Fisiología Vegetal y Transporte Celular

Conjunto de 60 fichas de vocabulario en español sobre fisiología vegetal, relaciones hídricas, transporte de membrana activo y pasivo, difusión, bomba sodio-potasio, ósmosis, nutrición mineral y fotosíntesis.

Presión de turgencia ($\Psi_p$)

Presión hidrostática positiva ejercida contra la pared celular vegetal que expande las paredes celulares durante el crecimiento y otorga rigidez y estabilidad mecánica a tejidos no lignificados.

Transpiración

Pérdida de agua en forma de vapor desde los órganos aéreos de la planta (principalmente a través de los estomas) hacia la atmósfera, fundamental para el enfriamiento foliar y el ascenso de agua en el xilema.

Tensión superficial

Energía requerida para aumentar el área de la interfase aire-agua generada por los puentes de hidrógeno, responsable de inducir presiones negativas en los meniscos de las paredes celulares durante la evaporación.

Fuerza tensional del agua

Fuerza máxima por unidad de área que una columna continua de agua puede resistir sin romperse al estar sometida a presiones hidrostáticas negativas extremas.

Cavitación (o embolia)

Fenómeno en el que se forma y expande una burbuja de gas dentro de un conducto del xilema bajo tensión, rompiendo la continuidad de la columna de agua y bloqueando el transporte.

Capilaridad

Ascenso espontáneo de un líquido a través de conductos tubulares finos debido a la interacción combinada entre las fuerzas de adhesión y la tensión superficial.

Conductividad hidráulica ($L_p$)

Parámetro que cuantifica la facilidad y rapidez con la que el agua atraviesa una membrana o medio biológico en respuesta a un gradiente de potencial hídrico impulsor.

Potencial hídrico ($\Psi_w$)

Medida de la energía libre del agua por unidad de volumen expresada en megapascales ($\text{MPa}$), calculada a nivel celular como la suma del potencial osmótico ($\Psi_s$), de presión ($\Psi_p$) y gravitacional ($\Psi_g$).

Potencial osmótico ($\Psi_s$)

Componente del potencial hídrico que cuantifica el efecto de los solutos disueltos en la reducción de la energía libre del agua; su valor es siempre cero para agua pura y negativo en soluciones.

Apoplasto

Vía de transporte y compartimento extracelular continuo constituido por las paredes celulares interconectadas y los espacios aéreos intercelulares por el que el agua fluye sin atravesar membranas.

Simplasto

Compartimento intercelular continuo compuesto por el conjunto de los citoplasmas de células vegetales contiguas comunicadas entre sí mediante plasmodesmos.

Banda de Caspary

Franja impregnada de suberina impermeable situada en las paredes radiales de la endodermis de la raíz que interrumpe la ruta apoplástica y fuerza el paso de agua y solutos a través de la membrana plasmática.

Presión radical

Presión hidrostática positiva en el xilema generada por la absorción osmótica de agua impulsada por la acumulación activa de iones en el cilindro vascular de la raíz en condiciones de baja transpiración.

Gutación

Exudación forzada de gotas de líquido xilemático a través de poros marginales de la hoja llamados hidátodos, causada por la presión hidrostática positiva generada en las raíces durante períodos de alta humedad.

Membrana plasmática

Estructura con permeabilidad selectiva compuesta por una bicapa fosfolipídica con proteínas e hidratos de carbono asociados que define el límite de la célula y regula el tránsito molecular.

Transporte pasivo

Movimiento neto de solutos que se produce espontáneamente a favor de un gradiente de concentración o potencial electroquímico sin requerir gasto metabólico celular.

Transporte activo

Mecanismo de transporte de sustancias a través de una membrana en contra de un gradiente electroquímico o de concentración que requiere un gasto de energía biológica como el hidrólisis de $\text{ATP}$.

Difusión simple

Tipo de transporte pasivo mediante el cual moléculas pequeñas o apolares (como oxígeno, dióxido de carbono y sales no cargadas) atraviesan directamente la bicapa fosfolipídica.

Difusión facilitada

Transporte pasivo a favor de gradiente de concentración que requiere la mediación de proteínas transportadoras o canales integrados en la membrana para permitir el cruce de moléculas específicas.

