Cellula vegetale

Cominciamo a parlare dei vegetali partendo dalle loro cellule: cercheremo di individuare quali sono le caratteristiche che le distinguono dalle cellule degli animali.

Parete cellulare

La caratteristica peculiare più importante che distingue le cellule vegetali da quelle animali, oltre la presenza del vacuolo e dei plastidi, è l'aggiunta di una parete cellulare che circonda il protoplasto (l'interno della cellula circondato dalla membrana). Essa sostiene e protegge la cellula.

Per capire cos'è, come è fatta e come funziona la parete delle cellule vegetali, seguiamo la sua formazione dall'inizio, e cioè dalla formazione delle nuove cellule, la mitosi. Questa avviene come di consueto, con la formazione dei cromosomi, la loro separazione e la formazione di due nuclei separati dalle due parti. È a questo punto, l'ultima fase della mitosi, che cominciano le grandi differenze dalle cellule animali e vegetali

La lamella mediana

Si tratta della primissima fase di formazione della parete cellulare, e consiste nella formazione di una piastra cellulare che pian piano arriverà a separare le due nuove cellule. Ma cos'è e come si forma questa piastra cellulare? Possiamo dire che è il "cantiere" di costruzione della futura parete cellulare, il luogo dove viene portato e assemblato il materiale da costruzione.

Questo materiale è, all'inizio, pectina e sostanze simili: è una sostanza gelificante, altamente idrofila; una "colla" elastica che servirà a tenere insieme le cellule, permettendo comunque la loro crescita.

Come moltissime altre sostanze prodotte dalla cellula, questa viene trasportata da vescicole dell'apparato di Golgi, piccole "bollicine" delimitate da una membrana che ha la stessa struttura della membrana cellulare. In questo caso questa caratteristica è molto importante, e scopriremo presto il perché. Le vescicole vengono trainate da un fuso di microtubuli (chiamato fragmoplasto), molto simile al fuso mitotico, e in effetti si comporta in maniera molto simile, perché porta tutte le vescicole contenenti questo materiale da costruzione sul piano equatoriale della cellula, dove prima si erano allineati e divisi i cromosomi.

Radunate sul piano equatoriale, le vescicole si fondono tra loro, formano un disco che man mano si allarga, partendo dal centro e - guidato da filamenti di actina (la stessa sostanza di cui sono fatti i muscoli) - espandendosi fino a raggiungere il bordo della cellula. A questo punto, quelle che erano le membrane delle vescicole si fondo con la membrana cellulare: si sono formate due nuove membrane cellulari delle due cellule figlie, e tra queste due membrane si trova la pectina portata lì dalle vescicole.

Questo strato di pectina costituisce la lamella mediana, il primo strato della parete cellulare, quello che separa le cellule tra loro. Nella formazione della piastra cellulare, però, capita che alcune parti del reticolo endoplasmatico rimangano intrappolati un po' da una parte un po' dall'altra: non è un errore, anzi quei "condotti" che si vengono così a formare attraverso la lamella mediana, condotti di citoplasma attraversati da tubuli di reticolo endoplasmatico, saranno i "corridoi" attraverso i quali le cellule potranno comunicare e scambiarsi sostanze, anche quando la parete sarà ben più spessa di adesso. Questi condotti hanno un nome: si chiamano plasmodesmi, e i tubuli di reticolo endoplasmatico che li attraversano sono i desmotubuli.

La parete primaria

Dopo la formazione della lamella mediana, comincia la costruzione della parte principale della parete, la parete primaria. Dato che ora le due cellule sono separate, ognuna si costruisce la sua parete dall'interno, depositandola sul suo lato della lamella mediana.

Il componente fondamentale con cui viene costruita la parete primaria è anche il componente più diffuso e conosciuto dei vegetali: la cellulosa. Questa è un polimero di glucosio, cioè una catena formata da tante unità di glucosio (che hanno forma esagonale) legate tra loro; queste unità hanno la proprietà di coordinarsi con le unità di catene adiacenti in micelle, formando una rigida struttura cristallina. Così diverse catene di cellulosa si organizzano in un fascio chiamato microfibrilla, particolarmente resistente proprio per queste caratteristiche cristalline della cellulosa.

Le microfibrille di cellulosa sono, appunto, dei fili, e come tali la cellula li deve filare. Per prima cosa le "macchine" per filare la cellulosa ( si chiamano cellulosa sintasi o più semplicemente rosette, e sono un complesso di enzimi, a forma di cilindretto esagonale cavo all'interno ) vengono portate sul posto dalle solite vescicole dell'apparato di Golgi, si inseriscono nella membrana cellulare, si agganciano a microtubuli corticali (microtubuli che corrono sulla faccia interna della membrana cellulare), e cominciano a filare.

La materia prima, il glucosio, arriva alle rosette trasportato da un nucleotide fosforilato, l'uridina difosfato (sotto forma di UDP-glucosio, quindi); all'interno della cavità delle rosette viene sintetizzata la cellulosa, che esce dal lato esterno della membrana come microfibrilla. Man mano che "fila" la microfibrilla, la rosetta si sposta lungo il microtubulo al quale è aggancianta, che funziona così da "guida" per stabilire la direzione lungo la quale formare la microfibrilla.

Abbiamo detto che le microfibrille vengono filate dalla cellula, e proprio come fili, formeranno un tessuto: più microfibrille si allineano e avvolgono tra loro in un fascio, chiamato macrofibrilla.

La parete secondaria

La parete secondaria é tipica delle cellule che hanno terminato il processo di distensione e differenziamento. Si distingue dalla parete primaria per la natura delle componenti. Infatti nella parete secondaria troviamo altre sostanze come la lignina e percentuali differenti delle sostanze presenti anche nella parte primaria. Inoltre, nella parete primaria le catene di cellulosa di aggregano in una struttura amorfa, mentre nella parete secondaria si ha una struttura più eterogenea che dà una maggiore rigidità alla cellula.

Vacuolo

I vacuoli sono sacche nelle quali si accumulano acqua, prodotti di rifiuto o sostanze nutritive. Le cellule vegetali spesso presentano un unico, grosso vacuolo centrale ripieno d'acqua, che occupa più del 90% dello spazio interno e che, premendo sulla membrana plasmatica, contribuisce a mantenere turgida la cellula e a sostenere la pianta.

Plastidi

I plastidi sono degli organuli aventi un involucro costituito da due membrane unitarie che delimitano una cavità piena di stroma.

Cloroplasti

I cloroplasti sono i plastidi più importanti, essi contengono la clorofilla, da cui assumono il caratteristico colore verde e sono la sede della fotosintesi.