View
229
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
La cellula vegetale
Andrea GenreAndrea Genre
andrea.genre@unito.itandrea.genre@unito.it
http://web086.unito.it/cgi-bin/bioveg/didattica.pl/Searchhttp://web086.unito.it/cgi-bin/bioveg/didattica.pl/Search
Robert Hooke 1665
EcosistemaEcosistema OrganismoOrganismo
OrganoOrgano
TessutoTessuto
CellulaCellula
CellulaCellulaMolecolaMolecola
Quali sono gli organismi
che si studiano
In un corso di
Botanica?
Piante =
Eucarioti multicellulari autotrofi
Procarioti
Eucarioti
La teoria della simbiosi. … la lezione di Lynn Margulis
Eucarioti
Cellule vegetali Cellule animali
Parete Vacuolo
Cloroplasti
Cellula vegetale
Cellula animale
CloroplastiParete
Vacuolo
La cellula vegetale
I compartimenti della cellula vegetaleLa membrana plasmaticaIl nucleoIl reticolo endoplasmaticoGli organi di GolgiIl vacuoloIl citoscheletroLa parete cellulareI plasitidi (cloropasti, amiloplasti, cromoplasti)I microbodiesI plasmodesmi
Glucosio
Saccarosio
H+
Na+Ca+Cl-
Trasporto attivo = controllato
H2O
Glucosio
O2 N2
Benzene
UreaGlicerolo
CO2
Saccarosio
IoniH+ Na+
Ca+
Cl-
Grandi molecoleidrofiliche
Piccole molecoleidrofiliche
Molecoleidrofobiche
Benzene
O2 N2
H2O
UreaGlicerolo
CO2
Trasporto passivo
Organelli cellulariOrganelli cellulari
CitoscheletroCitoscheletroParete cellulareParete cellulare
Polisaccaridi
Polisaccaridi
Proteine
intrinseche
Proteine
intrinseche
Proteine
estrinseche
Proteine
estrinseche
Bil
ayer
lip
idic
o
È costituito da RNA e proteine regolatrici. Contiene l’RNA messaggero trascrittodai geni, in attesa che venga trasportato fuori dal nucleo per essere tradotto inproteine
Il nucleo nelle cellule vegetali
•Cromatina: è il materiale (DNA e proteine)
di cui sono fatti i cromosomi
Eterocromatina
Eucromatina
•Organizzazione molecolare:
la trascrizione richiede che il
DNA sia accessibile alla
RNA polimerasi e a proteine
regolatrici.
I cromosomi contengono DNA e proteine (gli istoni)
L’organizzazione
del DNA
DNA
DNA
RNA
Proteina
RNA polimerasi RibosomaRNA
Il sistema di endomembrane e la
via di secrezione
Sistema di endomembrane: una serie di comparti cellulari interconnessi tra loro
da un movimento di vescicole
Reticolo Endoplasmatico
Complesso di Golgi
Trans Golgi Network
Vacuoli
Il sistema di endomembrane
Il reticolo endoplasmatico
Sistema di tubuli e cisterne delimitati da membrana
Molto esteso in tutto il citoplasma
Sede della sintesi proteica e (in parte) lipidica (steroli)
Apparato di Golgi
Organo di Golgi
RE
Cis
Golgi
Network
GolgiTrans
Golgi
Network
ApparatoApparato
OrganoOrgano
Cis e trans Golgi possono
variare enormemente la propria
estensione a seconda delle
attività svolte dalla cellula.
Late
endosome
Pare
te c
ell
ula
re
Nelle piante è una fabbrica di polisaccaridi e glicoconiugati (proteine e glicolipidi)
Formato da gruppi di 5-10 cisterne appiattite (dittiosomi) e da vescicole
Numero molto variabile (pochi nelle alghe-parecchie centinaia nei vegetali superiori)
Cisterne CIS
Cisterne MEDIANE
Cisterne TRANS
Cisterne polarizzate con diverse caratteristiche morfologiche e biochimiche:
Lume delle vescicole
Colorabilità delle membrane
Localizzazione di enzimi
L’apparato di Golgi: una fabbrica per sintetizzare polisaccaridi di parete
Vescicole dal reticolo endoplasmatico migrano
verso le cisterne Cis del Golgi
Le vescicole si fondono per dare origine
ad una nuova cisterna
La cisterna così formata si muove
verso la faccia Trans del Golgi
Il contenuto della cisterna viene poi rilasciato
sottoforma di vescicole
E’ un voluminoso compartimento limitato da membrana (tonoplasto) che può occuparefino all’80-90% del volume cellulare
E’ un organello dinamico polifunzionale coinvolto in meccanismi•Di regolazione osmotica•Di crescita e morfogenesi•Di accumulo e riserva•Di detossificazione
Contenuto vacuolare•Composti del metabolismo primario•Composti del metabolismo secondario•Corpi proteici•Acqua•Sali
Le idrolasi e le attività litiche•Autofagia ed autolisi
Vacuolo
La fusione dei vacuoli durante il differenziamento cellulare
Cellula
meristematica
(in divisione)
Cellule
in crescita
Cellula matura
Specializzazione dei vacuoli
Epidermide dei petali
(es. antociani)
Epidermide fogliare
(es. glucosidi cianogenetici
in Sinapis
cumarine in Melilotus)
Cellule guardia degli stomi
(diversi stati turgore)
Parenchima midollare
(es. saccarosio in canna da zucchero)
Parenchima
(es. saccarosio in barbabietola da zucchero
Sinigrina nel rafano
Inulina nelle Composite)
E’ un’impalcatura DINAMICA che lega tutti gli organuli cellulari
estendendosi in tutto il citoplasma
Il citoscheletro
E’ composto da varie classi di proteine che si associano
in strutture filamentose:
Microtubuli: alfa e beta tubulina
Microfilamenti: actina
Filamenti intermedi: proteine eterogenee (es: miosina)
Il citoscheletro nelle piante:
