Assimilazione del ferro

Il ferro è un importante micronutriente, presente in gran quantità nel terreno. Negli organismi vegetali è un elemento necessario per lo svolgimento di numerose funzioni giacché, anche a titolo di esempio, in alcuni enzimi possiede una importante funzione catalitica.

Nonostante la buona presenza di ferro nel suolo, visto che costituisce circa il 3-5% del volume della crosta terrestre, questo metallo, a causa delle sue caratteristiche chimiche, non è facilmente assorbito dagli organismi vegetali.

Solubilità del ferro e pH del terreno

Il ferro può esistere in due differenti stati di ossidazione. Il ferro ferroso (Fe++) è idrosolubile a differenza del ferro ferrico (Fe3+) che non solubilizza con facilità. Il grado di solubilità del ferro a livello del terreno dipende, in larga misura, dal pH; a valori di pH leggermente acidi, ad esempio tra pH 5 e pH 8 il ferro è quasi esclusivamente presente nella forma più ossidata, in altre parole sotto forma di ferro ferrico, che non è assorbiti dalla radice della pianta.

Ferro libero e ferro chelato

Oltre al pH del terreno, un altro parametro può determinare l'effettiva concentrazione di ferro libero nel terreno. Vista la natura cationica del ferro, infatti, la maggior parte di esso è presente in forma chelata o "sequestrata" da agenti chelanti. Anche per questa ragione, la disponibilità totale del ferro libero per la pianta diminuisce drasticamente.

Strategie di assimilazione del ferro

Gli organismi vegetali hanno messo a punto alcune differenti strategie per l'assorbimento del ferro dal suolo, in prima analisi alcuni gruppi di piante secernono dei particolari composti organici, come l'acido malico e l'acido citrico che da un lato abbassano il pH del terreno, essendo degli acidi deboli e dall'altro dechelano il ferro. Un altra strategia è quella di ridurre il ferro, mediante il passaggio su di esso di elettroni che lo fanno passare dallo stato ferrico allo stato ferroso.

Trasporto del ferro

Il ferro ferroso è trasportato all'interno della cellula attraverso dei trasportatori a bassa affinità, attivi quando la concentrazione di ferro è ottimale, e grazie a trasportatori ad alta affinità, quindi funzionali quando la concentrazione di ferro è molto bassa. In aggiunta, è stato sperimentalmente osservato, che basse concentrazioni di ferro promuovono la trascrizione del gene IRT in Arabidopsis thaliana, il quale esprime una proteina a bassa affinità. Altre specie, in modo simile, esprimono dei geni che portano alla formazione di fitometallofori che, genericamente, trasportano sia il ferro sia altri metalli.

In alcune specie, tuttavia, il trasporto del ferro è particolare poiché avviene grazie alla sintesi di fitosiderofori che chelano il ferro all'esterno e lo trasportano verso il simplasto sotto forma chelata; l'acido amenico è, ad esempio, un fitosideroforo.

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