TEMA 1. PARET CEL·LULAR (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 22/10/2014 (Actualizado: 18/05/2015)
Descargas 31
Subido por

Descripción

Professora: Roser Toldrà

Vista previa del texto

FISIOLOGIA VEGETAL PECULIARITATS DE LA VIDA VEGETAL: relació nutrició i forma Fins a finals del segle XIX, la vida es dividia en dos regnes: animal i vegetal. Els animals eren totes aquelles formes de vida que es movien i ingerien aliment, i els vegetals els que no ingerien aliment (sinó que el produïen ells mateixos) i eren de color verd.
A partir del segle XX, la classificació ja va passar a ser en cinc regnes, segons el funcionament, la morfologia, l’estructura...
- Monera (bacteris, eubacteris...).
Protists (protozous).
Fongs.
Vegetal.
Animal.
En l’estudi dels vegetals sobretot ens interessa el funcionament de les plantes superiors, ja que a partir d’aquest podem deduir el de les més inferiors.
La planta és un ésser viu pluricel·lular, eucariota, que obté l’energia del sol i la transforma en energia química que utilitza pel seu creixement. Aquest procés de transformació de l’energia s’anomena fotosíntesi. És un procés molt complex, amb molts factors.
CARACTERÍSTIQUES QUE DIFERENCIEN LES PLANTES DELS ANIMALS - Les plantes són sistemes oberts que intercanvien matèria i energia amb el medi.
Són sistemes ontogènics, és a dir, que canvien al llarg de la vida de la planta.
Jerarquia de complexitat: en un planta hi ha diferents teixits, estructures, tipus de cèl·lules, que tenen diferents funcions les unes de les altres i que en conjunt fan el funcionament global de la planta.
L’estructura bàsica que tenen totes les plantes és: arrels, tija i fulles. A més poden tenir o no flors. Si tenen flors son plantes angiospermes, si no en tenen són gimnospermes.
DIFERÈNCIES DEL REGNE VEGETAL AMB ELS ALTRES REGNES - Les plantes són immòbils. Estan ancorades al terra, no poden marxar del lloc. Per això es relacionen moltíssim amb l’entorn i s’adapten a les condicions estructuralment.
Són col·lectors solars, productors primaris. Amb l’energia del sol sintetitzen matèria orgànica pel seu creixement.
Depenen del sòl. Com hi estan ancorades i no poden anar a cap altre lloc, és d’on han de treure tot el que necessiten.
Perden aigua a favor de l’atmosfera contínuament a causa de la transpiració. El 98% de l’aigua que absorbeixen es perd d’aquesta manera. Durant la fotosíntesi l’aigua s’escapa pels orificis pels quals entra el CO2. Per tant hi ha d’haver un control de la captació del CO2 per no perdre molta aigua.
- - - Si es perd molta aigua, els estomes de les fulles es tanquen i no es pot donar la fotosíntesi. S’ha de trobar el punt d’equilibri.
Tot el que capten del terra per les arrels ha de ser transportat a tota la planta. Per això hi ha uns teixits conductors anomenats xilema i floema.
Les plantes han de tenir un sistema de suport rígid, per poder suportar el pes de la gravetat, però que permeti la comunicació per dins de la planta.
Estan sotmeses a l’ambient i tenen problemes estacionals. Han de tenir sistemes de mesura de l’entorn i maneres d’adaptar-se (ja que no tenen sistema nerviós). També tenen protecció davant ambients molt canviants que l’estressen, però no contra les agressions.
Les plantes tenen un desenvolupament continu. Una planta creix sempre, fins que mor (no com els animals). El creixement està controlat per hormones (fitohormones), no per l’ambient. Les hormones són sintetitzades per la pròpia planta.
Durant l’evolució, les plantes s’han adaptat a les condicions dels medis. L’evolució ha portat a tres models de funcionament de planta: C3, C4 i CAM.
Tenen un sistema de reproducció molt especialitzat. Són les flors, la creació de llavors, dispersar-les...
No tenen un sistema nerviós organitzat com els animals, però sí lectors que capten senyals de l’ambient i els transfereixen perquè la planta doni una resposta.
