Zellwand Flashcards
Symplast
Gesamtheit aller durch Plasmodesmen verbundenen Protoplasten (Cytoplasma) in einer Pflanze
Apoplast
Gesamtheit der Zellwände und dem Interzellularraum
Primärzellwand
Dünne, flexible schicht der zellwand, die während zellwachstum geformt wird
Verhältnis Cellulose:Hemicellulose:Pektin
=> 1:1:1 => je ein drittel
Funktionen der pflanzlichen Primärzellwand
Mechanische Stärke der Pflanze
Kittet Zellen zusammen => unbeweglich
Exoskelett => Zellform und wirkt Turgordruck entgegen
ermöglicht Streckenwachstum
Wassertransport durch spezialisierte Zellen
Diffusionsbarriere und Abwehrbarriere
Cellulose
Glucosepolymer
Zusammenlagerung der Polymere über H-Brücken
=> Elementarfibrille
lagern sich zusammen
=> Mikrofibrillen
lagern sich woederum zusammen
Hemicellulose
können mit alkalischen Lösungen extrahiert werden (rein chemische definition)
Xyloglucan => Glucosepolymer mit Seitenketten von Xylose
Rückgrat heisst Xyloglucan
Pektine
Homogalacturonan => lineares Polymer aus Galacturonsäure (geladen)
Rhamnogalacturonan => Rückgrat aus abwechselnd Rhamnose und Galacturonsäure
Seitenketten an Rhamnose
Charakteristisch für Pektin ist
Negative Ladung der Seitengruppe (Säuregruppe an Galacturon)
Entwicklund der Pflanzenzelle
Pektinmonomere sind Methyliert => Carboxylgruppe liegt als Methylester vor => ungeladen
Im Verlauf der Entwicklung: Methylesterasen spalten Verbindung ab => Säuregruppe wird freigesetzt (geladen)
Stabilisierung der Zellwand
Negative Ladungen kompensiert durch Einlagerung von Ca2+ => stabile Verknüpfung
Je mehr Verknüpfungen, desto starrer => streckungswachstum im adulten Zuatand nicht möglich
Extensine
Proteine in Zellwand
Pentapeptid Ser(Pro4) ist häufig wiederholt
Proline oft hydroxyliert => anhängen von Seitenketten
= dekoriertes Molekül
in Primärwänden
Tyrosinreste bilden kovalente Verbindungen zu anderen Extensinen auf im Verlauf der Zellwandentwicklung
= Isodityrosin
Golgi
Glykosyltransferase => Enzym das Zucker verknüpft
=> Biosynthese von Pektin, Xyloglucan & Glykosylierung von Extensinen
Cellulose Biosynthese
Findet an Plasmamembran statt
=> Produktion der Mikrofibrillen durch Cellulosesynthase
=> Ausscheidung in Zellwand
Cellulose Synthase Komplex
etw Grösse eines Ribosoms
(rel. gross)
Proteine in plasmamembran, dazwischen globuläre domäne => synthese
Trennschicht zwischen zwei zellen
Besteht immer aus pektin => Mittellamelle
Zellwandschichten
Äusserste ist älteste
Zu Beginn Mikrofibrillen transversal zu Wachstumsrichtung ausgerichtet
Je älter, desto mehr in Wachstumsrichtung ausgerichtet
=> reisst irgendwann
Zellwandstreckung
Expansine: Proteine die H-Brücken zwischen Xyloglucan und Cellulose temporär auflösen können
Xyloglucan Endotransglycosylase:
schneidet Xyloglucan kontrolliert
Modifizierung nach vollendetem Zellwandwachstum
Lignifizierung
Untereinheiten von Lignin
4-coumaryl-,
coniferyl-,
sinapylalcohol
=> phenolische substanzen
Schlüsselsubstanz Ligninbildung
Phenylalanin
Shikimatweg
Roun-up inhibiert den Syntheseweg
=> totalherbizid
Round-up pflanzen wurden genetisch modifiziert => Redistenz gegen Round-up Herbizid durch einfügen von bakterieller EPSP Synthase
Phenylpropanoidstoffwechsel
(wagrecht)
1. Deaminierung von Phenylalanin zu trans-Zimtsäure durch Phenylalaninammoniakliase (PAL)
- Ahängen einer Hydroxylgruppe am Phenolring durch Hydroxylase
- ”
- Methylierung der 2. Hydroxylgruppe durch Methyltransferase
- weitere Hydroxylgruppe
- Methylierung
Modifizierte Phenolgruppen werden an Carboxygruppen weiter veratbeitet: (senkrecht)
- aktiviert durch co-A
- reduziert zu Aldehyd
- reduziert zu Alkohol
=> coumarylalkohol, coniferylalkohol und sinapylalkohol (Ligninmonomere) => werden verknüpft (weg unbekannt)
Welche Organismen können lignin abbauen?
Einigi Pilze
Und bakterien?
=> haben spezielle Enzyme
Sekundärstoffwechsel
Sekundärmetabolite
=> Alkaloide, Farbstoffe (Carotenoide etc.), Phenylpropanoidstoffwechsel, Steroide
Trans-Zimtsäure ist neben Lignin ausgagngsstoff für
Flavonoide
Funktion der Phenylpropanoide
Farbpigmente in Blüten => Bestäuberinteraktionen
Phytoalexine = antifungale Verbindungen
Lignin als strukturelle Barriere gegen Eindringen von Pathogenen
Schirmpigmente als Schutz vor UV-Strahlen (Anthocyane, Chalcone)
Ausgangsmolekül für Flavonoide
Chalcon
derived from trans-Zimtsäure
Unterschiedliche (Blüten)Farben durch:
Molekulare Struktur von Amthocyaninen (& Glykosylierung)
pH wert in Pflanze (z.B. abhängig von Boden)
Intermolekulare Interaktionen von versch. Molekülen
Reine Flavonoide
Pelargonidin (Geranie)
Cyanidin (Rose)
Delphinidin (Rittersporn)
=> stark versch. in Farbe = molekularer Unterschied nur Anzahl Hydroxylgruppen
Hinweis auf Schutzfunktion der Pigmente gegen UV
Pigmente nur in Zellen der Epidermis
Phytoalexine
Gegen fungale Pathogene
Zelle bildet Vesikel => aggregieren an Infektionsstellen
Traubenfärbung
Blau: Anthocyane => TF reguliert Flavonoidsynthese (Gene, die für Produktion von Enzymen wichtig sind)
Weiss: Retrotransposon in Promotor vor TF Gen gesprungen => Anthocyangene werden nich mehr angeschaltet
Rot: unequal crossing-over von LTRs des Retrotransposons, übrig bleibt kleine Insertion => TF wieder aktiv, aber weniger stark
PAL
Phenylalanin Ammoniak Lyase
=> umwamdlung von phenylalanin zu trans-zimtsäure unter freisetzung von Ammoniak (NH3)
