Perché una pianta viene scelta per lo studio delle sue cellule?
doc-2410
Per lo studio della biologia molecolare delle cellule vegetali e del cloroplasto vengono utilizzate piante modello come Arabidopsis thaliana. Idealmente, questi organismi hanno genomi piccoli che sono ben noti o completamente sequenziati, di piccola statura e brevi tempi di generazione. Il mais è stato utilizzato per studiare i meccanismi di fotosintesi e floem caricamento dello zucchero nelle piante C4. L' alga verde monocellulare Chlamydomonas reinhardtii, pur non essendo embriofita in sé, contiene un cloroplasto pigmentato verde legato a quello delle piante terrestri, rendendolo utile allo studio. Un' alga rossa Cyanidioschyzon merolae è stata utilizzata anche per studiare alcune funzioni di base dei cloroplasti. Spinaci, piselli, soia e un muschio patine Physcomitrella sono comunemente utilizzati per studiare la biologia delle cellule vegetali.
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doc-2420
L' anatomia vegetale è lo studio della struttura delle cellule e dei tessuti vegetali, mentre la morfologia vegetale è lo studio della loro forma esterna. Tutte le piante sono eucarioti multicellulari, il loro DNA immagazzinato in nuclei. Le caratteristiche peculiari delle cellule vegetali che le distinguono da quelle di animali e funghi comprendono una parete cellulare primaria composta da polisaccaridi cellulosa, emicellulosa e pectina, vacuoli più grandi che in cellule animali e la presenza di plasticidi con funzioni fotosintetiche e biosintetiche uniche come nei cloroplasti. Altri plastidi contengono prodotti di conservazione come amido (amiloplasti) o lipidi (elaioplasti). Unicamente, le cellule streptofite e quelle dell' ordine algale verde Trentepohliales dividono per la costruzione di un frasegmoplasto come modello per la costruzione di una piastra cellulare tardiva divisione cellulare.
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doc-2391
Gli sviluppi del XX secolo nella biochimica vegetale sono stati guidati da moderne tecniche di analisi chimica organica, come la spettroscopia, la cromatografia e l' elettroforesi. Con l' ascesa dei relativi approcci biologici su scala molecolare di biologia molecolare, genomica, proteomica e metabolomica, il rapporto tra il genoma delle piante e la maggior parte degli aspetti della biochimica, fisiologia, morfologia e comportamento delle piante può essere sottoposto a dettagliate analisi sperimentali. Il concetto originariamente affermato da Gottlieb Haberlandt nel 1902, secondo cui tutte le cellule vegetali sono totipotenti e possono essere coltivate in vitro, ha permesso l' uso sperimentale dell' ingegneria genetica per eliminare un gene o geni responsabili di un tratto specifico, o per aggiungere geni come la GFP che riportano quando un gene di interesse viene espresso. Queste tecnologie consentono l' uso biotecnologico di piante intere o colture di cellule vegetali coltivate in bioreattori per sintetizzare pesticidi, antibiotici o altri prodotti farmaceutici, nonché l' applicazione pratica di colture geneticamente modificate destinate a caratteristiche quali il miglioramento della resa.
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doc-2393
Lo studio delle piante è vitale perché sono alla base di quasi tutta la vita animale sulla Terra, generando una gran parte dell' ossigeno e del cibo che forniscono agli esseri umani e ad altri organismi la respirazione aerobica con l' energia chimica di cui hanno bisogno per esistere. Piante, alghe e cianobatteri sono i principali gruppi di organismi che realizzano la fotosintesi, un processo che sfrutta l' energia della luce solare per convertire acqua e anidride carbonica in zuccheri utilizzabili sia come fonte di energia chimica che di molecole organiche utilizzate nei componenti strutturali delle cellule. Come sottoprodotto della fotosintesi, le piante rilasciano ossigeno nell' atmosfera, un gas necessario a quasi tutti gli esseri viventi per la respirazione cellulare. Inoltre, sono influenti nei cicli globali del carbonio e dell' acqua e le radici delle piante legano e stabilizzano i suoli, prevenendo l' erosione del suolo. Le piante sono cruciali per il futuro della società umana in quanto forniscono cibo, ossigeno, medicine e prodotti per le persone, oltre a creare e preservare il suolo.
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doc-2386
Nel corso del 18 ° secolo, i sistemi di identificazione delle piante sono stati sviluppati paragonabili a chiavi dicotomiche, dove le piante non identificate sono collocate in gruppi tassonomici (ad esempio, per esempio. famiglia, genere e specie) operando una serie di scelte tra coppie di caratteri. La scelta e la sequenza dei caratteri possono essere artificiali in chiavi concepite esclusivamente per l' identificazione (tasti diagnostici) o più strettamente correlate all' ordine naturale o fillettico dei taxa in chiavi sinottiche. Nel 18 ° secolo, nuove piante per lo studio stavano arrivando in Europa in numero crescente da paesi di recente scoperta e le colonie europee in tutto il mondo. Nel 1753 Carl von Linné (Carl Linnaeus) pubblicò la sua Specie Plantarum, una classificazione gerarchica delle specie vegetali che rimane il punto di riferimento della moderna nomenclatura botanica. Questo ha stabilito uno schema di denominazione binomio standardizzato o in due parti, dove il primo nome rappresentava il genere e il secondo identificava la specie all' interno del genere. Ai fini dell' identificazione, il Systema Sexuale di Linneo ha classificato le piante in 24 gruppi in base al numero dei loro organi sessuali maschili. Il 24° gruppo, Cryptogamia, comprendeva tutte le piante con parti riproduttive nascoste, muschi, epatiche, felci, alghe e funghi.
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doc-2382
La botanica moderna è un argomento ampio e multidisciplinare con contributi provenienti dalla maggior parte delle altre aree scientifiche e tecnologiche. I temi di ricerca includono lo studio della struttura delle piante, crescita e differenziazione, riproduzione, biochimica e metabolismo primario, prodotti chimici, sviluppo, malattie, relazioni evolutive, sistematiche e tassonomia delle piante. Temi dominanti nella scienza vegetale del XXI secolo sono la genetica molecolare e l' epigenetica, che sono i meccanismi e il controllo dell' espressione genica durante la differenziazione di cellule e tessuti vegetali. La ricerca botanica ha diverse applicazioni nella fornitura di alimenti di base, materiali come legno, olio, gomma, fibre e farmaci, nell' orticoltura moderna, in agricoltura e silvicoltura, nella propagazione delle piante, nell' allevamento e nella modificazione genetica, nella sintesi di prodotti chimici e materie prime per la costruzione e la produzione di energia, nella gestione ambientale e nel mantenimento della biodiversità.
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doc-2385
Il medico Valerius Cordus (1515-1544) è autore di una Historia Plantarum di erbe botanicamente e farmacologicamente importante nel 1544 e di una farmacopea di importanza duratura, il Dispensatorium nel 1546. Naturalista Conrad von Gesner (1516-1565) ed erborista John Gerard (1545-c). 1611) erboristici pubblicati riguardanti gli usi medicinali delle piante. Il naturalista Ulisse Aldrovandi (1522-1605) era considerato il padre della storia naturale, che comprendeva lo studio delle piante. Nel 1665, utilizzando un primo microscopio, Polymath Robert Hooke scoprì le cellule, un termine da lui coniato, nel sughero, e poco tempo dopo nei tessuti vegetali viventi.
