Appunti botanica

PECULIARITÀ DELLA CELLULA

VEGETALE

La cellula vegetale è di tipo eucariotico (nucleo ben definito) le cui tipologie

 principali sono: Cellule parenchimatiche: sono le cellule più abbondanti nel fusto

di una pianta in fase di accrescimento. Le cellule parenchimatiche dotate di

parete cellulare sottile, formata unicamente da parete primaria e lamella

mediana. Generalmente hanno forma poliedrica a 14 facce e sono provviste di

un grande vacuolo centrale. Da un punto di vista metabolico sono molto attive e

possono assumere funzioni di fotosintesi, funzioni di riserva (accumulo di lipidi o

amido) oppure di conduzione. Alcune cellule parenchimatiche mantengono la

capacità di dividersi e possono dare origine a tessuti meristematici per riparare

una lesione.

Cellule collenchimatiche: sono cellule allungate che svolgono prevalentemente

 una funzione di supporto, ma, nel mentre, svolgono anche funzioni metaboliche

come la fotosintesi, sono provviste della sola parete

primaria emicellulosa, cellulosa e pectina, capacità di sostegno meccanico

molto limitate ma la loro elasticità le rende ottime per sostenere le piante

erbacee e gli organi in sviluppo.

Cellule sclerenchimatiche: sono le cellule di sostegno

 propriamente dette, sono provviste della parete primaria

e di una parete secondaria sottostante alla prima,

formata prevalentemente da lignina che rende le

suddette cellule

estremamente dure,

inoltre sono rese

impermeabili dalla

presenza

di cutina e/o suberina.

Il tessuto sclerenchimatico ha anche funzioni

di protezione dai predatori e funzioni di conduzione formando lo xilema.

Esistono due tipi di cellule sclerenchimatiche: le fibre, organizzate in fasci che

forniscono sostegno rigido alle piante legnose; e le sclereidi che formano il

guscio delle noci o il rivestimento dei semi. Nella polpa di alcuni frutti come ad

esempio nelle pere si trovano gruppi isolati di sclereidi dette cellule petrose che

ne conferiscono la caratteristica consistenza granulosa.

parete cellulare

La si forma per mezzo di diverse fasi:

Cellula meristematica entra in mitosi (interfase), si forma banda preprofasica

 che è importante perché andrà a delineare il

punto in cui si formerà la parete di nuova

sintesi.

In telofase e citodieresi si forma la piastra

 cellulare in formazione, che poi matura fino a

ché nella nuova interfase avremo una nuova

parete cellulare.

FUNZIONI: • protegge il protoplasma da agenti

fisici e biologici • conferisce alla cellula una

determinata forma • funzione meccanica, assicura

solidità • adesione tra cellule attigue •

controbilancia la pressione osmotica del succo

cellulare e del vacuolo e • riconoscimento delle cellule • contribuisce al trasporto

dell'acqua e di piccole molecole.

La parete cellulare è costituita dall’esterno vero l’interno da: • Lamella mediana:

cementa due cellule attigue ed è composta prevalentemente da pectina e acqua. •

Parete primaria: presente in cellule con metabolismo attivo, in grado di dividersi •

Parete secondaria: presente in cellule differenziate che hanno cessato di dividersi.

Le piante terrestri hanno tutte lo stesso tipo di parete cellulare CELLULOSO-

PECTICA formata cioè da CELLULOSA e PECTINE (funzione di protezione, regolano la

porosità della parete) che danno origine a due da due componenti: • FIBRE,

costituite da cellulosa • MATRICE, costituita da acqua, polisaccaridi (pectine,

emicellulosa), fenilpropani e proteine.

L’espansione della parete nelle cellule in accrescimento richiede la rottura e la

 riformazione dei legami che tengono insieme l’impalcatura di cellulosa ed

emicellulosa. Importanti in questo processo sono: • espansine, proteine che

facilitano la rottura dei legami idrogeno fra cellulosa ed emicellulosa, •

xiloglucano-transacetilasi (XET), particolari enzimi che catalizzano la rottura e

riformazione dei ponti di emicellulosa tra le microfibrille di cellulosa. La parete

secondaria viene depositata all’interno della parete primaria, dopo che la cellula

ha cessato di dividersi e accrescersi, è formata da tre strati, in ciascuno strato le

microfibrille di cellulosa sono orientate parallelamente tra loro. Più strati di

macrofibrille di cellulosa si dispongono con orientamento differente. È ben

sviluppata nelle cellule che svolgono funzione di sostegno (fibre

sclerenchimatiche) e di trasporto dell’acqua (vasi). La componente fibrillare è

prevalente (60% di cellulosa) ed è immersa in una scarsa matrice di pectina ed

emicellulosa. Le proteine sia strutturali sia enzimatiche sono assenti. La prima

modificazione della parete di cui parliamo è la lignificazione: Deposizione di

lignina (polimeri di composti fenolici) tra le microfibrille di cellulosa, con

eliminazione di H20, • La lignina conferisce rigidità e resistenza alla

compressione alla parete cellulare rendendola impermeabile. • È presente nella

parete cellulare secondaria delle piante terrestri • Esempi di cellule lignificate:

