La parete cellulare - biologia, Appunti di Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale

Scarica La parete cellulare - biologia e più Appunti in PDF di Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale solo su Docsity! La parete cellulare - biologia lOMoARcPSD|2805715 LA PARETE CELLULARE È una carateristca distntva delle cellule vegetali. Ha varie funzioni: - - - - - - - Protegge il protoplasto (tuto ciò che è delimitato dal plasmalemma) Svolge una funzione meccanica È responsabile della forma della cellula Controbilancia la pressione di turgore Protegge dai patogeni Produce molecole segnale (es: atacchi di patogeni) Accumula sostanze di riserva (emicellulose) La composizione molecolare e le proprietà della parete cellulare non sono costant, ma variano a seconda dello stadio di sviluppo della cellula. la parete è considerata come un compartmento metabolicamente atvo: - - - - conduzione di acqua e solut comunicazione cellula – cellula in alcuni casi, deposito di sostanze di riserva riconoscimento self (cellule della stessa pianta) e non self La parete ha uno spessore che può arrivare a parecchi micron; lo spessore della membrana si misura a millesimi di micron. La parete cellulare è costtuita in gran parte da polisaccaridi; la membrana cellulare da lipidi complessi e proteine. La parete ha notevoli dot di resistenza meccanica, ma vale poco come barriera chimica. Ossia si lascia atraversare passivamente da un gran numero di sostanze chimiche senza discriminarle. La membrana ha un comportamento opposto: costtuisce una barriera chimica altamente seletva e ha poca resistenza meccanica. Il mezzo liquido che circonda le cellule vegetali contene in genere meno solut rispeto al citoplasma (ossia è ipotonico), determinando un flusso osmotco d’acqua dall’esterno verso l’interno. La conseguente pressione idrostatca che si esercita sulla parete è spesso notevole. Grazie alla sua rigidità e alla sua composizione chimica la parete sostene la spinta osmotca cellulare e controbilancia la pressione di turgore. COMPONENTI DELLA PARETE CELLULARE GLICOPROTEINE La componente proteica della parete cellulare è costtuita da GLICOPROTEINE (HPRG) partcolarmente ricche dell’aminoacido PROLINA idrossilata (IDROSSIPROLINA). Si suppone che esse formino un retcolo all’interno della matrice, contribuendo alla sua rigidità. PROTEINE Negli strat superficiali della parete sono present numerosi enzimi (perossidasi, fosfatasi, cellulasi e pectnasi) FORMAZIONE DELLA PARETE CELLULARE La parete cellulare si forma ex novo e la sua formazione avviene in 3 moment: - - - Formazione della lamella mediana Formazione della parete primaria Formazione della parete secondaria La parete cellulare è SINTETIZZATA a STRATI. I materiali di costruzione arrivano dal citoplasma, la parete non contene gli enzimi necessari per la costruzione dei suoi polisaccaridi. La parete si ispessisce sempre in direzione centripeta (dall’esterno della cellula verso l’interno). Via via che la parete diventa più grossa, la cavità interna della cellula (lume cellulare) diventa più streta. Il primo strato, indicato come lamella mediana, si forma sulla piastra cellulare al momento della divisione della cellula; è di esiguo spessore. Quando la divisione cellulare è completa, le cellule figlie procedono a formare lo strato successivo, la parete primaria. In molte cellule, e in partcolare in quelle giovani, la parete si limita a quest due strat soltanto. Molte cellule specializzate depongono all’inizio del differenziamento un ulteriore strato, la parete secondaria, che può variare sia nella strutura chimica sia nella morfologia La LAMELLA MEDIANA è composta da sostanze pectche e forma uno strato molto sotle, responsabile dell’adesione cellula-cellula. È quindi comune alle due cellule che essa separa, mentre i successivi strat apparterranno all’una o l’altra cellula. In un tessuto adulto conserva l’importante funzione di tenere “incollate” insieme le cellule grazie alle proprietà adesive dei suoi polisaccaridi (pectne). La formazione del primo seto divisorio, che separerà le due cellule figlie, è stretamente collegata alla mitosi. Questo seto, deto piastra cellulare, comincia a formarsi nel piano equatoriale della cellula madre quando i due nuclei figli hanno già cominciato a prendere forma agli oppost poli cellulari. Prime fasi della deposizione della “piastra cellulare”. Scaricato da Francesco Pollaro (franz.poller@hotmail.it) lOMoARcPSD|2805715 Nel citoplasma compaiono un gran numero di vescicole ricche di polisaccaridi che verranno incorporat nella parete in via di formazione. Queste vescicole, prodote in gran parte dall’APPARATO DI GOLGI, guidate dai microtubuli del fragmoplasto, si portano sul piano equatoriale della cellula e lì si fondono insieme formando il primo abbozzo di piastra cellulare. Il fragmoplasto è una strutura presente solo nelle cellule vegetali e contribuisce alla formazione della parete cellulare. È una strutura cellulare derivante dall'allineamento degli element citoscheletrici (microtubuli perpendicolari alla piastra cellulare in