Tema 8: Paret cel·lular (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Girona (UdG)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Citologia i histologia
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 03/02/2015
Descargas 12
Subido por

Vista previa del texto

Citologia i Histologia Vegetal TEMA 8: LA PARET CEL·LULAR Cèl·lula vegetals (sèssils)  paret cel·lular semi-rígida (sòlida) material que es deforma Naturalesa polisacàrida  fibres de cel·lulosa + matriu amorfa (matèria amb dos fases) Paret  estructura complexa Cel·lulosa  industria (fusta, paper, biofuels) Pectines i hemicel·luloses  fabricació de gomes i estabilitzants Parets  valors nutritius (brous, sucs...) Cel·luloses i hemicel·luloses  no són assimilades per l’intestí  cal un bon funcionament del peristaltisme intestinal. Flora intestinal digereix part d’aquests components PARET CEL·LULAR: Funcions:      Esquelet Defineix relacions entre cèl·lules veïnes Genera la pressió de turgència Controla la direcció de creixement Regula la difusió de substancies Parets cimentades formant un continu en tota la planta  apoplast Apoplast  si produeixen processos de creixement, diferenciació, degradació, reconeixement específic i de defensa L’especialitat cel·lular (diferenciació) es manifesta principalment pels canvis que es produeixen en la paret La divisió de les cèl·lules vegetals comporta la formació d’una nova paret mitgera que separa les cèl·lules filles.
Sense paret cel·lular no hi ha planta Protoplast  és el material viu d’una cèl·lula vegetal després que la paret cel·lular s’ha eliminat Es poden aïllar per micro-dissecció o per trencament amb enzims que dissolen la paret (cel·lulars/pectines) Els protoplasts es poden fusionar entre si, però no es poden dividir sense formar paret COMPOSICIÓ I ESTRUCTURA DE LA PARET Fase cristal·lina Fase amorfa FIBRES MATRIU Resistència Cohesió Cel·lulosa (microfibril·les 5-12µm) Substancies peptídiques i hemicel·luloses Xarxa hidròfila (afí a l’H2O) 1 Col·loide hidròfil Citologia i Histologia Vegetal Ambient hidròfil (banyat en H2O) Aigua (pes fresc paret) 70-80% Lliure Unida Es mou transport d’ions (Ca, H+) i de substancies difusió a traves de la paret Estructural, no s’intercanvia ponts d’H entre els diferents polímers Lubricant  molècules hidratades tenen + flexibilitat Paret deshidratada: + rígida CEL·LULOSA: Molècules molt grosses Homopolímer (1 4) β-D-glucosa Cadenes lineals augmenten número de residus (2000-5000) Unitat de repetició  cel·lobiosa Quan s’uneixen els monòmers per unions 1 4: les funcions homologues es distribueixen alternativament  la molècula es manté estirada però manté grau de flexibilitat Cel·lulosa I  cel·lulosa de la fase cristal·lina (fibrosa)  rígida i resistent Microfibril·les:     Cadenes en paral·lel, interaccions per ponts d’H 30-40 molècules de cel·lulosa (macrofibril·les) 1-2 µm longitud i 4-12 nm diàmetre Resistència tènsil molt alta (comparable amb l’acer)  confereixen resistència a la paret Caràcter cristal·lí  molt estables químicament i relativament immunes a l’atac químic i enzimàtic Regions + cristal·lines (+ ordenades) i regions – ordenades (material amorf)  cap a la perifèria Material amorf  zones més hidratades  més exposades a l’atac enzimàtic Macrofibril·les  unitat fibrosa més petita visible al microscopi electrònic (tinció negativa) La unitat fibril·lar conté més de 20 cadenes (entre 20-40) poden arribar fins a 100 Cel·lulosa: substancia més abundant a la biosfera Material industrial: tèxtil, fusta i paper Paper important en la textura i propietats dels aliments  no és aliment! Font de biotenol 2 Citologia i Histologia Vegetal Tipus de cel·lulosa: Cel·luloses artificials  cadenes es pleguen formant un gel amorf (cèl·lula amorfa) i organitzar en un disposició antiparal·lela molt estable (tipus II) S’obtenen de pasta de cel·lulosa hidrolitzada que es fa hidrolitzar per extrusió formant unes fibres molt estables (ravon, viscosa i celofan) Cel·lulosa bacteriana: Acetobàcter xylinum (bacteri del vinagre)    Forma un film sobre el vinagre  conté cel·lulosa (especifica) en poca quantitat (fa macrofibril·les) No hi ha altres polisacàrids associats a la cel·lulosa Barreja de cel·lulosa I i II FASE AMORFA = MATRIU Substàncies peptídiques  polisacàrids àcids (més residus àcids que en sucres) Mixtes (poden haver altres monòmers) Solubles en aigua calenta, s’extreu per ebullició Unions glicosídiques  formen cadenes lineals o ramificades Homopolímers  àcid urònic Heteropolímers  àcid urònic i sucres Substancies molt hidròfiles arabinogalacturonans) i afines a calci (galacturonats, ramnogalacturonans, *si s’enganxa –CH3 en l’àcid urònic no es pot formar un pont de Ca Segons el numero de residus: Àcids pèptics i àcids pectínids (5-100 residus) Pectines àcides i pectínids neutres (100-200 residus)     Predominants en la lamina mitjana i paper molt important en l’estructura de la paret primària i secundaria: formen la fase gelatinosa hidratada que aglutina les macrofibril·les i hemicel·luloses Són el farciment hidròfils per prevenir l’agregació i el col·lapse de la xarxa de la cel·lulosa Determinen la porositat de la paret cel·lular Mantenen les cèl·lules unides Propectines:    Cadenes d’homogalactourans (pectines) unides per ponts de Ca entre grups