Biologia vegetale e sistematica

Il fototropismo (girasoli)

Una pianta vicino ad una finestra, tutte le strutture vegetative si spostano verso esse; meccanismo che gli consente di esporre alla luce le superfici fotosintetizzanti. Hanno sviluppato inoltre lo stimolo del tattile: il tigmotropismo, le piante non amano essere toccate, il contatto con la pianta le fa attivare i meccanismi di difesa. Esplorano l'ambiente con movimenti continui finché non trovano qualcosa e si aggrappano.

Un altro fattore che è condizionato dall'immobilità è lo sviluppo dell'individuo. Per gli animali la crescita riguarda prima parte vita, e la forma del corpo viene determinata nelle prime fasi dello sviluppo; le piante invece sono organi modulari, sviluppano cioè dei moduli. Nell'embrione si sviluppa un primo modulo: una struttura determinata da una struttura di sostegno caratterizzata da due punti: il nodo (dove si sviluppano ramificazioni laterali: foglie) e le gemme (i tessuti meristematici).

E l'internodo (una zona di allungamento). Questo modulo si ripropone continuamente, a livello del meristema vengono costruiti tanti di questi moduli. Quando una gemma si attiva costruisce una nuova struttura costituita da questi elementi. Questi moduli hanno certa dipendenza dalla pianta per la loro crescita ma poi si sviluppano modo indipendente l'uno dall'altro, questa indipendenza è alla base delle capacità di adattamento delle piante: a ogni modulo che si costruisce, ogni anno si avrà una struttura che risponde al meglio alle condizioni ambientali di quell'anno. Grazie alla presenza dei tessuti meristematici (tessuti che sono in grado di dividersi e costruire nuovi moduli, tutta la vita della pianta), queste piante sono in grado di sviluppare alla radice sia sulle foglie, nuove strutture per adattarsi all'ambiente del momento. Piante hanno anche la capacità della totipotenza: anche da tessuti già adulti (non ci sono meristemi).

maggiore stabilità strutturale rispetto ai lipidi). Inoltre, le piante hanno la capacità di produrre sostanze chimiche complesse come i composti fenolici, che svolgono funzioni di difesa contro patogeni e predatori. Queste caratteristiche permettono alle piante di adattarsi a diversi ambienti e di sopravvivere anche in condizioni avverse.

maggior peso ma è più facilmente idrolizzabile, così da rendere più velocemente disponibile i componenti per produrre energia. Ci sono però strutture della pianta che contengono lipidi e proteine, gli organi che devono muoversi: i semi contenuti nei frutti.

All'interno dei semi c'è il nuovo embrione (con all'interno le sostanze di riserva che servono a lui per crescere). Ci sono poi strutture vegetali che invece consentono il movimento: spore, pollini, semi (a volte uncinati per aggrapparsi agli animali), tutti vengono dispersi nell'ambiente per riprodursi. Scendendo nella scala evolutiva abbiamo: coralli, anemoni che hanno strutture simili alle piante (caratteristica data probabilmente dall'immobilità).

Altri organismi particolari sono i funghi, sembravano simili alle piante ma sono stati inseriti in un regno a parte, hanno strutture molto peculiari. Strutture della cellula vegetale hanno caratteristiche in più.

