Notas detalladas sobre Células Vegetales (Transcripción)

Células vegetales y su organización

Enfoque: células y tejidos del cuerpo vegetativo. Contenido abarca orgánulos, sistema de endomembranas, vacuolas, plastidios, pared celular y división celular. (Transcripción de las diapositivas: Capítulos 3, 23)

Núcleo y citoplasma

Núcleo y citoplasma (citostol, membrana) forman la estructura básica de la célula vegetal.
TEM (microscopio electrónico de transmisión) permite observar detalles ultramicroscópicos de estas estructuras.
En el citoplasma se encuentran: ribosomas, citoesqueleto (microtúbulos, filamentos de actina), mitochondria, retículo endoplásmico (RE), aparato de Golgi, vesículas, vesículas secretoras, cuerpos oleosos.
Citoesqueleto: mantiene forma de la célula y participa en transporte intracelular.

Plastidios

Plastidios: cloroplastos, cromoplastos, leucoplastos (incluyen amiloplastos).
Exterior de plastidios: dos membranas; interior: tilacoides (membranas en saco), estroma.
Cloroplastos: pigmentos como clorofila y otros pigmentos; responsables de la fotosíntesis y almacenamiento temporal de carbohidratos.
Cromoplastos: carotenoides; se encuentran en flores, frutos, raíces y hojas durante maduración/envejecimiento.
Leucoplastos: sin pigmentos; sin membranas internas distintas; Amiloplastos sintetizan almidón.
Evolución del plastidio durante el desarrollo: cambios en pigmentación y función.

Cloroplastos (detalle)

Pigmentos: clorofila y carotenoides.
Función principal: fotosíntesis; movimiento de pigmentos para captación de luz.
Organización interna: tilacoides agrupados en grana; estroma entre las membranas.
El estroma contiene ADN y proteínas.
Actividades metabólicas: síntesis de carbohidratos, aminoácidos, ácidos grasos y metabolitos secundarios; almacenamiento de almidón.
Estructuras relacionadas: tilacoides, grana, estroma, ADN de cloroplasto.

Sistema de endomembranas

Red de compartimentos intracelulares conectados para síntesis, modificación y transporte de moléculas.
Secuencia típica (relación núcleo-RE-Golgi-membrana):
- Núcleo → poros nucleares (Nuclear pore) → vesículas de transición → RE rugoso (RER) → cara formadora (forming face) de la empaquetación → vesículas de transporte (shuttle vesicles) → aparato de Golgi → vesículas secretoras → red trans-Golgi → cara madura (maturing face) → membrana plasmática.
En el recubrimiento de la membrana externa de la pared celular, y en la formación de la pared celular a través del tránsito de vesículas secretoras.
Nota: puede aparecer la etiqueta de “cell wall” y la red trans-Golgi como parte del sistema de secreción hacia la membrana plasmática y/o la pared celular.

Vacuola

Vacuola llena de líquido; mantiene la turgidez de la célula.
Delimitada por una membrana llamada tonoplasto.
Funciones: aumento de tamaño de la célula (crecimiento celular); en general, no se asume síntesis de nuevos componentes en su interior (función de almacenamiento y mantenimiento osmótico).

Vacuola: almacenamiento (2º uso)

Almacenamiento de sustancias: metabolitos primarios y secundarios.
- Metabolitos primarios (1º): azúcares, proteínas.
- Metabolitos secundarios (2º): algunas sustancias tóxicas; ejemplos incluyen taninos (fenoles), antocianinas, oxalato de calcio (cristales) en forma de drusas y rafidios.
Beneficios: contribuye a la defensa y al equilibrio osmótico y al almacenamiento de sustancias metabólicas.

Pared celular

Estructura que provee soporte y determina la forma de la célula y de la planta; influencia también en el metabolismo, desarrollo, defensa y conectividad intercelular.
Grosor y capas: exterior de la membrana plasmática; lamina media que conecta células vecinas; pared primaria presente en células en crecimiento y en células que pueden rediferenciarse; pared secundaria depositada hacia el interior de la pared primaria en células maduras y especializadas; da rigidez y soporte mecánico.
Grosor típico (ejemplo): 3.0 \, bc m (3.0 μm).

Composición de la pared celular

Polisacáridos estructurales: celulosa, hemicelulosas, pectinas.
Proteínas estructurales: glicoproteínas.
Otros componentes: lignina, cutina, suberina y ceras.
Celulosa: polímero más abundante en la Tierra; fuerte y flexible.
Detalles de la celulosa:
- Monómeros: β-glucosa; cada cadena se repite como unidades de
  eta-1,4-glucano.
- Organización jerárquica: microfibrillas → macrofibrillas → hebra.
- Síntesis ocurre en la membrana plasmática a través de complejos en roseta (cellulose synthase, CESA).
- Formación de microfibrillas de celulosa; exponer la orientación de las hebras influye en la rigidez y expansión celular.
- Representación conceptual:
  ext{UDP-glucose}
  ightarrow ext{UDP-glucose}
  ightarrow ext{Rosette (cellulose synthase)}
  ightarrow ext{Celulose microfibril}
Hemicelulosas: conectan las hebras de celulosa; limitan la extensión y alargamiento de la célula; varían entre tipos de células y taxones.
Pectinas: presentes en paredes primarias y lamina media; actúan como pegamento; son hidrofílicas; permiten crecimiento celular.

Función estructural y metabólica de la pared

Función estructural: limita expansión celular y evita ruptura de la membrana; determina forma y tamaño de la célula y de la planta.
Función metabólica y de desarrollo: cambia a lo largo del desarrollo; contribuye a la conectividad entre células; contiene enzimas para absorción, secreción y transporte de sustancias entre células.
Funciones de defensa: protege la célula ante daños; deposita sustancias como respuesta a daño.

Plasmodesmata

Conexiones entre células a través de las paredes celulares; permiten transporte y comunicación entre células vecinas.
Presentes como punteaduras (pit) en paredes; en paredes secundarias existen desmotubos (retículo endoplásmico) que conectan el ER entre células contiguas.

División celular vegetal

Proceso de formación de la placa celular (pared) durante la mitosis.
Phragmoplasto: estructura citosquelética compuesta por microtúbulos y filamentos de actina que dirige la formación de la pared celular.
Inicio de la pared celular a partir de vesículas de Golgi y microtúbulos que organizan la deposición de material de la pared en la zona central de la célula en división.

Notas y conexiones relevantes

Las redes de endomembranas permiten la secreción de componentes de la pared y la membrana plasmática; el tránsito de vesículas está coordinado con el citoesqueleto y los microtúbulos.
Los plastidios muestran una gran diversidad de funciones más allá de la fotosíntesis, incluyendo almacenamiento de almidón y síntesis de metabolitos secundarios que pueden participar en defensa y atracción de polen o insectos.
La pared celular y su remodelación durante el desarrollo están estrechamente vinculadas con la expansión celular, la diferenciación de tejidos y la respuesta a estímulos externos.