Enzimi antiossidanti:
- Superossido Dismutasi (SOD):la SOD converte il superossido (O2-), un ROS dannoso, in perossido di idrogeno (H2O2) e ossigeno (O2).
- Ascorbato perossidasi (APX):APX utilizza l'ascorbato (vitamina C) per ridurre l'H2O2 in acqua (H2O).
- Catalasi:la catalasi decompone direttamente l'H2O2 in acqua e ossigeno.
- Glutatione Reduttasi (GR):GR rigenera il glutatione ridotto (GSH), un importante antiossidante, dal glutatione ossidato (GSSG).
Antiossidanti non enzimatici:
- Glutatione (GSH):il GSH è un tripeptide che elimina direttamente i ROS e aiuta a mantenere l'equilibrio redox cellulare.
- Ascorbato (vitamina C):l'ascorbato è un antiossidante idrosolubile che riduce i ROS e rigenera altri antiossidanti come il GSH.
- Carotenoidi:i carotenoidi, come il beta-carotene e la luteina, estinguono l'ossigeno singoletto e altri ROS, proteggendo i componenti cellulari.
- Tocoferoli (vitamina E):i tocoferoli sono antiossidanti liposolubili presenti nelle membrane, dove eliminano i radicali liberi e prevengono la perossidazione lipidica.
- Flavonoidi:i flavonoidi sono pigmenti vegetali che possiedono proprietà antiossidanti e possono chelare gli ioni metallici che catalizzano la produzione di ROS.
Compartimentalizzazione:
- Cloroplasti:i cloroplasti sono i siti principali di produzione dei ROS durante la fotosintesi. Contengono sistemi antiossidanti specializzati, come il ciclo acqua-acqua, per mitigare i danni dei ROS.
- Perossisomi:i perossisomi sono organelli coinvolti in varie reazioni metaboliche che generano ROS. Possiedono catalasi e altri enzimi antiossidanti per disintossicare i ROS.
- Vacuoli:i vacuoli possono sequestrare ROS e ioni metallici, impedendo la loro interazione con componenti cellulari sensibili.
Segnalazione ROS e regolazione Redox:
- I ROS svolgono anche un ruolo cruciale nella segnalazione cellulare e nella regolazione redox. A bassi livelli, i ROS possono agire come molecole di segnalazione coinvolte in vari processi fisiologici, comprese le risposte di difesa, la crescita cellulare e la morte cellulare programmata.
- Le reazioni redox che coinvolgono ROS e antiossidanti mantengono l'omeostasi redox cellulare, che è essenziale per una corretta funzione cellulare.
Meccanismi di riparazione:
- Riparazione del DNA:i ROS possono causare danni ossidativi al DNA. Le cellule vegetali dispongono di meccanismi di riparazione del DNA, come la riparazione per escissione della base e la riparazione per escissione dei nucleotidi, per riparare il DNA danneggiato.
- Riparazione delle proteine:le proteine ossidate possono essere riparate attraverso processi come l'inversione della carbonilazione e la riduzione della metionina solfossido.
Questi meccanismi lavorano insieme per mantenere un delicato equilibrio tra la produzione di ROS e la disintossicazione, garantendo che le cellule vegetali possano funzionare in modo ottimale e rispondere adeguatamente alle sfide ambientali, riducendo al minimo i danni autoinflitti.
