Modificaciones de la Pared Celular

Membrana plasmática que la rodea y mantiene la constancia del contenido celular controlando lo que entra y sale de la célula. Semipermeable ...
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CÉLULA

EUCARIOTA

CÉLULA: unidad anatómico-funcional de los seres vivos

Todas las células comparten dos características esenciales: 1- la presencia de una membrana externa que separa el protoplasma de la célula del medio externo 2- el material genético que regula las actividades celulares y transmite las características a la descendencia.

PROCARIOTAS: ("antes del núcleo") el material genético es una molécula circular en una región denominada nucleoide, carentes de sistemas de doble membrana. EUCARIOTAS: (eu= verdadero, karion = núcleo) presentan núcleo rodeado por una membrana o envoltura nuclear y sistemas de doble membrana.

► Membrana plasmática que la rodea y mantiene la constancia del contenido celular controlando lo que entra y sale de la célula. Semipermeable

► PROTOPLASMA: contenido de la célula (moléculas y organelas) Técnicamente el protoplasma se divide en NÚCLEO y CITOPLASMA ► NÚCLEO: es el elemento más prominente, rodeado de una envoltura nuclear, es el depósito de la información genética de la célula, localizada en la cromatina (ADN y proteínas). La cromatina puede estar dispersa en el núcleo o condensada en cromosomas.

► CITOPLASMA posee una complicada red de membranas que delimitan compartimentos: orgánulos u organelas. La presencia de la membrana garantiza que las condiciones internas del compartimiento puedan diferir de las del citoplasma. • Organelas: están suspendidas en el citosol, ("solución celular") solución acuosa de sales, azúcares, aminoácidos, ácidos grasos y nucleótidos. Para formar y organizar el citoplasma y las organelas incluidas en él, existe una red de fibras proteicas que constituyen el citoesqueleto, formados por microtúbulos, microfilamentos, filamentos intermedios y proteínas solubles y fibras de actina y miosina.

► MITOCONDRIAS: usina energética donde la energía almacenada en los enlaces de los hidratos de carbono se convierte en energía útil para la célula, en forma de ATP.

► RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE): sistema de canales membranosos que pueden o no estar tapizados. ► RIBOSOMAS: son partículas de ARN y proteínas.

► APARATO DE GOLGI: pilas de sacos membranosos que modifican las proteínas y los lípidos, sintetizan carbohidratos y empacan moléculas para su transporte.

Forma y tamaño celular La forma de la célula es variada y relacionada a la función que realizan en los diferentes tejidos. Muchas células cuando se encuentran en medio líquido tienden a tomar la forma esférica y, cuando están agrupadas en grandes masas forma poliédrica.

NEURONAS

CÉLULAS SANGUÍNEAS

CÉLULAS

VEGETALES

El tamaño de la célula está en relación con su función. La mayor parte de las células eucariotas sólo son visibles con el microscopio, estando su diámetro comprendido entre 10 y 100 micrones (salvo excepciones). • el tamaño resulta constante para cada tipo celular e independiente del tamaño del organismo, es decir una célula del riñón de un caballo es del mismo orden que la de un ratón. •La diferencia en el tamaño del órgano se debe al número de células y no al tamaño de las mismas. • Lo mismo sucede en los órganos vegetales.

LA CÉLULA VEGETAL

Ribosomas

Aparato de Golgi

Peroxisomas

Pared celular Pared de la célula adyacente

Pared celular Laminilla media

Protoplasma

Pared primaria Pared secundaria Plasmodesmos Núcleo Membrana nuclear Nucleoplasma Cromatina Nucleolo Citoplasma Citosol Orgánulos con doble membrana Mitocondrias Plastidios Orgánulos con una membrana Microcuerpos Vacuolas Sistema de endomembranas Retículo endoplasmático Dictiosomas Vesículas Membrana plasmática

Citoesqueleto Microtúbulos Microfilamentos

Ribosomas

Flagelos Sustancias ergásticas (producidas por la célula, pueden presentarse en el citoplasma o en la pared) Cristales Antocianinas Gránulos de almidón Taninos Grasas, aceites, ceras Cuerpos proteicos

