Biosintesi delle Cere e Lignificazione

Biosintesi delle Cere

• La biosintesi delle cere, in particolare delle paraffine, inizia nei plastidi, dove vengono prodotti gli acidi grassi.
• Gli acidi grassi vengono trasportati al reticolo endoplasmatico dove vengono allungati da enzimi chiamati elongasi.
• Successivamente, una decarbossilasi rimuove il gruppo carbossilico terminale degli acidi grassi, trasformandoli in idrocarburi.
• Gli idrocarburi vengono trasportati alla membrana plasmatica, da lì attraversano la parete cellulare grazie a proteine di trasferimento lipidico (lipid trasfer protein).
• Il processo di sintesi dei ceridi segue in parte le tappe della produzione delle cutine.

Lignificazione

• La lignificazione conferisce alle cellule della parete cellulare resistenza chimica e meccanica.
• Durante il differenziamento cellulare, i plasmodesmi vengono chiusi in modo permanente, ad esempio nelle cellule di guardia degli stomi.
• L'aumento della permeabilità dei plasmodesmi è stato osservato durante l'infezione virale, dove il passaggio dell'acido nucleico è accompagnato da una proteina di grandi dimensioni (40 kDa).
• Le piante, come i virus, usano i plasmodesmi per il trasporto di proteine di trascrizione e mRNA.

Simplasto

• Il simplasto è l'insieme delle cellule che comunicano attraverso i plasmodesmi.
• La comunicazione attraverso i plasmodesmi coinvolge molecole diverse e segnali, ad esempio, la risposta della pianta a un insetto che si posa sulla foglia.
• Durante lo sviluppo embrionale, l'embrione è inizialmente un unico simplasto, che si separa in domini simplastici durante lo sviluppo a stadio torpedo e maturo.
• L'esperimento con il gametofito della felce dimostra l'importanza dei simplasti nella comunicazione cellulare.

Cellulosa

• Tutte le parole che iniziano con "cello" derivano dalla cellulosa.
• La cellulosa può subire modifiche chimiche per l'aggiunta di gruppi funzionali, che portano alla formazione di celluloide, un materiale utilizzato in diversi oggetti.

Cuticola

• La cuticola è uno strato idrofobico che può essere staccato dall'epidermide.
• La cuticola è presente precocemente nell'embrione e riveste l'epidermide nella porzione che originerà gli organi epigei della pianta.
• La cuticola è particolarmente abbondante nelle piante che vivono in ambienti aridi, per proteggersi da una eccessiva evaporazione.
• La deposizione della cuticola è spesso asimmetrica, formando uno strato solo sulla parete tangenziale esterna.

Componenti della Cuticola

• Cere: sono le componenti più idrofobiche della cuticola e sono formate da:
  • Idrocarburi alifatici: sono le componenti più idrofobiche in assoluto in quanto contengono alcani, ovvero catene formate solo da atomi di carbonio e idrogeno.
  • Ceridi: sono esteri formati dalla reazione tra un alcol a catena alifatica e un acido alifatico.
• La struttura nano-strutturata delle cere epicuticolari, il cui esempio più noto è l'effetto loto osservato nella pianta di loto (Nelumbo nucifera), ha ispirato diverse applicazioni nanotecnologiche.
• L'effetto loto è il fenomeno di autopulitura dovuto alla forte idrofobicità delle cere epicuticolari che, grazie alla loro nano-struttura, permettono alle gocce d'acqua di rotolare sulla superficie, portando con sé lo sporco.
• Cutine: sono più semplici delle cere, formate solo da esteri di idrossiacidi e sono leggermente più idrofile.
• Le cutine funzionano come collante tra le cere e i polisaccaridi della parete cellulare grazie ai gruppi alcolici non legati.
• Gli idrossiacidi sono molecole alifatiche a lunga catena che presentano un gruppo carbossilico e uno o più gruppi ossidrilici.
• Le cutine formano reticolati tridimensionali attraverso legami estere tra gruppi carbossilici e gruppi alcolici, mantenendo un certo numero di gruppi alcolici che le rendono leggermente più idrofile delle cere.