Attività metabolica ridotta:
I semi dormienti mostrano una significativa riduzione del loro tasso metabolico rispetto alle piante in crescita attiva. Ciò si ottiene diminuendo l'attività complessiva di vari enzimi coinvolti nella respirazione cellulare. Di conseguenza, il seme consuma meno ossigeno e produce meno anidride carbonica.
Vie alternative di trasporto degli elettroni:
La catena di trasporto degli elettroni, dove avviene la maggior parte della sintesi di ATP durante la respirazione cellulare, può subire modifiche nei semi dormienti. Vie alternative, come la via alternativa dell’ossidasi (AOX), diventano più importanti. AOX consente il trasferimento di elettroni direttamente all'ossigeno senza passare attraverso l'intera catena di trasporto degli elettroni, riducendo al minimo la perdita di energia e la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS).
Difesa antiossidante migliorata:
I semi dormienti spesso accumulano alti livelli di antiossidanti, come acido ascorbico (vitamina C), tocoferoli (vitamina E), carotenoidi e flavonoidi. Questi antiossidanti aiutano a proteggere i componenti cellulari, compresi gli enzimi coinvolti nella respirazione cellulare, dal danno ossidativo causato dai ROS.
Regolamento del ciclo TCA:
Il ciclo dell’acido tricarbossilico (TCA), noto anche come ciclo di Krebs, svolge un ruolo cruciale nella respirazione cellulare. Nei semi dormienti, l'attività di alcuni enzimi nel ciclo del TCA può essere alterata per ridurre la produzione di intermedi utilizzati nei processi anabolici. Ciò consente al seme di deviare le risorse verso le molecole di accumulo di energia.
Attivazione del ciclo del gliossilato:
Alcuni semi dormienti attivano il ciclo del gliossilato, che funziona insieme al ciclo TCA. Il ciclo del gliossilato consente la conversione degli acidi grassi, immagazzinati come trigliceridi, in carboidrati. Questo percorso alternativo aiuta il seme a mobilitare le riserve immagazzinate e a generare energia senza la completa degradazione delle molecole lipidiche.
Conservazione dei carboidrati:
Invece di consumare tutta l’energia prodotta durante la respirazione cellulare, i semi dormienti ne immagazzinano una parte significativa sotto forma di carboidrati, principalmente sotto forma di amido o saccarosio. Questa strategia di stoccaggio dell’energia garantisce che il seme abbia riserve prontamente disponibili per la germinazione e la crescita precoce delle piantine.
Mantenimento dei livelli ATP:
I semi dormienti mantengono livelli relativamente bassi di ATP, appena sufficienti per sostenere i processi cellulari essenziali e i meccanismi di riparazione. La produzione di ATP è strettamente regolata per ridurre al minimo il dispendio energetico e prevenire danni derivanti da un’eccessiva produzione di ROS.
Nel complesso, le modificazioni della respirazione cellulare nei semi dormienti contribuiscono alla loro notevole capacità di resistere a condizioni ambientali difficili, mantenere l’integrità cellulare e rimanere vitali per periodi prolungati fino a quando non si verificano condizioni favorevoli per la germinazione.