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doc-3620
La comunicazione è osservata all' interno dell' organismo vegetale, ossia all' interno delle cellule vegetali e tra le cellule vegetali, tra vegetali della stessa specie o di specie affini e tra vegetali e organismi non vegetali, in particolare nella zona radicale. Le radici delle piante comunicano con batteri rizomi, funghi e insetti nel terreno. Queste interazioni sono regolate da regole sintattiche, pragmatiche e semantiche,[necessariecitazioni] e sono possibili a causa del "sistema nervoso" decentralizzato delle piante. Il significato originale della parola "neurone" in greco è "fibra vegetale" e recenti ricerche hanno dimostrato che la maggior parte dei processi di comunicazione delle piante microrganismi sono neuronali. Le piante comunicano anche attraverso i volatili quando sono esposte al comportamento di attacco erbivoro, avvertendo così le piante vicine. In parallelo producono altri volatili per attirare parassiti che attaccano questi erbivori. In situazioni di stress le piante possono sovrascrivere i genomi ereditati dai genitori e tornare a quelli dei loro nonni o bisnonni. Citazione necessaria] tra cellule vegetali.
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doc-2422
L' apparato radicale e il sistema dei germogli sono interdipendenti - l' apparato radicale solitamente non fotosintetico dipende dal sistema dei germogli per il cibo, e il sistema dei germogli solitamente fotosintetici dipende dall' acqua e dai minerali dell' apparato radicale. Le cellule di ogni sistema sono in grado di creare cellule dell' altro e produrre germogli o radici avventizi. Stoloni e tuberi sono esempi di germogli che possono crescere radici. Le radici che si propagano vicino alla superficie, come quelle dei salici, possono produrre germogli e infine nuove piante. In caso di smarrimento di uno dei due sistemi, l' altro può spesso riprodurlo. Infatti è possibile coltivare un' intera pianta da una singola foglia, come nel caso di Saintpaulia, o addirittura da una singola cellula - che può dedifferenziarsi in un callo (una massa di cellule non specializzate) che può crescere in una nuova pianta. Nelle piante vascolari, lo xilema e il floema sono i tessuti conduttori che trasportano risorse tra germogli e radici. Le radici sono spesso adattate per conservare alimenti come zuccheri o amidi, come le barbabietole da zucchero e le carote.
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doc-4464
La fissazione dell' azoto Rhizobia è un caso interessante, in cui gli elementi coniugativi si impegnano naturalmente nella coniugazione tra i regni. Elementi come i plasmidi Agrobacterium Ti o Ri contengono elementi che possono essere trasferiti alle cellule vegetali. I geni trasferiti entrano nel nucleo delle cellule vegetali e trasformano efficacemente le cellule vegetali in fabbriche per la produzione di opine, che i batteri utilizzano come fonti di carbonio ed energia. Le cellule infette delle piante formano tumori alla corona gallina o alla radice. I plasmidi Ti e Ri sono quindi endosimbionti dei batteri, che a loro volta sono endosimbionti (o parassiti) della pianta infetta.
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doc-2412
L' epigenetica è lo studio di alterazioni ereditabili mitoticamente e/o meioticamente nella funzione genica che non possono essere spiegate da cambiamenti nella sequenza del DNA sottostante, ma fanno sì che i geni dell' organismo si comportino (o "si esprimano") in modo diverso. Un esempio di cambiamento epigenetico è la marcatura dei geni da metilazione del DNA che determina se essi saranno espressi o meno. L' espressione genica può anche essere controllata dalle proteine repressori che si attaccano alle regioni silenziatrici del DNA e impediscono l' espressione di tale regione del codice DNA. I segni epigenetici possono essere aggiunti o rimossi dal DNA durante le fasi programmate di sviluppo della pianta e sono responsabili, ad esempio, delle differenze tra antere, petali e foglie normali, nonostante abbiano tutti lo stesso codice genetico sottostante. I cambiamenti epigenetici possono essere temporanei o rimanere attraverso divisioni cellulari successive per il resto della vita della cellula. Alcuni cambiamenti epigenetici si sono dimostrati ereditabili, mentre altri vengono resettati nelle cellule germinali.
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