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Zellbio und Physio Pflanzen > Zellwand > Flashcards

Zellwand Flashcards

1
Q

Was sind Plasmodesmata?

A

Verbindungen zwischen Pflanzenzellen (Syncytium)

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2
Q

Wie ist die Zellwand aufgebaut?

A

Primärwand (Cellulose, Hemicellulose) - Mittellamelle ., Ecke: Pektin-reich - Primärwand

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3
Q

Welche Form hätten die Protoplasten ohne die Zellwand?

A

kugelig (Zellwände bestimmen die Form von Pflanzenzellen, die ganz unterschiedlich sein kann)

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4
Q

Was ist Armierung?

A

Verstärkung der Zellwandmatrix durch Zellulose-Fibrillen

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5
Q

Struktur einer Cellulose-Mikrofibrille

A

beta-1,4 (O-glykosidische Bindung des anomeren C1-Atoms mit C4-Atom) - gestrecktes Polymer (poly-Glukan)

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6
Q

Was benötige die Cellulose-Synthase-Untereinheiten zur Zellwandsynthese?

A

(aktivierte) UDP-Glukose, welche im Cytosol enzymatisch unter Verbrauch von Kohlenhydraten bereitgestellt wird, Cellulose-Synthase bildet Komplexe an der Plasmamembran (Rosetten)

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7
Q

Wodurch wird die Ausrichtung / Textur der Cellulose-Fibrillen vorgegeben?

A

kortikale (randständige) Mikrotubuli, an denen sich die Rosetten-Komplexe vorwärts schieben (Rosetten-Modell)

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8
Q

Was macht COBRA?

A

unterstützt die Bildung von Cellulose-Mikrofibrillen (noch unklar, wie es rekrutiert wird)

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9
Q

Was sind CTL1/POM1 und CTL2?

A

Chitinase-like Glykoproteine: sollen Quervernetzungen von Mikrofibrillen beeinflussen

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10
Q

Was bedingen Mikrotubuli?

A

Wandtextur und Dehnungsrichtung wachsender Zellen (anisotrope Zellstreckung -bewirken, dass Zelle in unterschiedliche Richtung unterschiedlich stark wachsen kann)

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11
Q

Was ist die Cellulose Synthase Interactive1 (CSI1)?

A

Verbindung zwischen kortikalen Mikrotubuli und Cellulose-Synthase-Untereinheiten-Komplexen (CSC)

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12
Q

Was sind Hemi-Cellulosen?

A

Quervernetzer: komplexe, teilweise verzweigte Polysaccharide (Glucose, Mannose, Xylose und Galactose), direkt mit den Cellulose-Mikrofibrillen assoziiert (alpha-1,6)

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13
Q

Was machen Pektine?

A

bilden die Zellwand-Matrix: unpolare Regionen: Methyl-veresterte-Carboxylgruppen, polare Seitenketten: bilden wässrige Poren/Kanäle, Hydratisierung (Wasserbindung), Gele: Carboxylgruppen von Nachbarketten mit mehrwertigen Kationen zu Salzbrücken

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14
Q

Wodurch wird die Wand-Textur vor allem vorgegeben, nenne ein bis zwei Beispiele bei der Fruchtreife

A

durch Zellwand-Architektur:

  • mehlige Äpfel: Pektin-Verfestigung, Verlust von Zell-Zell-Kontakten
  • Zellwände von reifen Tomaten (Pericarp-Fruchtwand) schwellen an und werden weich (Enzyme)
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15
Q

Was ist Lignin und wozu dient es?

A

Phenolisches Makromolekül aus Zimtsäuren, gezielte Radikalbildung im Apoblasten (zwischen Zellwänden), autokatalytische Polymerisation, Zellwand-Imprägmierung, Xylem: “Holz”

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16
Q

Wie lässt sich Lignin anfärben?

A

Phloroglucin-HCl (pink)

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17
Q

Wodurch variieren Struktur und mechanische Eigenschaften von Holz?

A

unterschiedlicher Polymerisationsgrad der Phenolbausteine und unterschiedliche kovalente Vernetzung des Lignins mit Cellulosen und Hemicellulosen

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18
Q

Welche Funktion können Zellwände über den Tod hinaus erfüllen?

A

Samenverbreitung

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19
Q

Was ist Baumwolle?

A

Cellulose-Produkt: dicke Zellwand fast nur aus Cellulose-Fibrillen, bei Reifung kollabiert der Rest, sodass helikale Baumwollfaser entsteht

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20
Q

Wie erfolgt die Richtung der Zellstreckung normalerweise?

