Zellwand

Beschäftigst du dich in Biologie gerade mit der pflanzlichen Zelle? Dann wird dir auch die Zellwand begegnen.

Was ist die Zellwand und welche Funktionen hat sie?

simpleclub erklärt dir, was du über die Zellwand wissen solltest!

Zellwand einfach erklärt

Die Zellwand ist ein Zellorganell, welches nur prokaryotische Zellen und Pflanzenzellen besitzen. Tierzellen haben keine Zellwände.

Die Zellwand besteht aus Polymeren und ist dazu da, das Cytoplasma und die Zellorganellen in der Zelle zu schützen und die Form der Zelle auch unter osmotischem Druck zu stabilisieren.

Sie liegt außen um die Zellmembran herum und ist semipermeabel. Das bedeutet, dass sie für einige Stoffe durchlässig ist. Das ist wichtig, um den Druck der Zelle ausgleichen zu können, damit die Zelle nicht platzt, aber auch, um das Eindringen schädlicher Stoffe zu verhindern.

Außerdem dient sie dazu, das Austrocknen der Zelle zu verhindern und Nährstoffe zu speichern.

Sie hat einen typischen Aufbau, der von außen nach innen über die Mittellamelle zur Primärwand, über die Sekundärwand zur Tertiärwand reicht.

Anders als Wände, die wir von unseren Häusern kennen, sind die Zellwände sehr flexibel und nicht fest.

Zellwand Definition

Zellwand Aufbau

Grundsätzlich besteht die Zellwand aus Polymeren.

Ein Polymer ist ein Stoff, der sich aus vielen Makromolekülen zusammensetzt. Die Gruppe, in dem sich die Polymere einordnen lassen, sind die Polysaccharide. Das sind Kohlenhydrate, welche eine große Anzahl an Einfachzucker besitzen.

Mittellamelle

Die Mittellamelle ist die äußerste Schicht der Zellwand.

Sie ist dünn und besteht aus bestimmten Polysacchariden, die Pektine genannt werden.

• Pektine werden auch in der Nahrungsmittelindustrie als Geliermittel verwendet. Sie sorgen für eine gel-artige Struktur der Mittellamelle.

Durch diese Schicht werden die aneinander liegenden Zellen zusammengehalten. Sie klebt die Zellen sozusagen aneinander fest.

Zwischen den Zellen gibt es vor allem in den Ecken kleine Zwischenräume, die mit Luft gefüllt sind. Diese Räume nennst du Interzellulare.

Primärwand

Die Primärwand besteht ebenfalls aus Polysacchariden. Wie die Mittellamelle sind in ihr auch Pektine enthalten, aber auch das Strukturproteine Extensine und Glykoproteine.

• Glykoproteine bestehen aus einem Protein und daran gebundenen Kohlenhydratgruppen.

Weiterhin besteht die Primärwand aus Cellulose und Hemicellulose.

• Cellulose und Hemicellulose sind keine zusammengehörenden Bestandteile
• Cellulose ist ein Polysaccharid (Mehrfachzucker)

Insgesamt ist die Primärwand elastisch. Aus den genannten Bestandteilen der Primärwand, vor allem aus der Cellulose, bilden sich nach der Zellteilung Mikrofibrillen. Diese lagern sich während des Wachstums der Zelle an der Mittellamelle in beliebiger Form an und bilden somit nach und nach die Primärwand.

• Mikrofibrillen sehen aus wie feine Fasern und halten sich über Wasserstoffbrückenbindungen aneinander fest.
• Die Strukturproteine Extensine sorgen für die Stabilität der Wand

Sekundärwand

Nach dem Zellwachstum bildet sich die Sekundärwand.

Sie besteht ebenfalls aus Cellulosefibrillen und Hemicellulosen.

Anders als bei der Primärwand sind die Mikrofibrillen jedoch nicht mehr beliebig angeordnet, sondern parallel in mehreren Schichten. Die einzelnen Schichten sind kreuzweise gestapelt. Dies führt zu einer dickeren und stabileren Struktur als bei der Primärwand. Dadurch ist die Sekundärwand aber auch weniger flexibel.

• Das Makromolekül Lignin sorgt für die Widerstandsfähigkeit der Zelle
• Dünne Stellen bleiben in der Wand offen, damit ein Stoffaustausch zwischen benachbarten Zellen stattfinden kann
• Diese offenen Stellen nennt man Tüpfel

Tertiärwand

Die Tertiärwand ist die Schicht, welche sich zwischen der Zellmembran und der Sekundärwand befindet.