LE 6-16-1

Nucleus

Rough ER

Smooth ER Nuclear envelope

LE 6-16-2

Nucleus

Rough ER

Smooth ER Nuclear envelope

cis Golgi

Transport vesicle

trans Golgi

LE 6-16-3

Nucleus

Rough ER

Smooth ER Nuclear envelope

cis Golgi

Transport vesicle

Plasma membrane

trans Golgi

► Los diferentes tipos de células vegetales pueden distinguirse por la

forma, espesor y constitución de la pared, como también por el contenido de la célula. ► CLOROPLASTOS: son orgánulos rodeados por dos membranas, atrapan la energía electromagnética derivada de la luz solar y la convierten en energía química mediante la fotosíntesis, utilizando después dicha energía para sintetizar azúcares a partir del CO2 atmosférico. ► VACUOLA CENTRAL: un gran vacuola en la región central es exclusiva de los vegetales, constituye el depósito de agua y de varias sustancias químicas, tanto de desecho como de almacenamiento. La presión ejercida por el agua de la vacuola se denomina presión de turgencia y contribuye a mantener la rigidez de la célula, por lo que el citoplasma y núcleo de una célula vegetal adulta se presentan adosados a las paredes celulares. La pérdida del agua resulta en el fenómeno denominado plasmólisis, por el cual la membrana plasmática se separa de la pared y condensa el citoplasma en el centro del lumen celular. ► PARED CELULAR: es la característica más distintiva de las células vegetales. Le confiere forma a la célula, cubriéndola a modo de exoesqueleto, le da la textura a cada tejido, siendo el componente que le otorga protección y sostén a la planta.

Los plástidos son orgánulos rodeados por una doble membrana.

► Incoloros o leucoplastos: Su función es la de almacenar sustancias de reserva. - Amiloplastos (almidón) - Oleoplastos (lípidos) - Proteinoplastos (proteínas)

► Cromoplastos: Su función es diversa, dependiendo del tipo de pigmento que se encuentre. a) Fotosintéticamente activos: - Cloroplastos (principal pigmento clorofila) - Feoplastos (con pigmentos como clorofila y carotenoides pardos) - Rodoplastos ( con pigmentos como clorofila, ficoeritrina roja y ficocianina azul) b) Fotosinteticamente inactivos: - almacenan licopenos (pigmentos que dan distintos colores a flores y frutos, pero que no actúan en el metabolismo fotosintéticos)

INTERCONVERTIBILIDAD DE LOS PLÁSTIDOS

PROPLASTIDIO

CLOROPLASTO

AMILOPLASTO

(LEUCOPLASTO)

CROMOPLASTO

CLOROPLASTOS • Pertenecen al grupo de orgánulos con doble membrana llamados plastidios. • Contienen distintos tipos de clorofila (a-b), pigmento de color verde, así como las enzimas y otras moléculas relacionadas con la fotosíntesis • Se encuentran en las hojas y otros órganos verdes de las plantas y en las algas verdes. • Estructura interna: – Tilacoides: sacos membranosos – Grana: porciones apiladas como monedas – Estroma: fluido interno

membrana

tilacoides

grana

PARED CELULAR La pared celular puede tener varias capas: – Pared primaria: relativamente delgada y flexible – Lámina o laminilla media: capa delgada entre las paredes primarias de células adyacentes – Pared Secundaria: sólo en algunas células que han finalizado su crecimiento, entre la membrana plasmática y pared primaria. • Plasmodesmos: canales que permiten la comunicación entre células adyacentes.

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CARACTERÍSTICAS ► PARED PRIMARIA: se encuentra en células jóvenes y áreas en activo

crecimiento. Tienen la capacidad de volver a dividirse por mitosis y a sufrir un importante proceso: desdiferenciación.

Formada por celulosa, hemicelulosa, compuestos pécticos y proteínas. Celulosa: polisacárido estructural de monómeros de Glucosa. Entre 40 a 70 de estas cadenas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno, entre los grupos OH de los residuos de glucosa, formando una estructura cristalina llamada microfibrilla. Grupos de microfibrillas se disponen como los alambres en un cable, formando macrofibrillas, que se depositan desordenadamente. Macrofibrillas: son los componentes más importantes de la pared celular y se mantienen unidas mediante otros componentes de la pared que constituyen la Matriz amorfa: formada por hemicelulosa y pectinas. En la pared primaria es dominante la matriz amorfa, formada por hemicelulosas y polisacáridos no celulósicos, la fase fibrilar está reducida al 8-25%. ► LÁMINA MEDIA: formada por pectatos de Ca++ y Mg++ paredes primarias de células contiguas.