A

immer quer zu den Mikrofibrilen (Vakuolen fusionieren, durch aktive Teilchenaufnahme strömt Wasser nach)

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21
Q

Ausnahme: keine Zellstreckung quer zu den Mikrofibrillen

A

bei polarem Spitzenwachstum bei Pollenschläuchen und Wurzelhaaren: flexible Zellwand, vorallem aus Pektin: gezielt Vesikel zum Pol, aushärten der Flanken

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22
Q

Spiralmodell des interkalaren Wachstums

A

Pflanzenzellen lassen sich quer zu ihrer Wand-Textur dehnen: bestehende Celllulosefibrillen werden ausgedünnt: Neusynthese und Einlagerung von Zellwandmaterial (Auxin-gesteuert!)

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23
Q

Was ist die Triebkraft der Wanddehnung?

A

der Zell-Innendruck (Turgor)

24
Q

Wie werden die Quervernetzungen der Zellwand bei der Dehnung aufgebrochen?

A

H+-ATPasen an der Plasmamembran aktiv: pH-Abfall im Apoplasten: Expansine: brechen Verbindungen (saures pH-Optimum), Xyloglucan-endo-transglykosylase (XET) spaltet Hemicellulose-Polymere und speichert einen Teil der freiwerdenden Energie zur Wiederverknüpfung

25
Q

Wie beeinflussen Pflanzenhormone die Zellstreckung?

A
  • Richtung der Wanddehnung durch re-Orientierung von kortikalen Mikrotubuli (z.B. Ethylen)
  • Rate und Beginn der Wanddehnung durch Aufbrechen der Quervernetzungen (z.B. Auxine, Gibbereline)
26
Q

Was machen Auxine laut der Säure-Zellstreckungshypothese? schnelle/langsame Prozesse, woran beteiligt?

A
  • induzieren Zellstreckung (schnell: induziert Protonenpumpen an der Plasmamembran (Expansine aktiviert), langsam: induzierte Genexpression für Nachschub an Wandmaterial)
  • Wachstumsbewegungen von Organen, z.B. Photo- oder Gravitropismus
27
Q

zusammengefasst Stationen der Zellstreckung?

A
  • Initiation: hormonelles Signal
  • Ansäuerung des Apoblasten
  • Lösen der Quervernetzungen
  • Zellstreckung quer zu Mikrofibrillen (Aktivierung von Ionenpumpen, Vakuolenfusion)
  • Neusynthese von Wandmaterial
28
Q

Wie können Pflanzen den Angriff durch Pathogene erkennen?

A

Zelwand-Fragmente beider Seiten als Signalmoleküle (Elicitoren), Abwehrprozesse wie Bildung von Chitinasen (spezielle Rezeptoren, Signalkaskaden)

29
Q

Wie ist das Cytoskellett eukaryotischer Zellen grob aufgebaut?

A

Netzwerk aus fibrösen Elementen: dynamisches, filamentöses Netzwer

30
Q

Welche Komponenten gibt es im Cytoskelett?

A

Mikrotubuli, Mikrofilamente, Intermediärfilamente

31
Q

Mikrotubuli

A

hohles Rohr, Dimer aus alpha und beta Tubulin, polar (+/-) (Wandrichtung der Zellulosen, Chromosomemwanderung, zelluläre Bewegungen via Motorproteine)

32
Q

Mikro(aktin)filamente

A

zwei umeinander gewundene Stränge aus Monomeren, Aktin (Muskelkontraktion (Tiere), Stabilisierung und Veränderung der Zellform), -/+Ende (polar)

33
Q

Intermediärfilamente

A

zu dickeren Strängen aufgewundene Faserproteine (Monomere parallel zu Dimeren, dann antiparallel zu Tetrameren, dann zu Filamennten-Netzen) (Stabilisierung der Zellform, der Kernlamina (Lamin-Netzwerk))

34
Q

Dynamische (In)Stabilität von Cytoskelett-Elementen

A

gleichzeitige Bildung und Zerfall, Polymerisation/Depolymerisation durch Bindung und Hydrolyse von Nukleotiden (ATP bei Aktin, GTP bei Mikrotubuli), wachsen polar (nur an einem Ende)

35
Q

Was ist “treadmilling” und wie wurde es herausgefunden?

A

auf der Stelle treten: radioaktiv markierte Moleküle, pulse-chase-Experimente: man kann zeigen, wie sich der markierte Bereich durch das Molekül bewegt

36
Q

Wann sind Tubulin-Dimere am Wachsen von Mikrotubuli beteiligt?

A

wenn die GTP gebunden haben

37
Q

Wann sind Tubulin-Dimere am Schrumpfen von Mikrotubuli beteiligt?

