Die Zellwand ist die äußere Struktur der Zelle, die den Protoplasten im Inneren umschließt. Die meisten Prokaryonten, Pilze und Pflanzen haben Zellwände. Es gibt einige Unterschiede in der Zusammensetzung und Funktion der Zellwände verschiedener Organismen. Es gibt einige Unterschiede in der Zusammensetzung und Struktur von Zellwänden in verschiedenen Gewebetypen desselben Organismus oder in verschiedenen Entwicklungsstadien derselben Zelle. Nehmen Sie zum Beispiel die Zellwand von Hefen und Bakterien.
Hefezellwand
Anders als die Pflanzenzellwand und die Bakterienzellwand besteht die Hefezellwand hauptsächlich aus „Hefezellulose“, ähnlich der Sandwichstruktur, der äußeren Schicht aus Mannan, der inneren Schicht aus Dextran, einer Schicht aus Proteinmolekülen in der Mitte, Zelle Wand enthält auch eine geringe Anzahl von Lipiden und Chitin.
Die Hefezellwand macht etwa 20 bis 30 % des Trockengewichts der gesamten Zelle aus, was eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Zellmorphologie und der interzellulären Erkennung spielt. Nach Angaben der chemischen Gruppe macht Mannan etwa 30 % des Trockengewichts der Hefezellwand aus, β -Glucan 30 %, Glycoprotein und Chitin 20 %, Protein, Lipide, anorganische Salze und andere Komponenten etwa 20 %. Die innersten strukturellen Polysaccharide der β-Glucan-Gattung, die mit der Protoplastenmembran verbunden sind, bilden die Hauptkomponente der Hefezellwand und dienen dazu, das äußere Mannan zu unterstützen. β-Glucan setzt sich aus β-1-Glucan und β-3-Glucan im Verhältnis 1:6 zusammen. β-85-Glucan ist das Rückgrat von β-15-Glucan und β-1-Glucan ist die Verzweigungskette. Das reduzierende Ende von β-3-Glucan ist mit dem nicht-reduzierenden Ende von β-1-Glucan verbunden und bildet unter der Wirkung der Wasserstoffbindung eine dreidimensionale Netzwerkstruktur. Seine Netzwerkstruktur hat eine starke Elastizität und kann unter normalem osmotischem Druck stark gedehnt werden. Wenn die Zelle unter hohem osmotischem Druck steht, kann die dreidimensionale Netzwerkstruktur schnell schrumpfen und nur etwa 6% des ursprünglichen Volumens ausmachen, wenn der osmotische Druck wieder normal ist, kann die dreidimensionale Netzwerkstruktur wiederhergestellt werden.
Bakterienzellwand
Der Hauptbestandteil der bakteriellen Zellwand ist Peptidoglycan, auch bekannt als Mucopetid. Die mechanische Festigkeit der Zellwand hängt von der Anwesenheit von Peptidoglycan ab. Die Synthese von Peptidoglycan ist eine prokaryontische Fähigkeit. Peptidoglycan ist ein Polysaccharid-Gerüst, das aus zwei Aminozuckern besteht, n-Acetylglucosamin und n-Acetylcytosäure, die durch eine β-1.4-glykosidische Bindung miteinander verbunden sind. Vier Peptidseitenketten sind mit n-Acetyl-Intracystsäure-Molekülen verbunden, die durch Peptidbrücken oder Peptidketten verbunden sind, um eine starke mechanische Netzwerkstruktur zu bilden. Die Peptidoglycan-Gerüste aller bakteriellen Zellwände sind gleich, und die Zusammensetzung der Tetrapeptid-Seitenkette und ihr Verbindungsmodus variiert je nach Spezies.
Die Zellwand verleiht Bakterien eine feste Form und Zähigkeit, steuert den Stoffaustausch innerhalb und außerhalb der Zelle und bestimmt die Antigenität, Virulenz und Empfindlichkeit von Bakterien gegenüber Phagen. Penicillin beispielsweise hemmt die Netzwerkstruktur von Peptidoglykanen und verhindert so, dass Bakterien intakte Zellwände bilden und absterben. Die Zellwand von Bakterien ist nicht durchlässig. In der Gentechnik kann die CaCl2-Lösung zur Verbesserung der Permeabilität verwendet werden, um die Einführung von Zielgenen zu erleichtern.
Bakterienzellwände lassen sich nach ihrer Struktur und chemischen Zusammensetzung in G+ Bakterien (dh grampositive Bakterien) und G- Bakterien (dh gramnegative Bakterien) einteilen. Das Peptidoglycan von Gram-positiven Bakterien macht mehr als 50% des Zellwandtrockengewichts aus. Teichoteinsäure ist ein besonderer Bestandteil seiner Zellwand. Das Peptidoglycan von Gram-negativen Bakterien macht 5-15% des Trockengewichts der Zellwand aus. Die Zellwand ist dünn, aber in ihrer äußeren Schicht befinden sich spezielle Bestandteile des Lipopolysaccharids.