Modificazioni strutturali della parete cellulare e loro funzioni

Modificazioni della parete cellulare

In alcuni casi la parete cellulare va incontro a modificazioni della propria struttura. Tali modificazioni sono di tre tipologie:

- Incrostazioni, in cui le componenti della parete si legano con altre molecole. Le principali tipologie di incrostazioni sono:
o Lignificazione, mediante la quale la parete cellulare si incrosta di lignina, che interagisce con le sostanze pectiche e l’emicellulosa. La lignina è un polimero costituito da monomeri di molecole aromatiche, cioè che contengono un anello a sei atomi di carbonio. La lignina conferisce elevata rigidità, la troviamo nei vasi xilematici della pianta, in cui assume funzione di trasporto dell’acqua e di ioni inorganici su distanze anche particolarmente lunghe, e nelle fibre sclerenchimatiche, che hanno funzione meccanica di sostegno della pianta. La deposizione delle lignine avviene a partire dallo strato della parete secondaria più vicino alla membrana plasmatica, fino ad arrivare per infiltrazione alla parete primaria e alla lamella mediana (quindi in tutta la parete). La lignificazione cellulare ha quindi funzione di:

 Conferire rigidità;

 Impermeabilizzazione;

 Conferire resistenza contro gli attacchi patogeni.

Una volta che l’accrescimento e la lignificazione sono finiti la cellula muore.

In figura 3.6 si nota come la parete cellulare prosegua fino al centro della cellula, fino all’occlusione completa del lume. Sono inoltre ben visibili i porocanali occlusi. Le parti rosse sono le isole petrose, mentre le parti in bianco sono strutture di riserva.

Qual è il ruolo delle pigmentazioni?

o Pigmentazioni, che normalmente accompagnano i processi di lignificazione. Queste modificazioni avvengono per impregnazione della parete ad opera di sostanze più o meno colorate (bruno-rossastre) come i tannini e i polifenoli, che vengono assorbiti dalla matrice. Dal punto di vista biologico la

pigmentazione ha funzione protettiva, in quanto queste sostanze danno gusto astringente che allontana o non invita il predatore del vegetale a cibarsene. Inoltre queste sostanze hanno forti proprietà antisettiche.

Mineralizzazione e calcificazione

o Mineralizzazione, consiste nella deposizione di sostanze minerali quali carbonato di calcio, ossalato di calcio, biossido di silicio nella parete cellulare, che la rendono dura e resistente. Oltre alla resistenza questa modificazione crea anche fragilità: questo permette ai peli urticanti di rompersi e riversare il loro contenuto all’interno di tessuti estranei. Si parla di calcificazione quando l’incrostazione è di carbonato di calcio.

- Apposizioni, in cui vi è una deposizione a strati delle sostanze modificanti.

o Cutinizzazione e cerificazione, avvengono per apposizione di cutine e cere all’esterno, consentendo l’impermeabilizzazione della cellula all’acqua e contro i gas atmosferici (in minor misura). Cutine e cere sono prodotte dall’ER e vengono poi secrete all’esterno. Le cere sono sempre più esterne rispetto alle cuticole. Questa modificazione è presente in tutte le epidermidi dei vegetali.

Suberificazione e isolamento cellulare

o Suberificazione, che consiste nella deposizione di suberina in lamelle alternate alla cellulosa. La suberina è una molecola molto impermeabile, che conferisce isolamento completo dalle altre cellule. Questa sostanza è costituita da acidi grassi a catena molto lunga (18-24 atomi di carbonio), coniugati con grandi quantità di fenoli e tannini (da cui deriva appunto la colorazione brunastra). Le cellule con parete suberificata vanno incontro a morte.

La presenza del sughero è diversa in base alla specie vegetale considerata, in generale il sughero si sostituisce all’epidermide in fase adulta.

- Modificazioni idrofobiche, sono necessarie nei tessuti epiteliali. Nelle cellule che conducono l’acqua sono presenti anelli di lignina che possono allungarsi e seguire l’accrescimento cellulare e al contempo permettere il passaggio dell’acqua.

- Gelificazione, consente alla parete cellulare

la formazione di mucillagini, dovute all’aumento delle sostanze pectiche, che permettono l’assorbimento e la conservazione dell’acqua. La parete assume appunto aspetto mucillaginoso e si gonfia

enormemente. La gelificazione è anche utilizzata per ridurre l’attrito, come nei peli radicali. Cellule a mucillagine si trovano nei fiori del tiglio, nelle radici, nelle foglie e nei fiori e nel tallo di alcune alghe rosse che proprio per la loro caratteristica sono utilizzate per la produzione della gelatine detta “agar” e sono pertanto delle agarofite.