risiedono all'interno del doppio strato fosfolipidico. Queste proteine svolgono diverse funzioni, come il trasporto di sostanze all'interno e all'esterno della cellula, la comunicazione cellulare e la difesa della cellula da agenti esterni. I cloroplasti sono organelli presenti solo nelle cellule vegetali e sono responsabili della fotosintesi, il processo attraverso il quale le piante producono energia utilizzando la luce solare. I cloroplasti contengono clorofilla, il pigmento verde che cattura l'energia luminosa necessaria per la fotosintesi. Il vacuolo è un organulo presente sia nelle cellule vegetali che in alcune cellule animali. Il vacuolo svolge diverse funzioni, come l'accumulo di sostanze di scarto, la regolazione del turgore cellulare e il mantenimento dell'equilibrio osmotico. La parete cellulare è una struttura rigida presente solo nelle cellule vegetali e alcune cellule batteriche. La parete cellulare fornisce supporto strutturale alla cellula e la protegge da danni esterni. In conclusione, le cellule vegetali presentano organelli e caratteristiche uniche rispetto alle cellule animali. Queste differenze sono fondamentali per il funzionamento e la sopravvivenza delle piante.funzioni importanti nella segnalazione cellulare e nel trasporto selettivo delle molecole attraverso la membrana. Le proteine di membrana possono essere di diversi tipi: proteine integrali, che attraversano completamente la membrana e sono strettamente legate ai lipidi, e proteine periferiche, che sono associate solo superficialmente alla membrana. Le proteine integrali possono svolgere diverse funzioni, come il trasporto di molecole attraverso la membrana, la trasduzione del segnale cellulare e l'adesione cellulare. Inoltre, la membrana cellulare contiene anche altri componenti, come i carboidrati, che possono essere legati alle proteine (glicoproteine) o ai lipidi (glicolipidi). Questi carboidrati svolgono un ruolo importante nel riconoscimento cellulare e nella protezione della membrana. Il modello di Singer e Nicolson descrive il funzionamento della membrana come una fase fluida, in cui le molecole lipidiche si muovono liberamente. Questo modello suggerisce che la membrana sia simile a un mare di lipidi, in cui le proteine sono immerse e possono muoversi liberamente. Tuttavia, studi più recenti hanno evidenziato la presenza di strutture più organizzate all'interno della membrana, chiamate lipid raft. Queste strutture sono costituite da specifici lipidi e proteine che si aggregano formando delle "zattere" all'interno della fase fluida della membrana. Le lipid raft hanno una maggiore stabilità e possono svolgere funzioni specifiche, come la segnalazione cellulare. In conclusione, la membrana cellulare è una struttura complessa che svolge molteplici funzioni vitali per la cellula. La presenza di lipidi, proteine e carboidrati permette alla membrana di essere selettivamente permeabile e di svolgere funzioni di trasporto, segnalazione e adesione cellulare.

Specifiche funzioni dei microdominilipidici

Questi microdominilipidici sono importanti per svolgere funzioni specifiche. Sono inoltre direttamente collegati con il citoscheletro al di sotto della membrana, esso contribuisce quindi a mantenere questi, ben strutturati. Queste domini sono in grado di interagire con gli elementi del citoscheletro ma anche con la parete cellulare: è un continuum tra le parti più corticali (parte sotto membrana plasmatica e la parete cellulare).

Funzioni importanti della membrana plasmatica

La membrana plasmatica regola gli scambi tra ambiente esterno e interno (esterno è considerata la parete). La membrana si interfaccia con la parete e con numerosi altri organismi (simbiosi o parassitismo). È importante nella costruzione della parete cellulare. Sulla membrana sono presenti dei recettori che inviano le informazioni alla cellula, permettendole di crescere e svilupparsi nella maniera opportuna. Insieme al reticolo endoplasmatico, costruisce delle strutture particolari: i plasmodesmi.

Le cellule vegetali di una pianta sono in contatto tra di loro grazie ai plasmodesmi. Questi sono canali che consentono il passaggio di materiale tra le cellule. All'interno delle cellule vegetali si trova il nucleo, che contiene il materiale genetico. Il nucleo è circondato da un involucro nucleare composto da una doppia membrana, esterna e interna, che contiene il nucleoplasma. All'interno del nucleoplasma si trova il DNA, organizzato in una struttura chiamata cromatina, che è associata a proteine chiamate istoni. La cromatina può essere sia eterocromatica che eucromatica.

All'interno dell'involucro nucleare sono presenti dei pori nucleari, che sono costituiti da un sistema di proteine che regolano il passaggio di materiale tra il citoplasma e l'interno del nucleo, in entrambe le direzioni. Il nucleo contiene anche il nucleolo, che è coinvolto nella formazione dei ribosomi. Le due membrane nucleari si fondono a livello dei pori, formando un involucro completo intorno al nucleo.