formazione) e delle vescicole derivate dall'apparato del Golgi lungo la linea mediana di una cellula vegetale in procinto di dividersi. Assiste la costruzione della nuova parete guidando le vescicole. Via via che il seto di separazione si espande, i microtubuli del fragmoplasto si disgregano. Quando il seto è ultmato, il fragmoplasto scompare e ciascuna delle due cellule figlie contnua indipendentemente a sintetzzare la propria parete. Il primo seto che si forma tra due cellule dopo la divisione è sotle ed è formato da pectne e da acqua. Terminato il momento delle divisioni una cellula vegetale passa atraverso altre due fasi di sviluppo: la distensione e la differenziazione. Durante la distensione le cellule di un tessuto non aumentano di numero ma crescono fortemente in dimensioni. Durante la successiva fase di differenziazione le cellule si specializzano definitvamente per una determinata funzione che varierà a seconda del tessuto a cui appartengono. distensione differenziazione Durante la fase di distensione si forma la parete cellulare primaria. Ciascuna delle due cellule figlie appone contro la lamella mediana (all'interno) la propria parete primaria emicellulose proteine enzimatche e struturali acqua (per il 60%) piccola quanttà di lipidi. I polisaccaridi di matrice, sintetzzat da enzimi localizzat nell’apparato di Golgi, vengono trasportat mediante vescicole che poi si fondono con la membrana plasmatca e rilasciano il loro contenuto nella parete. Le microfibrille sintetzzate nel citoplasma vengono depositate nella parete in tant strat successivi. Quelle dello strato più interno (ultmo) con un orientamento perpendicolare all’asse maggiore della cellula. Mano a mano che vengono depost nuovi strat di microfibrille quelli precedent si riorientano, alla fine gli strat più vecchi risultano orientat parallelamente all’asse maggiore. La parete aumenta di superficie senza diminuire di spessore. Tute le cellule vegetali possiedono lamella mediana e parete primaria. In alcuni tpi cellulari, quando la crescita è terminata, vengono depositat ulteriori strat di parete, internamente alla parete primaria. Tali strat, distnt in esterno (S1), mediano (S2) e interno (S3), sono ricchi di cellulosa con diverso orientamento e a volte lignina. Quando la fase di distensione sta per terminare, l’accrescimento in spessore della parete comincia a prevalere su quello in superficie. Ha così origine la parete secondaria che viene addossata sulla faccia interna della parete primaria e viene gradatamente ispessita in direzione centripeta (dall’esterno verso l’interno). Questo irrigidimento non impedisce la comunicazione tra cellule contgue, grazie alla presenza dei plasmodesmi e dei porocanali. Il diverso orientamento delle microfibrille nei vari strat è ancora più visibile nella parete secondaria e le conferisce una strutura lamellare, rendendola più resistente. Rispeto alla parete primaria quella secondaria è più ricca di cellulosa e più povera di polisaccaridi non cellulosici. Mancano le proteine. Possono essere present anche altre sostanze (es: cutna, suberina, lignina) che conferiscono alla parete partcolari proprietà come per es. l’impermeabilità all’acqua. Le cellule vegetali possono modificare la parete cellulare in base alla funzione che esse dovranno svolgere e quindi in dipendenza del tessuto di cui fanno parte.Alcune delle modificazioni secondarie della parete sono: - - - - - - Lignificazione Suberificazione Cutnizzazione Mineralizzazione Gelificazione Pigmentazione Lignificazione Nelle cellule vegetali lignificate la matrice parietale viene incrostata con lignigna che conferisce rigidità alla parete cellulare. La lignificazione è una modificazione parietale tpica delle cellule di alcuni tessut meccanici. Scaricato da Francesco Pollaro (franz.poller@hotmail.it) lOMoARcPSD|2805715 Strutura primaria "invecchiata": le cellule cortcali e il parenchima del cilindro centrale hanno parete ispessita e lignificata. Sclereidi in polpa di pera. Le sclereidi sono cellule morte del tessuto meccanico, le cui paret sono irrobustte con lignina. La deposizione di lignina è tale da occludere gran parte del lume cellulare Suberificazione Nelle cellule che subiscono suberificazione vengono apposte contro la parete delle lamelle di suberina. La suberina essendo di natura grassa (poliestere costtuito da acidi organici, alcoli e fenoli) è impermeabile a acqua e gas. Ha proprietà coibentant e fornisce resistenza contro i parassit. Le cellule suberificate sono morte e ripiene d'aria. Cutnizzazione Interessa la parete tangenziale esterna delle cellule epidermiche. La modificazione è dovuta alla presenza di cutna (simile alla suberina) che dona impermeabilità ad acqua e gas, pertanto la cutnizzazione ha la funzione di limitare la perdita d'acqua per traspirazione. Essendo interessate dalla cutnizzazione solo le paret tangenziali esterne, le cellule sono vive. Nelle piante che vivono in ambient sogget a forte aridità, la cutna è deposta in così grandi quanttà che fuoriesce dalla cellula e forma uno strato esterno contnuo deto cutcola.