La cellula vegetaleLa cellula vegetale

Plastidi

cloroplasti

amiloplasti

cromoplasti

proplastidi

ezioplasti

leucoplasti

Nelle cellule non ancora differenziate si trovano i PROPLASTIDI piccoli e con sistema interno di membrane poco sviluppato. Dai proplastidi si differenziano i plastidi che si dividono a seconda della loro funzione, del loro colore, dello sviluppo delle membrane interne e del contenuto dello stroma, in tre diversi tipi:

CLOROPLASTI, LEUCOPLASTI CROMOPLASTI

Tipi di Plastidi

PLASTIDI 

I plastidi sono organuli specifici delle cellule vegetali.

I plastidi sono costituiti come i mitocondri da un involucro fatto da

due membrane bistratificate la MEMBRANA ESTERNA e la

MEMBRANA INTERNA all’interno delle quali si trova lo

STROMA o MATRICE, fluido contenente vari metaboliti ed

intermedi di reazione, ioni, proteine, ribosomi, DNA, lipidi.

CLOROPLASTI I proplastidi esposti alla luce si differenziano in cloroplasti di colore verde a causa della presenza di un pigmento fotosintetico la CLOROFILLA: i cloroplasti rappresentano infatti la sede del processo fotosintetico.

CLOROPLASTI all’interno di una cellula vegetale

La MEMBRANA ESTERNA attua il riconoscimento ed il

trasferimento all’esterno di componenti plastidiali sintetizzati

all’interno, mentre la MEMBRANA INTERNA regola il flusso di

metaboliti e ioni inorganici.

Sulle membrane sono inseriti numerosi enzimi che partecipano a

vari processi metabolici.

I plastidi hanno ribosomi e DNA propri rispetto a quelli della

cellula e perciò possono svolgere sintesi proteica autonoma.

Gli enzimi che partecipano alla FOTOSINTESI sono localizzati

nelle membrane altamente elaborate: i cloroplasti presentano

infatti ripiegamenti interni detti TILACOIDI che si

sviluppano nello stroma e presentano uno spazio interno detto

LUMEN.

In alcune regioni i tilacoidi formano i GRANA, dischi appiattiti

impilati come una fila di monete.

Lo spazio all’interno dei tilacoidi, il LUMEN, è fondamentale

durante il processo fotosintetico in quanto consente di

accumulare intermedi e ioni.

SCHEMA di base della FOTOSINTESI

Quando i cloroplasti fotosintetizzano rapidamente, producono

una grande quantità di zuccheri superiore alle necessità della

cellula e l’eccesso viene temporaneamente polimerizzato a

formare granuli d’amido (AMIDO PRIMARIO) all’interno

dei cloroplasti stessi.

I cloroplasti sono presenti in tutti gli organismi fotosintetici (alghe

e piante) e sono di solito localizzati nei tessuti esposti alla luce (es.

foglie, fusti erbacei, giovani rami, giovani boccioli di fiori, gemme

etc).

La forma dei cloroplasti può variare molto e soprattutto nelle alghe si

possono avere forme varie (es a nastro, ellissoidali).

Anche il numero può variare da uno a molti.

AMIDO

L’amido è un polimero ad alto peso molecolare del

GLUCOSIO.

La sua sintesi avviene nei cloroplasti (speciali organuli presenti

solo nelle cellule vegetali in cui avviene la fotosintesi).

L’AMIDO è l’unione di due diversi polimeri: l’AMILOSIO

e l’AMILOPECTINA entrambi formati da GLUCOSIO.

L’amilosio è LINEARE e il legame tra le molecole di glucosio viene chiamato a-1,4 glucosidico:l’-OH legato al carbonio in posizione 1 della prima molecola di glucosio reagisce con l’-OH legato al carbonio in posizione 4 della molecola di glucosio seguente.

L’amilopectina è un polimero del glucosio RAMIFICATO: ad alcune molecole di amilosio vengono attaccati in posizione 6 altre molecole di glucosio (legame a-1,6).

Da tali molecole la polimerizzazione proseguirà mediante legami a-1,4 costruendo catene laterali costituite da circa 25 residui di glucosio.

Le percentuali dei due polimeri variano a seconda dell’organismo vegetale:

maggiore concentrazione di AMILOPECTINA causa la maggiore tendenza a trattenere acqua e quindi il rigonfiamento delle cellule.Es. patata 78% di amilopectina

AMIDO PRIMARIO

 

LEUCOPLASTI 

Sono plastidi incolori, adibiti alla funzione di riserva. Si trovano

nei tessuti di riserva della parti della pianta non esposte alla

luce es. midollo dei fusti (parte centrale del fusto), radici e organi

sotterranei, e nei frutti e nei semi.

Sono formati da un involucro esterno costituito da due membrane e

da uno stroma ricco di sostanze di riserva e da un sistema di

membrane molto ridotto.

Tra i LEUCOPLASTI si distinguono:

1)     gli AMILOPLASTI dove la sostanza di riserva è l’AMIDO SECONDARIO o di RISERVA.

L’amido primario che si forma durante la fotosintesi nei cloroplasti dove è deposto in piccoli granuli, durante la notte quando non si ha fotosintesi viene idrolizzato in dimeri di saccarosio (un glucosio + un fruttosio) i quali vengono poi trasferiti negli organi di riserva dove si ripolimerizzano nei leucoplasti a formare l’amido secondario costituito da amilosio ed amilopectina.

I granuli di amido secondario vengono deposti all’interno degli

amiloplasti a partire da un centro proteico detto ILO attorno

al quale l’amido viene deposto in strati concentrici. Hanno una

forma diversa a seconda delle varie piante e possono essere

semplici o composti e vengono per questo motivo anche

utilizzati nel riconoscimento delle sofisticazioni alimentari

delle farine.

(percezione dello stimolo gravitropico)

3) ELAIOPLASTI: accumulano i lipidi, possono contenere una

goccia di olio.

4) PROTEOPLASTI: (proteinoplasti o aleuroplasti) accumulano

proteine; le inclusioni sono chiamate corpi proteici e sono

circondati da una membrana. Contengono corpi proteici cristallini.

granuli di aleurone dell'endosperma (= tessuto nutritivo) dei semi di ricino.Nel ricino, i granuli di aleurone contengono uno o più "cristalloidi" (= cristalli proteici) e un "globoide", sferico, costituito da fitina (= inositolo esafosfato di calcio e magnesio).

Corpo oleoso(oleosoma, elaioplasto)

Semi di girasole

oleosomi

Corpo proteico

CROMOPLASTI Sono plastidi colorati per la presenza di abbondanti pigmenti chiamati CAROTENOIDI o XANTOFILLE che conferiscono loro i colori giallo, arancione e rosso. Non sono fotosintetici.

Nei cromoplasti è presente un sistema esteso di membrane, non ci sono grana ed i pigmenti possono essere associati alle membrane o essere nello stroma sotto forma di cristalli, corpi filamentosi o goccioline.

Sono presenti in fiori, frutti in maturazione (pomodori, peperoni), foglie senescenti e radici.

La foto riprodotta mostra una cellula di epidermide di peperone rosso ingrandita 400 volte. I numerosi corpi di colore rosso aranciato sono appunto i cromoplasti.

I cromoplasti possono derivare o direttamente dai proplastidi

oppure possono rappresentare la fase senescente dei cloroplasti.

Nel secondo caso la colorazione di caroteni e xantofille

(arancione-rossa ) appare solo a seguito della degradazione

delle clorofille (verdi) del cloroplasto che mascherano il colore

degli altri pigmenti quando il cloroplasto è ancora funzionale.