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Molti manufatti di interesse storico-artistico sono costituiti prevalentemente da materiali di

natura organica, come ad esempio i dipinti su tela o tavola, le sculture in legno, i materiali

librari, molti reperti archeologici ecc…

La maggior parte dei materiali si riduce a 3 tipi di molecole:

CELLULOSA

EMICELLULOSE

LIGNINA

TESSUTI

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PAPIRI e CARTA

OGGETTI COMUNI

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OGGETTI D�ARTE

GRANDI STRUTTURE

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CELLULOSA - EMICELLULOSE - LIGNINA

La proporzione tra questi componenti e la presenza di impurità determina la resistenza del materiale ai

biodeteriogeni.

Il cotone, costituita per oltre il 90% da cellulosa,è la regina delle fibre vegetali, è stata ed è lafibra tessile più usata nel mondo.

Ha origini antichissime. Le prime tracce,nell�odierno Pakistan risalgono a 9000 anni fa.Altri ritrovamenti in Egitto sono databili tra il4000 e il 3000 a. C. Sono stati gli egizi abattezzarlo, lo chiamarono � Gossypion � ,l � attuale denominazione scientifica è�gossypium� (39 spp).Dall � altra parte dell �Oceano, in una grottamessicana, sono stati trovati resti di capsule edi tessuto del 5800 a. C. In Cina era usatocome pianta ornamentale.

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Dall�osservazione delle fibre al microscopio possono derivare diverse informazioni

QUESTE FIBRE SONO SINGOLE CELLULE MOLTO LUNGHE

Dall�osservazione delle fibre al microscopio possono derivare diverse informazioni

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Cotone. È la fibra tessile vegetale più diffusa al mondo, tratta dalla capsula di una pianta cespugliosa (Gosypium). Presenta caratteristiche di freschezza e resistenza. Tende a restringersi al primo lavaggio, è facilmente gualcibile ed è inadatto al drappeggio. La sua qualità è definita dal colore (grado di bianchezza), lunghezza (tiglio), finezza e robustezza. Il cotone viene utilizzato in tutti i campi dell'abbigliamento e dell'arredamento, puro o in mischia.

Lino. È la più antica e pregiata fibra naturale, tratta dal libro (strato corticale) di una pianta erbacea (Linum usitatissimum). La parte fibrosa si ottiene mediante macerazione della corteccia della pianta. Questa fibra presenta ottima igroscopicità, freschezza, resistenza all'usura, tenacia, durata. Per il suo comfort e la sua freschezza il lino trova impiego nell'abbigliamento, nella biancheria per la casa e nell'arredamento.

Canapa. Questa fibra proviene dal libro della Cannabis sativa. Presenta elevata resistenza, buona assorbenza, scarso allungamento a rottura e si gualcisce facilmente. Assomiglia al lino, rispetto al quale è però più rigida, ruvida e meno lucida. Essendo legnosa, questa fibra si presta poco al drappeggio e alla lavorazione a maglia. È fibra molto appropriata per la realizzazione di funi e cordame.

Iuta. È una fibra che si ottiene dal libro di alcuni arbusti. Presenta cellulosa molto lignificata: i manufatti pertanto risultano grossolani e rigidi. Trova largo uso nella fabbricazione di sacchi da imballaggio e di tessuti rustici e da arredamento, ma non è molto resistente e si deteriora facilmente se sottoposta all'umidità.

Altre fibre vegetali: ramiè, sisal, cocco, ginestra, ibisco.

"Se potessi avere mille lire al mese..." le banconote da mille lire negli anni �20 erano in ramiè questo conferma il pregio della carta ottenuta da questa pianta.

C/L

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Il Papiro

Papiro è chiamata sia la pianta sia il supporto scrittorio. La pianta (Cyperus papyrus) ha radici di terra e di acqua. Il fusto ha forma triangolare, è alto da 3 a 6 metri ed è grosso anche 10 centimetri; è formato da fibre lunghe dalla base fino alla cima.La pianta cresceva spontaneamente in Siria, inPalestina, in Mesopotamia, lungo il corso del Nilo e delNiger.Gli egiziani la chiamarono uaz, i greci dapprima biblos,successivamente pàpyros e quindi chartès. Gli stessitermini li ritroviamo nella lingua italiana: biblioteca -papiro - carta, nel tedesco: papier, nell'inglese: paper,nel francese: papier. Con la pianta venivano fabbricateanche corde, recipienti, stuoie, barche, vele, lumi,sandali (unici calzari consentiti ai sacerdoti egizi); ilsucco serviva da bevanda e le ceneri da medicamento.

