Zellwand
Eine Zellwand ist die Wand einer Zelle in Pflanzen, Bakterien, Pilzen, Algen und einigen Archaeen. Tierische Zellen haben keine Zellwände, ebenso wenig wie Protozoen. Zellwände schützen die Zellen vor Schäden. Sie ist auch dazu da, die Zelle stark zu machen, ihre Form zu erhalten und das Wachstum der Zelle und der Pflanze zu kontrollieren.
Die Zellwand ist die zähe, normalerweise flexible, aber manchmal ziemlich starre Schicht, die einige Zelltypen umgibt. Sie befindet sich ausserhalb der Zellmembran und gibt diesen Zellen Halt und Schutz und fungiert gleichzeitig als Filter. Die Zellwand fungiert auch als Druckbehälter, der eine Überausdehnung verhindert, wenn Wasser durch Osmose in die Zelle eindringt.
Das Material in der Zellwand variiert. Bei Pflanzen und Algen besteht die Zellwand aus langen Molekülen aus Zellulose, Pektin und Hemizellulose. Die Zellwand hat Kanäle, die einige Proteine hineinlassen und andere davon abhalten. Wasser und kleine Moleküle können die Zellwand und die Zellmembran durchdringen.
Schichten der Pflanzenzellwand
Schema der bakteriellen Zellwände
Funktionen
Stärke
Die Zellwand hat mechanische Festigkeit und unterstützt die Zellform. Diese mechanische Festigkeit ist ihre Hauptfunktion:
"Stellen Sie sich die Zellwand wie einen Weidenkorb vor, in dem ein Ballon so aufgeblasen wurde, dass er von innen Druck ausübt. Ein solcher Korb ist sehr steif und widerstandsfähig gegen mechanische Beschädigungen. So gewinnen die [Organismen-]Zellen, die eine Zellwand haben, Stärke durch eine flexible Plasmamembran, die gegen eine starre Zellwand drückt".
Obwohl die Zellwand der Pflanze stark ist, ist sie nicht starr oder steif. Die Flexibilität der Zellwände zeigt sich, wenn Pflanzen welken, so dass die Stängel und Blätter zu hängen beginnen.
Einige Pflanzen fügen einigen ihrer Zellwände versteifendes Material hinzu. Eine sekundäre Zellwand ist eine zusätzliche Schicht Zellulose, die die Wandsteifigkeit erhöht. Es können weitere Schichten hinzugefügt werden, die Lignin in Xylem-Zellwänden oder Suberin in Kork-Zellwänden enthalten. Diese Verbindungen sind steif und wasserdicht. Sie machen die sekundäre Wand steif. Sowohl Holz- als auch Rindenzellen von Bäumen haben Sekundärwände. Andere Pflanzenteile, wie z.B. der Blattstiel, können eine Verstärkung erhalten, um der Belastung durch physikalische Kräfte zu widerstehen.
Durchlässigkeit
Kleine Moleküle, einschließlich kleiner Proteine, können leicht durch die primäre Pflanzenzellwand gelangen. Wasser und Kohlendioxid werden in der gesamten Pflanze verteilt. Der pH-Wert ist ein wichtiger Faktor für den Transport von Molekülen durch die Zellwände.
Bakterielle Zellwand
Um die Außenseite der Zellmembran herum befindet sich die bakterielle Zellwand. Bakterielle Zellwände bestehen aus Peptidoglykan, das aus Polysaccharidketten besteht, die durch ungewöhnliche Peptide mit D-Aminosäuren vernetzt sind. Bakterielle Zellwände unterscheiden sich von den Zellwänden von Pflanzen und Pilzen, die aus Cellulose bzw. Chitin bestehen.
Die Zellwand von Bakterien unterscheidet sich auch von der von Archaeen, die kein Peptidoglykan enthalten. Die Zellwand ist für das Überleben vieler Bakterien unerlässlich. Das Antibiotikum Penicillin ist in der Lage, Bakterien abzutöten, indem es die Quervernetzung von Peptidoglykan verhindert, was zu einer Schwächung und Lyse der Zellwand führt. Das Lysozym-Enzym kann auch die Zellwände von Bakterien schädigen.
Schema eines typischen grampositiven Bakteriums. Die Zellhülle hat eine grüne Plasmamembran und eine dicke peptidoglykanhaltige Zellwand (die gelbe Schicht). Es ist keine äußere Lipidmembran vorhanden, wie dies bei gramnegativen Bakterien der Fall ist. Die rote Schicht, die Kapsel, unterscheidet sich von der Zellhülle
Mittlere Lamelle
Die mittlere Lamelle gibt der Zelle Form, Halt und Festigkeit. Sie wird aus Kalzium und Magnesium hergestellt. Auch wenn sie als mittlere Lamelle bezeichnet wird, ist sie der äußere Teil der Zelle. Die mittlere Lamelle ist die erste Wand der Zelle, die Schutz bietet.
Membran tierischer Zellen
Tierische Zellen haben keine Zellwände. Sie haben Mikrofilamente (die dünnsten Fäden des Zytoskeletts).
Fragen und Antworten
F: Was ist eine Zellwand?
A: Eine Zellwand ist die äußere Schicht einer Zelle in Pflanzen, Bakterien, Pilzen, Algen und einigen Archaeen, die die Zelle vor Schäden schützt, ihre Form erhält und ihr Wachstum kontrolliert.
F: Haben tierische Zellen eine Zellwand?
A: Nein, tierische Zellen haben keine Zellwände.
F: Was ist die Funktion einer Zellwand?
A: Die Funktion einer Zellwand besteht darin, die Zelle zu stützen und zu schützen, als Filter und Druckbehälter zu fungieren und das Wachstum des Organismus zu kontrollieren.
F: Woraus besteht das Material einer Zellwand bei Pflanzen und Algen?
A: Das Material der Zellwand von Pflanzen und Algen besteht aus langen Molekülen von Cellulose, Pektin und Hemicellulose.
F: Was ist der Unterschied zwischen einer Zellwand und einer Zellmembran?
A: Eine Zellwand ist die äußere Schicht der Zelle und bietet Halt und Schutz, während eine Zellmembran die innere Schicht ist, die die Bewegung von Molekülen in und aus der Zelle reguliert.
F: Lässt die Zellwand Proteine durch?
A: Ja, die Zellwand verfügt über Kanäle, die einige Proteine durchlassen, während andere nicht durchgelassen werden.
F: Können Wasser und kleine Moleküle die Zellwand durchdringen?
A: Ja, Wasser und kleine Moleküle können sowohl durch die Zellwand als auch durch die Zellmembran dringen.
