FISIOLOGIA VEGETALE

  • Elementi unificanti delle piante

    • Organismi pluricellulari fotosintetici
    • Costituiti da cellule eucariotiche vacuolate e con pareti cellulosi
    • Caratteristiche principali:
    • Autotrofia (fotosintesi)
    • Vita sedentaria
    • Strutture di trasporto per acqua e nutrienti (xilema, floema)
    • Crescita indeterminata (meristemi)
    • Permessa dalla parete cellulare
    • Elevata capacità di rispondere agli stimoli (luce, fotoperiodo, temperatura, vento, gravità, umidità, patogeni, …)

  • Tipi di luce

    • Luce fotosintetica: catturata per l'acquisizione di energia
    • Luce morfogenica: definisce l’andamento dell’accrescimento della pianta (fototropismo)
    • Protoplasto: cellula vegetale priva di parete

LA CELLULA VEGETALE

  • Grande variabilità di forme e funzioni, determinata dalla parete cellulare, dalle dimensioni che variano dai 25 μm delle cellule meristematiche ai 3 mm delle fibre dello sclerenchima.

  • Frazionamento cellulare: studio della localizzazione e funzione dei componenti della cellula

    1. Omogenizzazione del tessuto
    2. Centrifugazione differenziale (per dimensione)
    3. Centrifugazione secondo un gradiente di densità

  • Importanza: preservare l'integrità degli organelli

  • Microsomi: vescicolette formate dalla rottura di membrane; possono essere separati da centrifugazione isopicnica.

  • Citometri a flusso: utilizzati per separare cellule di diverse dimensioni

MEMBRANE CELLULARI

  • Membrana plasmatica: control accesso di sostanze; composta da un doppio strato fosfolipidico con proteine e glicoproteine
  • Membrana nucleare: continua col reticolo endoplasmatico; strutture proteiche per comunicazione col citosol
  • Reticolo endoplasmatico (RE): rete di membrane interne (RER e REL); funzione nella sintesi e trasporto di proteine
    • Una proteina necessità di una sequenza segnale N-terminale per entrare nel RE
    • Taglio della sequenza segnale da parte di peptidasi rende la proteina matura
    • Secrezione in assenza di ulteriori segnali; se presenti, si utilizza un segnale C-terminale

APPARATO DI GOLGI

  • Membrane organizzate a delimitare cisterne separate, in comunicazione tra loro
  • Cisterne cis, mediane, e trans dove avviene la maturazione e glicosilazione delle proteine
  • Trans-Golgi network: hub per il trasporto di vescicole di membrana; responsabilità della produzione dei polisaccaridi
  • Produzione di polisaccaridi:
    • Emicellulose e pectine nella matrice della parete cellulare

PLASMODESMI

  • Canali attraverso la parete cellulare per comunicazione tra cellule
  • Contengono un tubulo continuo (desmotubulo), strutture che regola la dimensione del canale
  • Size Exclusion Limit: limite per il passaggio di molecole; molecole minori di 800-1000 Da possono attraversarlo

VACUOLO

  • Struttura peculiare delle cellule vegetali; occupa fino al 90-95% dello spazio cellulare
  • Funzioni del vacuolo:
    • Espansione cellulare tramite pressione idrica
    • Regolazione osmotiica
    • Accumulo di ioni, metaboliti secondari, e funzioni litiche

TONOPLASTO

  • Membrana semipermeabile del vacuolo
  • Contiene acquaporine e pompe per regolare gli scambi con il citoplasma

FUNZIONI LITICHE

  • Digestione delle macromolecole di riserva; riciclaggio grazie ad idrolasi acide

CORPI PROTEICI

  • Nuove proteine accumulate durante la germinazione per la sintesi proteica
  • Granuli di aleurone nei semi disidratati
  • Include fitina, una riserva di fosforo e ioni

ORGANULI DERIVANTI DAL SISTEMA DI ENDOMEMBRANE

  • Oleosomi: accumulo di lipidi
  • Perossisomi: metabolizzano la fotorespirazione
  • Gliossisomi: mobilitazione di riserve lipidiche
  • Uricosomi: metabolismo dei composti azotati

ORGANULI SEMIAUTONOMI

  • Teoria endosimbiontica: cellule eucariotiche derivano da simbiosi tra una cellula procariote e un cianobatterio
  • Mitocondri e plastidi: contengono DNA circolare e sono quindi semi-autonomi

MITOCONDRI E PLASTIDI

MITOCONDRI

  • Centro energetico delle cellule; respirazione cellulare

PLASTIDI

  • Eterogeneità e specializzazione, possono trasformarsi
  • Diversi tipi di plastidi: protoplastidi, ezioplasti, cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti e amiloplasti

CLOROPLASTI

  • Dove avviene la fotosintesi; contenenti clorofilla
  • Struttura a doppia membrana con tilacoidi
  • Processi biochimici: fissazione del carbonio, trasporto fotosintetico, sintesi di lipidi e tetrapirroli

CROMOPLASTI

  • Responsabili della colorazione di frutti e fiori

AMILOPLASTI

  • Accumulano amido e reattivi alla gravità

PARETE CELLULARE

  • Composta principalmente da polisaccaridi, proteine e composti fenolici

  • Funzioni: mantenere forma e resistenza della cellula

    … [Il contenuto continua fino alla fine del documento e copre argomenti come la nutrizione minerale, l'assimilazione dell'azoto, la fotosintesi e altro]

FOTOSINTESI

  • Luce come sorgente energetica per i processi vitali nella biosfera
  • Quantità di energia di un fotone: E = h
    u = hc/ ext{ }ar{
    u}

NOTE CONCLUSIVE

  • Per una comprensione completa della fisiologia vegetale, è fondamentale studiare i vari organelli, processi di trasporto, e meccanismi di risposta degli organismi vegetali agli stimoli.
  • Connessioni tra le caratteristiche cellulari e il funzionamento complessivo della pianta sono essenziali per la salute e la crescita delle piante.