tema II (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2014
Páginas 5
Fecha de subida 04/11/2014
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Descripción

Apuntes para todos los grados de biociencias (biomedicina, genetica, microbiologia, biologia ambiental, biologia, bioquimica, biotecnologia)

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Tema I: Pared Celular Las células vegetales tienen todas paredes celulares, a diferencia de las animales. Tienen en su interior numerosas vacuolas y una gran vacuola central de mayor tamaño que actúa como reserva de nutrientes y desplaza al resto de orgánulos hacia la periferia. Cuenta con plastidios tales como los cloroplastos contenedores de pigmentos verdes como la clorofila, que captan la luz del sol y la convierten en energía química. También existen plastidios que contienen carotenos y otros tipos de pigmentos.
Estructura Para conectar la celula con células contingentes, existen canales que atraviesan la pared y la membrana celular y conectan ambos citosoles. Dichos canales reciben el nombre de Plasmodesmos. La pared celular es una estructura de soporte tanto para la celula como para la planta, ya que recordemos, esta no tiene esqueleto. Por esta razón es una estructura muy compleja, ya que tiene que soportar las presiones a las que pueda estar sometida la planta, sostenerla, permitir su crecimiento y la comunicación entre distintas partes de esta.
Se trata de una estructura externa al citoplasma y aislada de él, no están en contacto. Todos sus componentes provienen del citosol, como por ejemplo, la celulosa, uno de sus componentes principales.
Las moléculas de glucosa viajan a través del citosol y cuando llegan a la membrana plasmática se agrupan para dar lugar a la celulosa, que una vez formada viaja a la pared. Cuando el citosol se separa en la reproducción, cada célula genera su propia pared celular.
La pared celular está compuesta o por dos capas. La pared celular primaria es la única presente desde que se forma y mientras es joven (desde la citocinesis). Su función principal es la de regular el crecimiento de la célula. La pared celular secundaria está presente cuando la célula deja de crecer y se diferencia, se especializa. Ya no tiene como función crecer, sino hacer de soporte, captar oxigeno… Se forma entre la membrana celular y la pared primaria. Su función principal es dar forma y soporte a la celular. Entre dos paredes celulares (de dos células distintas) hay una lamininilla primaria formada por pectados de Ca o Mg a modo de cemento que une ambas células.
Cuando la célula es joven solo tiene membrana primaria porque solo tiene que crecer. Cuando se tiene que diferenciar, la primaria no desaparece, y aparece la segunda pared más rígida.
Las zonas de comunicación por plasmodesmos se agrupan en campos coincidentes (para que se puedan comunicar) en la pared primaria y secundaria llamados campos de punteaduras (zonas donde hay varios plasmodesmos juntos). Tienen su origen en desmotubulos que han quedado atrapados durante la evolución de la celula.
Funciones básicas.
Envuelve la membrana y protegen a la célula de posibles agresiones, tanto físicas como de agentes patógenos.
Da rigidez y soporte, tal y como hace el esqueleto en animales. Es rígida pero tiene que tener momentos de relajamiento para que el interior crezca. Rápidamente después se vuelve a sintetizar material para que vuelva a ser rígida y aumente su superficie, haciendo que gane espacio. Este proceso se da de manera progresiva, a saltos, que se denominan “Creeps”. La pared celular secundaria no puede relajarse, porque cuando se forma la célula ha dejado de crecer, y además es la que aporta la rigidez. La vacuola ayuda a que la célula resista a presiones.
Acumula sustancias orgánicas, es decir, actúa como reserva de biomasa.
Posibilita el crecimiento por extensión Contiene mecanismos de reconocimiento celular (glucoproteínas y lectinas) y de diferentes señales, así como su transmisión. Sirve de vehículo para las señales.
Contiene fragmentos (oligosacarinas) que pueden dar lugar a moléculas informativas para la planta. Cuando estos fragmentos se rompen avisan a la célula de que algo está pasando.
Composición.
Agua: Está formada fundamentalmente por agua (80% la pared primaria).
