Appunti sulla cellula vegetale

COP I

di , le vescicole che si muovono in

senso anterogrado hanno un rivestimento di

COP II . Il rivestimento delle vescicole

esocitotiche è un coating poco conosciuto.

All’arrivo alla membrana target si ha la dissoluzione del mantello, per la fusione si ha

v-snare t-snare

l’attivazione delle (della vescicola) e delle (della membrana) a

formare un complesso elicoidale.

Esistono segnali anche all’interno della proteina stessa che deve essere trasportata,

propeptidi

negli animali si ha un residuo di mannosio, nelle piante vi sono i , se

localizzati nella zona N-terminale si ha localizzazione litica, se localizzati nella C-

terminale si ha localizzazione di riserva.

esocitosi

L’ parte del RE e arriva al plasmalemma dove si ha il rilascio della proteina

all’esterno, non si hanno propeptidi specifici. Importante per la crescita apicale delle

piante (peli radicali e tubetto pollinico), formazione di nuova parete durante la

citodieresi, accumulo di sostanze per la vita di relazione e ricambio di componenti

della membrana plasmatica.

endocitosi

L’ è l’internalizzazione dal compartimento extracellulare e dalla membrana

plasmatica, da poco studiata, serve per il riciclo all’indietro dei componenti di

membrana, al mantenimento delle dimensioni cellulare e all’internalizzazione e

degradazione di segnali della comunicazione e di componenti di parete. 23-11

Citoscheletro

La struttura degli elementi

citoscheletrico è simile a quella delle

cellule animali, ritroviamo

microfilamenti di

ubiquitariamente

actina (G-actina polimerizza in F-actina,

spessore di 7nm, treadmilling) e

microtubuli di tubulina (dimeri di alfa e beta tubulina formano i 13 protofilamenti,

spessore 24nm, GTP), i filamenti intermedi sono quasi assenti nelle piante, l’unico

posto dove sono ritrovati è nella lamina nucleare dove prendono rapporto con le

lamine.

Sono presenti proteine motrici che permettono il movimento dei filamenti e di organuli

miosine associate all’actina

e vescicole, troviamo (si muovono verso il plus-end)

responsabili del movimento dei nuclei vegetativi e generativi nel tubetto pollinico e dei

chinesine dineine

plastidi, (si muovono verso plus-end) e (si muovono verso minus-

end) associate ai microtubuli. Queste proteine hanno una testa ATP-dipendente che si

Funzioni del citoscheletro nelle

lega al filamento e una coda che lega i cargo.

cellule vegetali :

Consolidare il citoplasma;

o ciclosi

Permettere la (creazione di correnti citoplasmatiche);

o Sostenere movimenti di organuli su sé stessi (filamenti di actina attuano la

o rotazione dei cloroplasti);

Ancorare il RE corticale (microtubuli corticali e actina-F);

o crescita apicale

Determinare la (tubetto pollinico, pelo radicale, protonema

o nei muschi, ifa fungina), microtubuli e microfilamenti si collocano

parallelamente alla direzione di crescita e obbligano l’accumulo di vescicole di

secrezione all’apice della struttura in crescita dove liberano materiale di parete

(emicellulose e sostanze pectiche);

Coordinare la formazione degli inspessimenti nei vasi;

o Controllare il posizionamento delle microfibrille di cellulosa nella formazione

o delle pareti cellulari;

Coordinare la divisione cellulare in telofase, i microtubuli si compattano a

o banda preprofasica

formare la della cellula premitotica, poi vanno a formare

il fuso mitotico, la formazione delle due cellule figlie è coordinata dal

fragmoplasto;

Garantire il movimento dei cromosomi in mitosi e meiosi.

o

I microtubuli corticali “regolano” l’accrescimento per distensione delle cellule in

interfase. fragmoplasto

La banda preprofasica, il fuso mitotico e il sono presento solo nelle

cellule in divisione, cellule meristematiche (staminali).

I microfilamenti e pochi microtubuli sono presenti nelle cellule adulte e comportano

movimenti di organuli e ciclosi.

Ciclo cellulare

Fase G1 (accrescimento e sintesi nucleotidica), S (duplicazione del DNA genomico,

-induzione di poliploidia se non si ha mitosi-, sintesi degli istoni), G2 (accrescimento,

preparazione alla mitosi, sintesi cicline, sintesi degli enzimi che andranno a dissolvere

l’involucro nucleare, sintesi tubuline), M (mitosi aperta, separazione dei cromatidi,

divisione cellulare). G1Q G1D

Si può uscire dalla fase G1 provvisoriamente ( ) o definitivamente ( ) e andare

incontro a differenziamento, ciò vale anche per la fase G2.

25-11 endoreduplicazione

I nuclei poliploidi sono definiti come nuclei che hanno subito ,

questi nuclei hanno dimensioni leggermente maggiori (poliploidia frequente nelle

piante, tegumenti del seme spesso poliploidi, endosperma sema angiosperme

triploide, nuclei dei peli radicali poliploidi, felci fortemente poliploidi, tapetum

dell’antera).

La mitosi può essere basata su divisioni cellulari che seguono progressioni differenti,

progressione geometrica

nell’embrione si ha una divisione per (le due cellule figlie

vanno entrambi in mitosi), negli apici meristematici si ha una divisione per

progressione aritmetica (delle due cellule figlie una va in mitosi una in G0 e

differenzia).

Spesso le divisioni mitotiche nelle cellule vegetali portano a cellule di diverse

dimensioni, la più piccola rimane in mitosi, la più grande differenzia.

