Biochimica e fisiologia vegetale

BIOCHIMICA e FISIOLOGIA VEGETALE

Cellula Vegetale (≠ con cellula animale) - non ha centrioli - ha cloroplasti (plastidi) - parete cellulare - vacuoli c'è continuità nucleare e membrana nucleare si continua con reticolo endoplasmatico e poi Golgi

Vacuolo - occupa la maggior parte dello spazio → provoca la distensione delle cellule → crescita e distensione → ↓ P di turgore

→ si origina dal Golgi ed è circondato dal tonoplasto 2 tipi → piccoli dove avvengono di t fenomeni di degradazione → simili ai lisosomi → grandi funzione di immagazzinamento (storage) → pH acido Funzioni: - strutturale → dovuta alla P di turgore - * turgore* = il turgore è mantenuto dall'importi di soloti (ioni, metaboliti) → sul tonoplasto abbiamo ATP-asi e pirofosfatas → ATP-asi consuma ATP e porta dentro H⁺ acidifica → pirofosfatasi → consuma ATP e porta dentro H⁺ → l'H⁺ che sono dentro un po’ contribuiscono a portare dentro cationi (Ca²⁺ Na²⁺) con lo scambio _{(i+ vanno fuori e dentro lo scambio fra’ttempo abbiamo una pompa di cationi che li mantiene dentro, mentre altri li richiamano fuori, richiamano H₂0 dentro) → porta il turgore*}

Metabolica → magazzino di sostanze → nel vacuolo avvengono reazioni: → reaz. litiche → degradazione proteine, acidi nucleici, → ci sono sostanze tossiche di difesa dai parassiti → difesa da patogeni → trasportare composti tossici (metalli pesante...) che vengono innescati nel vacuolo → pigmentazione →presenza anche pigmenti → favorisce l’accumolo di ≠ sostanze in cellula → pigmentazione nelle piante con vacuolo colorato

Parete Cellulare → conferisce rigidità e protezione delle cellule → non è selettiva ↨consentire trasferimento di prodotti, fotosintesi ↨zona di scambio

Composizione → pectine = 1/3 ← sostanze gelatiginose → cellulosa = 1/4 → emicellulosa ≈1/5 → proteine ≈ 1/10 = enzimi strutturali

- primaria - lamella mediana → secondaria ★ cellulosa = catene lineari di glucosio → formano microfibrille ★ emicellulose = polimeri di vari zuccheri ★ proteine = astringina (glicoproteina ricca in idrossiprolina = proteina strutturale) ★ pectine = polimeri di acido galatturonico

FUNZIONI

• protezione e sostegno

PARETE

• comunicazione tra le cellule grazie a Plasmodesmi
• controlla l'espansione e la crescita della pianta
• barriera contro patogeni
• scambio molecolare e fluidi
• adattamento in risposte all'ambiente

CLOROPLASTO

• con doppia membrana
• da un plastidio e 100 geni

PLASTIDI

• precuratore -> Proplestidio
• - amiloplasti
• - leucoplasti
• - ezioplasti (pianta al buio)
• - cromoplasti (colorati)
• - cloroplasti (sintesi, biosintesi di pigmenti, no e)

*Ezioplasti

• pianta al buio -> no fotosintesi

FUNZIONI

• fotosintesi
• fotorespirazione -> consumo O₂, produzione CO₂ collegandomi alla fotosintesi
• biosintesi ormoni, vitamine, molecole

*Anatomia di Kranz

• Kranz -> cloroplasti si vedono intorno al fascio vascolare una parete a corona
• nel suo passaggio metabolico in + sono 2 tipi di cloroplasti diversi

CLOROPLASTO

• doppia membrana
• all'interno -> Sistema tilacoidale insieme di strutture che presentano un lume
• trovano all'interno della membrana interna
• stroma -> spazio tra un tilacoide e l'altro
• membrana tilacoidale è ricca di componenti utili x la fotosintesi

