Botanica: biologia

Il vacuolo è sede di accumulo di metaboliti secondari

ltre al metabolismo primario come quello che hanno le cellule animali ne esiste uno secondario che quindi rende il loro metabolismo molto più complesso.

Per metabolismo primario s’intendono tutte quelle reazioni chimiche che producono quei metaboliti indispensabili per la vita delle cellule perché coinvolti nei processi primari come crescita, sviluppo, differenziamento e riproduzione.

Per metaboliti secondari s’intendono quelli che non sono indispensabili perché non sono direttamente coinvolti nei processi primari ma questo è vero solo in parte perché i metaboliti secondari sono indispensabili per la sopravvivenza, in generale i metaboliti secondari sono tossici tanto per la pianta quanto per l’uomo e vengono rilasciati dalla pianta solo quando necessari.

Mentre quelli prima si sono UBIQUITARI perché si trovano in tutti gli organi della pianta ed in tutte le cellule, quelli

secondari hanno una distribuzione ristretta un esempio è la pianta ERYTTOXYTUMCOCA che produce la cocaina che serve alla pianta per difendersi dagli insetti. Questi metaboliti secondari sono quindi specifici e si accumulano solo in alcuni organi come la nicotina che si accumula solo ed esclusivamente nelle foglie della pianta di tabacco.

I metaboliti secondari sono coinvolti nelle interazioni della pianta con l'ambiente quindi sono appunto indispensabili per la sopravvivenza perché si difendono chimicamente contro gli organismi patogeni, possono attirare con i loro colori sgargianti gli animali impollinatori che trasportano il polline da una pianta all'altra sono inoltre implicati nelle relazioni allelopatiche per cui c'è una competizione di natura chimica tra le piante ed è grazie ai metaboliti secondari se possono anche stabilire relazioni di simbiosi con i microorganismi del suolo inoltre dato che i metaboliti secondari sono spesso

pigmenti, proteggono dai raggi ultravioletti. I metaboliti secondari sono i principi attivi della maggior parte dei farmaci, infatti 1/4 dei farmaci derivano da prodotti naturali, quindi il 27% sono utilizzati nell'industria della cosmetica e in quella alimentare, infatti anche i coloranti sono di natura vegetale. Ci sono tre principali classi di metaboliti secondari: TERPENI, con 29 mila specie come il limonene che si trova nella scorza del limone; FENOLI, con 8 mila specie che si ritrovano nella scorza dei frutti rossi; ALCALOIDI, come la cocaina, che sono composti contenenti azoto. Terpeni Il nome deriva da trementina, che è un composto volatile della resina delle conifere ed è molto profumata grazie alla presenza dei terpeni. Sono insolubili in acqua e, dal punto di vista chimico, sono costituiti dalla ripetizione di unità di isoprene. In base al loro numero, abbiamo MONOTERPENI, SESQUITERPENI (3) e DITERPENI (4), come la vitamina A e il suo precursore che è il beta-carotene.

tetrateroene 8, TRITERPENE (6).

Ci sono alcuni terpeni che non sono volatili come il caucciù pianta da cui si ricavano gomme naturali ed hanno una funzione di resistenza.

COMPOSTI FENOLICI

Dal punto di vista chimico hanno una catena aromatica che è il benzene a 6 atomi di carbonio con unossidrile OH. Sono sintetizzati a partire dall’amminoacido FENILANALINA.

Al gruppo dei deboli appartengono gli anticipano che sono responsabili della colorazione dei frutti e proteggono contro i raggi un e per gli uomini e ovviamente anche le piante sono importanti antiossidanti.

ALCALOIDI

Contengono azoto che è inserito in un anallo eterociclic, sono compiti incolori a differenza dei fenoli. Tra questi abbiamo la morfina, la tropina che dilata la pupilla dell’occhio infatti viene messa dall’oculista, anche Cleopatra ne faceva uso perché usandola poteva dilatare le sue pupille, la caffeina, la cocaina. Gli alcaloidi vengono utilizzati dall’uomo come stupefacenti.

