I plastidi sono organuli tipici delle cellule vegetali. Cloroplasti Amiloplasti Cromoplasti Proplastidi I proplastidi si trovano nelle cellule meristematiche indifferenziate Incolori con doppia membrana, con membrane tubulari interne limitate dette corpi prolamellari Cromoplasti Sintetizzano e accumulano pigmenti carotenoidi. Responsabili del colore rosso arancione giallo di fiori e frutti. Forma di senescenza di cloroplasti e leucoplasti Leucoplasti o amiloplasti non pigmentati Adibiti alla riserva di amido negli organi di riserva come radici e semi. Cloroplasti 1-10 micron di lunghezza Struttura del cloroplasto Un unico lume tilacoidale Semi-autonomia genetica Continuità dei plastidi da altri plastidi VACUOLO Il vacuolo è un compartimento acido delimitato da membrana la cui biogenesi è simile a quella dei lisosomi. Il provacuolo, analogo ad un endosoma, dal Golgi matura in un vacuolo funzionante che può occupare fino al 90% del volume cellulare. Funzioni: • Compartimentalizzazione degli enzimi idrolitici • Mantenimento della pressione di turgore • Regolazione del pH citosolico • Compartimento di deposito (es. proteine come fonte di aminoacidi rilasciati da proteasi al momento della germinazione; accumulo di malato nelle piante CAM, antocianine, scorie residue, ossalati di calcio cristalli, caffeina). PEROSSISOMI Organuli delimitati da una sola membrana, non derivano dal RE quindi non fanno parte del sistema di endomembrane. Diametro 0,2-2 micron. Abbondanti nelle cellule fotosintetiche e nelle pianticelle germoglianti che accumulano grasso nei semi. Funzioni: • Metabolismo del perossido di idrogeno • Metabolismo dei composti contenenti azoto • Catabolismo di sostanze insolite • Detossificazione di composti nocivi • Ossidazione degli acidi grassi Le cellule vegetali contengono tipi di perossisomi non presenti nelle cellule animali come i perossisomi fogliari dove avviene la via del glicolato e i gliossisomi dove avviene al momento della germinazione il ciclo del gliossilato che converte i lipidi accumulati in saccarosio Nuclei cristallini di catalasi o urato ossidasi La via del glicolato Fotorespirazione Rubisco funziona anche da ossigenasi Piante di grano, patata, soia hanno una resa fotosintetica più bassa nelle estati calde e secche PARETE CELLULARE: RIGIDA, PERMETTE DI SOPPORTARE LA PRESSIONE DI TURGORE, BARRIERA DI PERMEABILITA’ PER MOLECOLE DI GRANDI DIMENSIONI Cellulosa: polimero di β-D-glucosio, legami β 1-4 glicosidici. L’unità strutturale è il CELLOBIOSIO, dimero del glucosio. 50-60 polimeri di cellulosa: microfibrille spessore 5-10 nm, visibili al TEM. Emicellulose: un gruppo eterogeneo di polisaccaridi costituiti da un lungo polimero con corte catene laterali associate in un reticolo rigido (XILOGLUCANO, glucosio e xilosio, un pentoso). Sostanze pectiche: sono la matrice gelatinosa in cui sono immerse le microfibrille di cellulosa. Sono costituite da polisaccaridi ramificati il cui scheletro è costituito da acido galatturonico (derivato del galattosio). Estensine: sono proteine fibrose rigidamente intrecciate con emicellulose, deposte a crescita terminata Espansine, proteine coinvolte nella flessibilità della parete, Lectine proteine Le cellule dispongono di pectinasi, emicellulasi ma non di enzimi per degradare la cellulosa Tessuti con cellule morte di cui resta la sola parete. Becker, Kleinsmith, Jardin, Bertoni, Il mondo della cellula © 2009 Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A LAMELLA MEDIANA deposta nella cellula in divisione, no cellulosa, cambia stato a seconda delle condizioni cellulari PARETE PRIMARIA Emicellulose, sostanze pectiche, cellulosa, proteine enzimatiche e strutturali Crescita centripeta Enzima celluloso-sintetasi, ruolo dei microtubuli Cellulosa con