Botanica agraria - La cellula vegetale
Atlante di Botanica

Differenze tra cellula vegetale e animale

La cellula eucariote vegetale presenta delle differenze rispetto quella animale:
- Ha una forma pressochè rettangolare con una rigida parete cellulare esterna alla memebrana.
- Possiede tutti gli organuli della cellula eucariote animale.
- Presenta i plastidi, che si dividono intre categorie: cloroplasti (responsabili del colore verde delle foglie e coinvolti nella fotosintesi clorofilliana), cromoplasti (responsabile dei pigmenti dei fiori), leucoplasti (pigmenti bianchi, presenti nelle parti più interne della pianta e quindi meno esposte alla luce, come le radici).
- La parete cellulare.
- I vacuoli (sono piccoli e numerosi nella cellula giovane, nella cellula matura si ingrandiscono e si fondono in un grande vacuolo che arriva ad occupare anche il 90% del volume cellulare. I vacuoli hanno diverse funzioni: alcuni gonfi d’acqua conferiscono rigidità alle piante, altri contengono sostanze nutrienti che servono alla pianta nelle fasi di crescita e sviluppo).

Parete cellulare, vacuoli e plastidi

La cellula vegetale, oltre agli organuli presenti anche nelle cellule animali (come citoplasma, mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi, reticolo endoplasmatico, ribosomi), possiede alcuni organuli tipici: parete cellulare, vacuoli e plastidi.

Parete cellulare
Costituisce il rivestimento estermo della cellula e rappresenta una sorta di involucro rigido formato soprattutto da cellulosa.
La parete varia nella sua composizione e nella sua architettura, a seconda della tipologia, dell’età, delle condizioni ambientali della cellula e della specie in esame. La maggior parte delle cellule differenziate sono caratterizzate da una parete sottile detta primaria (composta da sostanze pectiche, emicellulosa e cellulosa), mentre le cellule di alcuni tessuti, come quello di conduzione o di sostegno, hanno pareti ispessite nelle quali, all’interno della parete primaria, vengono depositati uno o più strati di parete secondaria. La porzione più esterna della parete, e quindi della cellula, è la lamella mediana (responsabile dell’adesione cellula-cellula). La parete secondaria (deposta soltanto da alcuni tipi cellularidopo aver cessato la crescita) è composta principalmente di fibre di cellulosa e piccole quantità di emicellulose e pectine; mostra quindi una ridotta flessibilità e svolge soprattutto funzioni di supporto. Può contenere lignina, suberina, cutina e cere.
Le pareti sono interrotte dai plasmodesmi, minuscoli forellini che mettono in comunicazione citoplasmatica cellule adiacenti.

La parete cellulare svolge numerose funzioni. Le principali sono:
- Mantiene/determina la forma e la grandezza della cellula
- È responsabile dell’architettura della pianta, determinando la struttura degli organi
- Fornisce supporto e resistenza meccanica
- Previene lo scoppio di cellule poste in una soluzione ipotonica e determina la genesi della pressione di turgore
- Controlla la velocità e la direzione d’accrescimento
- Ha una funzione di difesa; rappresenta una barriera fisica contro i patogeni
- Riduce la perdita di H2O dai tessuti con opportune modificazioni secondarie (cuticola, cellule suberificate, ecc.)

Vacuoli
È una cisterna tondeggiante rivestita da una membrana unitaria detta tonoplasto e contiene una soluzione acquosa detta succo vacuolare.
A maturità un singolo vacuolo occupa la quasi totalità dello spazio intracellulare. La cellula vegetale immatura contiene tipicamente numerosi piccoli vacuoli che, durante la fase di crescita per distensione, aumentano di dimensioni e si fondono in un singolo vacuolo.
I vacuoli sono compartimenti che svolgono diverse funzioni, riguardanti l’omeostasi cellulare, il turgore cellulare, i processi di detossificazione, le funzioni di riserva.

Plastidi
I plastidi sono organelli caratteristici della cellula vegetale, dove si svolgono molte delle attività metaboliche, come la fotosintesi, la biosintesi degli acidi grassi, degli amminoacidi e dell’amido. In base al colore i plastidi maturi sono distinti in cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti.
L’involucro dei plastidi è costituito da due membrane unitarie, la membrana esterna e la membrana interna; il compartimento tra le due membrane è detto spazio intermembrana.
I cloroplasti sono gli organelli in cui avviene la fotosintesi e sono presenti in tutti gli organismi autotrofi eucarioti. Sono di colore verde e i pigmenti in essi contenuti sono clorofilla e carotenoidi. Nelle piante sono presenti numerosi cloroplasti per cellula. Internamente è differenziato in un sistema di membrane, dette tilacoidi, immerse in una sostanza amorfa, detta stroma. Nello stroma risiedono gli enzimi coinvolti nell’organicazione del carbonio.
I cromoplasti hanno forma variabile e mancano di un sistema tilacoidale vero e proprio. Sono di colore giallo, arancio o rosso, mancano di clorofilla, ma sono ricchi in carotenoidi. Generalmente si differenziano a partire dai cloroplasti (si pensi ad esempio alla maturazione del pomodoro), ma possono derivare anche da proplastidi o leucoplasti (ad esempio nella carota). La conversione da cloroplasti comporta la degradazione delle clorofille e più in generale dell’apparato fotosintetico, e contemporaneamente la sintesi e l’accumulo di pigmenti carotenoidi. La conversione è legata a fattori endogeni (ormoni e nutrienti) ed ambientali (fotoperiodo e temperatura). Il processo può essere reversibile, per esempio, per effetto del freddo o di intensa illuminazione i cloroplasti possono arrossarsi per poi tornare verdi quando si ristabiliscono le condizioni iniziali.
I colori vivaci conferiti dai carotenoidi a molti fiori e frutti rivestono un ruolo importante nell’attrazione di animali impollinatori e di quelli coinvolti nella dispersione dei semi.
I leucoplasti sono plastidi incolori per l’assenza di pigmenti. Sono distinti in base alle sostanze prodotte e/o accumulate:
- elaioplasti: accumulano lipidi;
- proteinoplasti: accumulano proteine, ad esempio in alcune radici;
- amiloplasti: accumulano carboidrati sotto forma di amido.
Questi organelli sono particolarmente abbondanti nelle parti della pianta specializzate per l’accumulo, come radici, tuberi, rizomi, semi, midollo del fusto.
Gli amiloplasti maturi, il cui stroma è quasi interamente occupato da granuli di amido, assumono forme e dimensioni diverse, che dipendono dalla deposizione di strati di amido intorno a un centro di formazione detto ilo, che può essere centrale o eccentrico. In alcuni casi, come nella patata, intorno all’ilo si possono osservare diversi strati concentrici più chiari e più scuri.

Cellula vegetale (foto http://matmatprof.blogspot.it)