carboxils lliures de l’àcid urònic (-COO-Ca-OOC-) Formen gels d’una certa rigidesa  propectines (rigidesa depèn del numero de carboxils que participen en la formació de ponts de Ca) Biosíntesi  a l’aparell de Golgi Residus àcids són esterificats amb grups metil  impedeix la unió per ponts de Ca 3 Citologia i Histologia Vegetal  Pectina secretada a la paret  pectines esterases (enzims)  trenquen els enllaços ester i s’alliberen els grups carboxils Pot augmentar la càrrega polar negativa i el pH i influir en el grau d’hidratació i la difusió d’ions i les activitats enzimàtiques Hemicel·luloses:     Polisacàrids, hidrofòbic (solubles en diluents alcohòlics) Cadenes de 100-200 residus, caràcter lineal o ramificades, homo o heteropolimèriques Monòmers de glucosa, xilosa (classificació segons el monòmer dominant), arabinosa, galactosa i monosa Patrons de ramificació i composició de les cadenes són molt específics per a cada polímer Xiloglucà (xilens):   A les parets de les dicotiledònies Cadenes molt flexibles que s’uneixen a la cel·lulosa per enllaços dèbils  xarxa cohesiva  per estabilitzar les fibres  estabilitzar la paret Cal·losa  molt hidròfila en les parets especials com el floema o el gra de pol·len PROTEÏNA DE LA PARET  poc abundants, però funcions importants Proteïnes estructurals (extensines) i enzimàtiques (globular o fibrosa: funcions de defensa o síntesi/degradació materials Extensines:     Proteïnes fibroses  resistència mecànica i contribueixen a l’estructuració dels altres components de la paret Seqüencies amb aminoàcids repetitives  estructura terciària fibrosa Classificació segons els aa predominants (hidroxopolina, glicina, prolina) La seva presència varia segons els tipus de cèl·lula, la maduració i processos previs (lesions, atac de patògens...)  augmenta la pressió Proteïnes d’arabinogalactà (AGP):    Poc abundants Hidrosolubles Adhesió cel·lular i senyalització durant Proteïnes enzimàtiques:    Molt variades (peroxidases, pectinases, pectil metil asterases) Intervenen en reaccions de la paret Paret per la síntesi de substancies que impregnen la paret de lignina i altres polímers ESTRUCTURA DE LA PARET    Prou resistent per aguantar la pressió hidràulica que genera el vacúol Permet l’expansió cel·lular Manté integritat de les cèl·lules (mano-compòsit) 4 Citologia i Histologia Vegetal Resistència resultat de les interaccions dels components: organització supramolecular molt complexa: tres xarxes o nivells bàsics d’interacció: - Xarxa de polisacàrids Pectines/pectines Xarxa de proteïnes estructurals CAPES DE LA PARET: Es diferència per donar resposta a les necessitats mecàniques de la cèl·lula Làmina mitjana: separa dues cèl·lules veïnes        Capa molt prima (>0.5 µm gruix) que es forma durant la citogènesi a partir del fragmoplast i placa divisòria Origen en el fragmoplasts i placa divisòria Pectines i proteïnes especifiques, no conté fibres de cel·lulosa Extensibles (permet que la cèl·lula creixi), molt plàstica, no desvia la llum polaritzada Pròpia de cèl·lules en divisió Si la tensió de creixement és massa forta, la làmina es trenca, començant pels angles, deixant espais plens d’aire (60% del volum dels teixits) Alguns teixits formen espais intercel·lulars per la mort i degradació lítica de la cèl·lula (espais lisigènics) Paret primària: en totes les cèl·lules vegetals        Paret prima (0,5-1 µm) molt hidratada (> 60% d’aigua) Lleugerament elàstica i extensible, present en les cèl·lules en creixement No desvia la llum polaritzada Matriu amorfa polisacàrids amb fibril·les de cel·lulosa fan una xarxa de tipus dispers Poc especialitzada En alguns tipus de de parènquima pot ser més gruixudes i en col·lènquima presenta engruiximents lamel·lars Fibres amb certa orientació en relació en relació a l’eix de polarització (més intensa a mesura que creix el gruix) Paret secundaria: no totes les cèl·lules es formen després del creixement cel·lular Quan es completa el creixement per a moltes cèl·lules també s’acaba la síntesi i disposició de material  manté la paret primària Algunes cèl·lules  continuen la disposició de la cel·lulosa formant capes cap a l’interior que constitueixen la paret secundaria (xilema, esclerènquima)        Més rígida i no és extensible, però és flexible Creix fins varis micròmetres de gruix (2-10 µm) Paret molt especialitzada (sosteniment) reflecteix l’estat de diferenciació de la cèl·lula Porció baixa de polisacàrids amorfs i molta proporció de fibres de cel·lulosa Fibres densament empaquetades orientades formant diferents capes que es distingeixen pel canvi d’orientació de les fibres Internament a la paret primària i a mesura que creix, el lumen disminueix (distinció de capes) Anisòtropa (desvia la llum polaritzada) 5 Citologia i Histologia Vegetal Puntejadures:   Zones no engruixides de la paret  per facilitar la difusió (són mecanismes dèbils) La paret es manté molt prima  membrana de la puntejadura Puntejadures primàries  a la paret primària i són àrees generalment circulars, on la paret es manté prima i s’hi solem connectar els plasmodesmes Puntejadures secundàries  zones de la paret on hi ha dipòsits secundaris i es manté la paret primària Formes molt variades (puntejadures simples i arèoles)  una arèola de paret secundaria reforça a la zona 6 ...