Creixen cap a la llum i contra la gravetat, per la qual cosa tenen un funcionament diferent.
LA PARET CEL·LULAR La tenen totes les cèl·lules vegetals i és característica (no la tenen els animals).
Diferències principals entre la cèl·lula vegetal i l’animal: 1. La cèl·lula vegetal té una paret vegetal envoltant la membrana plasmàtica. En les plantes la paret cel·lular és necessària, té una funció específica.
2. La majoria dels orgànuls s’assemblen molt, però els vacúols en les cèl·lules vegetals tenen una característica especial. N’hi ha un que és molt gran i que té una funció específica d’emmagatzematge.
3. Les cèl·lules vegetals també tenen cloroplasts, que són els orgànuls que contenen el pigment verd, la clorofil·la. Aquesta és l’encarregada de captar l’energia que prové del sol, és a dir, és clau per la fotosíntesi.
4. La comunicació cèl·lula-cèl·lula en les vegetals es dóna d’una manera molt específica, amb els plasmodesmes. Són canals que permeten el pas de substàncies, orificis en les parets cel·lulars de les respectives cèl·lules per connectar-les directament. En les cèl·lules animals la comunicació és molt més fàcil perquè l’única barrera a superar és la membrana plasmàtica.
Com és la paret cel·lular? - - Externa i aïllada del citoplasma, separada per la membrana plasmàtica. Tot i això la seva formació depèn del citosol, d’on venen els components.
El component majoritari és la cel·lulosa. Són molècules de glucosa que van del citosol a la membrana plasmàtica, aquesta les uneix en macromolècules lineals i forma la cel·lulosa, que després s’integra a la paret cel·lular.
Es comença a formar durant la citocinesi, que és quan els citoplasmes es separen.
Hi ha dos tipus de paret cel·lular: - Paret cel·lular primària: és present des de la citocinesi, mentre la cèl·lula es forma i quan encara és jove. Regula el creixement de la cèl·lula perquè tingui una forma característica.
Paret cel·lular secundària: apareix quan la cèl·lula deixa de créixer i es diferencia, s’especialitza en una funció (tija, suport...). És una paret cel·lular molt rígida, perquè la cèl·lula ha de tenir una forma característica i l’ha de mantenir. Es forma entre la membrana plasmàtica i la paret cel·lular primària. La primària no desapareix, sinó que queda més externa, i es va tornant rígida, fins que es torna en un material més dur i s’integra en la paret cel·lular secundària.
La seva funció principal és donar forma i suport a la cèl·lula.
Entre parets cel·lulars de dues cèl·lules hi ha una mena de ciment, la làmina mitja o intermèdia.
La seva funció és enganxar les dues cèl·lules, unir-les per formar una estructura. Les làmines mitges són pactats: cadenes de pectina que tenen incrustacions de minerals (per exemple magnesi) que fan que la làmina sigui més rígida.
A causa de la paret cel·lular i la làmina mitja, les cèl·lules vegetals quedarien separades, però estan connectades per uns canals de comunicació, els plasmodesmes. Aquests estan tots agrupats en unes zones que s’anomenen camps de punteadures.
Els camps de punteadures primaris es troben a la paret cel·lular primària, i els secundaris a la secundària. A la làmina mitja també en trobem. Tots encaixen i així formen una mena de túnel, que són els plasmodesmes.
Funcions de la paret cel·lular vegetal - - Protegeix la cèl·lula de qualsevol agressió (biològica, química, física...).
Dóna rigidesa i suport. Podríem dir que és semblant a la funció que té l’esquelet animal, ja que manté la planta en posició erecta.
Per això la paret ha de ser rígida però en certs moments s’ha de relaxar. Això només ho fa la paret cel·lular primària. En aquests moments de relaxament permet a la cèl·lula eixamplar-se i créixer. Després es sintetitza més paret, es torna rígida i d’aquesta manera, la cèl·lula ha crescut. A aquest procés se li diu creixement per extensió de la cèl·lula.
Els salts de creixement que fa (en els moments de relaxament de la paret) s’anomenen creeps.