A

wenn sie GDP gebunden haben

38
Q

Wie kann das Cytoskelett visualisiert werden?

A

Markierung mit floureszierenden Substanzen, die an polymerisiertes Aktin/Tubulin oder assoziierte Proteine binden (MAPs = Microtubuli Associated Proteins), transiente Expression von Fusionspräparaten (GFP-Derivate)

39
Q

Was sind Protoplasten?

A

zellwandlose Pflanzenzelle ohne Polarität (isodiametrisch - in alle Richtungen annähernd gleich)

40
Q

Welche Eigenschaften haben mor1-Mutanten und wo liegt die Mutation (Mikrofibrillen-Längen-Hypothese)?

A

extrem zwergwüchsig, weil Zellstreckung nicht funktioniert: MOR1 ist ein Mikrotubuli-assoziiertes Protein (MAP), sie haben fragmentierte Mikrotubuli, dadurch sind auch die Cellulosemoleküle fragmentiert und weniger kristallin, Wachstums-Anisotropie geht verloren

41
Q

Wie funktioniert Organell-Verankerung?

A

Organellen mithilfe von Ankerproteinen an Cytoskelettfasern angeheftet/dirigiert

42
Q

Wie wird Cytokinese (Zellbewegung) vermittelt?

A

Motorproteine vermitteln bei zellulären Bewegungen, bei Organellbewegung und Vesikel-Transport am Cytoskelett

43
Q

Was sind Motorproteine?

A

Cytoskelett-assoziierte, mechano-chemische Enzyme, die chemische Energie (ATP, GTP) in mechanische Arbeit konvertieren

44
Q

Welche Motorprotein-Superfamilien gibt es?

A

Dynein und Kinesin, Akto-Myosin

45
Q

Wie funktionieren Dynein und Kinesin?

A

sie bewegen sich am Mikrotubuli fort: Kinesin zum Plusende, Dynein zum Minusende

46
Q

Akto-Myosin-System bei Pflanzen (wie funktioniert es, wofür ist es wichtig)

A

Myson-Köpfe bewegen sich an Aktin-Filamenten entlang durch ATP-Spaltung
wichtig für: Zellform, Organell-Bewegungen (z.B. Chloroplasten), Vesikeltransport

47
Q

Chloroplasten-Bewegungen

A

durch Akto-Myosin-System, Lichtvermeidung bei starkem Licht (Vermeidung von Schäden), maximale Lichtausbeute bei schwachem Licht

48
Q

Polarer Transport (in Pflanzen bei Pollenschläuchen und Wurzelhaaren)

A

Einseitiges Zellwachstum als Resultat von gerichtetem Vesikeltransport (Vesikel an Aktin-Filamenten), einseitige Sekretion von Zellwandmaterial (v.a. Pektin) in die Spitzenregion

49
Q

Was bestimmen periphere (cortikale) Mikrotubuli?

A

Wandtextur (Dehnungsrichtung), Zellstreckung, Orientierung von Zellteilungen (bilden den Phragmoplasten (neue Zellplatte, die von innen nach außen wächst) - geben die Lage der neuen Zellwand vor

50
Q

Woher stammt das Material für die neue Zellwand?

A

Vom Golgi-Apparat

51
Q

Wie wird die Mikrotubuli-Orientierung reguliert?

A

durch äußere Signale, die in zellulären Signalkaskaden münden (z.B. Ca-Einstrom, Aktivierung von Protein-Kinase-Kaskaden)

52
Q

Was passiert, wenn man Arabidopsis-Keimen das gasförmige Phytohormon Ethylen zugibt?

A

Drehung der Mikrotubuli von Quer- in Längsrichtung (Zellen können sich nur noch isodiametrisch dehnen und bildet nur dicke, kurze Keimlinge)

Ethylen-insensitive Mutanten wachsen normal (Beispiel für Mutanten-Screening)

53
Q

Wie wird Ethylen erkannt?

A

Ethylen-Rezeptor-Kinase

54
Q

Modell der Mechano-Perzeption an der Zellwand

A

Cellulose-Mikrofibrillen der Zellwand stehen in Kontakt mit transmembranen Proteinen, die auf der Innenseite mit peripheren Mikrotubuli verbunden sind (Verformung löst mechanisch-vermittelte Reaktion (Ca-Einstrom) aus)

55
Q

Funktionen des Cytoskeletts (zusammengefasst)

A

Kontrolle von Zellform, Zellbewegung, Zellorientierung, Vermittlung von gerichtetem Vesikel-Transport, Verankerung und Bewegung von Organellen, Vermittlung bei Mechano-Perzeption (Außenreize)

Zellbio und Physio Pflanzen (11 decks)

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