Botanica generale - Appunti

Cellula vegetale

Parete cellulare

La parete cellulare è il compartimento esterno della membrana e svolge una funzione protettiva. È costituita da fibre di cellulosa immerse in una matrice composta da acqua, polisaccaridi e proteine.

• Lamella mediana: È la porzione più esterna che permette l'adesione tra cellule adiacenti. Composta da sostanze pectiche.
• Parete primaria: Contiene un protoplasto vivo e durante la crescita è sottile. In altri tipi può essere più spessa e formata da più strati.
• Parete secondaria: Riveste la parete primaria, è rigida e ricca di cellulosa. Non contiene proteine ed è povera di emicellulosa. Presenta lignina che le conferisce rigidità.

Plasmodesmi

I plasmodesmi sono strutture delimitate dal plasmalemma e formati da un desmotubulo che all'interno presenta segmenti di reticolo endoplasmatico ruvido. Permettono la continuità tra cellule e sono raggruppati a formare strutture che nella parete primaria prendono il nome di punteggiature primarie, mentre nella parete secondaria sono dette punteggiature.

Proprietà di trasporto

• Trasporto apoplastico: L'acqua e i nutrienti si trovano nello spazio esterno della membrana plasmatica e il trasporto avviene attraverso le pareti cellulari (l'insieme di tutte le pareti prende il nome di apoplasto).
• Trasporto simplastico: L'acqua e i nutrienti si trovano nello spazio interno della membrana plasmatica e il trasporto attivo avviene attraverso il simplasto (volume totale citoplasmatico di tutte le cellule).

Modificazioni della parete

La cuticola riveste la parete primaria svolgendo un ruolo protettivo. È costituita da una struttura a strati composta da:

• Cutina: Costituita da poliesteri di acidi grassi, ossiacidi e acidi epossidici. Insolubile in acqua.
• Cere: Miscela complessa di idrocarburi a catena lunga. Sono idrofobiche.
• Suberina: Polimero composto da acidi grassi ossigenati con componenti fenoliche. Tipica del fusto esterno e di tessuti tegumentali di origine secondaria.

Plasmalemma

• Struttura:
  • Doppio strato fosfolipidico: Il fosfolipide è formato da una testa idrofila (costituita da glicerolo e fosfatidicolina) e una coda idrofoba (costituita da acidi grassi) rivolta verso l'interno.
  • Proteina intrinseca: Occupa tutto lo spessore della membrana.
  • Colesterolo: È uno steroide che determina il grado di fluidità della membrana, che aumenta o diminuisce a seconda della temperatura.
  • Glicolipidi e glicoproteine: Sporgono all'esterno della membrana e svolgono un ruolo di riconoscimento delle altre cellule.

Funzioni del plasmalemma

Le cellule sincronizzano reazioni metaboliche.

• Permeabilità selettiva: Assumono sostanze necessarie per la cellula ed eliminano quelle di rifiuto.
• Diffusione: Processo di trasporto più semplice perché le particelle si spostano spontaneamente da una zona più concentrata a una meno.
• Diffusione facilitata: Avviene tramite proteine che permettono a una sostanza, a seconda del loro gradiente di concentrazione, di passare senza consumo di energia.
• Trasporto attivo: Quando le proteine pompano uno specifico soluto da una zona meno concentrata a una più, consumando energia.

Tipi di diffusione

• Osmosi: Nei due compartimenti con soluzioni acquose a diversa concentrazione avviene un rapido passaggio di acqua per riequilibrare la concentrazione. Soluzione ipertonica, quando la soluzione del soluto ha concentrazione maggiore, ipotonica quando è minore ed isotonica quando la concentrazione è uguale.
• Esocitosi: Quando i principi nutritivi passano dall'interno verso l'esterno.
• Endocitosi: Quando passano dall'esterno verso l'interno.

Centrioli

I centrioli sono coppie di organelli di forma cilindrica presenti solo nella cellula animale e hanno il compito di organizzare la struttura delle fibre del fuso durante la mitosi e la meiosi.

Nucleo

Il nucleo è il centro di controllo della cellula. All'interno è presente la cromatina generata dall'insieme di DNA e proteine. Ogni fibra forma un cromosoma.

• Membrana nucleare: Doppio involucro formato da pori che permettono il passaggio delle sostanze.
• Nucleolo: Massa formata da tratti di DNA, RNA e proteina all'interno della quale vengono uniti i componenti dei ribosomi.

