3 La parete cellulare, Appunti di Botanica Generale

Scarica 3 La parete cellulare e più Appunti in PDF di Botanica Generale solo su Docsity! La parete cellulare è la componente delle cellule vegetali che conosciamo meglio. La frutta e la verdura devono molte delle loro caratteristiche organolettiche alle pareti delle cellule che le compongono. Fibre tessili, legno, carta sono pareti cellulari più o meno lavorate. -> il legno è un materiale solido, flessibile, resistente Tutte caratteristiche che associamo di riflesso alla parete cellulare. il punto è che il legno è composto da pareti cellulari morte. PARETE CELLULARE 1.Cosa non è: La parete cellulare viene talvolta assimilata alla matrice extracellulare prodotta da alcune cellule animali: entrambe sono prodotte dalle cellule stesse, ma hanno composizione e funzioni nel complesso molto differenti. La parete cellulare non va considerata come una struttura passiva, rigida, esterna alla cellula. 2.Che cosa è: -unisce le cellule in tessuti -trasmette segnali(crescita, divisione cellulare, accrescimento e forma degli organi) La parete cellulare è una struttura complessa e dinamica, si modifica in risposta a stimoli esterni, al programma di sviluppo e agli eventi cellulari proprio come membrane, citoscheletro… che sono in effetti legati strutturalmente alla parete. La parete come parte integrante della cellula: un vero e proprio comparto cellulare esterno alla membrana plasmatica. 3.Composizione: La componente più importante della parete cellulare è la cellulosa, un polisaccaride organizzato in microfibrille lunghe e resistenti. Le microfibrille di cellulosa sono la parte più rigida e fibrosa della parete; sono disposte in strati sovrapposti, paralleli alla superficie della membrana cellulare. 4.Come si forma: Durante la divisione cellulare, al terine della mitosi, si forma ex novo la parete primordiale, questa separa le due cellule figlie ed è composta prevalentemente da pectine. Successivamente le cellule appena formate iniziano a deporre, esternamente alla membrana cellulare, nuovi materiali di parete: la parete primaria. La parete primaria, sottile ed plastica, cede progressivamente, consentendo l’accrescimento cellulare per distensione. Man mano che la cellula si espande, depone nuova parete primaria, in modo da mantenere l’integrità. I materiali deposti nella parte primordiale rimangono intrappolati in forma di un sottile strato che segna il confine tra le pareti delle cellule adiacenti: la lamella mediana-> la lamella mediana, molto sottile nei tessuti adulti, resta visibile nei punti in cui più pareti cellulari convergono. La parete primaria cede progressivamente accompagnando la crescita per distensione della cellula. Una volta terminato il processo di distensione, la cellula inizia a deporre un nuovo tipo di parete cellulare, la parete secondaria: spessa, rigida, resistente, rinforza e stabilizza la parete. Questa impedisce ulteriori espansioni cellulari e determina la forma finale della cellula differenziata. 5. Funzioni della parete cellulare: ● Controllo dell’espansione cellulare ● Controllo della forma cellulare ● Sviluppo dell’organismo ● Comunicazioni cellulari ● Trasporto apoplastico ● Deposito e fonte di molecole informazionali 2. CONTROLLO DELLA FORMA CELLULARE La parete determina la forma delle cellule vegetali. Cellule private di parete artificialmente (protoplasti) sono perfettamente sferiche. 3. SVILUPPO DELL'ORGANISMO La parete “intrappola” le cellule vegetali impedendo il movimento. Differenza fondamentale rispetto allo sviluppo animale: le cellule embrionali non possono migrare. 