Proteínas canal

Proteínas de transporte de membrana que conforman conductos o poros hidrofílicos a través de los cuales fluyen selectivamente solutos o iones específicos a favor de gradiente.

Proteínas de transporte (carriers)

Proteínas transmembranales que experimentan alteraciones conformacionales reversibles para unirse a un soluto específico y transportarlo hacia el otro lado de la bicapa.

Endocitosis por receptor

Mecanismo de transporte en masa donde las moléculas que ingresan se acoplan primero a proteínas de reconocimiento específicas en la membrana antes de que ésta se deforme e invagine.

Difusión

Movimiento neto de partículas o solutos desde un área de mayor concentración hacia una de menor concentración originado por su agitación térmica aleatoria.

Enfermedad de Ich (punto blanco)

Infección parasitaria y contagiosa en peces de acuario originada por un protista que produce nódulos blancos visibles en piel, aletas y branquias.

Azul de metileno

Antiparasitario acuático coloreado que se difunde espontáneamente en el agua hasta quedar distribuido de manera uniforme por todo el acuario.

Gradiente de concentración

Diferencia cuantitativa en la concentración de partículas existente entre dos regiones delimitadas, que en sí misma constituye una fuente de energía potencial para el transporte pasivo.

Efecto de la temperatura en la tasa de difusión

Aumento en la velocidad de difusión provocado por una elevación térmica, atribuible al incremento directo de la energía cinética y movimiento de las moléculas.

Efecto de la masa en la difusión

Disminución de la tasa o velocidad de difusión asociada al incremento de la masa molecular de la sustancia que se desplaza.

Bomba de sodio y potasio ($\text{Na}^+/\text{K}^+\text{-ATPasa}$)

Proteína de membrana que realiza transporte activo expulsando $3\,\text{Na}^+$ hacia el exterior celular e incorporando $2\,\text{K}^+$ hacia el interior mediante la hidrólisis de una molécula de $\text{ATP}$.

Potencial de membrana en reposo

Diferencia de voltaje eléctrico existente a través de la membrana celular de una célula viva no estimulada, caracterizada comúnmente por una carga interior neta negativa.

Fosforilación en la bomba $\text{Na}^+/\text{K}^+$

Transferencia de un grupo fosfato desde el $\text{ATP}$ a la proteína transportadora que induce el cambio de forma necesario para liberar los iones de sodio en el medio extracelular.

Canales de fuga de potasio

Proteínas de canal pasivo por las que los iones potasio se escapan continuamente hacia el exterior celular, constituyendo la causa principal de la negatividad interna del potencial de reposo.

Gradiente electroquímico

Fuerza motriz resultante combinada de la diferencia en la concentración química y la distribución de carga eléctrica de un ión entre dos lados de una membrana biológica.

Cotransporte acoplado a gradiente iónico

Mecanismo en el cual el flujo pasivo a favor de gradiente electroquímico de un ión (como el sodio) se acopla para transportar de manera secundaria otra molécula crítica (como la glucosa).

Ósmosis

Movimiento neto y pasivo de moléculas de agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva desde una zona de menor concentración de solutos hacia una de mayor concentración de solutos.

Acuaporinas

Proteínas integrales de membrana que forman canales selectivos para acelerar el transporte masivo de moléculas de agua sin alterar la dirección impuesta por el gradiente de potencial hídrico.

Medio hipertónico

Solución externa que posee una concentración de solutos mayor en comparación con el medio interno de una célula, promoviendo la pérdida neta de agua celular por ósmosis.

Medio hipotónico

Solución circundante que tiene una concentración de solutos menor que la del medio celular interno, provocando la entrada osmótica de agua y la consiguiente turgencia celular.

Medio isotónico

Solución cuya concentración de solutos es idéntica a la del interior celular, estableciendo un equilibrio sin variación neta en el volumen de la célula.

Plasmólisis

Fenómeno de deshidratación celular en el cual el protoplasto vegetal se contrae y se separa de la pared celular al colocarse la célula en un medio con menor potencial hídrico (hipertónico).

Elemento esencial

Nutriente mineral cuya ausencia impide de manera directa que la planta complete su ciclo vital o que posee una función metabólica y estructural indispensable.

