Concetti Chiave
- La parete cellulare delle piante è rigida ma dinamica, con una composizione chimica che varia durante la crescita e la differenziazione.
- Essa ha un ruolo cruciale nella comunicazione cellulare e nel trasporto di sostanze, influenzando la risposta ai segnali esterni.
- La parete cellulare primaria è presente in tutte le cellule vegetali, mentre una parete secondaria più spessa e resistente si forma in alcune cellule.
- La lignina nella parete secondaria offre resistenza a sostanze chimiche, funghi e batteri, senza degradarsi nel tempo.
- Rivestimenti come cutina, cere, e suberina controllano la permeabilità, proteggendo le piante dall'acqua e dalla diffusione dei gas.
Indice
Struttura e funzione della parete cellulare
Le cellule delle piante sono immobili, diverse per forma e dimensione, dotate di rigidità e resistenza.
La parete è anche una struttura dinamica, dove la sua composizione chimica e organizzazione molecolare variano durante i processi di accrescimento e differenziazione.
Ha un ruolo attivo nella comunicazione cellulare, controlla il trasporto di sostanze attraverso vie che lei permette, nell'elaborazione di informazioni che provengono dalla superficie degli agenti patogeni.
Comunicazione e sintesi nella parete
La comunicazione tra la parete e il citoscheletro permette alla cellula di rispondere efficacemente ai vari segnali, soprattutto agli stimoli meccanici.
Molte microfibrille avvolgono la cellula, ricoprendo del tutto la membrana plasmatica.
Gli enzimi, che sono coinvolti nella sintesi della cellulosa, sono proteine intrinseche della membrana plasmatica; essi aggiungono nuovi zuccheri alla proteina, e sono mobili nella membrana, guidati dai microtubuli citoplasmatici corticali.
Le microfibrille di cellulosa sono tenute insieme da altri polisaccaridi, le emicellulose, che sono prodotte nei dittiosomi e trasportate alla parete dalle vescicole dittiosomiche.
Parete primaria e secondaria
Tutte le cellule vegetali hanno un compartimento di parete sottile, parete primaria; ma nelle cellule che devono essere molto resistenti il protoplasto forma una parete secondaria in direzione centripeta fra la parete primaria e la membrana plasmatica.
Nella parete secondaria si trovano più fibrille rispetto alla matrice, soprattutto nelle cellule a funzione meccanica.
In queste cellule la aprete secondaria ha molti strati concentrici, dove l'orientamento delle fibrille, parallele fra loro, è diverso fra stato e strato.
Questa disposizione permette alla parete di resistere a forze di attrazione.
La parete secondaria di solito è più spessa di quella primaria, e può esserci la lignina; che rende la parete più resistente.
La lignina resiste anche agli attacchi da parte di sostanze chimiche, di funghi, di batteri.
Lignificazione e alterazioni chimico-fisiche
Sia la parete primaria che la secondaria, una volta che si sono formate, sono permanenti e non si degradano o polimerizzano mai; come invece succede ai microtubuli e ai microfilamenti.
Oltre alla lignificazione, durante i processi di differenziamento di alcune cellule vegetali, avvengono altre alterazioni delle proprietà chimico-fisiche della parete, cambiano le funzioni; come la permeabilità.
Rivestimenti e mineralizzazione
Il controllo o l'eliminazione delle permeabilità della parete vengono raggiunti con la deposizione su tutte le superfici delle piante, che con un grado diverso di idrofobicità impediscono la fuoriuscita dell'acqua e la diffusione dei gas.
Questo rivestimento è costituito da cutina e cere, nella parte delle zone epigee; e da suberina in quelle ipogee.
La cuticola è una macromolecola costituita da molti acidi grassi idrossilati, a lunga catena, esterificati tra loro e formati da un rigido reticolo tridimensionale.
La suberina è un poliestere simile a quello che costituisce la cutina; ma è diversa per il contenuto di acidi dicarbossilici.
La funzione della nell'endoderma è quella di fermare il flusso apoplastico e di soluti, che è il tipo di trasporto usato con maggior frequenza nel parenchima radicale.
La mineralizzazione è una modificazione secondaria della parete, che prevede la deposizione di sostanze minerali che può costituire un sistema interfibrillare che può incostrare l'esterno o l'interno della parete.
Le sostanze più comuni sono il carbonato di calcio e la silice.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della parete cellulare nelle cellule vegetali?
- Come avviene la sintesi della cellulosa nella parete cellulare?
- Qual è la differenza tra la parete primaria e la parete secondaria?
- Quali sono le alterazioni chimico-fisiche che avvengono nella parete cellulare durante il differenziamento?
- Quali sostanze minerali possono essere depositate nella parete cellulare e qual è il loro effetto?
La parete cellulare fornisce rigidità e resistenza, è dinamica e coinvolta nella comunicazione cellulare, controllando il trasporto di sostanze e rispondendo a stimoli meccanici.
Gli enzimi coinvolti nella sintesi della cellulosa sono proteine della membrana plasmatica che aggiungono zuccheri alla proteina, guidati dai microtubuli citoplasmatici corticali.
La parete primaria è sottile e presente in tutte le cellule vegetali, mentre la parete secondaria è più spessa, con più fibrille e lignina, e si forma in cellule che richiedono maggiore resistenza.
Durante il differenziamento, la parete cellulare può subire lignificazione e altre alterazioni che cambiano le sue funzioni, come la permeabilità, attraverso la deposizione di cutina, cere e suberina.
Sostanze come il carbonato di calcio e la silice possono essere depositate nella parete cellulare, formando un sistema interfibrillare che può incrostare l'esterno o l'interno della parete.
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