Il nucleo è direttamente collegato al reticolo endoplasmatico.

Reticolo endoplasmatico ruvido

Presenta un aspetto ruvido per la presenza di ribosomi. È formato da una rete di sacchetti appiattiti.

• Funzione:
  • Ampliamento del sistema di membrana
  • Assemblaggio di proteine che avviene tramite il ribosoma che genera e rilascia polipeptide (insieme agli zuccheri forma la glicoproteina). Questa viene espulsa tramite una vescicola di trasporto.

Nella cellula animale è detto ergastoplasma e vi avviene la gemmazione (impacchettamento delle proteine sintetizzate).

Reticolo endoplasmatico liscio

Comunica con il ER. È formato da una rete di tubuli interconnessi e non presenta ribosomi.

• Funzione:
  • Sintesi lipidi (acidi grassi, fosfolipidi, steroidi)
  • Metabolismo del glucosio
  • Immagazzina ioni Ca.

Nella cellula animale è importante per la contrazione muscolare in quanto regola il movimento di ioni Ca.

Apparato di Golgi

L'apparato di Golgi è formato da sacchetti appiattiti l'uno sull'altro, ma non sono collegati. Riceve dal reticolo endoplasmatico ruvido le glicoproteine e le rielabora modificandole dal punto di vista chimico.

Lisosomi

I lisosomi vengono generati dal ER che assembla enzimi e membrana e, dopo essere passati dall'apparato di Golgi, vengono liberati nel citoplasma. Sono strutture costituite da enzimi digestivi chiusi in un sacchetto circondato da membrane. Sono organuli in grado di demolire i batteri.

Mitocondri

I mitocondri sono organuli racchiusi tra due membrane. Tra la membrana esterna e quella interna è presente lo spazio intermembrana. La membrana interna presenta creste che al loro interno contengono enzimi coinvolti nella produzione di ATP e che si immergono nella matrice mitocondriale. Sono la centrale energetica perché producono energia trasformata dalle sostanze nutritive tramite la respirazione cellulare.

Vacuolo

Il vacuolo si origina dal GERL (apparato di Golgi, ER, lisosoma) e non è presente nella cellula animale. La sua grandezza varia a seconda dello sviluppo della cellula.

• Struttura:
  • Tonoplasto: Membrana protettiva formata da fosfolipidi e proteine che la rendono permeabile.
  • Succo vacuolare: Presenta un pH acido ed è formato da numerose sostanze disciolte, allo stato cristallino o variamente condensate. Composto da acqua, sali di acidi organici, ioni inorganici, carboidrati, amminoacidi, proteine, lipidi e metaboliti secondari.
• Funzioni:
  • Determina le dimensioni della cellula
  • Escrezione di rifiuti
  • Regola l'omeostasi attraverso variazioni di concentrazione di ioni e metaboliti del succo vacuolare rispetto al citoplasma e all'ambiente extracellulare (regolato dal tonoplasto)
  • Funzione di riserva (acqua, proteine, polisaccaridi)
  • Colorazione di fiori, frutti ecc. per la presenza di pigmenti.

Plastidi

I plastidi sono organuli caratteristici della cellula vegetale e non presenti in quella animale, a seconda dell'organo e del tessuto a cui appartengono. Presentano due membrane e lo stroma, formato da enzimi e ribosomi che sono coinvolti nella fase di organicazione del carbonio.

• Cloroplasti: Verdi, composti da tilacoidi, i quali a loro volta formano i grana che hanno il compito di catturare l'energia luminosa e convertirla in energia chimica attraverso particolari proteine.
• Cromoplasti: Non presentano tilacoidi. Sono cloroplasti invecchiati che hanno perso la loro funzione fotosintetica e che presentano non più clorofilla ma carotenoidi, conferendo una colorazione che va dal giallo al rosso. Il passaggio è legato a fattori ambientali.
• Leucoplasti: Plastidi incolori. Si dividono in:
  • Elaioplasti: Accumulano lipidi di riserva in goccioline dette plastoglobuli.
  • Amiloplasti: Amido di riserva.
  • Istatoliti: Nelle cellule della cuffia radicale sono coinvolti nello stimolo geotropico.
  • Proteinoplasti: Proteine.

Citoscheletro

Il citoscheletro è un supporto formato da reti di fibre, delle quali ne esistono tre tipi:

• Microfilamenti: Rigidi bastoncini elicoidali.