Macronutrientes

Nutrientes minerales esenciales necesarios para el adecuado crecimiento vegetal en concentraciones tisulares relativamente elevadas (generalmente superiores a $1000\,\text{ppm}$ o proporciones porcentuales).

Micronutrientes

Nutrientes minerales esenciales requeridos por las plantas en cantidades sumamente bajas o trazas, usualmente menores a $100\,\text{ppm}$ en el tejido seco.

Clorosis

Amarilleamiento anormal de los tejidos fotosintéticos foliares derivado de la degradación o síntesis insuficiente de clorofila por deficiencia de nutrientes como nitrógeno o magnesio.

Necrosis foliar

Aparición de manchas localizadas de tejido celular vegetal muerto provocadas por deficiencias agudas de nutrientes esenciales inmóviles o móviles.

Solución de Hoagland modificada

Formulación acuosa para cultivo hidropónico que aporta todos los macro y micronutrientes esenciales a concentraciones máximas que sostienen un crecimiento rápido sin causar toxicidad salina.

Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

Medida de la cantidad total de cargas negativas presentes en las partículas del suelo capaces de adsorber e intercambiar cationes minerales con la solución del suelo.

Micorrizas arbusculares (VA)

Asociación simbiótica hongo-raíz donde las hifas penetran en las células corticales formando estructuras ramificadas llamadas arbúsculos que mejoran la absorción de fósforo.

Ecuación de Nernst

Expresión electroquímica que relaciona el potencial eléctrico transmembranal ($\Delta E_j$) con la diferencia de concentración interna y externa de un ión particular en el equilibrio termodinámico.

Potencial de difusión

Voltaje eléctrico transitorio que se establece a través de una membrana biológica cuando dos iones de cargas opuestas difunden con velocidades y permeabilidades diferentes.

Bomba electrogénica ($\text{H}^+\text{-ATPasa}$)

Enzima transportadora primaria de la membrana plasmática vegetal que acopla la hidrólisis de $\text{ATP}$ a la expulsión neta de protones, polarizando negativamente el citosol.

Ecuación de Goldman

Ecuación matemática que predice el potencial de difusión de la membrana considerando las concentraciones intra y extracelulares y los coeficientes de permeabilidad de los iones $\text{K}^+$, $\text{Na}^+$ y $\text{Cl}^-$.

Rubisco (Ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa)

Enzima estromática cloroplástica primordial que cataliza tanto la fijación carboxilativa de $\text{CO}_2$ en el ciclo de Calvin como la oxigenación competitiva que inicia la fotorrespiración.

Fotorrespiración (Ciclo fotosintético $C_2$ de oxidación)

Ruta metabólica integrada en cloroplastos, peroxisomas y mitocondrias iniciada por la oxigenación de ribulosa-1,5-bisfosfato que disipa energía y recupera el $75\%$ del carbono fijado como fosfoglicolato.

Fosfoenolpiruvato (PEP) carboxilasa

Enzima citosólica que cataliza la carboxilación primaria de fosfoenolpiruvato con ion bicarbonato ($\text{HCO}_3^-$) en plantas $C_4$ y $\text{CAM}$ con alta afinidad e insensibilidad al oxígeno.

Metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM)

Adaptación fotosintética caracterizada por la separación temporal de la fijación de $\text{CO}_2$ (nocturna, acumulando malato vacuolar) y la descarboxilación interna diurna con estomas cerrados.

Punto de compensación de la luz

Densidad de flujo fotónico en la cual la asimilación fotosintética neta de $\text{CO}_2$ de una hoja iguala exactamente a la tasa de liberación de $\text{CO}_2$ por la respiración mitocondrial.

Ciclo de las xantofilas

Mecanismo fotoprotector no fotoquímico en membranas tilacoidales en el que la violaxantina se desepoxida reversiblemente en zeaxantina para disipar el exceso de energía luminosa en forma de calor.

Fotoinhibición

Disminución transitoria (dinámica) o crónica del rendimiento cuántico y de la capacidad fotosintética máxima en una hoja producida por la absorción continuada de radiación lumínica en exceso.

Relación de Bowen

Cociente micrometeorológico que expresa la relación entre la disipación de calor sensible (convección y conducción) y la disipación de calor latente por evaporación transpiratoria en una hoja.