Biologia vegetale - parete cellulare

La parete cellulare

Testi di riferimento

Raven cap 3
Pancaldi cap 3

Parete cellulare

Strato rigido più esterno della cellula vegetale.

Funzioni

• Determina forma e dimensioni della cellula vegetale
• Limita le dimensioni del protoplasto impedendo la plasmolisi durante l’assorbimento di acqua da parte del vacuolo
• Presenta numerosi enzimi e proteine che intervengono sia nei processi di trasporto e secrezione che nella digestione di sostanze
• Ha un ruolo di difesa contro i batteri e funghi patogeni, trasferendo informazioni sulla natura dei parassiti alla membrana e al nucleo della cellula

La composizione della parete cellulare

Il componente principale della parete delle cellule vegetali è la cellulosa. È un polimero composto da molecole di glucosio con legami β-1,4.

La composizione della parete cellulare

I gruppi –OH di diverse catene di cellulosa formano legami idrogeno tra loro dando luogo alla costituzione di microfibrille (molecole parallele di cellulosa).

La composizione della parete cellulare

Le microfibrille (costituite da circa 1000 molecole di cellulosa) hanno un diametro di 20-25 nm. Si uniscono tra loro avvolgendosi per formare le macrofibrille (diametro di 0,5 µm, lunghezza 4 µm). Questo tipo di conformazione rende le macrofibrille resistenti come un cavo d’acciaio.

La composizione della parete cellulare

L’impalcatura formata delle fibrille di cellulosa si compenetra con una matrice di molecole non cellulosiche: polisaccaridi e proteine strutturali.

• Emicellulose
• Pectine
• Glicoproteine
• Enzimi

La composizione della parete cellulare

Emicellulose: Gruppo eterogeneo di polisaccaridi ramificati scarsamente solubili che nella parete cellulare si legano alla cellulosa tramite legami H. I monomeri costitutivi sono glucosio, xilosio, galattosio, mannosio, fucosio. Variano da cellula a cellula e da pianta a pianta. Le più importanti sono:

• Xiloglucani
• Xilani
• β-glucani a legame misto

La composizione della parete cellulare

Xiloglucani: Sono più comuni nelle Eudicotiledoni evolute. Sono composti da catene di glucosio con legami β 1-4 a cui sono legati al C-6 residui di xilosio (α 1-6). Tali catene laterali possono inoltre contenere altri zuccheri come arabinosio e fucosio.

La composizione della parete cellulare

Xilani: Comuni nelle monocotiledoni e in molti gruppi di piante a fiore. La catena principale è composta da unità di xilosio con legami β 1-4 ma su questa catena possono essere presenti ramificazioni da xilosio, arabinosio mannosio, galattosio, … Tra Emicellulose e microfibrille → a legami idrogeno. Tali legami limitano l’estensione della parete tenendo insieme microfibrille adiacenti e riducendo l’aumento delle dimensioni cellulari.

La composizione della parete cellulare

β-glucani a legame misto: Queste molecole hanno uno scheletro simile agli xiloglucani, ma differiscono da questi per la presenza di legami β-1,3 oltre che β-1,4.

La composizione della parete cellulare

Pectine: Sono polisaccaridi fortemente idrofili noti per la loro capacità di gelificare. Caratterizzano la parete primaria e la sostanza intercellulare che cementifica cellule adiacenti (lamella mediana). Essi introducono acqua nella parete conferendole grande plasticità. Sono catene di molecole di acido galatturonico (deri...