2) Parete II

Parete cellulare

La parete cellulare è una caratteristica di alcuni taxa (raggruppamento di organismi) che rappresentano l’intero universo presente sul pianeta Terra. Questa è una caratteristica di alcuni funghi, batteri, ma soprattutto è una caratteristica anche delle piante.

Le piante, insieme agli animali, sono degli organismi eucariotici, con l’unica differenza che le piante sono dotate di parete cellulare. La parete cellulare, nella pianta, ha un ruolo importantissimo perché se non ci fosse, le piante non riuscirebbero a sopravvivere e ad arrivare ad altezze enormi.

Le piante che crescono ad altezze enormi per cercare la luce, è dato grazie alla parete cellulare ed anche grazie alla risposta della luce blu ed alla luce rossa. La parete cellulare è importantissima perché dà struttura alla pianta. La forma di una cellula vegetale è stabilita principalmente dalla parete cellulare. Quindi possiamo avere moltissime forme cellulari date dalla parete cellulare, per cui è la parete che impone la forma alla cellula.

La parete cellulare è una struttura che circonda la cellula vegetale, all’esterno della membrana plasmatica. La parete cellulare è composta da proteine, polisaccaridi e composti fenolici, ed ha uno spessore che va da 0,1 a 100 µm.

La cellula vegetale durante il suo sviluppo, può cambiare l’architettura della sua parete, ed assumere una miriade di forme:

• Parenchima fogliare
• Epidermide petalo
• Tracheidi
• Tricomi

Se non ci fosse la parete cellulare, le cellule vegetali sono rotondeggianti e sono chiamate protoplasti, e non possono essere chiamate cellule, in quanto la cellula vegetale ha anche la parete cellulare.

Funzioni della parete cellulare

Quali sono le funzioni della parete cellulare? Le funzioni della parete cellulare sono:

• Conferimento della forza meccanica, in quanto permettono alle piante di crescere ad altezze notevoli, e vi ho fatto l’esempio della sequoia, ma anche tutte le piante che raggiungono una certa altezza hanno bisogno di una struttura che le consente di poter crescere in altezza e di essere ancorate, grazie alla forza che dona la parete alle cellule vegetali.
• Agisce come esoscheletro cellulare che controlla la forma della cellula.
• Controllo dell’espansione cellulare, è una delle caratteristiche più importanti della parete cellulare, che fa in modo che queste non crescano in maniera indifferenziata, ma diano un controllo alla crescita grazie ad alcuni meccanismi, tra cui un ormone che è l’auxina. La parete permette lo sviluppo della pressione di turgore.
• Controllo del trasporto intercellulare
• Protezione contro i microrganismi patogeni, è una delle caratteristiche più importanti della parete cellulare. Tutte le piante sono attaccate perché loro non hanno un meccanismo di fuga, non è che ci sono degli insetti masticatori che si mettono a correre. Quindi hanno bisogno di una protezione, e la prima protezione che ha la pianta è la sua parete cellulare. Un organismo patogeno per bucare la parete cellulare, ce ne vuole, perché la parete ha una struttura complessa e molto rigida.
• Produzione di molecole segnale, che possono essere idrolizzate durante alcune fasi dello sviluppo, e questo avviene durante la germinazione dei semi, nell’endosperma dei semi.
• È sede di immagazzinamento di sostanze di riserva

La parete cellulare non è una struttura uniforme, ma varia notevolmente in aspetto e composizione in base alle cellule. Nell’immagine c’è una sezione trasversale di un fusto di lino, e vediamo che la struttura delle pareti cellulari, cioè quelle in nero, sono completamente diverse a seconda delle cellule che vanno a ricoprire. Abbiamo lo xilema, le strutture del cambio, il floema, la corteccia e l’epidermide. La struttura della parete cellulare è completamente diversa a seconda delle cellule che va a rivestire.

Morfologicamente le pareti cellulari sono classificate in due tipi principali:

• Pareti cellulari primarie
• Pareti cellulari secondarie

La parete cellulare non mi piace come argomento perché non si deve ragionare, ma bisogna farlo. Le pareti primarie si formano nelle cellule in accrescimento e di solito sono considerate essere poco specializzate e simili da un punto di vista molecolare. Nonostante l’ultrastruttura delle pareti primarie, anche le pareti primarie hanno una notevole variabilità. Spesso e volentieri si dice che le pareti primarie sono più o meno tutte uguali, ma non è così perché ci sono delle caratteristiche diverse, ed abbiamo detto che a seconda di queste caratteristiche vanno poi a determinare la struttura di alcune cellule e quindi di alcuni tessuti.

Questo è un parenchima di una cipolla osservata al microscopio. L’immagine A mostra la parete cellulare, che assomiglia ad uno strato sottilissimo di foglio, e presenta sulla superficie delle piccolissime depressioni, come delle punteggiature, che sono rappresentati dai plasmodesmi. I plasmodesmi sono importantissimi perché regolano l’interconnessione tra le varie cellule. L’immagine B fa vedere l’ultrastruttura della parete, e mostra la sua caratteristica fibrillare. Noi sappiamo che la parete cellulare è costituita da microfibrille.

Inoltre, nella parete cellulare c’è la produzione di complesse e chimicamente molto molecole diverse, e la loro sintesi viene regolata durante lo sviluppo, soprattutto in alcuni tessuti. Queste sono radici di avena, che presenta tessuti completamente diversi. Vediamo che gli arabinogalattani presentano strutture diverse a seconda del tessuto che vanno a costituire. Abbiamo le cellule corticali, dove c’è solo l’arabinogalattano di tipo 1. Quando invece andiamo a vedere i tessuti vascolari e l’epidermide, abbiamo una struttura più complessa, dove c’è l’arabinogalattano di tipo 2.

Nella terza immagine abbiamo una struttura di varie pareti cellulari, dove abbiamo caratteristiche completamente diverse, in cui l’epidermide ha una caratteristica, il floema ha un’altra caratteristica, e lo xilema ne ha un’altra. Lo xilema è rosso nella foto, perché lo xilema ha una struttura secondaria estremamente importante, la lignina.

La parete cellulare è costituita da:

• Lamella mediana
• Parete primaria
• Parete secondaria

La lamella mediana, è lo strato più esterno della parete cellulare, ed è rappresentata da un piccolo strato di materiale, nella zona in cui vanno in contatto due pareti cellulari di cellule limitrofe. Per cui la lamella mediana è un setto di separazione che unisce cellule adiacenti. Quindi, quando due cellule sono una accanto all’altra, tra queste c’è la lamella mediana. Inoltre è composta principalmente da pectine ed ha uno spessore di 30 nm. La lamella mediana si forma nelle fasi finali della mitosi, probabilmente dalla piastra cellulare. La parete primaria si forma nelle cellule in crescita poco specializzate.