Zellen eine ganze Welt, die noch heute erforscht wird. Wir haben hier nur über einen Teil der Pflanzenzellen gesprochen, aber es gibt noch viel mehr zu lernen.