Pflanzliche Zellwand
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Pflanzliche Zellwand - Proteine 3 Klassen von Zellwandstrukturproteinen: • Glycinreiche Proteine (GRP) • Prolinreiche Proteine (PRP) • Hydroxyprolinreiche Proteine (HRGP) – Extensin – Arabinogalactanprotein (AGP), wichtig für Erkennungsprozesse, z.B. Gametenerkennung; als Immunstimulantien in der Diskussion (z.B. Echinacea-Presssaft) Pflanzliche Zellwand - Proteine Hydroxyprolinreiche Glykoproteine = HRGP v.a. aus Hydroxyprolin • sehr stark glykosyliert (> 1/3 der Aminosäurereste!) mit Tri- und v.a. Tetra-L-Arabinosidketten insgesamt ca. 65 % des Molekulargewichts aus Kohlenhydraten • Etherbrücken zwischen zwei Tyrosinmolekülen (= Isodityrosin) zur Vernetzung Extensin-Molekül Bildung der Pflanzenzellwand Golgivesikel verschmelzen —> • Vesikelmembran wird zur neuen Plasmamembran • Vesikelinhalt: Mittellamelle und primäre Zellwand • Cellulose wird von Plasmamembran gebildet Pflanzliche Zellwand Inkrustierung vs. Akkrustierung Inkrustierung = Einlagerung Funktion und Eigenschaft von Lignin: • Druckfestigkeit der Zellwand • lipophil => eingeschränkter Wassertransport Nachweis: Rotfärbung durch Phloroglucin/Salzsäure Gelbfärbung durch Anilinsulfat wichtigste Inkrustierung: Lignin (= Polymer aus Phenylpropaneinheiten) Pflanzliche Zellwand Inkrustierung vs. Akkrustierung Akkrustierung = Auflagerung Funktion und Eigenschaft von Cutin, Suberin, Wachse: • Ausbildung einer Cuticula auf der Epidermis => Einschränkung des Wasserverlusts wichtigste Akkrustierungen: Cutin (= Poly- • zusammen mit Suberin und ester aus Hydroxy- und Hydroxy-Epoxyfett- Wachsschichten in Periderm => verkorktes säuren), Suberin (= Polymer aus aliphati- Abschlussgewebe, Schutzfunktion schen und aromatischen Resten), Wachse • Abdichtung in Endodermis durch Suberineinlagerung (= komplexe Gemische aliphatischer Nachweis: Verbindungen) Rotfärbung durch Sudan III Pflanzliche Zellwand weitere Inkrustierungen Gerbstoffe: Einlagerung von Gerbstoffen/Kernfarbstoffen bei „Verkernung“ von Hölzern => Schutz gegen mikrobielle Zersetzung => sehr beständige, imprägnierte Hölzer, z.B. Edelhölzer (Mahagoni, Palisander, Teakholz, Ebenholz) Mineralisierung: Einlagerung von Kieselsäure, Calciumsalzen u.a. schwerlöslichen Salzen zwischen die Cellulosefibrillen => zusätzliche Festigung, z.B. bei Gräsern, Schachtelhalm Lücken in der Zellwand: Tüpfel und Plasmodesmata Lücken in der Zellwand: Tüpfel und Plasmodesmata Plasmodesmata = Plasmodesmen (pflanzl. Zelle): • plasmatische Verbindungen zwischen benachbarten Pflanzenzellen durch die Zellwand hindurch => symplastisches Kontinuum • jeder Plasmodesmos ist in der Zellwand von Callosemantel umgeben (Callose = 1–>3-Glucan als pflanzl. „Abdichtmaterial“) • Plasmamembranen der benachbarten Zellen gehen ineinander über • Zentralstrang im Plasmodesmos = Desmotubulus = Strukturproteine in Kontakt mit ER Plasmodesmata Zellwand — Vergleich Höhere Pflanzen – Algen bei Algen: als Wasserpflanzen Exoskelett weniger wichtig! Deshalb kein Lignin und weniger Cellulose, stattdessen mehr wasserbindende Hydrokolloide wie Pektine, Alginate, Carrageen, Agar Höhere Pflanzen Rotalgen Braunalgen amorpher Anteil Pektin Pektin, Agar, Carrageen Pektin, Alginate fibrillärer Anteil Cellulose in Paralleltextur Cellulose, filzartig verflochtene Ketten Cellulose Zellwand — Rotalgen: Agar Hauptlieferant: Gelidium amansii Struktur: komplexes Gemisch sauer