Botanica generale - appunti

CAROTENOIDI

Sono pigmenti accessori anche essi presenti nella

membrana dei tilacoidi e abbiamo:

Xantofille

 Luteina

 Alfa,beta carotene



Sono indispensabili per costruire le lamelle dei

tilacoidi. Proteggono la clorofilla dl fotodanno dovuto

alla luce eccessiva.

FOTOSINTESI CLOROFILIANA

Consiste nel trasformare la CO2 e H2O in O2,

prodotto di scarico, e sostenze organiche

(carboidrati). Si tratta di una reazione di ossido

riduzione in cui la luce attiva il trasferimento di

elettroni creando NADPH e ATP. Le reazioni al buio

(reazioni di fissazione del carbonio) utilizzano NADPH

e ATP per ricavare energia e sintetizzare carboidrati.

FASE LUMINOSA

Le molecole antenna accettano quanti di energia

dalla luce e trasferiscono per risonanza (per

risonanza si intende trasferire energia da una

molecola antenna all’altra per ricominciare il

processo) questa energia (per ritornare allo stato

basale) al centro di reazione fotosinteticamente

attivo. Quando riceve questi fotoni si crea una

separazione di carica (fotochimica primaria) ovvero

si passa da un ambiente positivo ad uno negativo. Il

passaggio degli elettroni prende il nome di SCHEMA

Z O REAZIONE DI HILL. Questi quanti (elettroni)

vengono ceduti, dal centro di reazione, a feofitina,

poi chinone A, chinone B e infine al citocromo bf.

L’ambiente positivo è colmato dalla fotolisi

dell’acqua che avviene in presenza di luce e si

liberano O2, H+ ed elettroni. Gli H+ stanno nel lume

per sintetizzare ATP da ADP.

FOTOSISTEMA II P680

E’ eccitato in P680* e cede l’elettrone a feofitina,

chinoni, citocromo bf che colma l’ambiente positivo

del fotosistema I (P700), ambiente creato dai quanti

di luce.

FOTOSISTEMA I P700

Quando viene eccitato (P700*) cede i suoi elettroni a

particolari clorofille fino a ridurre il NADP+ in NADPH.

La concentrazione di H+ nel lume è maggiore

rispetto a quella dello stroma e questa differenza di

potenziale è necessaria per attivare le pompe

Atpasiche per poter ottenere ATP. I fotosistemi sono

nelle membrane dei tilacoidi, P700 è affacciato allo

stroma nel quale riversa NADPH. Abbiamo detto che

nello stroma deve esserci una minore

concentrazione di H+ affinche si crei la differenza di

potenziale tra lume e stroma. Il chinone Qb, per

ridursi completamente, deve accettare due elettroni

e li preleva dallo stroma riversandoli nel lume e cede

i due elettroni, uno alla volta, alla plastocianina. In

casi particolari in cui la pianta necessita di più ATP,

fa in modo che l’elettrone ritorni dal compleso Fe-S

al chinone Qb il quale riducendosi strappa

nuovamente un H+ dallo stroma e lo riversa nel

lume.

CICLO DI CALVIN FASE AL BUIO,

ORGANICAZIONE DEL CARBONIO

Consiste di tre reazioni:

Fissazione

 Riduzione

 Rigenerazione



Sono reazioni indipendenti dalla luce. Il primo

Ribulosio-1,5-difosfato,

composto è il composto a 5

atomi di carbonio. Il donatore di elettroni è la fotolisi

dell’ H2O. La Rubisco catalizza la reazione tra CO2 e

il Ribulosio creando un composto a 6 atomi di

carbonio: 3-fosfoglicerato. La rubisco ha due attività:

carbossilica e ossigenasica. Dalla prima reazione

otteniamo:

3-fosfoglicerato, grazie all’ATP si ottiene 1,3-

difosfoglicerato e ADP. Grazie a NADPH che diventa

NADP+ forma la gliceraldeide-3P. Dopo due

ripetizioni del ciclo è possibile la sintesi dell’amido

primario, obiettivo principale della fotosintesi.

SISTEMA DI ENDOMEMBRANE

Si tratta di un complesso ricco di membrane molto

sviluppato nelle cellule vegetali. A livello del nucleo

si forma un RNA primario, RNA messaggero che al

posto di avere la timina presenta l’uracile. Se il tratto

di DNA che trasmette l’informazione ha sequenze

introniche ed esoniche, grazie allo splicing le

sequenze introniche vengono eliminate, messe da

parte, ed unite a quelle esoniche. Le sequenze

introniche sono sequenze nucleotidiche che non

codificano per nessun gene e per nessun RNA

strutturale. Lo scambio di proteine tra un organulo e

l’altro è regolato dal reticolo endoplasmatico ruvido,

apparato del Golgi e vacuolo. L’ apparato del Golgi

possiede 3 regioni:

Una regione rivolta verso il RER

 Una regione intermedia

 Una regione trans



Le vescicole che si formano hanno movimenti

retroanterogradi in modo da poter andare verso una

direzione o tornare indietro.

Il RER avvolge il nucleo e continua con il reticolo

endoplasmatico liscio il quale funge da

plasmodesma e comunica con la cellula vicina. Il

vacuolo può gonfiarsi tanto da spingere gli altri

organuli in una piccola zona della cellula. Ricordiamo

che la membrana del vacuolo si chiama tonoplasto

ed è costituita da fosfolipidi ed è ricca di proteine.

Non si conoscono origini precise ma si pensa che il

vacuolo sia un insieme tra apparato del Golgi, RE e

lisosomi.

Il DNA deve essere una molecola molto stabile per

poter contenere l’informazione genetica. Il

movimento delle vescicole del Golgi si studiano

GENE REPORTER

attraverso il che è un gene stabile:

Possiede caratteristiche tali da poter tradurre per

una proteina molto stabile che evidenzia la sua

GREEN

posizione, per esempio con la luminescenza.

