Zellwand
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Eine Zellwand umgibt manche Bakterien, Pflanzenzellen und Pilzzellen. Sie liegt stets außerhalb der Plasmamembran der Zelle.
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Pflanzliche Zellwände
Pflanzliche Zellwände haben zwei Hauptfunktionen: Sie geben der Zelle Stabilität und sie verhindern, dass die Zelle anschwillt, wenn Wasser eindringt. Pflanzliche Zellwände bestehen aus unlöslichen Zellulosefibrillen, die in eine Matrix aus Kohlehydraten (Pektine und Hemizellulosen) eingebunden sind. Die Zellwand ist gewöhnlich permeabel, d.h. durchlässig für gelöste Stoffe;
Die Gesamtheit aller Zellwände und der Zellzwischenräume wird Apoplast genannt.
Durch die Protoplastenfusion können Zellwände auf asexuellem Wege verschmelzen und zu neuen Eigenschaften der Pflanze führen, z.B. bei der Kartoffel.
Entstehung der pflanzlichen Zellwand
Die primäre Zellwand, die von der Pflanzenzelle bei einer Zellteilung zuerst gebildet wird, besteht aus Zellulose-Mikrofibrillen, die kreuz und quer liegen (=Streutextur) und über Wasserstoffbrücken verbunden sind. Sobald die Zelle ihre maximale Ausdehnung erreicht hat, wird eine zweite Zellwand (Sekundärwand) darunter erzeugt. Im Gegensatz zur primären Zellwand sind die Mikrofibrillen hier parallel angeordnet (=Paralleltextur), und ihre Richtung ändert sich leicht mit jeder neuen Schicht. Somit ist die Stabilität der Zelle bzw. der ganzen Pflanze gewährleistet. Die Sekundärwand bildet den Hauptbestandteil der Zellwand. Zum Schluss des Wachstums wird eine letzte Schicht angelagert, die sogenannte Abschlusslamelle oder auch Tertiärwand.
Zellwände benachbarter Zellen sind über ein Lamellum verbunden, das Magnesium und Calcium-Pektine enthält.
Bakterielle Zellwände
Die bakterielle Zellwand trennt das Cytoplasma von der Umgebung; sie ist einerseits robust genug, um die Zellgeometrie aufrecht zu erhalten und dient als Schutz vor widrigen Umweltbedingungen. Andererseits ist sie aber auch flexibel und dünn genug, um Zellwachstum, Zellteilung und Transportvorgänge in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus nicht zu behindern.
Durch die hohe Konzentration löslicher Stoffe im Cytoplasma entsteht in der Zelle ein osmotischer Druck von bis zu 1,5 MPa, welcher von der Zellwand kompensiert werden muß. </br>Außerdem dient die Zellwand dem Schutz vor Phagen und bei pathogenen Bakterien gegen das Immunsystem ihrer Wirte und muß aggressiven Metaboliten konkurrierender Mikroorganismen standhalten. Zum Beispiel beruht das Wirkprinzip vieler Antibiotika, z.B. Penicillin darauf, daß diese Substanzen die bakterielle Zellwand angreifen und die Zelle dadurch zerstören oder im Wachstum hemmen.
Bakterien können mit der sogenannten Gramfärbung grob nach ihrem Zellwandaufbau klassifiziert werden. Neben der sogenannten Murein-Schicht (Peptidoglycan) besteht die Zellwand aus sehr unterschiedlichen Komponenten; je nach Spezies werden zusätzlich Lipidmembranen oder Proteinschichten (siehe S-Layer) ausgebildet.
Zellwände bei Pilzen
Die Zellwände, die bei manchen Pilzen die Zellen umgeben, bestehen aus Chitin oder Cellulose, welches auch dem Exoskelett von Insekten seine Härte verleiht. Ähnlich wie bei Pflanzen dienen die Zellwände auch hier der Versteifung, damit die Zellen ihre Form halten können.
Entgegen der landläufigen Meinung ist aber nicht Chitin dafür verantwortlich, dass ein Insektenpanzer hart ist. Chitin ist für dessen Weichheit und Biegsamkeit verantwortlich. Erst durch die Zugabe von Sklerotin wird die Cuticula hart und stabil.
Siehe auch: Apoplast
