Appunti di Biologia farmaceutica/Botanica farmaceutica con elementi di fitochimica

PLASTIDI

Tipologie:

1. cloroplasti, di colore verde, vi avviene la fotosintesi

clorofilliana, di due fasi, costituiti da un sistema di

membrane. La prima fase o fase luminosa avviene nelle

membrane dei tilacoidi (pseudomembrane costituite da

tilacoidi), che consiste nella produzione di energia e di

potere riducente sotto forma di NADH+.

Nello stroma avviene la fase oscura (o ciclo di Calvin) di cui il primo

impiego è la rubisco (proteina più presente dal punto di vista

quantitativo sul pianeta).

Si produce molto alfa glucosio che verrà trasformato in amido

primario, sarà poi idrolizzato e prenderà la via del floema, il quale

porta acqua e zucchero ai tessuti di riserva (dentro gli amiloplasti)

infine si ripolimerizza.

2. Cromoplasti: plastidi che contengono carotenoidi; sono di

due tipi:

▪ cromoplasti veri e propri

▪ cromoplasti derivanti dalla degenerazione dei cloroplasti, i gerontoplasti

3. Leucoplasti quando si riempiono molto di amido primario e diventano granuli di amido

(amiloplasti), possono essere studiabili

Ezioplasto: Plastidio di una pianta eziolata: pianta fatta crescere al buio, così la pianta

4. invece di essere verde sarà gialla. Piante hanno sistema di pseudo membrane (le stesse dei

cloroplasti) chiamate corpo prolamellare- esposti alla luce diventano tilacoidi…

Amido

Polimero dell’alfa glucosio (prodotto nella fase oscura), riconoscibile dal carbonio 1 e 4 (H e OH

stanno nella stessa posizione) permette un legame alfa 1-4 glicosidico (comporta un

allontanamento della molecola d’acqua e così i due gruppi si legano).

Esiste in due forme

o Amilosio: catena lineare di molecole di

alfa glucosio legate con legame 1-4

o Amilopectina: catena centrale di amilosio,

glucosio legato con legame alfa 1-4,

presenta però delle ramificazioni- alfa

1-6); è molto più digeribile perché

essendo ramificata offre una maggior

superficie all’alfa amilasi per essere

digerita

È insolubile in acqua, ma se messo in acqua calda si forma una struttura colloidale (a 70 gradi),

ossia salda d’amido

5. Proteoplasti: granuli specializzati contenuti solamente nelle cellule

vegetali; sono di colore bianco, rari e contengono proteine; se presenti lo

sono nei semi (alla germinazione dei semi, i prodotti bio, ad esempio, lo

sono perché non hanno contatto con il terreno per prendere l’azoto che

necessitano, lo prendono infatti dalle proteine che stanno o nei

proteoplasti o nei granuli di aleurone; sono un tipo di plastidi e

appartengono alla famiglia dei leucoplasti (plastidi di riserva).

6. Lipidoplasti: la loro funzione primaria è l'accumulo di lipidi, benché tale

funzione sia l'eccezione piuttosto che la regola nei vegetali. Hanno origine

dal disfacimento dei cloroplasti. Sono costituiti da una doppia membrana

che contiene le gocce lipidiche.

D

A CHE COSA DERIVANO I PLASTIDI ADULTI NELLA PIANTA

Vi sono due tipologie di cellule vegetali: adulte e quelle che rimangono per sempre adulte (staminali);

possiedono i proclastidi, quando le cellule si dividono per formare le cellule adulte questi si trasformano in

plastidi veri e propri;

I proclastidi sono molto simili ai batteri (a testimonianza della veridicità della teoria endosembiotica). Un

tempo si pensava che la luce fosse un qualcosa che stabiliva se un plastido dovesse trasformarsi nelle varie

forme in cui esiste, ma oggi si sa che non è vero (es epidermide vegetale costituita da cellule che

contengono proclastidi, i quali sono sempre a contatto con luce, ma non si trasformano mai; le radici delle

piante bianche pur essendo messe a contatto con luce non diventano verdi): la loro genesi dipende invece

dall’impronta genetica.

MITOCONDRI

Sono le centrali energetiche di cellule animali e vegetali, dove avviene la respirazione cellulare, durante la

quale si formano i radicali liberi dell’ossigeno, ma se sono troppi bisogna utilizzare antiossidanti. Hanno una

membrana esterna ed una interna, la quale si ripiega su se stessa per aumentare la superficie

LISOSOMI

Contengono enzimi litici, che degradano macromolecole che all’interno della cellula non servono più e sono

arrivate alla fine della loro vita e scopo. Posso incombere in malattie genetiche che portano alla distruzione

dei lisosomi e che comporta la digestione della cellula sana

PEROSSISOMI

Contengono l’enzima perossidasi, il quale porta alla distruzione del perossido di idrogeno. La loro mancanza

porterebbe alla diffusione dell’acqua ossigenata e al danneggiamento della cellula.

CHITOSCHELETRO

formano una impalcatura, dando forma e consistenza alla cellula eucariote e danno sostegno anche nel

nucleo. Gli elementi principali sono i microtuboli, che formano il fuso mitotico, contenete i cromosomi.

Dimensioni di 25 nm e costituiti da tubulina.