Azúcares: Contienen numerosos hidratos de carbono, como la celulosa, formada por cadenas lineales de glucosa cristalizada (cristaliza porque no tiene ramificaciones en la cadena) y que le confiere la resistencia y la elasticidad; así como la hemicelulosa y pectinas (cadenas otros tipos de azucares ramificadas que no pueden cristalizar) no cristalizados que aporta la plasticidad. El material cristalizado está envuelto por el material no cristalizado. Por eso tenemos una estructura rígida, pero que a la vez es plástica y elástica.
Proteínas: Así mismo, contiene proteínas en un 10%. Pueden ser estructurales (ayudan a dar soporte) como la extensina, proteína de estructura helicoidal que colabora con la extensión celular; o no estructurales (también llamadas enzimáticas) que tiene funciones catalizadoras o de otro tipo.
Otros componentes Los fenoles, como la lignina, que tienen muchos grupos alcohol que hacen puentes de hidrogeno con otras moléculas para dar más rigidez.
Ceras y estólidos que impermeabilizan la pared celular para que no pierda agua.
Minerales que se encuentran en forma de incrustaciones (de Mg, Si) que endurecen la estructura (aportan rigidez).
Flavonoides y taninos, que tienen, gusto, color y sabor, que intentan defender a la planta de diferentes ataques.
Tanto la pared primaria como la secundaria están formadas por lo mismo. Cuando la pared secundaria aparece es porque la célula ha dejado de crecer. La pared va perdiendo el agua y aumentado su lignina en un proceso llamado lignificación. La pared secundaria tiene más componentes que aportan rigidez como fenoles y minerales, por eso es más dura que la primaria e impide que la celula crezca.
Disposición espacial de los componentes.
Aun no se conoce con exactitud cómo están ordenados los distintos componentes citados anteriormente. Existen tres modelos que intentan explicarlo.
1. Primer Modelo Aparece en los años 60, y es el más básico y desestructurado de todos, pues afirma que en la pared celular todos los compuestos están mezclados y entrelazados entre sí sin ningún criterio.
2. Segundo Modelo: Teoría de urdimbre y trama Estipula que los componentes se disponen como lo harían los hilos de un telar, donde la urdimbre son los hilos verticales fijos e inmóviles y la trama los horizontales que son los que le confieren el entrelazado. La pared celular estaría formada por urdimbres de celulosa cristalizada y la trama (ligando y cubriendo) la conformarían el resto de componentes. Con esto se consigue una especie de “manta” rígida que recubre toda la membrana celular y le da rigidez.
Están unidos por puentes de hidrogeno y otras interacciones que relacionan los diferentes componentes y refuerzan la red.
3. Tercer Modelo Existe otra hipótesis que propone que en realidad existen tres dominios.
El primer dominio contiene el material cristalizado (principalmente celulosa) que es el que da rigidez y forma haces.
El segundo es todo el material plástico y elástico que recubre la capa de celulosa.
El tercer dominio está formado por moléculas que unen y cohesionan las moléculas de las capas anteriores, aunque no se tiene claro que el fenol que se encuentra en esta capa este realmente.
Los dominios se distribuyen al igual que el modelo de urdimbre y trama, en forma de red.
Características de la pared celular La pared celular tiene carga negativa, por eso no hay ningún material que pueda atravesarla fácilmente, sino que tiene que ser reconocido por las proteínas y que se den las condiciones adecuadas.
Tiene gran capacidad de conexión. Tiene polímeros muy resistentes como la celulosa (90%). Los animales no tenemos celulasa, no la podemos degradar.
Pared celular Primaria Extracelular Capacidad de hidratación Gran cohesión Cargas negativas Resistencia mecánica Impermeable Polímeros resistentes (celulosa) los animales no puede ser degradada por animales porque no tienen la enzima celulasa Pared celular Secundaria En célula adulta que ha dejado de crecer, célula que se ha de especializar Da una forma característica gracias a la pared Aparece entre el citoplasma y la pared primaria Aportación masiva de celulosa que le da más resistencia Aportación de glicoproteínas estructurales que traman la estructura Se para/disminuye notoriamente la aportación de material no cristalizado Aparece la lignina que desplaza el agua y también las incrustaciones minerales Se mantienen las conexiones célula - célula, los plasmodesmos Nos interesa que desaparezca la plasticidad y aparezca más rigidez ...