Unterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose

Hauptunterschied - Cellulose vs. Hemicellulose

Cellulose und Hemicellulose sind zwei Arten von Polymeren, die als strukturelle Bestandteile der Pflanzenzellwand dienen. Beide sind Polysaccharide. Somit bestehen sowohl Cellulose als auch Hemicellulose aus Zuckermonomeren. Cellulose wird durch Polymerisation ausschließlich von β-Glucosemonomeren hergestellt. Im Gegensatz dazu besteht Hemicellulose aus mehreren Monomeren: Xylose, Galactose, Mannose, Rhamnose und Arabinose. Cellulose ist ein langes Polymer, während Hemicellulose vergleichsweise kurz ist. Das Hauptunterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose ist das Cellulose ist ein geradkettiges Polymer, während Hemicellulose ein vernetztes Polymer ist.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Zellulose?
     - Definition, Polymerisation, Struktur, Zusammensetzung, Funktion
2. Was ist Hemicellulose?
    - Definition, Polymerisation, Struktur, Zusammensetzung, Funktion
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Cellulose und Hemicellulose?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Zellulose, Glukose, Hemizellulose, Lignin, Mikrofaser, Pektin, Pflanzenzellwand, Polysaccharide

Was ist Zellulose?

Cellulose bezieht sich auf ein inertes Kohlenhydrat, das der Hauptbestandteil der Pflanzenzellwand ist. Es ist das am häufigsten vorkommende Makromolekül der Erde. Obwohl die chemische Struktur von Cellulose größtenteils Glukose ähnelt, ist sie extrem steif, verleiht der Pflanze eine große Festigkeit und schützt die inneren Strukturen der Pflanzenzelle. Cellulose ist ein lineares Polymer, das durch Polymerisation von Beta-Glucosemolekülen in einer langen Kette hergestellt wird. Jedes Glucosemolekül steht in Bezug auf das benachbarte Glucosemolekül auf dem Kopf. Die Struktur von Cellulose ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Cellulose

Cellulose ist die dritte Masse einer Pflanze. Die parallel ausgerichteten Ketten von Cellulose produzieren Mikrofasern; Diese Mikrofasern sind durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Die Wasserstoffbrücken werden von den Hydroxylgruppen der Glucosemoleküle gebildet. Etwa 80 Cellulosemoleküle sind an der Bildung einer Mikrofaser beteiligt. Eine weitere Vernetzung der Fasern erfolgt durch Hemicellulose. Die beiden Fasertypen sind in einer gelartigen Matrix aus Pektin, die die Mittellamelle bildet, suspendiert. Die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen linearen Cellulosemolekülen sind in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Wasserstoffbrücken zwischen Zellulosemolekülen

Da Cellulose der Hauptbestandteil der Pflanzenzellwand ist, schützt sie die Plasmamembran von Pflanzenzellen. Im Allgemeinen kann Cellulose nur durch das Verdauungssystem von Wiederkäuern aufgeschlossen werden. Es gibt wenige Arten von Enzymen, die Cellulose hydrolysieren können.

Was ist Hemicellulose?

Hemicellulose bezieht sich auf einen Bestandteil der Pflanzenzellwand, der aus einer einfachen Struktur als Cellulose besteht. Es nimmt 20 - 30% des Trockengewichts von Holz ein. Hemicellulose besteht aus ß- (1 → 4) -gebundenen Grundgerüsten. Die Monomertypen, die an der Polymerisation von Hemicellulose beteiligt sind, sind Xylose, Galactose, Mannose, Rhamnose und Arabinose. Hemicellulose vernetzt entweder mit Cellulose oder Lignin und stärkt die Zellwand. Die Biosynthese von Hemicellulose findet im Golgi-Apparat unter dem Einfluss von Glycosyltransferasen statt. Die Struktur der Pflanzenzellwand ist in dargestellt Figur 3.

