Cellula - Parete Cellulare

Ruoli principali

• Sostegno e protezione del protoplasto
• Determina la forma cellulare
• Permette crescita per distensione
• In cellule mature, può sopravvivere alla morte cellulare
• Interfaccia esterna: contatto diretto con ambiente o altre cellule
• Comunicazione: segnali chimici (con altre cellule o microorganismi)

Dinamicità

• La parete è un comparto dinamico: si modifica durante tutta la vita della cellula.
• Circa 15% dei geni del genoma di A. thaliana dedicati al rimodellamento della parete.

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Le 3D della cellula vegetale

1. Divisione → formazione parete primordiale (→ lamella mediana)
2. Distensione → parete primaria
3. Differenziamento → (opzionale) parete secondaria

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Formazione parete primordiale

• Avviene durante citodieresi
• Citoscheletro coinvolto:
  • Banda pre-profasica → segna piano divisione
  • Fragmoplasto → guida vescicole Golgi

Processo:

1. Vescicole Golgi → cariche di pectina
2. Guidate da microtubuli del fragmoplasto (↑↓)
3. Fusione vescicole → piastra cellulare
4. Piastra si estende centrifugamente
5. Quando si fonde con la parete laterale → diventa parete primordiale

Plasmodesmi

• Si formano durante la formazione della piastra
• Derivano da zone non saldate tra le vescicole
• Attraversati dal reticolo endoplasmatico
• Permettono comunicazione tra cellule figlie

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Composizione parete primordiale

• Unico componente: Pectine, in particolare poligalatturonani (omogalatturonani)
  • Monomero: acido galatturonico
  • Formano gel di pectato di calcio (ponti salini con Ca²⁺)
    • Proprietà regolabili:
      • pH: ↓ pH → meno dissociazione → meno legami Ca²⁺ → gel meno duro
      • Metilazione dei gruppi COOH → impedisce legami salini

Funzioni delle pectine

• Trattengono acqua → parete idratata
• Agiscono da collante tra cellule

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Parete primaria

• Deposizione centripeta (dall’esterno verso l’interno)
• Composizione:
  • Fibrillare: Cellulosa
  • Matrice: Pectine, Emicellulose, Proteine, Acqua + sali

Sintesi

• Cellulosa → sintetizzata dalla cellulosa sintasi (membrana plasmatica)
• Pectine → Golgi (cisterne cis)
• Emicellulose → Golgi (cisterne trans)
• Proteine → reticolo endoplasmatico

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Emicellulose

• Polimeri ramificati
• Più eterogenei della cellulosa
• Possono formare legami idrogeno con la cellulosa
  • Es: Xiloglucani → residui: glucosio, xilosio, galattosio, fucosio

Funzioni

• Creano rete a maglie con le microfibrille di cellulosa
• Legami deboli → sistema dinamico
• Origine di segnali:
  • Frammenti di xiloglucano → ormoni glicidici

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Funzione segnaletica delle componenti di parete

• Frammenti = oligosaccarine
  • da pectina → oligogalatturonidi
  • da xiloglucani
• Possono attivare:
  • Risposte a patogeni
  • Comunicazione interna tra cellule vegetali

Meccanismo di difesa

1. Fungo digerisce parete con enzimi
2. Pectine → rilascio di oligogalatturonidi
3. Riconosciuti da recettori sulla membrana
4. Attivazione cascata di difesa
   • Radicali liberi
   • Antimicrobici
   • Enzimi contro parete del fungo (glucanasi, chitinasi)
5. Doppio controllo:
   • Attacco a parete → esiste un nemico
   • Frammenti fungini → è un fungo