Biologia parte 2 PDF

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parte 2 di appunti biologia vegetale, prof del duca....

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INTERCONVERSIONE PLATIDIALE: in base al loro destino, i proplastidi possono differenziarsi in: CLOROPLASTI se si trovano in cellule destinate a diventare parenchima clorofilliano, AMILOPLSTI se si trovano in cellule destinate a diventare parenchima di riserva oppure CROMOPLASTI, se presenti in cellule destinate ai petali dei fiori o dei frutti dove sono responsabili delle vivaci colorazioni. Quando esposti alla luce, i proplastidi diventano CLOROPLASTI i quali sono verdi per la presenza di clorofilla (pigmento fotosintetico). CROMOPLASTI: si dividono in base alle modalità di sequestro dei Carotenoidi in: Globulari, Fibrillari, Membranosi e Cristallini. Possono derivare dai Proplastidi, dai Cloroplasti o dagli Amilo-Leucoplasti. I Cromoplasti si trovano nei frutti, nei petali e nel parenchima di riserva. Reagiscono a stimoli ormonali e ambientali (luce, temperatura, stress). Si differenziano per organogenesi (a seconda di dove serve). Svolgono funzione Vessillare (attirano gli insetti impollinatori, i quali, mangiando il frutto, disperdono i semi nell’ambiente, completando così il proprio ciclo). I Cromoplasti contengono pigmenti, proteine e lipidi. Nei Cromoplasti in fase di formazione sono ancora visibili i Tilacoidi. Cromoplasto GLOBULARE

Cromoplasto FIBRILLARE

Cromoplasto MEMBRANOSO

Cromoplasto CRISTALLINO

LEUCOPLASTI: possono essere specializzati per biosintesi particolari, come ad es. la biosintesi di acidi grassi e metaboliti secondari (come gli oli essenziali). Non sono visibili le membrane e i globuli elettrondensi corrispondono a gocce lipidiche. Non hanno un aspetto morfologico particolarmente rilevante.

Nell’immagine di sinistra vediamo un Leucoplasto (L) nel tricoma ghiandolare, in fase di secrezione. In quella di destra vediamo un Leucoplasto con un’evidente incluso proteico (zona chiusa in basso). AMILOPLASTI: contenuti nei tessuti di riserva, gli Amiloplasti fungono da riserva di Amido. L’Amido è un polimero dell’alfa glucosio e possiamo trovarlo sotto forma di Amilosio (elicoidale, curvatura data dal legame alfa-1,4) o di Amilopectina (ramificato, presenza di legami alfa-1,4 e alfa-1,6). La forma dell’amido è una caratteristica tassonomica (globosa o poligonale). I granuli di Amido si accumulano formando inclusi di forma sferica, ovoidale, poliedrica, lenticolare o a bastoncino. Il punto in cui l’Amido si aggrega prende il nome di ILO. L’Amido è molto importante anche nella cuffia radicale dove funge da Statolito (apparato di percezione della gravità). Sono sospesi nella cellula, ma sempre attaccati ai microtubuli. Se la radice incontra un ostacolo, essa deve compiere

una deviazione, ma grazie a questa funzione dell’Amido, la pianta sa sempre dove si trova il “giù”. IL VACUOLO Il Vacuolo è un compartimento rivestito da una singola membrana, il Tonoplasto, e contenente una soluzione acquosa (al microscopio sembra vuoto), il Succo Vacuolare. Oltre all’acqua e ai Sali minerali, talvolta può contenere anche cristalli visibili di Ossolato di Calcio, corpi proteici e vari tipi di granuli o materiale fibroso. Il Tonoplasto presenta una densità minore rispetto alla membrana degli altri organuli a causa dell’alto rapporto lipidico rispetto a quello proteico. I lipidi aiutano la regolazione dell’attività enzimatica, il traffico vescicolare durante la biogenesi del vacuolo, l’indirizzamento delle proteine al Tonoplasto e la trasduzione dei segnali. Le proteine, invece, svolgono il ruolo di pompe a regolazione specifica (VATPasi e VPPasi) e formano le Acquaporine, appartenenti alle TIPs (proteine intrinseche del Tonoplasto, sono caratteristiche delle piante e sono le più abbondanti). Entrambe le pompe trasportano H+, e tramite idrolisi di ATP e Pirofosfato, creano un gradiente protonico, sono responsabili del funzionamento dei trasportatori (carrier) e dei canali di flusso di ioni e metaboliti. Nel Succo Vacuolare possiamo trovare cationi (Ca, K, Mg), anioni inorganici e organici, aminoacidi, amidi e zuccheri. Il vacuolo contiene inoltre dei pigmenti che responsabili dei clori dei frutti e dei petali (funzione Vessillare). Tutti questi composti appartengono al gruppo dei Metaboliti Secondari (approfondimento dopo il Vacuolo). Il Vacuolo è un organuo molto dinamico che svolge molte funzioni. 1-RUOLO OSMOTICO (supporto meccanico, forza motrice per la distensione cellulare, funzione stomatica): le cellule giovani presentano tanti piccoli Vacuoli (vacuolizzazione diffusa). Nella cellula che si accresce, i Vacuoli iniziano ad ingrandirsi e a fondersi tra di loro formando un unico grande Vacuolo centrale. Numero e dimensioni, variano anche durante la divisione di cellule differenziate che presentano vacuolizzazione diffusa in inverno (inattive) e il vacuolo centrale in primavera (mitoticamente attive). Il vacuolo aiuta anche nel supporto meccanico in quanto, insieme alla parete cellulare, crea una struttura rigida, mantenuta dalla Pressione di Turgore, responsabile sia della distensione cellulare, sia della rigidità delle pareti privi di tessuti lignificati (fiori e frutti). Dato che contiene essenzialmente acqua e Sali minerali, il Vacuolo può accrescersi rapidamente, facendo fare lo stesso alla cellula. Negli