Abbildung 3: Pflanzenzellwand

Die Zusammensetzung von Hemicellulose in Weichholz und Hartholz unterscheidet sich voneinander. Das Nadelholz enthält hauptsächlich Mannose, Galaktose und Lignin, während das Hartholz hauptsächlich aus Xylan und Acetyl besteht.

Ähnlichkeiten zwischen Cellulose und Hemicellulose

• Sowohl Cellulose als auch Hemicellulose sind Polysaccharide, die aus Zuckermonomeren bestehen.
• Sowohl Cellulose als auch Hemicellulose sind strukturelle Bestandteile der Pflanzenzellwand.

Unterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose

Definition

Zellulose: Cellulose bezieht sich auf ein inertes Kohlenhydrat, das der Hauptbestandteil der Pflanzenzellwand ist.

Hemicellulose: Hemicellulose bezieht sich auf einen Bestandteil der Pflanzenzellwand, der aus einer einfachen Struktur als Cellulose besteht.

Bedeutung

Zellulose: Cellulose ist das langkettige Polymer in der Pflanzenzellwand.

Hemicellulose: Hemicellulose ist das vernetzte Polymer der Pflanzenzellwand.

Art der Monomere

Zellulose: Cellulose wird durch Polymerisation von β-Glucose hergestellt.

Hemicellulose: Hemicellulose besteht aus Xylose, Galactose, Mannose, Rhamnose und Arabinose.

Physikalische Eigenschaften

Zellulose: Cellulose ist ein kristallines Polymer und ein starkes Polymer.

Hemicellulose: Hemicellulose hat ein amorphes Polymer mit geringer Festigkeit.

Fülle

Zellulose: Zellulose ist der Hauptstrukturbestandteil der primären Zellwand von Pflanzen.

Hemicellulose: Hemicellulose ist zusammen mit Cellulose vorhanden.

Hydrolyse

Zellulose: Cellulose ist hydrolysebeständig.

Hemicellulose: Hemicellulose wird leicht durch eine verdünnte Säure oder Base hydrolysiert.

Länge des Polymers

Zellulose: Zellulose besteht aus langen Ketten (7.000 - 15.000 Zuckereinheiten).

Hemicellulose: Hemicellulose besteht aus kurzen Ketten (500 - 3.000 Zuckereinheiten).

Verzweigung

Zellulose: Cellulose ist ein unverzweigtes Polymer.

Hemicellulose: Hemicellulose ist ein verzweigtes Polymer.

Biosynthese

Zellulose: Cellulose wird durch Rosetten-terminale Komplexe (RTCs) an der Plasmamembran synthetisiert.

Hemicellulose: Hemicellulose wird aus Zuckernukleotiden im Golgi-Apparat synthetisiert.

Verdauung

Zellulose: Cellulose ist nur durch Wiederkäuer verdaulich.

Hemicellulose: Hemicellulose kann sowohl von Menschen als auch von Wiederkäuern leicht verdaut werden.

Bedeutung

Zellulose: Cellulose kann zur Herstellung von Papier, Textilien, Pharmazeutika und Sprengstoffen verwendet werden. 

Hemicellulose: Hemicellulose kann zur Herstellung von Papier, Furfural und Ethanol verwendet werden. 

Fazit

Cellulose und Hemicellulose sind zwei Polysaccharide, die als strukturelle Bestandteile der Pflanzenzellwand dienen. Cellulose besteht aus Glucosemonomeren, während Hemicellulose aus mehreren Polymeren besteht. Cellulose ist ein lineares Polymer, während Hemicellulose ein vernetztes Polymer ist. Der Hauptunterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose ist die Rolle jedes Polysaccharids in der Pflanzenzellwand.

Referenz:

1. "Funktion von Zellulose in Pflanzen". Actforlibraries.org, hier verfügbar.
2. "Hemicellulosen". Hemicellulosen | Jährliche Überprüfung der Pflanzenbiologie, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. „Cellulose Sessel“ von NEUROtiker - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "cellulose spacefilling model" Von CeresVesta (Diskussion) (Uploads) - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
3. „Plant cell wall diagram-de“ Von LadyofHats - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia