La cellula vegetale. Scienze e Tecnologie Agrarie (STAg) Tecnologie Forestali e Ambientali (TFA) Biotecnologie Agrarie (BA) Biologia Vegetale

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1 Scienze e Tecnologie Agrarie (STAg) Tecnologie Forestali e Ambientali (TFA) Biotecnologie Agrarie (BA) Biologia Vegetale 1 La cellula vegetale 2 1

2 Il protoplasto 3 La cellula vegetale + o come negli animali membrana plasmatica nucleo mitocondri reticolo endoplasmatico apparato di Golgi citoscheletro tipicamente vegetale cloroplasto (e altri plastidi) vacuolo perossisoma/gliossisoma PROTOPLASTO parete 4 2

3 i ribosomi nel citosol di tipo eucariotico 80S negli organelli di tipo procariotico 70S spesso associati alle membrane del RE polisomi (o poliribosomi) se associati 5 il citoscheletro: costituenti struttura tridimensionale di proteine filamentose organizzate in tre componenti: microtubuli Ø 25 nm microfilamenti Ø 8 nm filamenti intermedi Ø 10 nm lunghezza fino ad alcuni µm microtubuli e microfilamenti derivano dall assemblaggio di proteine globulari 6 3

4 il citoscheletro: microtubuli costituito da monomeri di α-tubulina ß-tubulina 7 Microtubuli corticali 8 4

5 il citoscheletro: i microfilamenti costituito da monomeri di actina globulare (o actina G) 9 il citoscheletro: i filamenti intermedi funzionano nel supporto strutturale alle membrane negli animali: laminina nucleare stabilizza la membrana del nucleo cheratina stabilizza la MP 10 5

6 Lamina nucleare e lamìne Le lamìne sono proteine della lamina nucleare che, negli animali, interagiscono con i filamenti intermedi. A livello di similitudine di sequenza, NON ci sono, nelle piante, proteine che assomiglino a lamìne e filamenti intermedi animali. Si ipotizza che le proteine della lamina nucleare delle piante, quelle dei filamenti intermedi citoplasmatici delle cellule animali e le lamìne derivino tutte da una classe di proteine ancestrali lamin-like, attraverso un fenomeno di divergenza evolutiva in cui si è mantenuta un omologia funzionale con una bassa similarità di sequenze. 11 il citoscheletro: funzioni funzioni: 1. organizza la distribuzione spaziale di organelli e complessi sovramolecolari 2. consente il movimento di organelli e complessi sovramolecolari 3. fondamentale in: mitosi meiosi citochinesi deposizione della parete cellulare mantenimento della forma cellulare differenziazione della cellula 12 6

7 La membrana plasmatica MP o PM funzioni: 1. controllo trasporto esterno-interno 2. sintesi e assemblaggio cellulosa 3. ricezione-trasmissione di segnali 13 NON è solo un doppio strato lipidico! importantissime sono le proteine di membrana 14 7

8 Le proteine di membrana hanno domini idrofobici NB: possono essere anche complessi costituiti da più di un polipeptide 15 i mitocondri funzioni 1. sito della respirazione 2. altri passaggi di vie metaboliche da 100 a 1000 per cellula si dividono per scissione hanno un loro genoma ma molte proteine mit. sono codificate nel nucleo 16 8

9 struttura interna del mitocondrio NB: molto rispetto al cloroplasto 17 Il Reticolo Endoplasmatico (RE o ER) spesso in continuità con la membrana esterna del nucleo presente nei plasmodesmi può essere liscio o rugoso funzioni: 1. omeostasi del Ca sintesi di lipidi 3. sintesi/modificazione di proteine 18 9

10 RE e corpi oleosi o goccioline lipidiche funzione: compartimento di riserva abbondante in parti di riserva: semi (frutti) NB: circondati da una SEMImembrana (=1/2 membrana) 19 Sintesi degli acidi grassi con formazione di corpi oleosi 20 10

11 L Apparato di Golgi (AG o GA) insieme dei corpi di Golgi o dittiosomi cisterne (da 4 a 8) sono i singoli sacchetti appiattiti 21 Evoluzione del GA e via di secrezione ricoperte da clatrina 22 11

12 GA e vescicole 23 funzioni del GA 1. modificazioni di proteine glicosilazione 2. sintesi di polisaccaridi non cellulosici 3. sintesi/riciclo di MP 24 12

13 La cellula vegetale PEROSSISOMI E GLIOSSISOMI 25 I perossisomi e i gliossisomi (microcorpi) funzione: fotorespirazione detossificazione H 2 O 2 abbondante in tessuti fotosintetizzanti 26 13

14 I perossisomi e i gliossisomi (microcorpi) funzione: degradazione degli acidi grassi abbondante in parti dove si mobilizzane le sostanze di riserva: semi in germinazione 27 La cellula vegetale IL VACUOLO 28 14

15 Differenti tipi di vacuolo in una stessa cellula 29 Cristalli nel vacuolo cristalli di ossalato di Calcio druse rafidi 30 15

16 Funzioni del vacuolo funzioni del vacuolo 1. regolazione della pressione di turgore della cellula 2. compartimento lisosomiale 3. sito di accumulo di metaboliti vari come riserva tossici 31 regolazione della pressione di turgore della cellula 16

17 La cellula vegetale LA PARETE costituita da 2 porzioni: fibrillare matriciale fibrillare cellulosa matriciale emicellulose pectine proteine strutturali proteine enzimatiche La parete dall esterno all interno si distinguono: lamella mediana parete primaria parete secondaria, terziaria (non necessariamente presenti in tutte le cellule) 34 17

18 La cellulosa cellobiosio glucosio una singola catena lunga fino a migliaia di residui di glucosio (da 2000 a 25000, corrispondenti a 1-5 µm) più catene si associano a formare una microfiblilla 35 A structural model of a cellulose microfibril 36 18

19 A structural model of a cellulose microfibril 37 Cellulose synthesis by the cell 38 19

20 La fabbrica della cellulosa 20