4. COMUNICAZIONI CELLULARI La parete non è legno: è porosa e fortemente idratata. Nella parete diffondono soluti, composti organici e piccole proteine, permettendo scambi di nutrienti e di segnali tra cellule adiacenti e in tutta la pianta. Le cellule sono organizzate in tessuti, gruppi di cellule specializzate con funzioni comuni, ed i tessuti sono organizzati per formare organi. Il successo degli organismi pluricellulari dipende da: ● capacità delle cellule di comunicare ● formare tessuti ed organi “armonizzati” ● formare un organismo perfettamente funzionante Comunicazione realizzata attraverso segnali chimici: sostanze sintetizzate all’interno della cellula e trasportate all’esterno verso le altre cellule -> nelle piante molti segnali chimici sono rappresentati dagli ormoni: piccole molecole idrosolubili che attraversano la parete raggiungendo i recettori sulla membrana plasmatica. I Plasmodesmi: sottili ponti di citoplasma delimitati dalla membrana plasmatica che attraversano la parete mettendo in comunicazione cellule adiacenti. Attraverso questi le cellule vegetali si scambiano anche macromolecole=ruolo primario nella coordinazione di crescita e sviluppo ->forniscono una via di comunicazione fra cellule vicine molto efficiente. I plasmodesmi sono canali aperti che collegano il citoplasma delle cellule adiacenti con un diametro di circa 50 nm; normalmente permettono la diffusione libera di soluti con peso molecolare fino a 1000 dalton. Questo “limite di esclusione” dei plasmodesmi può tuttavia essere ● poi però con l’acqua presente nel reticolo di polisaccaridi, viene sostituita con altre sostanze secrete dalla cellula o prelevate dall’ambiente: rigidità, impermeabilità 9. La Lignificazione -La lignina viene secreta dalla membrana plasmatica e si diffonde nella parete infiltrandosi tra le fibrille di cellulosa; quindi polimerizza, cementando la rete di polisaccaridi di parete. -La lignificazione può essere omogenea. -Sono lignificate anche le pareti delle fibre -Sclerenchima: funzione meccanica di sostegno alle parti verdi della pianta (fusti, foglie…) -Molti semi sono protetti da uno strato superficiale di sclerenchima con pareti secondarie spesse e lignificate -Anche le cellule del legno hanno pareti secondarie spesse e lignificate -> Xilema secondario: a maturità le cellule muoiono e restano solo le pareti che funzionano come tubi cavi per il trasporto della linfa grezza delle radici verso le foglie. -Nelle cellule del legno però la lignificazione non è omogenea e genera pattern diversi. Nei vasi dello xilema, anelli lignificati e altre morfologie di lignificazione rinforzano la parete come archi, impedendo alla cellula di collassare sotto la forte pressione negativa causata dalla traspirazione. -la POLIMERIZZAZIONE della lignina: Monomeri vengono secreti tramite vescicole esocitotiche che si fondono con la membrana plasmatica; nella parete polimerizzano mediante reazioni ossidative catalizzate da enzimi di parete che li legano tra loro e con i polisaccaridi della parete. Si forma un reticolo molto resistente e difficilissimo da demolire enzimaticamente proprio per la sua composizione e struttura estremamente varie. 10. Possiamo usare queste molecole? I biocarburanti forniscono un potenziale percorso per evitare l’instabilità politica globale e le questioni ambientali che derivano dalla dipendenza dal petrolio. Attualmente la maggior parte dei biocarburanti è sotto forma di etanolo generato dall’amido o dallo zucchero, ma questo può incontrarsi solo con una parte limitata del fabbisogno globale. La conversione della biomassa cellulosica, abbondante e rinnovabile, è un’alternativa promettente. 11. La Cuticolarizzazione tutti gli organi aerei e in particolare le foglie sono rivestiti da uno strato idrorepellente chiamato cuticola composta da cutina e cere. Queste sono secrete in grande quantità per esocitosi, permeano la parte e si accumulano in superficie dove cristallizzano all’aria in forme molto variabili. La cuticola è formata da un doppio strato: ● cutina=acidi grassi a lunga catena ● cere=alcoli e acidi alifatici esterificati ->le Cere: Lipidi: esteri a lunga catena derivati per esterificazione di alcoli e acidi alifatici. TAKE HOME MESSAGE (cose da ricordare): ● la parte è un vero e proprio compartimento cellulare esterno alla membrana ● dinamico, plastico, con numerose funzioni ● composizione: componente fibrillare e di matrice ● carboidrati e proteine ● parete e sviluppo cellulare ● parete primaria e secondaria ● processi di modificazione della parte secondaria