come farmaci per lopiù antitumorali o anche come veleni come la stricnina. I PLASTIDI Sono la terza peculiarità della cellula vegetale e da loro dipende la vita delle piante e le cellule vegetali hanno due peculiarità, sono autonome perché sono autotrofe e sono anche in grado di coordinare la comunicazione cellula cellula, ciò che nel corso dell'evoluzione ha permesso alle piante di evolversi è la compartimentazione ed i plastidi sono il terzo compartimento della pianta. All'interno dei plastidi avviene la fotosintesi clorofilliana, avviene la sintesi dell'amido che deriva dal glucosio che è il prodotto finale della fotosintesi, vengono sintetizzati amminoacidi, acidi grassi e metaboliti secondari che vengono poi immagazzinati nel vacuolo. Quindi i plastidi sono responsabili di molteplici funzioni. Esistono diversi tipi di plastidi che si differenziano sulla base della struttura, della morfologia e della funzione. Esistonoplastidi di colore vede per la presenza dai pigmenti come i cloroplasti, tra i plastidi abbiamo anche i carotenoidi e sono detti cromoplasti che conferiscono la concertazione rosso, arancio o giallo e quindi hanno una funzione vessillare di attrazione degli animali impollinatori; altri plastidi sono i leucoplasti che sono privi di pigmenti e sono ricchi di proteine, carboidrati e lipidi e la loro funzione è di accumulare sostanze di riserva come l'amido che viene sistematizzato nei cloroplasti ma viene accumulato quando è un eccesso nei leucoplasti. I plastidi essendo un compartimento possiedono anche loro una membrana fatta da un doppio strato quindi abbiamo una membrana interna ed una esterna separati da uno spazio intermembrana. Sono organelli semi autonomi, l'odierno un dna organizzato in più nucleodi ed il loro genoma è detto plastoma ed è sparso nel citoplasma o per meglio dire stroma. Come le cellule batteriche hanno un riposo mi che.sedimentano a 70s e come i batteri si dividono per scissione binaria ma non sono in grado di autogenerarsi questi perché tutti i plastidi derivano da un precursore comune detto PROCLASTIDIO, entro certi limiti i diversi plastidi possono interconvertirsi. Ai plastidi si deve l'autotrofia delle cellule vegetali. Linn Margulis è la scienziata autrice della teoria endosimbiotica. I plastidi per potersi riprodurre deve avvenire la scissione binaria ed ogni plastidi deriva da un altro plastidio ed il precursore è il proclastidio che si trovano in varie zona a seconda della funzione che devono svolgere, si trovano nelle cellule dell'embrione o anche nei tessuti meristematici cioè quei tessuti totipotenti che fanno origine a tutti i tessuti della pianta e si possono trovare all'apice della radice o del fusto detto anche caulinare. I proplastidi sono piccolissimi, hanno un sistema di membrane poco sviluppato, hanno un colore pallido, incolori. Puòdifferenziare in cloroplasti se siamo nella foglia, cromoplasto se siamo in un frutto o petali di un fiore, leucoplasto se siamo in una radice. Se in laboratorio gli diamo luce di trasforma in cloroplasti se invece lo teniamo al buio differenzierà in leucoplasto. -16/03 (Osservazione amido costituito da alpha glucosio che deriva da fruttosio, cellulosa da beta) I più importanti plastidi per la pianta sono i cloroplasti al cui interno avviene la fotosintesi. Hanno una forma elissoide con una faccia piana ed una convessa, hanno delle dimensioni molto più grandi dei proplastidi. Al loro interno si localizza tutto l'apparato fotosintetico, i cloroplasti non sono una prerogativa delle piante perché sono presenti anche nei cianobatteri e nelle alghe quindi in tutti quegli organismi in grado di svolgere il processo fotosintetico. Se potessimo guardare al loro interno con il microscopio vedremmo un sistema fitto di membrane che si dispongono a formare pile di

Sacchi appiattiti come fossero dei dischi che prendono il nome di TILACOIDI interconnessi tra di loro quindi il sistema di membrane è un continum formando il lume el'insieme dei tilacoidi prende il nome di GRANUM fatto appunto di un impilamento di dischi che sono i tilacoidi. Questo sistema di membrane è inserito in una matrice detta stroma in cui ci sono tutti gli enzimi necessari per lo svolgimento della fotosintesi e non solo infatti, nei cloroplasti avviene anche la sintesi delle proteine infatti ci sono anche i ribosomi e questo perché ogni plastidio ha un proprio genoma detto plastoma.

Il glucosio ottenuto dalla fotosintesi viene poi utilizzato per il metabolismo della pianta e l'eccesso di glucosio viene polimerizzato in amido che è il principale polisaccaride di riserva delle piante ed è formato da catene di alpha glucosio che possono essere lineari o ramificate. Quando sono lineari si parla di AMILOSIO, quando sono ramificate si parla di AMILOPEPTINA.

L’amido all’interno dei cloroplasti appare sotto di forma di granuli molto grandi e sono incolori o bianchi. L’amido che viene immediatamente utilizzato per energia è detto amido primario che viene scisso poi in monomeri di glucosio per essere trasportato e fornito agli organi che non sono in grado di sintetizzare come ad esempio le radici. Quando l’amido è in eccesso e quindi anche gli organi non sintetizzanti hanno ricevuto l’amido necessario per la loro sopravvivenza, quello in eccesso viene trasportato in AMINOPLASTI che sono altri plastidi, una forma di leucoplasti dove l’amido viene immagazzinato svolgendo una funzione di riserva prendendo il nome di amido secondario. I plastoglobuli sono inclusioni lipidiche tondeggianti fondamentali per permettere il corretto andamento delle membrane e quindi dei tilacoidi che devono essere giustapposte nella posizione corretta per ricevere la luce, sono coinvolti anche nella conversione dei cloroplasti.in cromoplasti.

Nelle cellule vegetali il numero di cloroplasti dipende da dove e come vive l'organismo, per esempio nella alghe primitive abbiamo solo un cloroplasti detto cromatoforo ma nelle alghe più evolute che sono forme pluricellulari, i cloroplasti sono numerosi e di conseguenza anche più piccoli.

Nelle piante ci sono tanti piccoli cloroplasti che si distribuiscono in maniera non casuale ma dipende dalla luce, si muovono e questo gli consente di assumere la posizione più favorevole all'esposizione luminosa infatti se la pianta si trova al buio di notte la disposizione dei cloroplasti sarà casuale. Se la luce è eccessiva, i cloroplasti si nascondono per evitare la fotoossidazione.

L'involucro dei cloroplasti è complesso perché la membrana esterna è molto permeabile essendo dotata di porine e quindi limita ciò che può entrare ed uscire infatti ciò che è superiore a 10 kilosalgono non.

può estrarre tutto ciò che è inferiore entra infatti questa membrana esterna è poco selettiva mentre quella interna lo è