FUNZIONI DEL VACUOLO 1. Ruolo osmotico a) supporto meccanico b) forza motrice per la distensione cellulare c) funzione stomatica 2. Limitazione della massa citoplasmatica 3. pH e omeostasi 4. Riserva 5. Funzioni digestive 6. Difesa da patogeni microbici e da erbivori

COMPOSIZIONE CHIMICA DEL SUCCO VACUOLARE ACQUA IONI INORGANICI ACIDI ORGANICI CARBOIDRATI: MONOSACCARIDI DISACCARIDI POLISACCARIDI AMINOACIDI ENZIMI IDROLITICI METABOLITI SECONDARI

Vacuolo: ruolo nella crescita per distensione

La crescita per distensione è dovuta all’espansione del vacuolo

L’osmosi e il vacuolo E’ una diffusione di acqua attraverso una membrana selettivamente permeabile, con l’osmosi non si raggiunge MAI la parità di concentrazione fra interno ed esterno, a differenza della diffusione Se l’ambiente esterno è IPOTONICO l’acqua entra nel citosol e nel vacuolo ed il volume cellulare aumenta, ma solo fino ad un certo punto:la parete eserciterà una CONTROPRESSIONE che ricaccerà l’acqua fuori. Risultato??? TURGORE CELLULARE (= migliore condizione di vita per la cellula vegetale) Ψ osm = pressione osmotica (π= nRT dove n= numero di moli per litro di soluzione acquosa) (dipende dalla concentrazione del soluto nel vacuolo) Ψpar = forza meccanica della parete cellulare Il potenziale idrico di una cellula turgida è NULLO, perchè? Ψcell= Ψosm + Ψpar (somma algebrica) = 0 (le due Ψ si equivalgono, ma hanno segno opposto)

dove: π = pressione osmotica (atm); V = volume della soluzione (L) n = numero di moli del soluto (mol) R = costante universale dei gas = 0,0821 (L·atm) / (mol·K) T = temperatura (K)

Per il mantenimento della pressione di turgore nelle cellule in espansione i soluti devono essere attivamente trasportati dentro i vacuoli

La cellula appassisce ed ha SETE Ψpar=0, quindi Ψcell= Ψosm Quando la soluzione esterna è isotonica c’è un equilibrio dinamico esterno/interno, con nessun spostamento netto di acqua Quando la soluzione esterna è ipertonica, la cellula perde acqua e diminuisce di volume (fenomeno della PLASMOLISI) La cellula appassisce ed ha SETE Ψpar=0, quindi Ψcell= Ψosm

I vacuoli nascono da processi di differenziamento da altri sistemi membranosi

Carboidrati Nei parenchimi di riserva dei frutti, nella radice, nel fusto Glucosio Saccarosio Fruttani e mannani Mucillaggini Importanti perché: Legano le molecole di acqua Abbassano il punto di congelamento Abbassano il potenziale osmotico richiamando acqua nel vacuolo

Molte cellule vegetali contengono, almeno durante alcuni stadi di sviluppo, due tipi di vacuoli funzionalmente distinti.

Vacuolo come compartimento litico Svolge la funzione idrolitica esplicata dai lisosomi nelle cellule animali Coinvolto nel turnover di quasi tutti i componenti cellulari (ricambio e recupero)

La presenza di enzimi come le RNAasi è importante anche come difesa contro funghi e patogeni Fra gli altri vi sono glucanasi e chitinasi

Vacuolo – alcaloidi

Pigmenti una numerosa classe di fenoli naturali Sono responsabili del colore di fiori e frutti e svolgono una funzione vessillare. Possono riflettere la luce ultravioletta e visibile prevenendo danni all’apparato fotosintetico

Terpeni Costituiti da unità isopreniche cioè da 5 o multipli di 5 unità di carbonio Generalmente liposolubili ed incolori. Quelli a più basso P.M. sono volatili e notevolmente odorosi. Principali costituenti degli olii essenziali ed accumulati nei vacuoli di fiori, frutti, foglie, fusti, rizomi e semi profumati. Ruolo importante nell’ attrarre insetti impollinatori

Tannini Polimeri fenolici solubili in acqua. Grande variabilità strutturale, P.M. varia da 500 a 3000 Da. Posseggono proprietà tipiche dei fenoli ed hanno la capacità di far precipitare le proteine. Hanno una colorazione marrone-nerastra, vengono facilmente ossidati. Svolgono un ruolo di protezione contro l’ attacco di microrganismi