PROTEIN FLUORESCENT è una proteina isolata da un

organismo acquatico ed è la proteina reporter per

eccellenza.

COSTRUTTO GFP (GREEN PROTEIN FLUORESCENT):

consiste nell’avere un vettore nel quale si inserisce il

gene da studiare che codifica per una proteina. Il

costrutto deve essere fuso al gene che codifica per

la GFP, messo in un vettore e inserito in una pianta

(creando gli OGM). Deve entrare nel DNA cellulare,

integrare nel genoma e quando la cellula trascrive,

trascrive il costrutto inserito. In seguito alla

trascrizione e alla traduzione si otterrà la proteina

reporter ed eccitandola si capirà la posizione,

nonché il punto in cui essa agisce. LUCIFERASI

Un’altra proteina reporter è la 

eccitando la proteina reporter essa emette l’energia

acquisita attraverso una certa lunghezza d’onda.

TRASPORTO VESCICOLARE

Dal RE si generano delle vescicole, in cui vi è la

proteina, dotate di molecole che indicano la

direzione. Quindi queste vescicole passano

all’apparato del Golgi e le proteine indicano la

direzione verso l’organulo bersaglio o il sito

accettore. Le proteine di membrana sono:

CLATRINA

 COP I

 COP II e via dicendo.



SEGNALI DI SMISTAMENTO DELLE PROTEINE

Sono dei frammenti, sequenze target di peptidi che

possono avere posizione diversa nella proteina ed

indica la direzione che la vescicola deve prendere.

La funzione di una proteina dipende dalla sua

struttura.

VACUOLO

Componente importante del sistema di

endomembrane. E’ delimitato da una membrana

chiamata tonoplasto; in alcune cellule adulte può

essere assente come ad esempio nei tubi cribrosi nei

quali svolge la funzione di trasportare l’acqua. In

cellule adulte può arrivare a d occupare il 95% del

lume cellulare. Il suo compito principale è la

DISTENSIONE CELLULARE che avviene dalla

combinazione del lavoro che compie il vacuolo con la

membrana cellulare: i vacuoli si fondono tra loro,

assorbono acqua e si ingrandiscono in modo tale da

applicare una pressione sulla membrana cellulare

verso l’esterno. La cellula si distende finchè non si

eguaglia la pressione esterna del vacuolo.

AUXINA, ormone

PROCESSO METABOLICO L’

vegetale, arriva nella cellula bersaglio riconosciuta

mediante recettori di membrana. Qui l’auxina attiva

POMPE ATP-ASICHE e pompa H+ nello spazio della

parete cellulare abbassando il Ph. Si attivano le

perossidasi che tagliano particolari legami della

parete rendendola lassa.

Il vacuolo deve occupare spazio poiché va a

confinare in una zona, vicino la membrana, i

cloroplasti per avvantaggiare gli scambi gassosi.

Consente un rapporto ottimale superficie/volume e

mantiene gli organuli più vicino al citoplasma in

modo tale da ridurre al minimo gli spazi

intracellulari.

COMPONENTI DEL SUCCO VACUOLARE

Zuccheri

 Flavonoidi

 Terpeni

 Glicosidi

 Alcaloidi

 Acidi organici

 Sali minerali

 Acqua



La composizione del vacuolo dipende dalla specie

della pianta.

La componente fondamentale dei vacuoli è lo

zucchero, e tra gli zuccheri abbiamo:

Inulina presente in alcune piante come la

 

cicoria

Flavonoidi hanno una funzione vessillare

 perché il colore è dato dalla combinazione dei

pigmenti presenti nel cromoplasto con i

flavonoidi. Varia in base al Ph

Terpeni derivano dal metabolismo secondario

 

delle piante

Glicosidi sono formati da una componente

 zuccherina (glicone) ed una non zuccherina

(aglicone)

Amigdalina sostanza cianotica

 Alcaloidi hanno effetti positivi sul SNC degli

 organismi. Contengono composti dell’azoto e

hanno funzione di riserva, di difesa, di

smaltimento di composti che contengono azoto.

Caffeina, nicotina, colchicina (bloccano la

formazione del fuso mitotico). La morfina ad

esempio va a confondere i neurotrasmettitori. Gli

alcaloidi sono prodotti dal metabolismo

secondario.

Acidi organici hanno funzione di riserva e

 intervengono nei processi di omeostasi.

Il vacuolo viene considerato quasi come un

osmoregolatore. Esso riversa gli acidi organici per

trattenere l’acqua e mantenere costante la

concentrazione cellulare. Il turgore cellulare è

un’altra funzione svolta dal vacuolo e permette di

mantenere la posizione eretta della pianta

regolandone il movimento.

PLASMOLISI Se poniamo una cellula all’interno di

una soluzione a concentrazione minore rispetto a

quella cellulare, l’acqua tenderà ad entrare e la

membrana si addossa alla parete. Grazie ad essa

non scoppia.

Nelle cellule vegetali le lisi non si verificano mai.

NB La famiglia dei papaveri ha nel succo vacuolare

una grande quantità di alcaloidi (le papaveracee).

STRUTTURA DELLA CROMATINA

Il DNA all’interno del nucleo eucariotico è associato a

delle proteine. Il complesso DNA-PROTEINE si chiama

Cromatina.

Nucleosomi contiene 200 paia di basi di DNA

associato ad un complesso di 8 proteine chiamate

istoni

Istoni H1, H2a, H2b, H3 e H4. Gli ultimi 4 formano



l’ottamero istonico attorno al quale si avvolge in

maniera sinistorsa il DNA