CELLULA VEGETALE

• 3 genomi diversi -> nucleare, plasitidale, mitocondriale
• nei processi metabolici di interazione fra loro
• rete metabolica
• completamento degli enzimi espressi da un organismo specifico una rete metabolica
• il suo passare da un'interfaccia all'altra attraverso pochi passaggi

LUCE E FOTOCHIMICA

Luce

• radiazione elettromagnetica che proviene dal sole
• onde elettromagnetiche in base alla lunghezza d'onda
• onde radio -> 400 m -> b/g lunga -> maggiore frequenza -> maggiore energia
• microonde [lunghezza onda, minore lunghezza d'onda]
• infrarosso
• visibile [dalla lunga lunghezza d'onda alla corta]
• ultravioletto
• raggi X
• raggi Y [da - energia a + energia]
• onde elettromagnetiche colpiscono una molecola sono in grado di scatenare certi processi:
• onde radio
• microonde -> scaldare
• infrarosso -> vibrare
• violetto [provoca cambiamento della nuvola elettronica -> cambia conformazione]
• raggi X & Y [ionizzano la molecola] -> cambio conformazione
• non arrivano alla Terra

UTILIZZO DI ENERGIA

Fino ad ora nell'antenna del fotosistema 2

arriva nella clorofilla centrale e avviene la separazione di carica

• del fotosistema 2 al 1 ci sono 2 stadi
• nel fotosistema 2 ho la creazione di un forte ossidante che va a formare un riducente
• nel fotosistema 2 ho il reaz che porta un riducente del fotosistema 2 a reagire con l'ossidante del fotosistema 1
• nel fotosistema 1 poi abbiamo formazione di un forte riducente che produce NADP⁺

2 FOTOSISTEMI CHE LAVORANO IN MANIERA COOPERATIVA

• entrambi i fotosistemi possono essere stimolati dalla luce, non solo quello 1
• se vengono stimolati tutti e 2 i sistemi abbiamo maggiore efficienza

CENTRO DI REAZIONE DEL FOTOSISTEMA 2 (PS II)

• è eterodimero D₁/D₂
• contiene facc, componenti del trasporto di e^- e puo svolgere reaz dall'ossidazio dell'acqua fino alla riduzione del plastochinone
• D₁ e D₂ sono omologhe, non identiche
• complesso D₁/D₂ strutturalmente ha una simmetria speculare

FUNZIONE è una ossido-riduttasi

• PSII → si ossida H₂O = O₂ (viene dal H₂O)
• → si riduce PLASTOCHINONE (PQ)
• PQ → si riduce dopo la
• PSI → forma ridotta B₁ del fotosistema 2
• PQ + viene rilasciato e dalla proteina B₁ del fotosistema 1

• ha anche una catena molto lunga di unità di isoprene → idrofobica → membrana
• nel centro di reazione del fotosistema ii avviene un ossido-riduzione
• 1) H₂O viene ossidata → O₂ e il plastochinone si riduce a plastochinolo
• 2) plastochinone nella membrana si muove verso il citocromo B₆F che avviene come Q-cycler
• 3) il plastochinone ridotto viene ossidato e libera 2 e^- contro i 2 e^- forniti dall'idricromone che poi lo cede alla plastocianina
• 4) e^- con e^- forma a QH₂
• il plasto ha fold per mantenere idrodularità, può essere utilizzato dalla proteina B₁
• B₁ viene rimosso e dalla proteina B1 del fotosistema 1

• plasto diventa con plastocianina
• plasto invece viene ceduto all'icrodomo che poi lo cede alla PLASTOCIANINA non si evolve niente, ma nel lume si ha l'invecchiamento dell'H⁺ per fotosistema 1 e 2
• 2H⁺ per 2e^- dalla membrana til. al til. 2H⁺
• i 2H⁺ per 2e^- al rominale possono
• alla membrana tilacoide si accumula e formare ATP e si riforma e si rianima con ciclo
• abbiamo plastochinona con il e^-