vasi dello xilema e lo sclerenchima MODIFICAZIONI DELLA PARETE La lignina è

un polimero complesso di natura fenolica, prodotto enzimaticamente nella

parete stessa da precursori secreti dalla cellula. La sostituzione dell’acqua con

la lignina stabilizza enormemente i ponti idrogeno che tengono insieme

l’impalcatura cellulosa-emicellulosa. Un’altra modificazione è la deposizione di

suberina (suberificazione) dove si formano delle lamelle che si appongono

internamente alla parete in senso centripeto. La suberificazione si ha nelle

cellule di vari tessuti (sughero, esoderma, endodermide). Biosintesi della

cellulosa: sintetizzata a partire da grandi complessi proteici inclusi nella

rosette,

membrana plasmatica detti ognuna di queste è caratterizzata da sei

subunità a loro volta costituite da sei molecole ciascuna di cellulosa sintasi, si

trova diffusa in tutta la membrana ed ha il suo sito catalitico sul versante

citoplasmatico. Glucosidi di steroli danno inizio alla polimerizzazione: una

saccarosio

molecola di saccarosio viene scissa in glucosio e fruttosio dalla

sintasi, associata alla cellulosa sintasi, il glucosio viene attivato in UDP-glucosio

e viene donato, tramite idrolisi, al polimero in accrescimento. L’enzima possiede

due siti catalitici consecutivi che permettono l’assemblaggio di due molecole di

glucosio per volta. A dirigere la disposizione delle fibrille sono i microtubuli:

inibendo la loro polimerizzazione le fibre di cellulosa vengono disposte in

maniera casuale e disordinata, la direzionalità delle microfibrille di cellulosa

determina la capacità di accrescimento della cellula vegetale. COMPONENTI

DELLA CELLULA VEGETALE:

CLOROPLASTI: organelli cellulari che si trovano

 negli organi fotosintetici delle piante, poiché

all'interno di questi organuli si svolge il

processo della fotosintesi clorofilliana:

l'energia luminosa viene catturata dai

pigmenti di clorofilla (e non solo) e viene

convertita in energia chimica (ATP e NADPH). Hanno forma ovoidale e sono

formati da membrane tilacoidi (stomatici e granali) formati da lipidi e proteine,

envelope e stroma.

I cloroplasti sono un particolare tipo di plastidi, organuli cellulari responsabili

 di attività connesse al metabolismo della cellula, vengono generati dai

protoplastidi e si possono trasformare gli uno nell’altro.

I cromoplasti sono un altro tipo di

 plastidi coinvolti nella pigmentazione di

fiori e frutti e con funzione vessillare.

Gli amiloplasti hanno la funzione di

 accumulare amido, si trovano negli

organi di riserva.

Gli ezioplasti si generano dalle angiosperme in assenza

 Vacuolizzazione

di luce, presenta protilacoidi, corpi prolamellari e

Vacuolizzazione

Cr globulare e centrale

protoclorofilla (in presenza di luce si trasforma in clorofillide e poi a e b).

lamellare

diffusa Un altro organulo da prendere in considerazione è il

 vacuolo, esso ha diverse funzioni: sostegno

meccanico, accumulo di metaboliti al fine di

sostenere la crescita, digestiva, omeostatica, difesa,

sequestro composti tossici, distensione,

pigmentazione e produzione grandi cellule a basso

dispendio di energia. TESSUTI

VEGETALI

Tessuti meristematici o embrionali: formati da cellule indifferenziate che con la

loro capacità di divisione portano ad

una crescita indefinita dell'individuo in

lunghezza (meristemi primari) e/o

tessuti

spessore (meristemi secondari). I

meristematici primari sono formati da

cellule piccole che mantengono le

caratteristiche “embrionali”, tra queste la

più importante è la capacità di dividersi.

Ogni cellula meristematica deriva da

tessuti

un'altra cellula meristematica. I

meristematici secondari derivano da

cellule adulte e già differenziate che, in un secondo tempo, riacquistano la

capacità di dividersi persa con la specializzazione. Il

primo tessuto preso in esame è quello

parenchimatico, un tessuto di riempimento, di cui

esistono diversi tipi:

Parenchima clorofilliano o clorenchima: tessuto formato da cellule ricche

 di cloroplasti, deputato alla fotosintesi. Esso è presente in tutti gli organi verdi, e

nei fusti erbacei. L'organizzazione spaziale delle cellule nel parenchima

clorofilliano della foglia spesso risponde all'esigenza di ottimizzare la cattura

della luce. Nelle foglie di tipo bifacciale, il parenchima clorofilliano è suddiviso in

un parenchima superiore, detto a palizzata (con cellule allungate disposte in

modo ordinato), e in un parenchima lacunoso inferiore (con cellule di forma

varia con spazi intercellulari molto evidenti). Parenchima di riserva: tessuto

specializzato nella funzione di riserva. In molti casi, la

riserva è costituita da amido, accumulato negli

amiloplasti, si ha anche un accumulo di proteine e lipidi,

rispettivamente nei proteoplasti e elaioplasti. In altri

casi,