La parete cellulare - Schemi riassuntivi di Biologia Vegetale

La parete cellulare

La parete è il compartimento più esterno della cellula ed è presente in tutte le cellule vegetali. È una struttura rigida, che designa la forma della cellula, funge quindi da sostegno per il protoplasto, conferendo alla cellula la necessaria plasticità da consentirle la crescita.

Funzioni della parete cellulare

La parete cellulare assume diverse funzioni:

• Dare forma e sostegno alla cellula
• È una struttura di conduzione/trasporto di H₂O e soluti
• Costituisce la “barriera della cellula”, è quindi responsabile del rapporto della cellula con l’esterno, e del riconoscimento di microrganismi esterni
• È deposito di sostanze di riserva

La composizione e l’architettura della parete varia a seconda della tipologia, dell’età e delle condizioni ambientali della cellula e della specie.

Tipologia di pareti cellulari

La maggior parte delle cellule sono caratterizzate da:

• Una parete primaria, sottile che si instaura al confine con la membrana
• Lamella mediana, lo strato più esterno della parete cellulare

Altre cellule hanno anche:

• Una parete secondaria che si forma all’interno del protoplasto

Componenti della parete

La parete è costituita da:

1. Componente fibrillare → cellulosa
2. Componente matriciale → proteine e acqua

La cellulosa

La cellulosa è un polisaccaride, il cui monomero di base è il glucosio. Due molecole di glucosio si legano “testa a testa”, formando lunghe catene, il cellobiosio. Le due molecole sono tenute insieme da un legame β-1-4, legame impossibile da scindere per il nostro organismo.

Le microfibrille di cellulosa sono catene di cellobiosio. Queste microfibrille sono disposte in alcune zone in maniera regolare, quindi più compatte, “zone cristalline”, mentre in altre zone sono disposte in maniera più irregolare, si hanno quindi delle “zone amorfe”. Le zone cristalline sono zone insolubili, di conseguenza più resistenti all’attacco di enzimi, e quindi difficilmente degradabili.

La componente matriciale

La componente matriciale è composta da:

• Acqua
• Polisaccaridi → emicellulose e pectine
• Proteine strutturali

Le emicellulose somigliano alla cellulosa. Hanno una catena lineare sulla quale possono essere presenti delle catene laterali formate da uno o più residui di zucchero anche diversi tra loro. Le emicellulose possono essere fortemente legate anche alla componente fibrillare della parete (cellulosa), grazie alla loro capacità di formare legami idrogeno. Inoltre, possono connettere tra loro fibrille diverse formando così una rete, per questo motivo si chiamano “cross-linking glycans”.

Nella parete primaria l’emicellulosa più abbondante risulta essere lo xiloglucano, un polimero identico alla cellulosa per quel che riguarda la catena di base (cioè una catena con legami β-1-4), la quale però porta delle catene laterali di xilosio, galattosio e fucosio. Queste catene laterali impediscono la formazione di una microfibrilla cristallina, senza annullare però la possibilità di formare legami con altri glicani (=polimero di qualsiasi zucchero). Ne segue che si formeranno delle reti di polimeri che daranno rigidità alla parete. Le emicellulose vengono estratte con trattamenti fortemente corrosivi.

Le pectine sono la componente strutturale più semplice da estrarre della parete, basta infatti usare acqua calda. I principali zuccheri costituenti le pectine sono l’acido galatturonico e alcuni zuccheri neutri (arabinosio, galattosio ecc.) che si costruiscono a polimeri formando l’omogalatturonano. Le pectine sono in grado di formare gel, sia nella parete che dopo essere state estratte. Per questo motivo sono molto usate nell’industria alimentare e cosmetica.

L’omogalatturonano è caratterizzato dal legame con un gruppo carbossilico (COOH), ne segue l’impossibilità a legarsi con lo ione Ca²⁺ presente in parete, contribuendo così alla stabilità e alla rigidità della parete.

Le proteine strutturali hanno una funzione strutturale e vengono suddivise in 4 gruppi:

• Glicoproteine ricche di idrossiprolina
• Proteine ricche di prolina
• Proteine ricc...