reagierender Galactane = Agaroide Unterscheidung zwischen: Agarose = schwach negativ geladen aus überwiegend 3,6-Anhydro-α-L-Galactose, wenig Sulfatgruppen, Dimer: Agarobiose, ist Gelbildner; Agaropektin = 3-10% Sulfatgehalt, als Salze vorliegend, geliert nicht Zellwand — Rotalgen: Carrageen Hauptlieferant: Chondrus crispus, Gigartina stellata Struktur: 30-60% Carrageenane = lineare Galactansulfate, sind Gelbildner => Verwendung als Dickungsmittel etc. in der Lebensmittelindustrie Zellwand — Braunalgen: Alginsäure Hauptlieferant: verschiedene Laminaria- und Macrocystis-Arten Struktur: Gemisch linearer Polyuronide aus β-(1—>4)-D-Mannuronsäure und α-(1—>4)-L-Guluronsäure sind Gelbildner => Verwendung als Dickungsmittel etc. in der Lebensmittelindustrie Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zusammensetzung und Funktion des Cytosols Cytosol = Hyaloplasma = Matrix • in pro- und eukaryontischen Zellen • Wasser mit Proteinen, Kohlenhydraten, Lipiden, Nukleinsäuren, Elektrolyten, Spurenelementen in gelöster Form • Ort der Glykolyse, Gluconeogenese, Aufund Abbau von Aminosäuren, Proteinsynthese • Speicherfunktion in Form von Lipidtröpfchen und Glykogengranula Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen), Kernäquivalente Funktion: Träger der genetischen Information • Nukleoid = Kernäquivalent, Bakterienchromosom bei Prokaryonten, zirkuläre DNA, ohne Histone, mit Nicht-Histonproteinen Keine räumliche Trennung zwischen genet. Info und Zytoplasma => keine räumliche Trennung zwischen Transkription und Translation! Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen), Kernäquivalente Funktion: Träger der genetischen Information • Nukleoid = Kernäquivalent, Bakterienchromosom bei Prokaryonten, zirkuläre DNA, ohne Histone, mit Nicht-Histonproteinen Keine räumliche Trennung zwischen genet. Info und Zytoplasma => keine räumliche Trennung zwischen Transkription und Translation! • alle Eukaryonten mit echtem Zellkern = Nukleus einige (lebende) Zellen ohne Zellkern: Erythrozyten, Siebröhren einige Zellen mit mehreren Zellkernen = polyenergid, Zellen der Leber, des Knochenmarks, quergestreifte Muskelfasern, Milchröhren; => jeder Zellkern bildet zusammen mit Teil des Zytoplasmas eine Energide Syncytien: durch Verschmelzung einkerniger Zellen oder Kernteilung ohne Zellteilung entstanden Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen) DNA-Polymerase, RNA-Polymerase Replikation der DNA, Transkription der DNA unter Bildung von mRNA, tRNA, rRNA Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen) Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen) Nukleus aufgebaut aus Kernmembran = Kontinuum aus rauem Endoplasmatischem Reticulum, Kernplasma, Chromatin, Nucleolen 3 verschiedene Zustände unterscheidbar: !• Interphasekern, zwischen zwei Kernteilungen, mit DNA-Replika!! tion, RNA-Synthese, Doppelmembran vorhanden, Chromatin !! diffus, Nucleolen erkennbar ! ! ! • Arbeitskern, in differenzierten, nicht mehr teilungsbereiten ! Zellen, mit RNA-Synthese, Doppelmembran vorhanden, ! Chromatin diffus, Nucleolen erkennbar ! ! • Mitosekern, während der Kernteilung, Membran „aufgelöst“, ! einzelne Chromosomen erkennbar, keine Nucleolen Zellkern (inkl. Chromosomen) — Zellzyklus Arbeitskern Mitosekern Interphasekern Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen) Bandenmuster = Chromomere, durch Anfärbung A/T-reicher Regionen (G-Banden) und G/C-reicher Regionen (R-Banden) Centromer