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Il Legno

Il legno deriva dalla modificazione secondariadella parete cellulare. Lo sviluppo di strutturesecondarie è possibile solo in alcuni tipi di piante.Il processo enzimatico della polimerizzazione dellalignina può avvenire grazie alla fine regolazione deiprocessi di secrezione.Gli elementi cellulari che compongono il legno sonodiversi e per questo una pianta può produrre legnoOMOXILO o ETEROXILO a seconda della specie.

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La Carta

La carta è costituita principalmente da cellulosa e da altre sostanze, quali lignina, emicellulose, pectine, cere,

tannini, proteine e costituenti minerali.

La miglior carta mai prodotta è stata fabbricata nel medioevo!

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Per comprendere la costituzione e i processi cheavvengono nella parete cellulare, non si può prescindereda tutta la biologia cellulare, che da anche conto dellecapacità deteriogene degli organismi viventi.

Come viene sintetizzata la cellulosa?… ed il legno?E le impurità, li indeboliscono o impreziosiscono?A cosa servono i pigmenti?… e la luce?Come possono le cellule modificare il loro ambiente?Come vengono secreti enzimi e ioni?Come fa un biodeteriogeno ad aderire al substrato?

Molti manufatti di interesse storico-artistico sono costituiti prevalentemente da materiali di natura organica, come ad esempio i dipinti su tela o tavola, le sculture in legno, i materiali librari, molti reperti archeologici ecc…

La maggior parte dei materiali contiene 3 tipi di molecole in manierapreponderante:

CELLULOSA; EMICELLULOSE; LIGNINA

La proporzione tra questi componenti e la presenza di impurità determina la resistenza del materioale ai biodeteriogeni.

Tutti sono componenti della materia vivente:

Proteine; Carboidrati (zuccheri); Acidi Grassi.

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Le Proteine.

Gli amino acidi sono l�unità strutturale di base delle proteine.BIOSINTESI: Le proteine sono il risultato diretto dellatraduzione dell�mRNA espressione diretta dell� informazionegenica.

Gli enzimi sono proteine

Quando si verifica un processo di trasformazione o modificazione ad opera di un organismo, questo processo

è quasi sempre ad opera di enzimi.

Si può dire che essi catalizzano le reazioni, anche se sfavorite a livello energetico.

Utilizzano l�energia contenuta in forma di legami chimici nelle molecole energetiche come l�ATP o il NADPH.

Si possono immaginare gli enzimi come macchine biochimiche capaci di svolgere qualunque compito.

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I Carboidrati.

Gli zuccheri sono aldeidi o chetoni con due o più gruppi ossidrile. Laloro formula empirica è (CH2O). Gli zuccheri possono polimerizzare inlunghe catene.

Gli zuccheri più comuni sono il Glucosio (aldoso) ed il Fruttosio(chetone) spesso sotto forma di disaccaridi (Maltosio, Saccarosio,Lattosio).

BIOSINTESI: Gli zuccheri sono sintetizzati da un complesso pool dienzimi (proteine) essi NON sono quindi frutto di un unico evento disintesi.

Maltosio:a-D-glucosio e b-D- glucosioLegame a1-4

. CELLULOSAIl polisaccaride più abbondante in assolutoCatena lineare di Glucosio (legame beta 1-4)Si associa in lunghissime fibrilleMolto resistente

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.

+ Amilopectine: (1 → 6)

. AMIDO (AMILOSIO)Il polisaccaride molto abbondanteCatena lineare di Glucosio (legame alfa 1-4)Con una componente ramificata (amilopectina)Si associa in granuliMolto digeribile

Acidi Grassi

I Lipidi o acidi grassi, sono bio-molecole insolubili in acqua edaltamente solubili in solventi organici quali il cloroformio. Essi hannodue ruoli fisiologici essenziali: formano blocchi di fosfolipidi eglicolipidi con funzioni strutturali (membrane, carrier) oppurecostituiscono riserve di energia sotto forma di triacilgliceroli (grassineutri o trigliceridi).