Sie besteht ebenfalls aus Hemicellulosen, Pektinen und Lignin und ist dünner als die Sekundärwand.

Ihre Oberfläche ist nicht glatt, sondern von vielen kleinen Erhebungen gekennzeichnet.

Da sie viel Lignin enthält, ist ihre Stabilität jedoch sehr hoch.

Zellwand Funktion

Die Hauptfunktion der Zellwand ist der Schutz vor äußeren Einflüssen, damit der Innenraum der Zelle, also das Cytoplasma und die Zellorganellen, nicht beschädigt wird. Sie schützt vor den Einflüssen von Viren, Pilzen oder Bakterien, durch die Krankheiten ausbrechen können.

Weiterhin stabilisiert die Zellwand die Zelle. Hierfür muss sie dem osmotischen Turgordruck entgegenwirken.

• Der osmotische Druck entsteht, wenn in zwei Bereichen, die durch eine Wand getrennt werden, eine unterschiedliche Konzentration von Teilchen herrscht. Diese Konzentration will ausgeglichen werden. Dadurch entsteht ein Druck, durch den die Teilchen von einer zur anderen Seite bewegt werden, bis das Verhältnis ausgeglichen ist.

Es kann zum Beispiel dazu kommen, dass Wasser durch die Zellwand in die Zelle strömt, um Konzentrationen auszugleichen. Dadurch erhöht sich allerdings auch der Druck in der Zelle. Um dem entgegenzuwirken, muss die Zellwand stabil sein, damit die Zelle nicht platzt.

Um die Zelle jedoch vor dem Austrocknen zu bewahren, kann durch die Zellwand eine bestimmte Menge Wasser durchgelassen und aufgenommen werden.

Weiterhin hat die Zellwand die Funktion, dass die in ihr eingelagerten Kohlenhydrate freigegeben werden können und somit der Stoffwechsel reguliert werden kann.

Zellwand Bakterien

Bei Bakterien ist der Schutz durch die Zellwand besonders wichtig, da sie das Zellinnere von der Umgebung trennt.

Zellorganellen der Bakterien sind nicht durch einzelne Zellmembranen voneinander getrennt und somit ist der Schutz durch die Zellwand sehr wichtig.

Die Zellwand von Bakterien enthält eine Kombination aus Aminosäuren und Zuckern, die Murein genannt wird.

Zellwand Tiere

Warum haben tierische Zellen keine Zellwand?

Tierzellen haben keine Zellwand, da die Elastizität der Zelle dadurch verloren gehen würde.

Ohne die Elastizität wäre keine Bewegung möglich.

Außerdem ist die Zellwand für viele Biomoleküle nicht durchlässig. Das könnte die Exozytose und Endozytose behindern.

Zellwand Zusammenfassung

Die Zellwand ist eine stabile Hülle, welche die Zellen von Pflanzen, Bakterien und Pilzen besitzen. Tierische Zellen haben hingegen keine Zellwand.

Die Zellwand besteht aus Polymeren. Genauer gesagt aus verschiedenen Polysacchariden. Das sind Mehrfachzucker, welche eine große Anzahl an Einfachzuckern besitzen.

Der Aufbau der Zellwand besteht von außen nach innen aus der Mittellamelle, der Primärwand, der Sekundärwand und der Tertiärwand.

• Die Mittellamelle hat eine gelartige Struktur, durch die benachtbarte Zellen aneinanderkleben.

• Die Primärwand besteht aus elastischen Mikrofibrillen, die beliebig angeordnet sind und sich während des Wachstums der Zelle an der Mittellamelle ansammeln.

• Die Sekundärwand bildet sich nach dem Zellwachstum und besteht ebenfalls aus Cellulosefibrillen

• Diese sind jedoch parallel angeordnet und jeweils kreuzweise gestapelt

• Dünne Stellen bleiben in der Wand offen, damit ein Stoffaustausch zwischen benachbarten Zellen stattfinden kann

• Diese offenen Stellen nennt man Tüpfel

• Die Tertiärwand ist dünner als die Sekundärwand und bildet das Bindestück zwischen Sekundärwand und Zellmembran.

Die Funktionen der Zellwand sind der Schutz der Zellorganellen und des Cytoplasmas, der Schutz vor Krankheiten, die Erhaltung der Stabilität unter dem osmotischen Druck und die Speicherung von Kohlenhydraten und damit die Regulierung des Stoffwechsels.