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Biologia vegetale

Descrizione cellula animale e vegetale(più approfondimento

su quest’ultima)

Procarioti

Parete peptidoglicanica, nota anche come murina o

 mucopeptide , è un polimero costituito da zuccheri e

amminoacidi

Capsula

 Dna plasmidiale

 Pili e flagelli (diversi da quelli eucariotici)

 Ribosomi (diversi da quelli eucariotici)

 Plasmide (filamenti di dna circolare )



Eucarioti

Nucleo

 Nucleolo (zona del nucleo adibita alla sintesi dell’Rna

 ribosiomale)

Nucleolemma (membrana che avvolge il nucleo )

 Sistema di endomenbrana (golgi, detto anche dittiosoma rer,

 rel)

Ribosomi

 Mitocondri (hanno un dna procariotico,cioè circolare)

 Plastidi (solo nella cellula vegetale)

 Citoscheletro

 Lisosomi

 Cromosomi

 Ciglia e flagelli

 Centrioli



In comune le due cellule hanno il plasmalemma ( ossia la

membrana cellulare che ricopre la cellula) e i tilacoidi ( presenti solo

nei cianobatteri, o anche dette alghe azzurre, cellule vegetali). In

que00st’ultime strutture si trovano 4 principali proteine coinvolti

nelle reazioni alle luce durante la fotosintesi.

Fotosistema 1, nei tilacoidi a contatto con Fotosistema 2 nei

tilacoidi non a

lo stroma contatto con

lo stroma

Particolare è la membrana dei cloplasti, che sono povere di

fosfolipidi e ricche di galattolipidi ( tipo di glicolipidi glicosidici il cui

zucchero è il galattosio, conservano il gruppo fosfato per altri

processi essenziali) e presentano anche uno strato di

peptidoglicani . Quest’ultimi consistono in una ripetizione di lamine

sottili composte di glicantetrapeptide legate insieme da legami

crociati tetrapeptidici tra amminoacidi delle unità adiacenti.

Cellula animale

Centrioli

 Ciglia e flagelli

 Lisosomi



Cellula vegetale

 Plastidi (comprendono cloroplasti, leucoplasti, cromoplasti)

 Parete cellulare ( creatasi probabilmente per evitare il

rigonfiamento eccessivo della cellula, e perché la cellula

vegetale è più esposta all’ambiente e risente di più

dell’entrata e dell’uscita d’acqua)

 Vacuolo

In comune troviamo invece: plasmalemma, nucleolemma, nucleo,

nucleolo, endomembrane, ribosomi, mitocondri, citoscheletro,

cromosomi.

PLASMALEMMA O MEMBRANA CELLULARE

Protegge, essendo l’ambiente interno e quello esterno

completamente diversi l’uno dall’altro. È selettiva nei confronti di

diverse molecole, poiché nella stessa cellula esistono differenti

microambienti fisici e chimici.

Il rapporto tra proteine e lipidi presenti varia può variare, l’aspetto è

tripartito poiché caratterizzato da due strati scuri e uno chiaro.

Il modello a mosaico fluido (accettato) è stato proposto nel 1972 da

Singer e Nciolson e vede un bylayer lipidico con proteine affondate

in esso, e in movimento.

Questo bilayer è formato da fosfolipidi, glicolipidi e steroli, ed è

fondamentale perché grazie ad esso si formano compartimenti

chiusi. Questa membrana è impermeabile alla quasi totalità di

molecole idrosolubili polari, il doppio strato presente inoltre

differenti tipi e quantità di lipidi. (40% lipidi, 40% proteine, 20%

carboidrati). Queste proteine sono divisibili in

Transmemrana= libere di fluttuare o legate al citoscheletro e

 quindi fisse

Periferiche = legate alle porzioni polari dei lipidi o alle proteine

 integrali

Glicolipidi = fosfolipidi con corte catene glucidiche attaccate

 alla testa polare.

Quella animale si lega alle altre membrane mediante canali proteici

detti GAP GIUNTIONS e alle altre cellule grazie a diversi tipi di

giunzioni intercellulari. La membrana non è rigida

Quella vegetale in compartecipazione con speciali domini del RE

presenta PLASMODESMI, ossia “buchi” comunicanti che mettono in

comunicazione diretta cellule adiacenti, la membrana è rigida.

NUCLEO

Dirige lo svolgimento delle attività cellulari, controlla la biosintesi

della molecola, racchiude il patrimonio genetico della cellula e lo

trasmette alle cellule figlie. Il NUCLEOLEMMA che lo racchiude

(100nm) presenta dei pori, che corrispondono ai punti di fusione tra

membrana interna e esterna. Quest’ultima è in diretto collegamento

con la RER, perciò può essere considerato un compartimento

specializzato di questo organello. Durante la mitosi si frammenta e

si ricompone nella telofase.