El gran vacúol de l’interior també dóna rigidesa i suport. Juntament amb la paret cel·lular fan que la cèl·lula sigui molt resistent, per exemple, a forces compressores.
Acumula substàncies orgàniques en espais buits (reserva de biomassa).
Conté mecanismes de reconeixement cel·lular (glicoproteïnes i lectines), i també té cadenes de transducció dels senyals.
Conté molècules informatives. Són petits fragments que si queden lliures per la cèl·lula o la planta informen de que alguna cosa dolenta està passant, ja que no és normal que trossos de la paret cel·lular estiguin lliures.
Composició de la paret cel·lular - - Aigua en un 80% en la paret cel·lular primària. En la secundària, que no ha de permetre creixement i no ha de tenir moments de relaxament, el percentatge és més petit perquè és més rígida.
Pes sec: hi ha hidrats de carboni, proteïnes i altres molècules.
Hidrats de carboni Són el 80-90% del pes sec. Hi ha dos components: - Cel·lulosa: són cadenes lineals de glucosa que cristal·litzen. Donen resistència i elasticitat.
Hemicel·lulosa i pectines: són cadenes de glucosa i altres sucres que tenen moltes ramificacions i no poden cristal·litzar. Per tant són el component amorf que dóna plasticitat a la paret.
La paret és rígida, però també plàstica i elàstica.
Proteïnes Són el 10% del pes sec. Tenen bàsicament dues funcions: - Estructurals: permeten l’extensió cel·lular (extensina) i un cert joc de moviment.
No estructurals: enzims amb alguna funció específica dins la paret cel·lular.
Altres - Fenols: donen rigidesa (tenen mols OH i fan ponts entre ells per lligar l’estructura). Ex: lignina. A la paret cel·lular secundària substitueixen a l’aigua.
Ceres, gomes i estòlids: impermeabilitzen la paret cel·lular perquè no perdi la seva aigua, ja que sinó es perd l’estructura.
Incrustació de minerals: endureixen l’estructura (magnesi, silíci...).
Flavonoides: compostos amb color, gust i olor. Defensen la planta de possibles atacs (per exemple amb una mala olor, un gust amargant...).
Teoria de l’ordit i la trama Ordit: línies verticals. Material cristal·litzat, la cel·lulosa.
Trama: teixeix, lliga tota la paret. Són les hemicel·luloses, pectines, proteïnes i tots els altres materials.
Forma una estructura molt rígida.
Hi ha un altre model que no està acceptat que diu que la paret cel·lular està formada per tres dominis independents: - El primer i més proper a la cèl·lula, de cel·lulosa.
El segon dels materials que donen plasticitat.
Fenols que donen rigidesa.
Resum La paret cel·lular vegetal: - - És extracel·lular.
Té molta capacitat d’hidratació.
És impermeable.
Té moltes càrregues negatives per la qual cosa en global té una càrrega negativa. Això fa que cap material pugui travessar lliurement la paret cel·lular. Necessiten transportadors.
Té una gran capacitat de cohesió.
Té polímers resistents (cel·lulosa). Els animals no la poden digerir perquè no tenen cel·lulasa.
Té resistència mecànica.
Característiques de la paret cel·lular secundària que la diferencien de la primària: - Es troba en cèl·lules adultes que ja no creixen. Ja no han de tenir moments de relaxament.
Protegeix la cèl·lula, dóna suport i marca una forma característica per la cèl·lula.
Apareix per dins i sota la primària.
Necessita una aportació massiva de cel·lulosa, per tenir més resistència.
També més proteïnes estructurals, que lliguen tota l’estructura i la fan més rígida.
Disminueix notablement, respecte la primària, l’aportació de material no cristal·litzat.
- Apareix la lignina. És un fenol amb molts lligands, que permet fer molts ponts i enllaços entre ells i altres molècules. Això torna la paret cel·lular secundària més rígida.
Apareixen també les incrustacions minerals.
En resum, desapareix gran part de la plasticitat i cada cop es torna més rígida.
Es mantenen les connexions entre cèl·lules, els plasmodesmes. Es situen al mateix lloc on es trobaven a la paret cel·lular primària.
...