andamento casuale Ruolo di XILOGLUCANO-ENDO-TRANSGLICOSIDASI (XET) nell’allungamento della parete REGOLAZIONE DEL pH DA PARTE DELLE SOST. PECTICHE PARETE SECONDARIA molto spessa (2-3 strati) interna alla parete primaria non in tutti i tessuti, assente nel parenchima clorofilliano per esempio Molto ricca in cellulosa, più povera di polisaccaridi della matrice Fibrille di cellulosa disposte ordinatamente in modo parallelo Becker, Kleinsmith, Jardin, Bertoni, Il mondo della cellula © 2009 Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A Punteggiature primarie nella parete primaria Punteggiature (aperture diaframmate) nella parete secondaria Becker, Kleinsmith, Jardin, Bertoni, Il mondo della cellula © 2009 Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A Modificazioni della parete LIGNIFICAZIONE LIGNINA polimero del fenilpropano, composto aromatico con anelli fenolici. Costituisce il 25-35 % in peso secco delle piante legnose, abbondante nel legno secondario e nello sclerenchima È una sostanza dura che rende le cellule resistenti alla pressione. RESISTENZA, SOSTEGNO, CONDUZIONE CUTINIZZAZIONE Cutina, sost idrofobiche che si trova comunemente nelle pareti cellulari dei tessuti protettivi esterni del corpo della pianta. Contribuiscono a ridurre la perdita di acqua e a proteggere la pianta dall’attacco di patogeni. La CERIFICAZIONE (deposito di cere sopra la cuticola) contribuisce all’ IMPERMIABILIZZAZIONE SUBERIFICAZIONE Suberina, sost idrofobica, polimero di ac. Grassi esterificati. Occlude le punteggiature IMPERMIABILIZZAZIONE Un tessuto è un gruppo di cellule che forma un’unità strutturale e funzionale. Possono essere semplici se costituiti da un unico tipo cellulare e complessi. Nelle piante vascolari i tessuti sono organizzati in tre sistemi tissutali che contengono due o più tipi di tessuti. SISTEMA DEI TESSUTI FONDAMENTALI (funzione di sostegno, accumulo, fotosintesi, secrezione) SISTEMA DEI TESSUTI VASCOLARI (conduzione di acqua, minerali e sostanze nutritive) SISTEMA DEI TESSUTI TEGUMENTALI (rivestimento) Foglie, radici, rami, fiori, frutti sono ORGANI Fotosintesi , accumulo, secrezione. Possiedono la capacità di differenziarsi. Sono vive. Parete sottile primaria con cellulosa ed emicellulosa Sostegno meccanico. Parete secondaria (lignina). Alla maturità le cellule sono morte. Punteggiature. Sclereidi: gruppi di cellule a morfologia variabile tipiche di gusci Fibre: cellule cilindriche organizzate in fasci abbondanti nel legno Funzione di sostegno. Cellule vive con pareti irregolarmente ispessite agli angoli, pectine Gimnosperme e Felci Angiosperme Cellule epidermiche Sistema dei Tessuti Tegumentali Tessuti che rivestono la pianta, la proteggono e regolano gli scambi. -Epidermide Cellule epidermiche Cellule di guardia Tricomi -Periderma Sostituisce l’ epidermide e forma la corteccia esterna nelle piante con accrescimento secondario Cellule del sughero Cambio subero-fellodermico o fellogeno (meristema laterale) Cellule del felloderma, parenchimatiche con funzione di accumulo A differenza di un animale, la pianta si accresce solo a livello di aree specifiche dette tessuti meristematici, cellule staminali in grado di dividersi formando nuove cellule di cui una rimane indifferenziata, meristematica, l’altra va incontro a differenziamento. Radice e fusti si accrescono in modo indeterminato: EMBRIOGENIA CONTINUATA. CRESCITA PRIMARIA allungamento di fusto e radici (struttura primaria con tessuti primari) grazie all’attività di MERISTEMI APICALI. In alcune piante CRESCITA SECONDARIA (allargamento del diametro, aumento dello spessore di fusto e radici) grazie all’attività di meristemi laterali dette CAMBI (cambio cribro-legnoso e cambio suberofellodermico o fellogeno). APICE RADICALE APICE del GERMOGLIO