Zellwandsynthese Flashcards
Was sind Funktion und Wirkung der Zellwand?
- Primärwand: ausgezeichnet durch hohe Elastizität und Reißfestigkeit, Ultrafiltrationsmembran
- Sekundärwand: mechanische Stärke (Exoskelett), mit Lignin
- Kontrolle des Zellvolumens erlaubt dynamische Expansion und Wachstum → • Bestimmung der Zellform, Bestimmung der Morphologie
- Toleranz des Turgordrucks
- Adhäsion der Zellen: Zellwände „kleben“ Zellen zusammen
- Zur Kommunikation zwischen Zellen über Plasmodesmata • In Samen: ZW-Polysaccharide zur Nahrungsreserve
- Signalmoleküle: ZW-Polysaccharidestrukturelle Barriere gegen Pathogene und zur Abschreckung von Herbivoren
Strukturelle Bestandteile pflanzlicher Zellwände?(5)
- Cellulose
- Hemicellulose
- Pektine
- Glykoproteine
- Lignin
Worin kann eine Zellwand variieren?
- in der chemischen Zusammensetzung
- in Gestalt und Form
- durch Imprägnierung mit Substanzen, wie Lignin, Cutin, Suberin, Wachse oder Strukturproteinen
Was lässt sich zu den Cellulosemikrofibrillen sagen?
- hochkristalline Bereiche wechseln sich mit weniger geordneten Glucanen (amorphe Bereiche) ab
- sehr dehnungsfest, steif
- wasserarm
- Orientierung senkrecht zur Wachstumsrichtung
Was lässt sich zu den Hemicellulosen sagen?
- Im Gegensatz zu den Cellulosemikrofibrillen: Hemicellulose sind flexible Polysaccharide
- Diese formen Verbindungen zwischen den Mikrofibrillen Netzwerk
- aber halten auch Mikrofibrillen in einem Abstand zueinander • Seitenketten verhindern die Assemblierung zu kristallinen Strängen
- Über Wasserstoffbrückenbindung stabilisieren sie die Mikrofibrillen
Was lässt sich zu den Pektinen sagen?
- Bilden ein hydratisiertes Gel, die Zellwandmatrix, in die das CelluloseHemicellulose-Netzwerk eingebettet ist.
- Verhindern Aggregation und Kollaps des Mikrofibrillen-Netzwerkes
- Pektine bestimmen die Porösität der Zellwand für Makromoleküle, die durch die Zellwand diffundieren
Wie unterscheiden sich primäre und sekundäre Zellwand hinsichtlich des Zellwachstums?Was ist die Mittellamelle?
- Primärwand: Flächenzunahme gleichzeitiger Einbau von ZW-Material und Dehnung/Streckung
- Sekundäre Zellwand: spezialisierte Struktur nach Beendigung des Zellwachstums z.B. Xylem: verstärkt durch Lignin
- Mittellamelle Verbindet die Zellwände, Zusammensetzung unterscheidet sich von der restlichen Zellwand: hoher Pektingehalt
Wie sind Cellulose-Synthaserosetten aufgebaut und wie funktionieren sie? Was ist das Substrat für die Celluslosesynthase und welches Enzym stellt dieses her??
Eine Rosette besteht aus 6 Rosetten0ein heiten; jede aus 6 CesA-Proteinen; d.h. es können gleichzeitig 36 Celluloseketten gebildet werden, die sich zu einer Mikrofibrille vereinen
- das CesA-protein wiederum besteht aus 8 transmembranen Helices, die zusammen eine Pore bilden durch die die wachsende Glucan-kette durch die Plasmamebran befördert wird
- das Substrat ist UDP-Glucose, das durch die Sachharosesynthase hergestellt wird
Wie wird die korrekte Ausrichtung der Cellulosemikrofibrillen sichergestellt?
Ausrichtung der Rosetten durch kortikale Mikrotubuli (Cytoplasma) diese ordnen sich parallel zu bestehenden
→ Mikrofibrillen (Zellwand) an Die Synthese der Cellulosemikrofibrillen erfolgt an der Plasmamembran: parallele Anordnung von Mikrotubuli und Mikrofibrillen dazwischen die Rosettenkomplexe der Cellulose-Synthase
Was sind die Strukturproteine der pflanzlichen Zellwand?
Strukturproteine: Vernetzung der Komponenten der Zellwand
◦ in Zellwänden verschiedene Arten von Strukturproteinen ◦ Strukturbildende Funktion in der Zellwand
◦ Auffälligkeiten in der Primärstruktur der Proteine
◦ Die Proteinklassifizierung nach ihren dominanten Aminosäureresten:
▪ das Hydroxyprolin-reiche Glykoprotein (HRGP): moderat glykosyliert
▪ das Glycin-reiche Protein (GRP)
▪ das Prolin-reiche Protein (PRP): schwach glykosyliert
▪ viele Proteine sind hoch glykosyliert
◦ Extensin: umfangreich glykosyliert, strukturelle Rolle oder assistiert bei der Assemblierung der Zellwandkomponenten
Was für Zellwandproteine gibt es außer den Strukturbildenden?
◦ Zellanheftung
◦ Zellsignalgebung
◦ ZW-abbauende und modifizierende Enzyme (Pektinase, Phosphatase) ◦ In der Zellwand auch:
▪ A) Arabinogalactan-Proteine (AGPs): die sind wasserlöslich, und stark glykosyliert; AGPs fungieren in der Zellanheftung und Zellsignalgebung
▪ B) Nur wenige mit Enzymfunktion: z.B. Pektinasen, Phosphatasen
Inwiefern bestimmt die Ausrichtung der Cellulosefibrillen die Ausrichtung des Dehnungswachstums von pflanzlichen Zellen?
A) Verstärkung der Zellwand durch zufällig ausgerichtete Mikrofibrillen: Ausdehnung in alle Richtungen → Kugelbildung
• B) Bei gleicher Orientierung (Orientierung in der Längsachse der Zelle): longitudinale Ausdehnung der Zelle, im rechten Winkel zur Ausrichtung der Mikrofibrillen
Wie genau definiert sich Zellwachstum?
- irreversible Volumenzunahme durch:
1. Aufnahme des Wassers in die Vakuolen
2. irreversible Dehnung der durch den Turgor elastisch gespannten Zellwand
Wie funktioniert die Zellwandausdehnung?
Synthese einer neuen Zellwand, nach Zellteilung?
- Orientierung und Sammlung sekretorischen Vesikel in der Mittelzone
- Fusion zum tubulären-vesikulären Netzwerk (TVN).
- Einschluss einer proteinreichen verschwommenen Matrix
. • Lieferung der Vesikel und Synthese der Polysaccharide Entstehung eines Netzwerk.
• Die Entwicklung der neuen Zellwand erfolgt von der Mitte zur angrenzenden Zellwand
