Die Pilzzelle: Eukaryot ohne Plastiden
Die Pilzzelle ist eine eukaryotische Zelle mit Zellkern, Mitochondrien und Zellwand, aber ohne Plastiden. Sie speichert Glykogen und baut Hyphen, Mycelien oder einzellige Hefen auf.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Pilzzelle ist eine eukaryotische Zelle mit Zellwand, aber ohne Plastiden. Pilze bilden ein eigenes Reich neben Pflanzen und Tieren.
- Alle Pilze, auch Claviceps purpurea, Penicillium, Saccharomyces und Rhizopus, besitzen einen echten Zellkern und sind Eukaryoten.
- Pilzzellen enthalten Mitochondrien, ER und Vakuolen, aber keine Plastiden, also weder Chloroplasten noch Leukoplasten.
- Pilze speichern Glykogen im Cytoplasma und keine Stärke.
- Der Thallus vieler Pilze besteht aus apikal wachsenden Hyphen, die ein Mycel bilden. Hyphen sind septiert (Aspergillus) oder unseptiert und vielkernig (Rhizopus).
- Hefen wie Saccharomyces cerevisiae sind einzellige Pilze.
Worum es geht
Pilze sind Eukaryoten, die keine Plastiden besitzen und Glykogen statt Stärke speichern. Diese Merkmale trennen sie klar von Bakterien und Pflanzen. In der Pharmazie begegnen sie dir als Produzenten von Penicillin und Ergotalkaloiden und als Erreger von Mykosen.
Pilze als eigenes Reich
Pilze bilden ein eigenes Reich neben Pflanzen und Tieren. Früher zählte man sie zu den Pflanzen, weil sie sesshaft sind und eine Zellwand tragen. Ihr Zellbau zeigt aber ein eigenes Muster.
Von den Prokaryoten trennt sie der echte Zellkern. Von den Pflanzen trennt sie das Fehlen von Plastiden und damit der Photosynthese. Mit den Tieren teilen sie den Reservestoff Glykogen. Wie eine eukaryotische Zelle grundsätzlich gebaut ist, steht unter Eukaryotische Zellen. Den Unterschied zur Bakterienzelle behandelt die Einheit Bakterienzelle im Vergleich.
Eukaryotischer Zellbau
Alle Pilze sind Eukaryoten. Ihre Erbsubstanz liegt in einem Zellkern, der von einer Kernhülle umschlossen ist. Ein frei im Cytoplasma liegendes Nucleoid wie bei Bakterien gibt es nicht. Das gilt für Schimmelpilze wie Rhizopus genauso wie für Hefen und für Pilze, die den Menschen krank machen.
Die folgenden Gattungen sind pharmazeutisch wichtig. Jede davon ist ein Pilz und damit ein Eukaryot. Ihre Produkte und Krankheitsbilder vertieft die Einheit pharmazeutisch bedeutsame Ascomyceten.
| Pilz | Bedeutung |
|---|---|
| Penicillium chrysogenum | Penicillin-Produzent |
| Acremonium chrysogenum | Cephalosporin-Produzent |
| Aspergillus flavus | Aflatoxin-Bildner |
| Claviceps purpurea | Mutterkorn, Ergotalkaloide |
| Saccharomyces cerevisiae | Back- und Bierhefe |
| Candida albicans | Erreger von Soor |
| Trichophyton rubrum | Erreger von Haut- und Nagelmykosen |
| Rhizopus, Cunninghamella | Schimmelpilze, Biotransformation |
Der eukaryotische Bau hat praktische Folgen. Antibiotika, die bakterielle Strukturen angreifen, wirken gegen Pilze nicht. Antimykotika zielen deshalb auf pilzeigene Strukturen.
Organellen und Reservestoff
Im Cytoplasma der Pilzzelle liegen die typischen Organellen einer Eukaryotenzelle. Dazu gehören Mitochondrien für die Zellatmung, das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat und Vakuolen. Außen umgibt eine Zellwand die Zellmembran. Woraus sie besteht, klärt die Einheit Aufbau der Pilzzellwand.
