Back to chapter

4.15:

Plantencelwand

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Plant Cell Wall

Languages

Share

Een plantencel heeft een celwand, een stijve structuur buiten het plasmamembraan, die de cel omsluit. Plantencelwanden hebben tot drie verschillende lagen: de middenlamel, primaire celwand en secundaire celwand. Elke laag bevat polysachariden, zoals pectine, hemicellulose en cellulose, alsook eiwitten. De middenlamel is de buitenste laag van de celwand. Deze laag ligt tussen twee aanliggende cellen, vandaar de naam ‘middenlamel’. De middenlamel bestaat uit pectine, waardoor de cellen aan elkaar vast blijven zitten en plantenweefsels vormen. De primaire celwand vormt zich tussen de middenlamel en het plasmamembraan. Wanneer jonge plantencellen zich delen en groeien, scheiden ze een laag cellulosefibrillen af die ingebed zitten in een gelachtige matrix die bestaat uit pectine en hemicellulose. Door deze dunne, flexibele structuur kan de celwand zich uitstrekken bij de celgroei. Nadat een plantencel ophoudt met groeien, kan hij een secundaire celwand aanmaken tussen primaire celwand en plasmamembraan. Deze dikke en stijve secundaire celwand bevat cellulose, hemicellulose en verhardende stoffen als lignine, die de plantencellen beschermen en ondersteunen. Hout en grassen vormen beide secundaire celwanden die lignine bevatten. Maar de samenstelling van hun celwanden verschilt op basis van hun structurele behoeften. Houtige weefselcellen bestaan, anders dan grascellen, vooral uit lagen secundaire celwand, die stevigheid bieden. Zelfs binnen één plant ontwikkelen andere celtypen, zoals houtvaten en tracheïden die verantwoordelijk zijn voor watertransport in vaatplanten, gespecialiseerde secundaire celwanden. Maar celwanden van planten zijn niet ondoordringbaar. Kleine gaatjes verbinden het cytoplasma van buurcellen. Door deze verbindingen kunnen water, nutriënten en andere cruciale moleculen worden uitgewisseld. De celwand van de plant is verantwoordelijk voor de stevige, staande aard van planten als grassen, struiken en bomen. Afhankelijk van soort of celtype is de samenstelling van de celwand uniek voor de structuur en functie van de cel in de plant.

4.15:

Plantencelwand

De plantencelwand geeft plantencellen vorm, ondersteuning en bescherming. Naarmate een cel rijpt, specialiseert de celwand zich volgens het celtype. De parenchymcellen van bladeren hebben bijvoorbeeld slechts een dunne primaire celwand.

Collenchym- en sclerenchymcellen komen daarentegen vooral voor in de buitenste lagen van de stengels en bladeren van een plant. Deze cellen geven de plant kracht en ondersteuning door hun primaire celwand gedeeltelijk te verdikken (dwz collenchym), of door een secundaire celwand af te zetten (dwz sclerenchym). Al met al bepalen de verschillende samenstellingen van een celwand de functie van specifieke cellen en weefsels.

Sommige planten, zoals bomen en grassen, zetten een secundaire celwand rond volwassen cellen af. Secundaire celwanden bevatten drie verschillende lagen: de secundaire wandlaag 1 (S1) aan de buitenkant, de secundaire wandlaag 2 (S2) in het midden en de secundaire laag 3 (S 3) aan de binnenkant. In elke laag zijn de cellulosemicrofibrillen in verschillende oriëntaties georganiseerd. De S2 laag kan tot 75% van de celwand in beslag nemen.

Ongeacht de samenstelling hebben alle celwanden van planten kleine gaatjes of putjes die het transport van water, voedingsstoffen en andere moleculen mogelijk maken. In een gat vormen de middelste lamel en de primaire celwand slechts een dun membraan dat aangrenzende cellen van elkaar scheidt. Plasmodesmata overspannen het resulterende kanaal en verbinden het cytoplasma van aangrenzende cellen. De secundaire celwand kan rond het gat worden afgezet, maar niet erin.

Wanneer planten water en voedingsstoffen opnemen, slaan plantencellen dit op in de vacuole. Als de vacuole groter wordt, wordt het plasmamembraan tegen de celwand gedrukt. Deze zogenaamde turgordruk ondersteunt de rechtopstaande en stijve structuur van planten. De celwand voorkomt echter dat de cellen onder deze druk scheuren.

Naast het bieden van structuur en ondersteuning, kunnen de celwanden van planten ook een opslag van voedingsstoffen zijn. Zaden kunnen bijvoorbeeld suikers opslaan in de celwanden van zaadlobben en endospermweefsels zodat het gebruikt kan worden tijdens de vroege plantengroei. De celwand fungeert ook als de belangrijkste barrière en verdediging tegen pathogene bacteriën, virussen en schimmels. Celwanden van planten zijn eerder dynamische structuren dan starre en onveranderlijke barrières.

Suggested Reading

Lampugnani, Edwin R., Ghazanfar Abbas Khan, Marc Somssich, and Staffan Persson. 2018. “Building a Plant Cell Wall at a Glance.” Journal of Cell Science 131 (2): jcs207373. [Source]

Bacete, Laura, Hugo Mélida, Eva Miedes, and Antonio Molina. 2018. “Plant Cell Wall-Mediated Immunity: Cell Wall Changes Trigger Disease Resistance Responses.” The Plant Journal 93 (4): 614–36. [Source]