Mitosi : aperta per la scomparsa

dell’involucro nucleare, assenza di

centrioli, assenza di fibre dell’aster,

presenza di COM (centri organizzatori

microtubuli)

Profase: la cromatina si compatta e inizia la formazione dei cromosomi,

o scompare l’involucro nucleare grazie a enzimi sintetizzati in G2 e scompare il

nucleolo;

Metafase: cromosomi di-cromatidici si allineano nel polo equatoriale della

o cellula;

Anafase: distacco e segregazione dei cromatidi fratelli;

o Telofase: divisione delle due cellule figlie, formazione dell’involucro nucleare.

o

profase

In e soprattutto in pre-profase si forma la banda preprofasica formata da

microtubuli e microfilamenti che dipartono a raggiera dal nucleo, la BPP in profase si

memoria molecolare

discioglie ma rilascia una “ ” fatta di microtubuli associati a

proteine “tangled” che paiono essere fondamentali per il successivo corretto

posizionamento del fragmoplasto.

metafase

In si assembla il fuso mitotico (struttura citoscheletrica che assicura la

corretta ripartizione dei cromosomi nelle due cellule figlie) che risulta più piatto (a

COM

barile) per via dei (più allungati rispetto agli MTOC), cromosomi attaccati dai

microtubuli al cinetocore.

anafase

In , i microtubuli cinetocorici trascinano i cromatidi fratelli versi i poli opposti

della cellula, depolimerizzazione rapida dei microtubuli cinetocori a plus-end e

movimento delle proteine motrici più accreditata della depolimerizzazione al minus-

end.

telofase

La è più complicata per la presenza

della parete (nelle cellule animali bisogna

fragmoplasto

separare “solo” la membrana); il

è una struttura citoscheletrica fatta da

microtubuli associati microfilamenti con proteine

motrici che ne permettono lo scorrimento (e

anche proteine accessorie), i microtubuli sono

disposti parallelamente in ognuna delle due

cellule in formazione, nello spazio dove si dovrà

formare la parete sono presenti vescicole

secretorie provenienti dal dittiosoma che

contengono materiale di parete (sostanze

pectiche ed emicellulose) obbligate a

posizionarsi in quel posto dal fragmoplasto,

aprendosi rilasciano i materiali di patere che

vanno a formare il setto di separazione o

piastra cellulare (parete cellulare in

formazione), la crescita della piastra inizia nel

centro e si estende in periferia fino ad

intersecare la parete cellulare preesistente

(tutto coordinato dal fragmoplasto). Il fragmoplasto si forma dove è presente la

memoria molecolare rilasciata dalla BPP, se la memoria viene rilasciata

asimmetricamente allora la piastra cellulare e le cellule figlie saranno asimmetriche.

meiosi

La favorisce variabilità genetica, è costituita da una meiosi I (riduzionale),

caratterizzata dal crossing-over (scambio di materiale genetico tra cromatidi non

fratelli) e dal dimezzamento del corredo genetico e una meiosi II (equazionale) che

porta alla formazione di quattro cellule tutte diverse tra loro.

Flagelli nelle piante

Presente nelle cellule spermatiche delle gimnosperme più antiche (cykadales e gynko),

delle briofite e delle pteridofite e di alcune alghe verdi, assenti nelle gimnosperme più

recenti come conifere ad angiosperme, nelle alghe rosse e nei funghi più evoluti. Più

una pianta è dipendente dall’acqua più i gameti hanno bisogno di flagelli, hanno

struttura 9+2, il movimento è possibile per la dineina. 19-12

Parete cellulare

È una complessa struttura polimerica, caratteristica di tutte

le cellule vegetali, che si organizza in maniera continua e

dinamica esternamente al plasmalemma, manca solo in alcuni

organismi inferiori come funghi ed alghe.

Funzioni :

Regola la velocità di crescita e determina forma e

o grandezza della cellula;

Controbilancia la pressione osmotica;

o Conferisce rigidità alla cellula;

o Regola il movimento di ioni, molecole e acqua;

o Costituisce una barriera contro l’attacco di microrganismi patogeni;

o Frammenti di parete (oligosaccaridi) possono svolgere funzioni regolatrici;

o Fornisce una imponente biomassa.

o determina la forma della cellula

L’architettura della parete , ad esempio:

parenchima spugnoso, cellule epidermiche, tracheide, tricoma, cellule guardia degli

protoplasti

stomi. L’assenza di parete nelle cellule è tipica dei che assumono forma

sferica in mezzo isoosmotico e sono ottenuti in laboratorio.

La parete è una struttura porosa (3-50 nm), le cellule sono interconnesse e

apoplasto

si ha diffusione di sostanze tra le cellule, ovvero nell’ . Il flusso

dell’apoplasto può essere regolato con polimeri idrofobi (lignina), il

passaggio di materiale può avvenire anche all’interno della cellula,

simplasto , per la presenza di plasmodesmi.

plasmodesmi

I si formano durante la divisione cellulare (primari), per

parziale idrolisi della parete (secondari) e formazione di un ponte della membrana e

passaggio delle briglie del RE.

La parete cellulare è organizzata in tre strati:

Lamella mediana , cementa tra loro due cellule

o vicine, in comune tra esse;

Parete primaria ;

o Parete secondaria , più interna;

o

Biogenesi : durante la divisione cellulare, nella metafase si ha l’allineamento dei

cromosomi e in tarda anafase si crea il fragmoplasto che segna l&rsq