La cromatina è la spiralizzazione degli acidi nucleici del dna. È

composta negli eucarioti da Dna, istoni, proteine non istoniche e

Rna.

Eucromatina: poco condensata, zona Eterocromatina:

parte più

di intensa attività di trascrizione per la sintesi condensata,

contiene il 10% del

proteica genoma e

non presenta attività di

trascrizione.

Eterocromatina costitutiva, rimane tale

Eterocromatina facoltativa,

durante tutto lo sviluppo e presente in condizione varia di

condizione a seconda

identica su entrambi i cromosomi omologhi dei diversi

tipi cellulari.

Il nucleolo è un corpuscolo di forma sferica, uno per corredo

cromosomico responsabile della sintesi dell’RNA ribosiomale, è

costituito da tratti di dna che codificano per l’RNA ribosiomale, da

filamenti di rna nascenti e da proteine.

Estruso dai pri nucleari permette la formazione dei ribosomi.

RIBOSOMI

Particelle di 17-23 nm costituite da RNA e proteine. Permettono la

sintesi proteica, sono formati da due subunità sintetizzate nel

nucleo e trasportate nel citoplasma dove vengono assemblate in

ribosomi. Possono legarsi al Re o essere liberi nel citoplasma.

Legandosi tra loro possono formare i cosiddetti poliribosomi o anche

i polisomi, permettendo la rapida sintesi di copie multiple di un

polipeptide a partire da istruzioni trasportate da un’unica molecola

di mRNA.

L’ rRNA è fondamentale perché subendo meno variazioni nel corso

dell’evoluzione è la componente più conservata in tutte le cellule, i

geni che codificano per esso vengono sequenziate per studiare ed

identificare i gruppi tassonomico di un organismo e riconoscere i

gruppi correlati e stimare il tasso di divergenza tra le varie specie.

Nei bacteria, negli archaea, (procarioti quindi ) nei mitocondri

 e nei cloroplasti la subunità minore contiene l’Mrna 16/23 S

mentre quella maggiore 5/23 S ( QUESTI GENI RIBOSIOMALI SONO

I,

ORGANIZZATI IN OPERON E POSSONO ESSERCI UNA O Più COPIE

DELL’OPERONE)

Negli eucarioti ci sono molte copie dei geni dell’rRNA ripetute

 in serie, negli esseri umani circa 300/400 ripetizioni in 5

gruppi. Nella subunità minore contiene 18S mentre la subunità

maggiore contiene 5/58/28 S.

(S) è il coefficiente di sedimentazione ossi un numero

adimensionale che misura il rapporto tra velocità di sedimentazione

di un corpo ideale (sfera) e quella del corpo in esame, a parità di

massa e di condizioni di riferimento (temperatura, pressione,

viscosità del mezzo). Più è grande la particella più sarà grande la

velocità di sedimentazione e quindi più alto il valore di Svedberg.

(anche se non dipende solo dalla grandezza ma anche dalla forma).

Quando due particelle si legano insieme si deve considerare anche

una perdita di superficie totale da considerare e il coefficiente sarà

diverso da quello delle singole particelle.

SISTEMA DI ENDOMENBRANE

Il più ampio e versatile organello della cellula eucariotica,

tridimensionale, composto da tubuli e sacche appiattite sviluppate

nel citoplasma sotto il plasmalemma anche se non connessi ad esso

( sono invece connessi al nucleolemma)

A lumo comune: involucro nucleare, RER, REL

o Sistemi tramite vescicole: Golgi, microcorpi, vacuoli,

o plasmalemma (per esocitosi e endocitosi)

RER E REL

Sistemi interconnessi e coesistenti tra loro, varia l’estensione in

funzione del tipo di cellula, la prima presenta cromosomi la seconda

invece ne è priva.

Sintetizzano proteine destinate alle mebrane

 Sintetizzano vacuoli

 Glicosilizzano proteine (modifica post-traduzionale di una

 proteina che vede l’aggiunta di zuccheri alla catena peptidica)

Sintetizza molecole lipidiche

 Sito di ancoraggio per fasci actinici adibiti a guidare le correnti

 citoplasmatiche

Controllano il Ca++



Nello specifico il RER: sintesi, processamento e targeting di proteine

destinate alle membrane, glicosilazione delle proteine, ancoraggio

al citoscheletro, regolazione livelli di Ca++ nel citosol, connessione

ai plasmodesmi che attraversano le pareti cellulari. Il REL:

sintetizzano molecole lipidiche, sintetizzano vacuoli, riciclo lipidico,

formazione tonoplasti vacuolari.

