Quali sono le parti della cellula vegetale e le loro funzioni?

La cellula vegetale è una cellula eucariotica perché ha un nucleo definito. La sua funzione principale è quella di produrre il proprio cibo sfruttando la luce solare, nel processo di fotosintesi.

Le cellule vegetali sono composte da una parete cellulare, membrana plasmatica, nucleo, citoplasma, plastidi e altri organelli, che verranno descritti di seguito.

1. Nucleo

Il nucleo della cellula vegetale è responsabile dell'informazione genetica e della divisione cellulare. È definito da una struttura a doppia membrana, l'involucro nucleare, che racchiude il genoma o materiale genetico della cellula vegetale.

La membrana interna e la membrana esterna dell'involucro nucleare si fondono in alcune aree, formando passaggi aperti o pori nucleari. Diverse molecole passano attraverso queste aperture tra il nucleo e il citoplasma.

All'interno del nucleo c'è il nucleolo, i corpi di Cajal, i fotocorpi e il genoma. Quest'ultimo è organizzato in cromatina, che è un'associazione di DNA e proteine.

2. Reticolo endoplasmatico

Il reticolo endoplasmatico è un organello dinamico in costante rinnovamento. È costituito da piccoli tubi interconnessi e sacchi a membrana. Nelle cellule vegetali sporgenti, il reticolo endoplasmatico è schiacciato tra la membrana plasmatica e il vacuolo centrale.

Il reticolo endoplasmatico è responsabile di numerosi processi importanti, come la sintesi di proteine ​​secretorie e lipidi essenziali, depositi di calcio e recettori del segnale ormonale.

3. Apparato del Golgi

L'apparato del Golgi è l'organello incaricato di fungere da intermediario nel trasporto e nella lavorazione di proteine ​​e lipidi, dal reticolo endoplasmatico allo spazio extracellulare o al vacuolo centrale.

L'apparato di Golgi nella cellula vegetale è costituito da sacche di membrana impilate che funzionano e si muovono in modo indipendente, a differenza dell'apparato di Golgi nella cellula animale. Inoltre, l'apparato di Golgi nella pianta sintetizza polisaccaridi della parete cellulare diversi dalla cellulosa.

4. membrana plasmatica

La membrana plasmatica si trova in tutte le cellule degli esseri viventi. Determina i limiti della cellula e la separazione dello spazio esterno dall'interno cellulare. Inoltre permette il passaggio e l'uscita di composti specifici, a seconda delle esigenze della cellula.

La membrana plasmatica è costituita da due strati lipidici sovrapposti o doppio strato lipidico, dove i lipidi principali sono i fosfolipidi. Altri lipidi nella membrana plasmatica delle cellule vegetali sono glucocerebroside, galattosilgliceride, campesterolo, sitosterolo e stigmasterolo.

Galleggiando tra i fosfolipidi c'è una grande diversità di proteine, che agiscono come canali, recettori di segnale, pompe ioniche e proteine ​​di riconoscimento.

La membrana plasmatica della cellula vegetale produce tubi che passano attraverso i pori della parete cellulare e stabiliscono la comunicazione con altre cellule.

5. Parete cellulare

La parete cellulare vegetale è l'organello protettivo della cellula vegetale. Si trova al di fuori della membrana plasmatica. È fatto di cellulosa, un polimero di molte molecole di glucosio che sono legate tra loro.

La parete cellulare è un rivestimento flessibile ma resistente che conferisce alla cellula la sua forma. La cellulosa forma i fasci della parete cellulare, incollati insieme da pectina ed emicellulosa. Questa composizione consente alla parete cellulare di crescere, espandersi e adattarsi alle sollecitazioni meccaniche.

Molte sostanze, come nutrienti, ormoni, enzimi e peptidi, vengono secrete nella parete cellulare e si spostano attraverso la parete fino alle cellule vicine.

