Appunti Parete cellulare, Appunti di Biologia Vegetale

Scarica Appunti Parete cellulare e più Appunti in PDF di Biologia Vegetale solo su Docsity! LA PARETE CELLULARE Le piante sono prive di scheletro come quello dei vertebrati, pertanto, devono la possibilità di reggersi unicamente al reticolo tridimensionale formato dall'insieme delle pareti delle loro singole cellule -> La forma di una cellula vegetale è stabilita dalla sua parete cellulare; quando una cellula vegetale viene trattata con enzimi di degradazione della parete cellulare, ha una forma sferica. = La parete non deriva interamente da quella della cellula madre -> le cellule figlie possono ereditare per lo più porzioni di parete che devono completare, immettendo nuova matrice e une fibre. FUNZIONI: - conferisce alla cellula una determinata forma - protegge il protoplasma -> barriera esterna - controbilancia la pressione osmotica del succo cellulare -> pressione generata dalla parete quando il vacuolo si gonfia, riempiendosi di liquidi - contribuisce al trasporto dell'acqua e di piccole molecole - conferisce e mantiene la forza meccanica - controlla l'espansione cellulare -> dimensione della cellula limitata dalla presenza della parete - protegge dai patogeni -> struttura rigida - produce molecole segnale, specialmente in relazione ad attacchi di patogeni - accumula sostanze di riserva (emicellulose) Le pareti cellulari primarie iniziano l'assemblamento durante la cifochinesi (fase del ciclo cellulare che prevede la separazione delle cellule figlie): nelle fasi finali della divisione cellulare a livello della piastra cellulare (porzione mediana della cellula in divisione dove si dispongono i cromosomi) si forma il fragmoplasto (agglomerato di vescicole e di microtubuli provenienti da Golgi e ER che si fonde poi con la membrana plasmatica fino a separare le due cellule figlie) dove inizierà la deposizione delle nuove pareti cellulari e la formazione della lamella mediana (porzione più esterna della parete). | polisaccaridi di parete possono assemblarsi in maniera auto catalitica (spontanea) o grazie a attività enzimatica. Quando una cellula si divide tra i due protoplasîti figli, si viene a creare la LAMELLA MEDIANA -> prima membrana di separazione, sottile e ricca di comune); è responsabile dell'adesione cellula-cellula. Nelle cellule con parete secondaria la lamella mediana tende a scomparire. Verso la fine dell'accrescimento embrionale, le due giovani cellule cominciano la costruzione della PARETE PRIMARIA -> ha uno spessore molto sottile (da 0,2 a pochi micrometri) e viene apposta contro la lamella mediana; è formata da tre network indipendenti ma connessi reciprocamente: - una rete microfibrillare di cellulosa e di emicellulose, ‘> - una matrice pectinica in cui sono immerse queste fibre, - un network di proteine strutturali connesso a entrambi (hanno anche attività enzimatica). ( NE: dk SOSTANZE PECTICHE (2%-35%) -> sono un eterogeneo gruppo di polisaccaridi (legame di più monosaccaridi) acidi o neutri, con catene più o meno ramificate, fortemente /drofili (legano l'acqua) formano gel idratati che conferiscono plasticità e flessibilità alla parete. Sono importanti per la crescita, lo sviluppo e la difesa delle piante. La struttura di base è una catena di unità di acido galatturonico unite da legami a (1-4). Conferiscono un aspetto molto gelatinoso (soprattutto in frutta e verdura), uniscono le cellule e danno consistenza (croccantezza) alla frutta ed alla verdura; con la maturazione vengono idrolizzate da enzimi (pectasi e pectinasi) ed il prodotto perde consistenza. Utilizzate come gelificante nell'industria alimentare (E440). Legano acqua formando un gel nel quale sono immerse le fibre, in modo tale che la struttura non collassi. è FIBRE-> emicelluiose (25%) e cellulosa (25%) È un polisaccaride e come tale è un } carboidrato, quindi un composto organico formato da carbonio, idrogeno e ossigeno. È formata da lunghe catene di molecole di glucosio, unite tra di loro, per condensazione (eliminando una molecola d'acqua), da legami beta 1-4 glucosidici (Legame covalente), la sua formula generale è: (C6H1005) n. Due molecole di glucosio unite da o “glicani concatenat/, sono polisaccaridi ramificati (contenenti glucosio, mannosio e xilosio) di matrice che si legano a microfibrille di cellulosa e stabiliscono la connessione fra componente fibrillare e matrice (pectine). Presentano composizione diversa nella parete primaria e secondaria e limitano l'estensibilità della parete, regolando le dimensioni delle cellule e creando un reticolo. La sua classificazione avviene in base al tipo di zucchero presente nella catena. \ E 2 -> l'ultimo zucchero presente nel nome è quello che forma la catena portante. Dimensioni -> sono formate da un ristretto quantitativo di zuccheri che le rende molto piccole se paragonate alla cellulosa. questo legame ne formano una di celiobiosio, l'unità ripetitiva della cellulosa (non è digeribile dall'organismo umano perché non possiede enzimi in grado di demolire il suo legame). La lunghezza è variabile, ma lo spessore dipende dal n. di catene lineari che si associano a formare dei fasci. Le singole catene si associano tra di loro attraverso legami a idrogeno. Una volta raggiunte le dimensioni definitive, la cellula completa il proprio differenziamento e inizia a funzionare come cellula adulta. La maggior parte delle cellule del corpo della pianta possiede solo una parete primaria. Alcuni tipi cellulari, però, completano deponendo una PARETE SECONDARIA Ù è composta principalmente di fibre di cellulosa (strati sovrapposti), lignina, cuticola e suberina con piccole quantità di emicellulose e pectine -> mostra una ridotta flessibilità. La sua deposizione inizia quando finisce la crescita della cellula, ha diverse funzioni: regola la forma cellullare, è di sostegno meccanico per la pianta, difesa e riduce la traspirazione. Viene depositata all'interno della parete primaria, dopo che questa ha terminato la crescita in distensione -> caratteristica della cellula adulta. L'ispessimento della parete procede in direzione centripeta, riducendo il lume cellulare. In una parete secondaria è possibile distinguere tre statiche differiscono per l'orientamento delle microfibrille di cellulosa: esterno (S1) -> quello più esterno, vicino alla parete primaria, qui le microfibrille hanno andamento quasi perpendicolare all'asse longitudinale; mediano (S2) -> caratterizzato da microfibrille con andamento parallelo all'asse; interno (S3) -> strato più interno, vicino al lume, l'orientamento ritorna quasi trasversale. MODIFICAZIONI CHIMICHE DELLA PARETE -> \a parete cellulare, durante la vita della cellula, assume spesso nuove caratteristiche chimico-fisiche, in stretto rapporto con le funzioni che deve svolgere. Le principali modificazioni della parete avvengono per /ncrostazione, cioè infiltrazione di materiali in parete, per apposizione sulla parete di materiali che ne aumentano l'impermeabilizzazione e per gelificazione. Tra le varie modificazioni, la più interessante è la lignificazione: una modificazione idrofobica -> la /ignina (polimero formato da monomeri di varie molecole aromatiche che si associano tra di loro) si sostituisce all'acqua nella parete cellulare, rendendola impermeabile; fornisce sostegno meccanico alla pianta. La sintesi di lignina elimina H20 dalla parete e forma una trama idrofobica che lega la cellulosa e previene l'estensione cellulare. PIGMENTAZIONE -> i processi di lignificazione sono normalmente accompagnati da pigmentazione che si verifica per impregnazione della parete ad opera di sostanze più o meno colorate (bruno-rossastre) come i TANNINI ed i POLIFENOLI. MINERALIZZAZIONE -> nella parete cellulare si possono depositare sostanze minerali come il carbonato di calcio (ca/cificazione) che la rendono dura e resistente. CUTINIZZAZIONE E CERIFICAZIONE -> la parete delle cellule che sono disposte sulla superficie delle foglie o di un giovanissimo ramo (strato di epidermide) è protetta nella faccia rivolta verso l'esterno da una pellicola della cuticola (conferisce alla parete impermeabilità all'acqua) che è costituita da cutina (un polimero degli acidi grassi). La cellula, però essendo coperta di cuticola solo sulla faccia esterna, può ricevere acqua e nutrimento dalle cellule vicine e rimane vitale. SUBERIFICAZIONE -> è dovuta all’apposizione di suberina (sostanza formata da acidi grassi a catena molto lunga); avviene soprattutto nelle piante che si estendono in larghezza e ha grande proprietà di impermeabilizzazione. Le cellule suberificate sono cellule morte. GELIFICAZIONE -> Frequente è la formazione di muc/llagini dovuta ad un aumento delle sostanze pectiche. La parete, in tal caso, assume un aspetto mucillaginoso e in presenza di acqua si rigonfia enormemente.