APPARATO DI GOLGI O DITTIOSOMA

Pile di sacculi appiattite o cisterne ramificate ai margini di una

complessa rete di tubuli, sono presenti da 10 ai 20 per cellula e ci

sono da 4 a 8 cisterne per dittiosoma. Il sistema è polarizzato e

dinamico. Presenta due facce, una è detta cis ed è la faccia concava

adibita alla formazione, l’altra è detta trans ed è quella di adibita

alla maturazione essendo convessa.

Questo apparato glicosilizza e produce proteine e lipidi provenienti

dal Re per l’esportazione extracellulare, sintetizza polisaccaridi non

cellulosici e produce lisosomi. ( le proteine vacuolari, le

glicoproteine e i polisaccaridi destinati all’esportazione sono

impacchettati in vescicole)

MICROCORPI

Sono organuli di 0.5/1.5 micrometri contenenti enzimi coinvolti in

stadi preparatori o intermedi delle reazioni biochimiche presenti

all’interno di una cellula, la loro funzione facilita la degradazione di

grassi, alcoli, e amminoacidi

GLIOSSISOMI (SPECIFICI DELLE PIANTE)

Organelli sferici con un’unica membrana, originari dal Golgi

presentano enzimi sintetizzati nel RE. Contengono gli enzimi del

ciclo dell’acido gliossilico che serve per convertire gli acidi grassi di

riserva provenienti dagli oleosomi in zuccheri, quest’ultimi sono poi

portati nel resto della pianta per fornire energia per la crescita.

PEROSSISOMI

Sono organuli sferici circondati da membrana singola, sono presenti

in tutti gli eucarioti e nelle piante e nelle sue cellule

fotosintetizzanti.

Degradano molecole pericolose o le rendono inermi, contenendo

enzimi come l’ossidasi possono produrre il perossido di idrogeno

che sempre qui viene convertito in acqua grazie a specifici enzimi

quali catalasi e perossidasi. I perossisomi sono importanti nella

fotorespirazione, gli enzimi per questo processo sono contenuti

nella matrice interna granulare. Possono autoduplicarsi con l’aiuto

del Re

OLEOSOMI ( ESCLUSIVI DELLE PIANTE, SONO DETTI ANCHE

SFEROSOMI O CORPI LIPIDICI)

Hanno un aspetto amorfo, sono delimitati da mezza unità di

membrana e conservano il lato idrofilo verso l’esterno,

immagazzinano grandi quantità di trigliceridi. Si originano dal REL

che è il principale sito di sintesi dei lipidi. Si trovano soprattutto

come riserve nei semi e nel pericarpo di alcuni frutti grassi

costituendo quasi il 45% del loro peso, possono trovarsi anche nel

polline e in alcune alghe.

VACUOLO

è un organulo delimitato da singola membrana che prende il nome

di tonoplasto ed è ripieno di succo vacuolare che a sua volta

contiene: acqua, ioni organici, zuccheri, acidi organici, sostanze ad

elevata concentrazione , il ph è acido.

La cellula vegetale immatura contiene piccoli vacuoli che nel tempo

si fondono in uno unico molto grande. Si origina dal RE e dal Golgi.

La funzione varia da cellula a cellula

Compartimento di accumulo d metaboliti primari quali

 zuccheri, acidi organici e proteine di riserva

Accumulo di metaboliti secondari tossici quali nicotina e

 tannini

Funzione lisosomiale (si degradano interi organelli quali

 mitocondri e plastidi)

Sito di accumulo di pigmenti detti antociani, questi ultimi

 fanno parte del gruppo chimico dei Flavonoidi (C3-C3-C6),

sono presenti sotto forma di glicosidi e sono dunque legati ad

uno zucchero, questa struttura permette una certa stabilità e

una scarsa reattività a molecole quali flavonoidi ed una certa

idrofilia in quei composti tendenzialmente lipofili. Gli antociani

permettono il colore che varia dal blu al rosso scuro delle foglie

in autunno, infatti le specie prive di antociani come le conifere

in autunno hanno le foglie prevalentemente giallo-arancio,

colore dovuto ai caroteni dei cromoplasti. ( Il colore varia la

variare del ph del succo vacuolare che normalmente è acido)

CITOCSCHELETRO

È un complesso reticolo di filamenti proteici che si estende nel

citosol , è formato da microtubuli e filamenti di actina. Le sue

funzioni sono molteplici:

Permette la crescita della parete cellulare durante la

 distenzione e il differenziamento attraverso il controllo

dell’allineamento delle fibrille di cellulosa

Orientamento delle vescicole di secrezione per l’esocitosi

 Fibre del fuso mitotico e della piastra metafasica

 Componenti dei flagelli e delle ciglia



I microtubuli sono dei filamenti cilindrici di circa 25nm formati da 13

protofilamenti ( sono strutture polarizzate formate da dimeri alfa e

beta tubulina orientati nello stesso verso) disposti verticalmente ad

elica intorno ad una posizione cava o “core”.