RIBOSOMI

Costituiti da rna ribosomiale, si formano all’interno del nucleolo (dove si formano i tre tipi di rna)

NUCLEO

Delimitato da una dobbiamo membrana nucleare con la presenza di pori, che permettono l’uscita dell’rna

ribosomiale. Nel regno vegetale, abbiamo cellule che continuano a dividersi continuamente, chiamate

CELLULE STAMINALI VEGETALI. Le cellule vegetali adulte hanno una parete cellulare, prevalentemente

formata da carboidrati e proteine. È da immaginare com è una scatola rigida che contiene la cellula,

perfettamente adesca alla parte cellulare. Le cellule vegetali adulte NON SI DIVIDONO MAI e sono SEMPRE

IMMOBILI. La vediamo al microscopio praticamente vuota, perché dentro la cellula vegetale adulta c’è un

organulo molto grande che si chiama VACUOLO, delimitato da una membrana biologica ed è pieno di una

sostanza acquosa, chiamata SUCCO VACUOLARE, contenente anche i metaboliti secondari. La sua presenza

fa sì che il citoplasma e gli organuli sono confinati vicino la parente cellulare, favorendo gli scambi.

SFEROSOMI

Organuli citoplasmatici con forma sferica abbondanti negli organi di riserva specialmente nei semi.

PARETE CELLULARE

La parete cellulare circonda la cellula adulta: possiamo considerarla come una scatola rigida al cui interno è

perfettamente adattata la membrana cellulare.

Le cellule meristematiche/staminali (ovvero quelle che non muoiono mai) possiedono una parete

sottilissima che gli permette di dividersi per mitosi.

Essa è costituita da:

• Carboidrati

• Alcune proteine

A differenza di quella animale, inoltre, la cellula vegetale adulta non si divide più.

UTILITÀ DELLA PARETE CELLULARE

La parete cellulare, che contiene l’acqua nelle cellule vegetali, impedisce alla cellula di esplodere durante il

suo accrescimento, in seguito ad assorbimento eccessivo di acqua.

• Il succo cellulare/vacuolare ha una concentrazione di soluti molto più alta rispetto all’acqua che sta

attorno alla cellula, in natura esiste però il fenomeno dell’osmosi: passaggio di acqua da una

soluzione più concentrata a una meno concentrata con lo scopo di diluire quella più concentrata,

fenomeno nel quale la membrana funge da setto poroso), al fine di riequilibrare il sistema.

• Negli animali ciò non avviene in quanto l’acqua che sta nei tessuti ha la stessa concentrazione

dell’acqua nelle cellule.

I vegetali, non avendo uno scheletro, si sorreggono grazie alla somma delle rigidità di tutte le pareti

cellulari di cellule specializzate dedite a questo compito.

La parete cellulare rappresenta, infine, una barriera all’ingresso di piccoli microorganismi e si difende

producendo dei segnali chimici (fenoli) per indurre la pianta a produrre molecole sempre più potenti e

potersi difendere.

FORMAZIONE DELLA PARETE CELLULARE

Essa inizia a formarsi nel momento in cui la cellula staminale si divide.

Cellula batterica: nella divisione batterica il setto che separa le due cellule figlie nate da una divisione

cresce dalla periferia verso il centro;

Cellula vegetale: si divide per un setto che inizia dal centro e si allarga verso la periferia (setto= piastra

cellulare dedita all’allargamento; non esiste in quella animale)

Formazione della piastra cellulare (stampo su cui si forma il primo strato della

parete cellulare): si raccolgono una serie di vescicole, provenienti dal Golgi,

destinate a fondersi insieme e a dare origine alla piastra.

La mitosi, ovvero il processo che permette la formazione della parete cellulare, è

costituita dagli stessi step di quella animale:

a. Profase

b. Metafase

c. Anafase

d. Telofase – inizia la formazione della piastra cellulare: il fuso mitotico deve

essere ben sviluppato, con i due nuclei figli perfettamente separati che

stanno ai due poli del fuso.

Contemporaneamente alla formazione della piastra cellulare vi è anche la

scomparsa in quei punti del fuso mitotico, mentre si forma in maniera più

densa in quei punti in cui la piastra cellulare non è ancora ben sviluppata

(fuso mitotico così modificato prende il nome di fragmoplasto).

I microtubuli del fragmoplasto trasportano in continuazione vescicole

provenienti dal Golgi (o dictiosoma nella cellula vegetale), tali vescicole

liberano il contenuto che verrà poi distribuito dalla piastra cellulare

(sostanze peptiche/pectine come acido galatturonico).

L’involucro delle vescicole sarà invece utile per la

formazione della membrana cellulare delle due

cellule figlie nascenti.

Il primo strato della parete cellulare (lamella

mediana, utile a tenere insieme le cellule in un

tessuto) quindi si formerà durante questa fase. La

parete cellulare, fatta di strati, si accresce

dall’esterno verso l’interno (lamella=strato più

esterno) in direzione centripeta

.

C ITODIERESI

Durante il processo della divisione della cellula meristematica si otterranno due cellule figlie:

• Una rimarrà meristematica;

• L’altra invece inizia un accrescimento per distensione (cellula si distende e raggiunge il volume e le

dimensioni che deve avere) e poi si differenzia.

All’interno della lamella mediana durante l’accrescimento si forma la parete primaria (secondo strato

parete cellulare), verso il centro della cellula. Nella parete primaria vediamo comparire la cellulosa

(costituita da beta glucosio), più nello specifico si tratta di microfibrille di cellulosa, in quanto è presente in

quantità ridotte.

Essa può essere immaginata come un insieme di fasci di microfibrille di cellulosa e di microfibrille di

emicellulosa (costituite da polimeri di zuccheri esosi e pentosi) che formano un intreccio reticolare molto

denso, il quale è immerso in una matrice gelatinosa, fatta di sostanze peptiche.

Il compito dei fascetti di emicellulosa è quello di tenere uniti fra loro i fascetti di cellulos