Une o cementa las

SÍNTESIS DE MICROFIBRILLAS DE CELULOSA

► PARED SECUNDARIA

• En muchas células que han completado su crecimiento se puede depositar pared secundaria. • De gran importancia en las células que tienen función de sostén y de conducción de agua. • el protoplasto suele morir luego que se ha depositado la pared secundaria. • En algunas células el depósito de pared no es uniforme, sino que los

engrosamientos ocurren en zonas determinadas Composición química: celulosa (60 %), hemicelulosa y lignina (polímero del fenilpropano). La estructura está ordenada, con la fase de fibrillas dispuestas en 3 orientaciones distintas: S1, S2 y S3.

Modificaciones de la Pared Celular Son producidas por sustancias que modifican la composición química y/o física de la pared.

• POR INCRUSTACIÓN: se intercalan nuevas moléculas entre las ya existentes en la pared. a- Lignina: es uno de los componentes más importantes de la pared secundaria, y después de la celulosa, el polímero vegetal más abundante. La pared secundaria tiene 2/3 de celulosa y 1/3 de lignina. Se denomina lignificación al proceso de impregnación de la pared celular con lignina. Pueden lignificarse paredes secundarias, primarias y laminilla media. Aumenta la resistencia mecánica, es responsable de la gran dureza de algunas paredes Aparece en células conductoras, mecánicas y de sostén En maderas blandas y maderas duras. b- Compuestos minerales: endurecen las paredes que pierden elasticidad y se vuelven frágiles.

• ADCRUSTACIÓN (=aposición): es cuando las sustancias adicionales se depositan por aposición o acumulación de material, sobre la pared celular, capa a capa, ya sea por fuera o por dentro. a- cutina: compuesto graso impermeable que se deposita sobre la pared externa de las células epidérmicas formando una capa llamada cutícula, delgada, casi continua e impermeable que recubre las hojas y algunos tallos. Aparece en células en contacto con el medio externo y el proceso de deposición se denomina cutinización. b- suberina: compuesto graso impermeable, que se deposita por dentro de la pared primaria en finas laminillas. Evita la pérdida de agua. Se la encuentra en células de la peridermis que constituyen el súber o corcho. Al proceso de deposición se le llama suberificación. Confiere gran impermeabilidad y defensa contra agentes químicos, microorganismos, etc. c- calosa: hidrato de carbono, de molécula helicoidal, que se sintetiza en la membrana plasmática, se deposita o destruye con mucha rapidez siempre que sea necesario aislar temporalmente una o más células. Se encuentra en los plasmodesmos, en las placas cribosas del floema, reodeando las células madres de granos de polen, en los tubos polínicos y en células dañadas. Al proceso de deposición se denomina calosificación.

d- ceras: asociadas con suberina y cutina, suelen depositarse por encima de la cutícula. En muchas frutas como uva y ciruela, y hojas como las de repollo se observan depósitos de cera que forman una película gris clara. e- esporopolenina: politerpeno químicamente muy resistente, sólo degradable por oxidación, protege el contenido de esporas y granos de polen.

COMUNICACIÓN ENTRE LAS CÉLULAS VEGETALES 1- Plasmodesmos: conexiones citoplasmáticas que atraviesan la pared celular entre células contiguas.

• Simplasto: es todo el protoplasto comunicado por los plasmodesmos (transporte simplástico) • Apoplasto: formado por las paredes celulares y espacios intercelulares que forman un continuum (transporte apoplástico).

2- Campo de puntuación primario: son zonas de depresiones de la pared primaria en las que la disposición de las fibrillas de celulosa es más laxa. Son atravesadas por los plasmodesmos.

3- Poro, punteadura o puntuación: cuando se deposita pared secundaria, en los campos de puntuación ésta es inhibida y toma aspecto de poro.

Puntuación

Puntuación ramificada

Puntuación simple

a- Poros o puntuaciones simples: La pared secundaria se interrumpe abruptamente. Comunes en células parenquimáticas y de sostén.

b- Poros o puntuaciones areolados:

Membrana de cierre

Areola o reborde

c- puntuaciones areoladas con toro o torus: poseen un engrosamiento central de la pared primaria, a veces lignificado, que interviene en el control del paso del agua entre células contiguas. En el xilema de Gimnospermas y Pteridofitas.

4- Perforaciones: son otro tipo de comunicación intercelular en las que se produce una interrupción de la pared primaria, lámina media y pared secundaria. Se presentan en los vasos de conducción del xilema donde constituyen placas de perforación.