Eines fehlt allen Pilzen: Plastiden. Pilzzellen enthalten also keine Chloroplasten und auch keine Leukoplasten. Das gilt für den Fliegenpilz und andere Basidiomyceten ebenso wie für Rhizopus. Ohne Chloroplasten können Pilze keine Photosynthese betreiben. Sie müssen organische Nährstoffe aufnehmen, wie die Einheit Ernährung und Lebensweisen zeigt. Welche Plastidenformen Pflanzen besitzen, steht unter Plastidenformen.
Auch der Reservestoff hängt daran. Pflanzen bauen Stärke in Amyloplasten auf, also in Plastiden. Pilze speichern stattdessen Glykogen, das als Körnchen frei im Cytoplasma liegt. Sie gleichen darin den Tieren. Den Bau beider Polysaccharide erklärt die Einheit Speicherglykane.
Die Abbildung zeigt diese Ausstattung an einer Hyphenspitze: Zellkerne, Mitochondrien, ER, Vakuole und Glykogengranula, aber keine Plastiden. Die Tabelle stellt die Pilzzelle neben Pflanzen- und Tierzelle.
| Merkmal | Pilzzelle | Pflanzenzelle | Tierzelle |
|---|---|---|---|
| Zellkern, Mitochondrien | ja | ja | ja |
| Plastiden | nein | ja | nein |
| Zellwand | ja | ja | nein |
| Reservestoff | Glykogen | Stärke | Glykogen |
Pilze haben eine Zellwand wie die Pflanze und speichern wie das Tier: Glykogen, nie Stärke. Plastiden fehlen ihnen ganz.
Hyphen, Mycel, Einzeller
Der Vegetationskörper eines Pilzes heißt Thallus. Er ist nicht in Wurzel, Spross und Blatt gegliedert. Bei vielen Pilzen besteht er aus Hyphen. Das sind feine, verzweigte Zellfäden.
Das Mycel ist das Geflecht aus allen Hyphen eines Pilzes. Es wächst meist unsichtbar im Substrat, etwa im Boden oder in einem Lebensmittel.
Hyphen wachsen apikal, also nur an ihrer Spitze. Dort liefern Vesikel ständig neues Wand- und Membranmaterial an. Die Hyphe verlängert sich so wie ein Schlauch, der sich vorne immer weiter ausstülpt.
Nach dem inneren Aufbau unterscheidet man zwei Typen. Septierte Hyphen sind durch Querwände, die Septen, in Abschnitte gegliedert. Poren in den Septen lassen Cytoplasma und oft auch Kerne durchtreten. Septiert sind zum Beispiel Aspergillus und Penicillium. Unseptierte Hyphen haben keine Querwände. Sie bilden einen durchgehenden, vielkernigen Schlauch. Ein typisches Beispiel ist Rhizopus.
Nicht jeder Pilz bildet Hyphen. Manche Pilze sind Einzeller. Die bekanntesten sind die Hefen, etwa Saccharomyces cerevisiae. Sie vermehren sich meist durch Sprossung, bei der eine Tochterzelle aus der Mutterzelle knospt. Candida albicans wächst als Hefe, kann aber auch fadenförmige Formen bilden.
Quiz
Aussage 1
Claviceps purpurea gehört zu den Prokaryoten, weil seine Zellen keinen Zellkern besitzen.
Claviceps purpurea ist ein Pilz und damit ein Eukaryot mit echtem Zellkern.
Aussage 2
Pilzhyphen verlängern sich durch Wachstum an ihrer Spitze.
Hyphen wachsen apikal. An der Spitze liefern Vesikel neues Wand- und Membranmaterial.
Aussage 3
Pilze teilen mit den Tieren den Reservestoff Glykogen.
Pilze speichern wie Tiere Glykogen, während Pflanzen Stärke bilden.
Aussage 4
Die Hyphen von Rhizopus sind unseptiert und enthalten viele Zellkerne.
Rhizopus bildet querwandlose, vielkernige Hyphen. Septierte Hyphen haben dagegen etwa Aspergillus und Penicillium.
Aussage 5
Pilzzellen speichern Stärke in Leukoplasten.
Pilzzellen haben keine Plastiden, also auch keine Leukoplasten. Ihr Reservestoff ist Glykogen.
Aussage 6
Bei Rhizopus liegt die Erbsubstanz als Nucleoid frei im Cytoplasma.
Rhizopus ist ein Eukaryot. Seine Erbsubstanz liegt im Zellkern. Ein Nucleoid gibt es nur bei Prokaryoten.
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