VL 3: Zellwand Flashcards
Spezialisierte Zelltypen mit modifizierter Zellwand
Querschnitt durch die Sprossachse des Klees (Trifolium)
- Die Zellwand ist nicht einheitlich strukturiert.
Variation
- in der chemischen Zusammensetzung
- in Gestalt und Form
- durch Imprägnierung mit Substanzen, wie Lignin, Cutin, Suberin, Wachse oder Strukturproteinen
Funktion und Wirdung der Zellwand
Primärwand: ausgezeichnet durch hohe Elastizität und Reißfestigkeit
- Kontrolle des Zellwvolumens, erlaubt dynamsiche Epansion und Wachstum
- Mech. Stärke (Exoskelett), sekundäre ZW mit Lignin
- Bestimmung der Zellform, Bestimmung der Morphologie
- Toleranz des Turgordrucks (des hydrostatischen Drucks)
- Adhösion der Zellen: ZW kleben zellen zusammen, Interaktionen untereinaner
- Zur Kommunikation zwischen Zellen über Plasmodesmata
- In Samen: ZW Polysaccharide: Nahrungsreserve
- Signamoleküle: ZW-Polysaccharide
- strukturelle Barriere gegen Pathogene und zur Abschreckung von Herbivoren
Strukturbestandteile der Zellwände
- Cellulose
- Glucose
- Hemicellulosen
- andere Kohlenhydrateinheiten als Glucose
- Pektine
- KH-Polymere
- saure KH
- Glycoproteine
- Lignin
Die Ausrichtung der Zellulosemikrofibrillen in der Primärzellwand einer sich ausdehnenden Zelle der Karotte
- parallelangeoordnete Stränge
- Zellulosen in Mikrofibrillen zusammengefasst
- ZW ausdehnung senkrecht zur Ausrichtung
Strukturmodell einer Celluloseikrofibrille
hochkristalline ereiche wechseln sich mit wewniger geordneten Glucanen
- beta-1,4-glykosidisch gebunden
- Glucose
Hemicellulosen
- Im Gegensatz zu den Cellulosemikrofibrillen: Hemicellulose sind flexible Polysaccharide
- 1,4-beta
- Seitengrupppen, Verästelungen
- keine parallele Anordnungen zugelassen
- Diese formen Verbindungen zwischen den Mikrofibrillen
- aber hhalten auch Mikrofibrillen in einem Abstand zueinander
- SK verhindern die Assemblierung zu kristallinen Strängen
- Über H-Brückenbindungen stabilisieren Mikrofibrillen
Pektine
- dienen nicht Aufbau polymeren Gerüst
- bilden hydrtisiertes Gel, die ZW-Matrix, in die das Cellulose-Hemicellulose-Netzwerk eingebettet ist
- saure Zusammensetzung
- Verhindern Aggregation und Kollaps des Mikrofibrillen-Netzwerkes
- Pektine bestimmen die Porösität der Zellwand für Makromoleküle, die durch die Zellwand diffundieren
Modell des Netzwekes aus Cellulose/Hemicellulose und Pektinen der Zellwand
Schemische Darstellung des Hauptstrukturkomponenten der Primärwand der Zelle und ihre vermutete Anordnung
Zellwandbereiche unter
- unterschiedlicheseSFSFSNGB
- Mittellamelle
- verbindet ZW Zusammensetzung unterscheidet sich von der restlichen Zellwand
- hoher Pektingehalt
- Primärwand
- Flächenzunahme gleichzeitiger Einbau von ZW-Material und Dehnung/Streckung
- Sekundäre ZW
- spezialisierte Struktur nach Beendigung des ZWwachstums z.B. Xylem: versstärkt durch Lignin
Cellulose-Synthase-Rosetten
- innerhalb Plasmamembran
- häufige Strukturen
- Rosettengestalt
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Modelle der Cellulose-Synthase-Rosette und die UE der Rosette
- eine Rosette aus 5 RosettenUE
- jede auch CesA-Proteine (Cellulose-Synthase)
- gleichzeitig 36 Celluloseketten gebildet werden, die sich zu einer Mikrofibrille vereinen
- Die Rosette bestehen us 2 Arten von CesA-Proteinen (a und b)
- die a-UE existiert in zwei verschiedenen Isoformen
(!) Hypothetical three-dimensional structure of CesA proteins
- the 8 transmembrane helices of the CesA protein are thought to form a pore in plasmamembran throgh which the growing glucan chain passes
Modell der Cellulose-Synthese bestehend aus mehreren UE der Cellulose Synthase
- Synthese der Cellulosemikrofibrillen erfolgt an er Plasmamembran in großen Proteinkomplexen, den Rosetten, ind en sich zahlreiche Cellulose-Synthase einheiten befindet, die die Beta-D-Glucane herstellen
- UDP Glucose ist die aktivierte Form des Substrats für die Cellulosesynthese
- Saccharose Synthase stellt das Substrat für die Cellulose-Synthese zur Verfügung
Die Synthese der Cellulosemikrofibrillen erfolgt an der Plasmamembran
- parallele Anordnung von Mikrotubuli und Mikrofibrillen dazwischen die Rosettenkomplexe der Cellulose-Syntase
- Grund dieser Anordnung
*
(!) Trafficking of CesA complex and from the plasmamembrane
Schematische Darstellung der Synthese von Matrixpolysacchariden im Golgi und ihr Trsaport zur Zellwand
- Herstellung der Matrixpolymere, Hemicellulose und Pektine im Golgi und Anlieferung an die Plasmamembran mittels Exocytose
- Fusion der Vesikel und Freigabe des Inhalts in den Apoplasten
Vorgänge Synthese Cellulos, Hemicellulose
Strukturbildende Glykoproteine der Pflanzlichen ZW Bsp: Extensin
Zellwandausdehnung
- Zuerst sorgen die Xyloglukan-auftennenden Enzyme für eine Entspannung
- Dannsorgt der innerzelluläre Turgor für eine Trennung der Mikrofibrillen
- Die Expansion wird fortgestzt, bis die Xyloglukane wieder zusammengenäht und bis zu ihrem vollständigen Ausmaß gespannt sind
- Wegen der Ausdehnung bleibt die Wanddicke trotz Neusysnthese gleich
Synthese der 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 erfolgr von der Mitte zur angrenzenden Zellwand