Il microtubulo ha una estremità a crescita rapida e una a crescita

lenta e alterna stati di aggregazione e stati di disgregazione cosa

che porta ad instabilità dinamica, i siti organizzatori microtubulari si

assemblano nel citoplasma corticale ( quello subito al di sotto della

membrana nucleare) e nel nucleolemma.

CIGLIA E FLAGELLI

Sono costituiti da microtubuli, polimeri lineari di dimeri di tubulina,

presentano un assonema costituito da una oppia centrale

circondata da un anello di 9 doppiette rivestite di

membrana( struttura detta 9+2). Il corpo basale è simile in

struttura ai centriolo, controlla il movimento e ancora l’organello

alla cellula.

Gli organismi unicellulari garantiscono il movimento mentre negli

organismi pluricellulari garantiscono ciclosi (movimento del

citoplasma, particelle e cellule)

CORPI BASALI (CARATTERISTICI DELLE CELLULE ANIMALI E IN

ALCUNE ALGHE UNICELLULARI, SONO COMPLETAMNETE ASSENTI

NELLE PIANTE SUPERIORI)

Si presentano a coppie disposte a 90° vicino a nucleo, costituiti da 9

triplette di microtubuli si presentano come centrioli nelle sole cellule

animali ove organizzano i microtubuli durante la formazione del

fuso mitotico e meiotico. I fusi mitotici nelle cellule vegetali prive di

centrioli sono organizzati. Si autoreplicano alla fine della fase G1 o

all’inizio della fase M, in quest’ultima fase si spostano ai poli della

cellula e generano i microtubuli zonali e interzonali.

MITOCONDRI

Organelli oblunghi circa 500nm e sono da 100 a 1000 per cellula,

sono delimitati da due membrane. In quella interna troviamo le

creste mitocondriali che aumentando la superficie utile presentano

enzimi della catena di trasporto degli elettroni.

La matrice mitocondriale ha un dna circolare, rna, ribosomi 70S,

enzimi della Glicolisi e del ciclo di Krebs. La funzione dei mitocondri

è quella adibita alla respirazione aerobica che permette la

trasformazione del glucosio in ATP. Sono organuli in continuo

movimento e si posizionano dove c’è necessità di ATP. Si

riproducono per scissione binaria tanto che esistono diverse

supposizioni sulla loro origine endosimbiotica.( formazione da

cellule più semplici di una più complessa)

PLASTIDI

Sono organuli specifici delle cellule vegetali, presentano una doppia

membrana lipoproteica spessa 100/200 A che corrisponde a 2 unità

di membrana di 50 A separate da uno spazio variabile in spessore

fra 20 e 80 A. La membrana esterna risulta essere più permeabile

rispetto a quella interna che è specifica per le proteine carrier.

La matrice interna detta stroma presenta un compartimento idrofilo

contendente Dna, ribosomi, precursori metabolici, prodotti finali,

enzimi abilitati al funzionamento biochimico dell’interno organulo. Il

nucleoide (regione nucleare) è priva di grana e contiene un dna

circolare non associato ad istoni ribosiomali 70 S. Il dna plastidiale è

fondamentale per la sintesi di parte degli enzimi necessari al

funzionamento dell’organulo.

L’origine dei plastidi si riscontra nell’endosimbiosi con un

cianobatterio ancestrale vicino ai cianobatteri moderni. Il

PROPLASTIDIO si trova nelle cellule dell’embrione e nella pianta

adulta nelle cellule merisistematiche degli apici radicali e aulinare.

A seconda del differenziamento della cellula, proplastidi si

trasformano in plastidi maturi ( cloroplasti per la luce, amiloplasti

per il buio o cromoplasti nei petali)

PROPLASTIDI

Sono piccoli (0.5/1 micormetri) e sono 10/20 per cellula, il sistema

interno di membrane è poco sviluppato e spesso è sotto forma di

vescicole, sono incolori o di un verde pallido.

I plastidi derivano da scissione binaria con un processo

indipendente dalla diviose cellulare, derivano da il primo originato

nello zigote che li ha ereditati dal citoplasma del gamete femminile.

PIRENOIDI

Si sviluppano negli organismi unicellulari fotoautotrofi da granuli di

amido e corpi oleosi e plastoglobuli che si formano durante la

fotosintesi.

È un corpo denso costituito da amido e oli, è presnet solo in alcune

laghe e in alcune antocerote (che fanno parte delle biriofite),

penetra nei tilacoidi che lo dividono in porzioni alquanto regolari

dette piresomi.

I proplastidi si differenziano nelle varie forme di plastidi maturi