6. vacùolo

Un vacuolo è una sacca di membrana all'interno della cellula in cui viene immagazzinato il contenuto separato dal citoplasma. La cellula vegetale è caratterizzata dall'avere un vacuolo che occupa gran parte dello spazio cellulare, noto come vacuolo centrale. Questo è separato dal citoplasma da una semplice membrana chiamata tonoplasto, con uno spessore di 10 nanometri, che controlla l'ingresso e l'uscita dell'acqua dal vacuolo.

La funzione principale del vacuolo centrale è quella di immagazzinare l'acqua. Quindi, pigmenti idrosolubili come gli antociani si accumulano nei vacuoli nelle cellule epidermiche e conferiscono il colore viola, rosso e blu a molti petali e foglie. I vacuoli dei semi sono adattati per immagazzinare le proteine.

Il vacuolo è il sito di disintossicazione delle molecole nocive, accumula composti chimici per la difesa della pianta dagli erbivori e controlla il turgore della cellula. È essenziale nell'equilibrio del pH e degli ioni. La sua dimensione è controllata dall'ormone vegetale auxina.

7. endosomi

Gli endosomi sono il compartimento delle vescicole della cellula. È costituito da piccole sfere o sacchi a membrana che racchiudono vari contenuti.

Gli endosomi funzionano come un deposito di sostanze, nel rimodellamento della membrana plasmatica e nella regolazione del traffico proteico e lipidico nel sistema della membrana interna.

A differenza della cellula animale, la cellula vegetale combina endosomi nuovi e maturi nella rete di membrane che prosegue fino all'apparato di Golgi.

8. goccioline lipidiche

Le cellule vegetali accumulano lipidi nel loro citoplasma sotto forma di piccole goccioline o goccioline. Sono costituiti principalmente da un centro idrofobico di trigliceridi o esteri di steroli circondato da un monostrato di fosfolipidi che si originano nel reticolo endoplasmatico.

Nelle piante, le goccioline lipidiche sono comunemente associate a semi oleosi e frutti, da cui si estraggono "oli vegetali".

9. plastidi

I plastidi sono organelli dinamici e vari. Il più studiato è il cloroplasto, che descriveremo più avanti.

I plastidi sintetizzano clorofille, carotenoidi, acidi grassi e altri lipidi. Possono essere caratterizzati in diversi gruppi in base al colore e alla struttura:

• amiloplasto: plastide dove l'amido viene sintetizzato e immagazzinato. Si trovano nelle radici e nei cotiledoni.
• cloroplasto: plastide contenente clorofilla, responsabile della fotosintesi. Si trova nelle foglie e negli steli verdi delle piante.
• cromoplasto: plastidi specializzati nella sintesi e nella conservazione dei pigmenti di carotene. Si trovano in fiori, frutti, foglie e radici. Ad esempio, il licopene e il beta-carotene sono immagazzinati nei cromoplasti del frutto del pomodoro.
• Elaioplast o oleoplasto: plastidi specializzati nella sintesi lipidica. Si trovano nelle strutture di sviluppo del polline.
• etioplasto: sono i precursori dei cloroplasti. Si trovano nelle piante che crescono al buio.
• Gerontoplasto: plastidi derivati ​​dai cloroplasti nelle foglie che iniziano a invecchiare.
• leucoplasto: plastide bianco o incolore. Si trovano nei tessuti che non fotosintetizzano, come tuberi, radici e organi di accumulo di grasso.
• Proplastide: plastidi precursori non distintivi. Si trovano nelle cellule del tessuto embrionale, nell'ovulo e nel polline.

I plastidi possono convertirsi in diversi tipi durante il ciclo di vita della pianta. Ad esempio, gli etioplasti, se esposti alla luce, possono trasformarsi in cloroplasti. A loro volta, i cloroplasti possono trasformarsi in gerontoplasti quando la clorofilla si degrada, o in cromoplasti quando i frutti maturano.

