CITOSCHELETRO
E’ un sistema di filamenti proteici presente nel citosol di tutte le cellule animali e
vegetali. È costituito da tre tipi principali di filamenti (microtubuli, filamenti di actina
dotati di capacità contrattile e filamenti intermedi), connessi tra loro mediante
diverse proteine accessorie.
FUNZIONE:
Risulta localizzato soprattutto nello strato più periferico della cellula, favorendo il
mantenimento della forma della cellula; questa funzione è particolarmente importante
nelle cellule animali, prive, al contrario di quelle vegetali, di una parete rigida.
Probabilmente ha un ruolo di sostegno della membrana plasmatica; inoltre, costituisce
una struttura di ancoraggio per le proteine intrinseche della membrana stessa, ovvero
per le grosse molecole proteiche che si trovano affondate nello spessore del doppio
strato fosfolipidico, delle quali favorisce i movimenti di traslazione in senso
orizzontale. Il citoscheletro risulta essere una struttura dinamica, che viene
continuamente scomposta e riassemblata; i filamenti, cioè, vengono disgregati a
un'estremità e sintetizzati all'altra. Per questa proprietà, ha un ruolo nel movimento
cellulare: ad esempio, nelle cellule che compiono movimenti ameboidi, allungandosi in
una determinata direzione favorisce lo scorrimento in quel senso del citoplasma e la
protrusione di pseudopodi. La trame dei filamenti citoscheletrici guidano la divisione
cellulare (citodieresi), come è dimostrato dal fatto che specifici composti capaci di
disgregare i microtubuli, come la colchicina, inibiscono anche il processo di divisione.
Ancora, i filamenti possono indirizzare il flusso di sostanze attraverso il citoplasma, e
lo spostamento delle vescicole membranose che si formano nei processi di endocitosi.
AUTOTROFI ED ETEROTROFI
Tutti gli organismi viventi compiono la respirazione cellulare (o la fermentazione) per
ricavare energia dal glucosio.
Tuttavia esistono diversi modi con cui essi si procurano il glucosio necessario alla
respirazione.
1. Gli organismi ETEROTROFI (héteros= altro, trophé= cibo) rappresentati da animali,
funghi, alcuni procarioti, usano il glucosio che ricavano dagli alimenti.
2. Gli organismi AUTOTROFI (auto = stesso) utilizzano il glucosio che essi stessi hanno
prodotto attraverso un processo detto fotosintesi.
FOTOSINTESI
Se demolire glucosio libera energia, sintetizzarlo richiede un forte consumo
energetico. Gli organismi vegetali usano l'energia luminosa del sole per produrre
glucosio a partire da CO2 e H2O.
CLOROPLASTI
La fotosintesi si svolge nei cloroplasti, che sono organuli cellulari esclusivi delle cellule
vegetali e presenti nelle parti verdi delle piante. Essi sono delimitati da una doppia
membrana: una membrana esterna liscia e una membrana interna che forma un sistema
di piccoli sacchi appiattiti e impilati detti tilacoidi. Nei tilacoidi ci sono gli enzimi
necessari per fare avvenire le reazioni della fotosintesi.
I PIGMENTI FOTOSINTETICI
La luce solare è catturata da sostanze dette pigmenti fotosintetici contenuti nei
tilacoidi dei cloroplasti.
Il pigmento più importante è la clorofilla di colore verde, che assorbe la luce blu e
rossa. Nelle piante ci sono altri pigmenti come i carotenoidi (colore arancione) che
assorbono energia luminosa a diverse lunghezze d'onda aumentando la quantità di luce
utilizzabile dal vegetale.