animali, è necessaria la sintesi dell’intero protoplasma, nelle piante invece è sufficiente l’aumento d’acqua nel vacuolo e la produzione di nuove proteine, organuli e membrane. Per funzione stomatica intendiamo la capacità della pianta di mantenere la pressione di turgore attraverso l’osmosi, essa infatti richiama o meno acqua all’interno della cellula mediante gli stomi, regolati dalle cellule di guardia le quali regolano l’apertura o la chiusura degli stomi.

La prima immagine mostra cellule epidermiche turgide, la seconda mostra le stesse cellule ma plasmolizzate (sottrazione del succo vacuolare, come nel caso delle emazie in soluzione ipertonica). 2-LIMITAZIONE DELLA MASSA CITOPLASMATICA: il Vacuolo espandendosi, porta citoplasma e organelli nella zona periferica della cellula, mantenendo inalterato il rapporto superficie/volume della cellula e anche l’assunzione e l’assimilazione dei nutrienti. Questo realizza una struttura a basso costo energetico. 3-REGOLAZIONE DEL pH E OMEOSTASI CELLULARE: il Vacuolo regola l’omeostasi cellulare, questo lo notiamo anche perché il potassio (e altri nutrienti) può entrare e uscire da esso giornalmente. Il Vacuolo è molto importante per il mantenimento di un pH neutro nel citoplasma, esso infatti contiene sia acidi che basi che può rilasciare. Il pH del Vacuolo è molto vario, oscilla da 2 (molto acido) a 10 (molto basico). 4-RISERVA: oltre agli ioni e agli acidi inorganici, nel vacuolo sono accumulati diversi carboidrati (mono/di/poli saccaridi). Il Glucosio è il monosaccaride principale presente nei parenchima di riserva, il Saccarosio è il disaccaride responsabile della traslocazione degli zuccheri nella pianta. Fruttati e Mannani sono i polisaccaridi che fungono da riserva, ma oltre a questo, possono legare facilmente le molecole d’acqua e contribuire allo stato idrico cellulare (es. l’idrolisi a monosaccaridi abbassa il punto di congelamento del succo vacuolare).

5-COMPARTIMENTO LITICO E DIFESA: mancando di sistemi escretori, le piante accumulano tutte le sostanze di scarto nel vacuolo in modo permanente. Tramite il Tonoplasto, gli scarti, vengono portati nel vacuolo, il quale funge da centro di detossificazione della cellula. L’accumulo di sostanze anche tossiche, potrebbe sembrare svantaggioso per la pianta, ma esse contribuiscono, non solo al mantenimento dell’omeostasi cellulare, ma anche a tenere lontani gli animali fungendo da deterrenti in quanto queste sostanze sono tossiche e dal sapore sgradevole. La massima espressione del vacuolo si esprime nella sua funzione di compartimento litico (vacuoli litici). Quando un organulo invecchia, esso si fonderà con il Tonoplasto rilasciando il suo contenuto nel Vacuolo. Gli enzimi presenti in esso a questo punto demoliranno il tutto e le sostanze liberate saranno portate fuori dal Vacuolo per essere riutilizzate. Negli animali, questa funzione era svolta dai Lisosomi. Una caratteristica di tipo tassonomico che possiamo riscontrare analizzando il Vacuolo, è la presenza di cristalli inerti di ossolato di calcio. Quando il calcio nel citoplasma è in eccesso, viene trasferito nel vacuolo dove esso, mediante reazioni chimiche, precipiterà formando cristalli. La forma di questi può variare rendendola una caratteristica tassonomica (druse, rafidi, stiloidi, sabbia cristallina)....