10. Cloroplasti

I cloroplasti sono gli organelli delle cellule vegetali responsabili della fotosintesi. Contengono clorofilla, un pigmento verde, che dona il colore caratteristico alle foglie e agli steli delle piante. Appartengono alla famiglia dei plastidi delle cellule vegetali, che si trova nelle alghe verdi, nei licheni, nei muschi e nelle piante superiori.

I cloroplasti utilizzano anidride carbonica e acqua, in presenza di luce solare, per produrre zuccheri semplici che sono la fonte di cibo per la pianta.

Il tipico cloroplasto è rotondo e piatto, da 5 a 10 micrometri di lunghezza, con una membrana interna ed esterna. La membrana interna racchiude lo stroma, dove si trovano i tilacoidi:

• i tilacoidi granali: Sono compressi in pile dette grana in cui un singolo granulo può contenere 2-30 tilacoidi.
• tilacoidi intergranali o tilacoidi stromali: che sono sciolti nello stroma.

Il cloroplasto mantiene il proprio genoma con 120 geni necessari per le sue attività. Questi sono responsabili della sintesi di composti, come aminoacidi, fitormoni, nucleotidi, vitamine e lipidi.

D'altra parte, il cloroplasto rileva le condizioni ambientali e sintetizza composti che consentono alle piante di far fronte a stress ambientali, come variazioni di temperatura, salinità e siccità. Si è anche visto che il cloroplasto agisce nei meccanismi di difesa della pianta contro l'attacco di agenti biotici, come insetti, funghi, virus e batteri.

11. Mitocondri

Nelle piante, i mitocondri forniscono molecole di energia sotto forma di ATP (adenosina trifosfato) nel citoplasma. Inoltre, in questi organelli vengono elaborati alcuni aminoacidi, acidi nucleici, lipidi e ormoni vegetali.

I mitocondri nella cellula vegetale controllano anche l'equilibrio delle reazioni chimiche di ossidazione e riduzione e ha un ruolo nella segnalazione cellulare e nella resistenza contro malattie.

I mitocondri vegetali assomigliano ai mitocondri animali in quanto contengono due membrane: interna ed esterna. Alcune parti della membrana interna si ripiegano per formare sacche chiamate creste.

12. Ribosoma

I ribosomi delle cellule vegetali sono simili ai ribosomi delle cellule animali. Svolgono la funzione di sintesi proteica, a partire dalle informazioni genetiche immagazzinate nel nucleo, nei mitocondri o nel cloroplasto nella cellula vegetale.

Un ribosoma è formato da due subunità chiamate 40S e 60S. Ciascuna di queste subunità comprende RNA e acido ribonucleico proteico.

13. perossisoma

I perossisomi sono vescicole permeabili che contengono varie reazioni ossidative. Ciò consente la segnalazione metabolica e le reazioni di disintossicazione che riducono i danni collaterali.

I perossisomi sono piccoli, tra 1-2 micrometri di diametro, generalmente sferici. Possono essere associati a goccioline lipidiche, plastidi, mitocondri e reticolo endoplasmatico.

La quantità di perossisomi dipende dal tipo di cellula, dallo stadio di sviluppo e dalle condizioni ambientali. Ad esempio, in condizioni di stress il numero di perossisomi aumenta.

I perossisomi nella cellula sono indispensabili durante lo sviluppo iniziale, quando le piantine fanno affidamento sulla scomposizione dei lipidi prima che possano iniziare la fotosintesi.

14. Plasmodesmata

I plasmodesmi sono pori che forniscono continuità alla membrana plasmatica e al citoplasma attraverso la parete cellulare. Con diametri esterni compresi tra 25 e 50 nanometri e che si estendono per tutta la larghezza della parete cellulare, sono presenti in alcuni gruppi di alghe e in tutte le piante terrestri.

I plasmodesmi sono essenziali per la crescita della pianta, consentendo lo scambio intercellulare di numerose molecole.

Riferimenti

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