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Eine Zellwand umgibt manche Bakterien, Pflanzenzellen und Pilzzellen. Sie liegt stets außerhalb der Plasmamembran der Zelle.
Pflanzliche Zellwände
Pflanzliche Zellwände haben zwei Hauptfunktionen: Sie geben der Zelle Stabilität und sie verhindern, dass die Zelle anschwillt, wenn Wasser eindringt. Pflanzliche Zellwände bestehen aus unlöslichen Zellulosefibrillen, die in eine Matrix aus Kohlenhydraten (Pektine und Hemizellulosen) eingebunden sind. Die Zellwand ist gewöhnlich permeabel, d.h. durchlässig für gelöste Stoffe;
Die Gesamtheit aller Zellwände und der Zellzwischenräume wird Apoplast genannt.
Durch die Protoplastenfusion können Zellwände auf asexuellem Wege verschmelzen und zu neuen Eigenschaften der Pflanze führen, z. B. bei der Kartoffel.
Entstehung der pflanzlichen Zellwand
Nur während einer Zellteilung werden neue Zellwände gebildet. Dabei entsteht zuerst in der Äquatorialebene eine dünne Haut, die Zellplatte. Diese entsteht durch das Zusammenfließen vieler GOLGI-Vesikel und bleibt nach der Fertigstellung der Zellwand als Mittellamelle erhalten. Nun werden von beiden Seiten Mikrofibrillen in einer Streuungstextur regellos aufgelagert und bilden so die Primärwände. Die einzelnen Fibrillen sind über Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Da die Zelle noch wächst kommt es zum Flächenwachstum der Zellwand. Die Dehnungsfähigkeit der Zellwand ist in der Streustruktur der Fibrillen begründet. Durch die Dehnung kommt es zur Wandverdünnung, was mit der Auftragung weiter Fibrillen ausgeglichen wird. Das Wachstum der Primärwand endet mit der Ausdehnung der Zelle. Nach dem Flächenwachstum der Zellwand setzt nun das Dickenwachstum ein. Es werden Mikrofibrillen parallel und schichtweise aufgetragen, wobei die Fibrillen anliegender Schichten sich meist kreuzen (Paralleltextur). Die so entstehende Sekundärwand macht den Großteil der Zellwand aus und gibt ihr Stabilität. Sie ist jedoch nicht, wie die Primärwand, dehnungsfähig. Gegen Ende des Wachstum der Zellwand wird eine letzte Schicht, die Abschlusslamelle oder Tertiärwand, aufgetragen. Diese besteht aus Hemicellulose und Protopektin.Zellwände benachbarter Zellen sind über ein Lamellum verbunden, das Magnesium und Calcium-Pektine enthält.
Bakterielle Zellwände
Die bakterielle Zellwand trennt das Cytoplasma von der Umgebung; sie ist einerseits robust genug, um die Zellgeometrie aufrecht zu erhalten und dient als Schutz vor widrigen Umweltbedingungen. Andererseits ist sie aber auch flexibel und dünn genug, um Zellwachstum, Zellteilung und Transportvorgänge in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus nicht zu behindern.
Durch die hohe Konzentration löslicher Stoffe im Cytoplasma entsteht in der Zelle ein osmotischer Druck von bis zu 1,5 MPa, welcher von der Zellwand kompensiert werden muss.
Außerdem dient die Zellwand dem Schutz vor Phagen und bei pathogenen Bakterien gegen das Immunsystem ihrer Wirte und muss aggressiven Metaboliten konkurrierender Mikroorganismen standhalten.
Bakterien können mit der sogenannten Gramfärbung grob nach ihrem Zellwandaufbau klassifiziert werden. Neben der sogenannten Murein-Schicht (Peptidoglycan) besteht die Zellwand aus sehr unterschiedlichen Komponenten; je nach Spezies werden zusätzlich Lipidmembranen oder Proteinschichten (siehe S-Layer) ausgebildet.
Zellwände bei Pilzen
Die Zellwände, die bei manchen Pilzen die Zellen umgeben, bestehen aus Chitin oder Cellulose, welches auch dem Exoskelett von Insekten seine Härte verleiht. Ähnlich wie bei Pflanzen dienen die Zellwände auch hier der Versteifung, damit die Zellen ihre Form halten können.
Entgegen der landläufigen Meinung ist aber nicht Chitin dafür verantwortlich, dass ein Insektenpanzer hart ist. Chitin ist für dessen Weichheit und Biegsamkeit verantwortlich. Erst durch die Zugabe von Sklerotin wird die Cuticula hart und stabil.
Siehe auch: Apoplast
Weblinks
- Zellwand des Bakteriums mit Eigenschaften
- http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d26/26.htm
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