Metabolismo dei carboidrati di stoccaggio

Abstract

Oltre ad altri ruoli, i carboidrati sono la principale fonte di energia per tutti gli esseri viventi. Quasi il 30% dei carboidrati nelle piante sono utilizzati per la biosintesi della parete cellulare da ogni cellula. Lo scheletro di carbonio deve anche essere deviato per la sintesi di sostanze chimiche di difesa (metaboliti secondari) per scoraggiare l’erbivoro. Questo richiede un flusso continuo di carboidrati dalla fonte al sink. Nelle piante autotrofe la CO2 viene fissata nelle parti verdi con conseguente produzione di zuccheri semplici (monosaccaridi). Durante la notte, i fotosintati in eccesso immagazzinati come amido transitorio nei cloroplasti sono trasportati in altre parti della pianta dopo essere stati convertiti in forma solubile (Fig. 9.1). Gli zuccheri sono trasportati nella forma solubile meno reattiva, principalmente come saccarosio dalla fonte (sito della sua sintesi) al pozzo (sito del suo utilizzo) anche se carboidrati diversi dal saccarosio sono anche traslocati, che includono raffinosio, verbascosio e stachiosio. L’amido è la forma primaria di stoccaggio dei carboidrati. Tuttavia, ci sono casi in cui anche il saccarosio viene immagazzinato, per esempio nella canna da zucchero e nella barbabietola. In alcune piante i fruttani sono la forma di stoccaggio dei carboidrati. Nei membri della famiglia delle graminacee, l’amido è immagazzinato nei grani. Anche se il metabolismo dei carboidrati è simile in altri organismi, ci sono alcune caratteristiche uniche che rendono le piante distinte. Queste includono la loro natura autotrofica e la presenza di una classe specializzata di organelli, cioè i plastidi. Oltre ai plastidi, anche il citosol e i vacuoli sono coinvolti nel metabolismo dei carboidrati (Fig. 9.2). A causa della loro incapacità di spostarsi in un luogo più sicuro in condizioni ambientali sfavorevoli, le piante hanno un metabolismo flessibile e molte volte mostrano percorsi metabolici alternativi. In questo capitolo, l’obiettivo principale sarà il metabolismo della forma di stoccaggio dei carboidrati nelle piante.