Insieme di tubuli e filamenti proteici che
contribuiscono
1. Alla crescita della cellula vegetale
2. Al mantenimento della forma cellulare
3. Alla mobilità del citoplasma
4. Alla posizione degli organelli
Le funzioni delcitoscheletro
I microfilamenti
Sono costituiti da actina
Funzioni dei
Microfilamenti
Trasporto:
Correnti citoplasmatiche
Movimenti dei
cloroplasti
I microtubuli
La loro organizzazione forma
strutture caratteristiche durante
Le varie fasi del ciclo cellulare
Funzioni dei microtubuli
MitosiDivisione cellulare
Deposizione della parete cellulare (cellulosa)Secrezione
mitosi
La mitosi
Distribuzione dei microtubuli nelle varie fasi del ciclo cellulare
I microtubuli in microscopia a fluorescenza
Prima della formazionedella banda preprofasica
Nella bandapreprofasica Nel fuso mitotico Nel fragmoplasto
Banda pre-profasica
F
Cellule
mature
Cellule
meristematiche
(in divisione)
Fusi mitotici
BPP Fuso mitotico
In una cellula in interfase i microtubuli controllano la deposizione della cellulosa…
A B
…e di conseguenza controllano la direzione di allungamento delle cellule
parete
Robert Hooke
La parete cellulare vegetale costituisce granparte dei materiali legati all’attività e allacultura umana fin dalle sue origini.
Manufatti, reperti, opere d’arte(legno, semi, carta, fibre tessili…)
PARETE CELLULARE
La parete cellulare è la componente delle cellule vegetali che, in quanto esseriumani, conosciamo forse meglio.
Fibre tessili, legno, carta sono pareti cellulari più o meno pure e variamentelavorate.Anche la frutta e la verdura devono molte delle loro caratteristicheorganolettiche alle pareti delle cellule che le compongono.
Al tempo stesso questa conoscenza !culturale" ci può fornire un punto di vista noncorretto sulla natura della parete cellulare vegetale.
Quando pensiamo alla parete cellulare, pensiamo prima di tutto alla cellulosa, econ essa al legno.
Il legno è un materiale solido, flessibile, resistente. Tutte caratteristiche cheassociamo di riflesso alla parete cellulare.
Il punto è che il legno è composto da pareti cellulari morte. La parete di unacellula viva non assomiglia a una scatola di legno più di quanto una cascataghiacciata assomigli al torrente che scorreva su quelle stesse rocce durante lastagione precedente.
PARETE CELLULARE
In passato la parete cellulare era effettivamente descritta come una struttura inanimata, rigida, esterna alla cellula.
La parete cellulare unisce le cellule tra loro a formare i tessuti, trasmette segnali tra una cellula e l"altra, ad esempiodeterminando la cresscita e la divisione cellulare e di conseguenza l"accrescimento e la forma degli organi.
La parete cellulare ècontinuamente modificatadalla cellula in base aglistimoli esterni, al suoprogramma di sviluppo e aglieventi cellulari che sisviluppano al suo interno,analogamente a quantoavviene per tutte le altrecomponenti cellulari,membrane, organelli,citoscheletro… molte dellequali sono in effetti legateanche strutturalmente allaparete.
Possiamo quindi piùcorrettamente considerare laparete come parte integrantedella cellula: un vero eproprio comparto cellulareesterno alla membranaplasmatica.
Protoplasti
(protegge
Un compartimento di successonon solo nelle piante!
Le stratificazioni della parete
LA DEPOSIZIONE DELLA PARETE CELLULARE NEL TEMPOE NELLO SPAZIO
Parete primordiale Lamella mediana
Parete primariaParete secondaria
Parete primaria
plasmodesmi
I plasmodesmi
…si formano durante la divisione cellulare
La parete primaria
La parete primaria è tipica delle cellulein accrescimento:è plastica, idrofilica
La componente fibrillare
La cellulosa:polimero del glucosio con legami beta 1-4
L’amido:un polimero delglucosio conLegami alfa 1-4
Molecola flessibileFunzione metabolica(riserva)
Molecola rigidaFunzione strutturale
Le microfibrille di cellulosa
Nella mela Le pectinedeterminano lacompattezza della polpa
Quando una pescamatura, le pectine delpericarpo si rilassano
Il pericarpo delpomodoro si rilassa,lepectine si lisano, c’è unprocesso di liquefazionecon la formazione delloculo, in cui si trovanoi semi
La componente di matrice:le pectine
La componente di matrice:Le emicellulose
La componente di matrice:Le proteine
La parete secondaria
Si forma solo in tipi cellulari con funzioni specializzate di sostegno, conduzione,protezione
•Deposizione centripeta•Organizzazione elicoidale della cellulosa•Sostituzione dell’acqua nella matrice
Si forma quando la cellula
ha terminato la crescita,
provoca pertanto un
accrescimento dello spessore
L’organizzazione elicoidale della cellulosa
Tessitura elicoidale
Tessitura dispersa
La lignificazione
Cellulosa
Lignina
Parete secondaria
Non lignificata Lignificata
Membrana cellulare
Esempi di parete lignificata:le cellule xilematiche (“il legno”)
le isole petrose della polpa delle pere
Isola petrosa
Recommended