All'interno del nucleo si possono osservare delle strutture più dense chiamate nucleoli. All'interno dei nucleoli si trovano tratti di DNA e RNA, che sono importanti per la formazione dell'RNA ribosomiale. I nucleoli sono fondamentali per la sintesi dei ribosomi, che sono composti da DNA e proteine.

Il nucleolo scompare, compare solo durante alcune fasi del ciclo cellulare. Il reticolo endoplasmatico è una struttura costituita da regioni citoplasmatiche delimitate da membrane, ha una forma di cisterna o microtubuli. Principalmente coinvolto nella sintesi di proteine e lipidi. Si sviluppa in tutta la cellula, si origina come invaginazione del doppio involucro del nucleo, e raggiunge le regioni corticali (decorre sottomembrana plasmatica: è RE corticale). C'è poi un RE interno, più mobile che serve per sintesi proteica. Vi sono due tipologie di RE. RE rugoso, che troviamo in tutte le cellule eucariotiche, importante elemento del sistema di endomembrane, costituito da cisterne e tubuli che si sviluppano nella zona intorno al nucleo ed è decorato da delle piccole particelle, i ribosomi, in grado di sintetizzare delle proteine che possono essere inserite nella membrana (proteine di membrana) del reticolo e se sono solubili.

possono che formano il RE, che è presente inentrare dentro esso (se solubili). E il RE liscio, non presenta ribosomi associati sulle sue membrane, tutta la cellula. Inimportante nella sintesi dei lipidi (servono per costruzione di tutte membrane presenti nella cellula: viola vediamo lefosfolipidi, steroli…). Inoltre partecipa alla formazione di specifici organelli (vacuoli). Importante cisternefunzione nel controllare il calcio, di solito presente in basse concentrazione nel citoplasma, quando lacellula riceve segnali dall'ambiente esterno e deve tradurli in attività metabolica all'interno della cellula, il RE liscio libera una grande quantità di calcio che funge da segnale per attivare una serie attività metabolichespecifiche, calcio accumulato nel lume che libera rapidamente e riassorbe rapidamente.Il RE è strettamente associato all'apparato di Golgi; nelle cellule animali è costituito da un'unica struttura formata

da altre parti della cellula). Le cisterne del dittiosoma sono collegate tra loro da vescicole di trasporto che permettono il passaggio del materiale da una cisterna all'altra. Nelle cellule altamente secernenti, come ad esempio le cellule del pancreas che producono insulina, possono esserci più apparati di Golgi per gestire la grande quantità di proteine da secernere. Nelle piante, l'apparato di Golgi è costituito da tanti corpi di Golgi chiamati dittiosomi. Ogni dittiosoma è composto da pile di cisterne sovrapposte che formano strutture complesse. Le cisterne di ogni dittiosoma hanno una polarità definita, con cisterne CIS che ricevono il materiale dal reticolo endoplasmatico, cisterne MEDIALI dove il materiale subisce maturazione e modifiche, e faccia TRANS dove il materiale finisce di maturare e viene indirizzato alla sua destinazione finale. Le cisterne del dittiosoma sono connesse tra loro da vescicole di trasporto che permettono il passaggio del materiale da una cisterna all'altra.

altri organelli). L'apparato di Golgi quindi: porta a maturazioneLe proteine sintetizzate a livello del RER, ha ruolo chiave nei processo di endocitosi, assembla il lipid raft (sintetizzati nel REL ma solo nel Golgi si assemblano i microdominidei lipid raft), sintetizzati polisaccaridi che costituiranno la parete cellulare.

Il citoscheletro è un complesso di filamenti formati da proteine che attraversano tutto il citosol. NON hanno funzione di sostegno (hanno funzione di "pseudo sostegno" per il lipid raft), le sue funzioni principali sono l