Il processo di fotosintesi si svolge attraverso una serie di reazioni molto complesse,
che comprendono:
- La cattura della luce da parte della clorofilla
- La scissione dell'acqua in O2 e H+ (l' O2 esce dalla cellula)
- H+ viene usato per produrre ATP
- Glucosio viene prodotto a partire da CO2 usando l'energia fornita dall'ATP
I plastidi
Strutture tipiche della cellula vegetale. Sono caratterizzate da una doppia membrana, come i
mitocondri; la membrana esterna delimita il plastidio e ha una forma regolare, mentre quella interna
è variamente ripiegata, generalmente forma delle lamelle dette tilacoidi, e contiene una sostanza
chiamata stroma. I più comuni plastidi sono i cloroplasti, ma si possono trovare anche cromoplasti e
leucoplasti
cloroplasti
Sono i plastidi più comuni e sono funzionali alla fotosintesi clorofilliana. Si
originano solo nelle cellule esposte alla luce ed in essi avviene la
trasformazione dell'energia luminosa in energia chimica, necessaria per la
sintesi di sostanze ad alto valore energetico (glucosio, amido) a partire da
sostanze povere di energia (acqua e biossido di carbonio). La fase lucedipendente della fotosintesi avviene nei tilacoidi grazie all'azione dei pigmenti
fotosintetici (clorofilla a e clorofilla b, carotenoidi), mentre la fase luceindipendente si svolge nello stroma. I cloroplasti hanno forme molto varie e a
volte caratteristiche nelle alghe, come la forma a stella nell'alga Zignema o la
forma a spirale nella Spirogyra, mentre nelle piante terrestri sono più piccoli e
più numerosi, di forma ovale.
cromoplasti
Questi plastidi sono senza clorofilla, ma contengono invece dei pigmenti
liposolubili detti carotenoidi e xantofille. I carotenoidi sono un gruppo di circa
50 sostanze che conferiscono alla parte di pianta in cui sono presenti una
colorazione gialla, arancione o rossa. I cromoplasti sono presenti nei petali
(viola del pensiero), nella buccia di vari frutti (pomodoro), a volte nelle radici
di alcune piante (carota o barbabietola rossa). Le colorazioni dei cromoplasti
contribuiscono ad attirare insetti o animali impollinatori o disseminatori.
leucoplasti
Si tratta di plastidi incolori. Si possono trovare nei tessuti di riserva (tuberi,
rizomi, midollo del fusto, cotiledoni) e costituiscono un gruppo che comprende
gli amiloplasti, gli oleoplasti e i proteoplasti.Molto frequenti sono gli amiloplasti
(tubero di patata, cotiledoni di fagiolo, semi di frumento, mais, riso). Qui si
deposita l'amido, accumulandosi in strati successivi attorno a un punto di
partenza detto ilo. L'amido schiaccia il protoplasma del plastidio fino a ridurlo a
un sottile strato non più visibile. Questi amiloplasti sono detti anche granuli di
amido.Nelle cellule dei tessuti di riserva si possono trovare gli oleoplasti, in cui
si accumulano delle goccioline oleose o, più raramente, dei proteoplasti dove si
accumulano delle sostanze proteiche (nel parenchima radicale di alcune
orchideacee)
ENZIMI
La vita cellulare è determinata da reazioni chimiche che avvengono all'interno della
cellula.
Queste reazioni (ad esempio la demolizione del glucosio per ricavare energia) alla
temperatura della cellula avverrebbero a velocità estremamente lente, incompatibili
con la vita.
Gli enzimi sono proteine che hanno la funzione di accelerare le reazioni cellulari
(catalizzatori) e sono molto specifici: ciascun enzima catalizza solo una determinata
reazione e non altre.
MECCANISMO DI AZIONE DEGLI ENZIMI
1. L'enzima possiede un sito attivo su cui si legano le molecole che devono reagire.
2. La reazione avviene solo se 1 incontra 2. I 2 reagenti si legano all'enzima formando
un complesso che favorisce la reazione.
3. Alla fine della reazione il prodotto si stacca e l'enzima, rimasto inalterato, è in
grado di catalizzare un'altra reazione dello stesso tipo.