LIPIDI COMPLESSI: Lipoproteine e Glicoproteine.

NON-GLICEROLI: Sfingolipidi, Steroidi, Wax

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Molti altri composti si formano per l�azione di specifici enzimi (Proteine), utilizzando molecole di varia natura.

Per esempio la LIGNINA è composta da polimeri di monolignoli (lignani e lignine) che sono essenzialmente alcoli derivati da aminoacidi.

I composti �strani�, non classificabili nelle tre bcategorie elencate rientrano tutti in una delle tre tipologie di

�metaboliti secondari�.Importanti per la biologia di una specie ma non

essenziali alla vita in se.

La lignina appartiene per esempio ai composti FENOLICI, così come i tannini.

Vi sono poi TERPENI e ALCALOIDI.

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Cosa sono i biodeteriogeni e…

Che organismo è capace di sintetizzare la cellulosa o il legno…

Gli organismi viventi si dividono in due grandi gruppi:Tale suddivisione sistematica si basa molto sulle differenze sia

nella struttura che nella fisiologia della nutrizione.

Prokaryota

Eukaryota PROCARIOTI EUCARIOTI1 – 10 micron 10 – 100 micronnucleoide non

compartimentatoDNA anulare

nucleo con doppia membrana

DNA in cromosomi con proteine (istoni)

riproduzione sessuale raraaplonti

sessualita diffusaaplonti - aplodiplonti –

diplontimolteplicità delle vie

metabolicheflagelli di flagellina

vie metaboliche per lo più comuni microtubuli 9

coppie 1 centrale

quasi sempre unicellulari o in colonie

spesso multicellulari

respirazione non compartimentatafotosintesi non

compartimentatavarie fotosintesi,

ossigeniche e non

mitocondri con doppia membrana

plastidi con doppia membrana

fotosintesi ossigenica

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6CO2 + 6H20 è C6H12O6 + 6O2

In base al metabolismo gli organismi si distinguono in:

• Organismi chemioautotrofiProducono sostanze organiche utilizzando reazioni chimiche di ossidazione di composti organici semplici presenti nell'ambiente.

LE PIANTE SONO ORGANISMI EUCARIOTI AUTOTROFI

Per esigenze didattiche il corso farà cenno anche ai funghi (EUCARIOTI) ed alle alghe azzurre o cianobatteri (PROCARIOTI)

• Organismi fotoautotrofiUtilizzano direttamente l'energia luminosa del Sole per trasformare sostanze semplici come l'acqua el'anidride carbonica in sostanze ad alto livello energetico come glucidi,lipidi e proteine. Questo processo,che avviene nelle piante verdi edin molti batteri è legato alla presenzadella clorofilla ðfotosintesi clorofilliana.

ETEROTROFIOrganismi saprofiti

Sono organotrofi, cioè utilizzano quelle molecole organiche residue di altriorganismi o da questi liberate (escrezione) o in seguito alla mortedell�organismo considerato.E� grazie proprio a questo tipo di organismi che i cicli degli elementi dellabiosfera vengono chiusi, con la restituzione alla litosfera ed all�atmosferadegli elementi organogeni.Organismi parassiti

Si nutrono completamente a spese di altri organismi viventi. E� un rapportopreferenziale �ad una via� e le sostanze nutritizie e quelle energetichesono dirette tutte verso il patogeno.Organismi simbionti

Conducono vita di mutualismo con altri organismi viventi. E� questo unrapporto preferenziale �a due vie�, cioè tra i simbionti c�è uno scambiovantaggioso di sostanze nutritizie: l � organismo autotrofo fornisce lesostanze organiche e l�organismo eterotrofo fornisce i sali minerali.

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La struttura della cellula vegetale è comune a tutte le piante e

permette di comprendere anche alcune caratteristiche di funghi e

cianobatteri.

Per comprendere la costituzione e i processi che avvengono nella paretecellulare, non si può prescindere da tutta la biologia cellulare, che da ancheconto delle capacità deteriogene degli organismi viventi.

La cellula vegetale ha caratteristiche uniche che la distinguono da quella animale:

I plastidi (autotrofia);

Complesso vacuolare e Golgi organizzato in dittiosomi;

Parete cellulare;

Plasmodesmi.