Monografias | Célula Vegetal - Introducción a la Biotecnología VegetalCélula Vegetal - Introducción a la Biotecnología VegetalResumen: Célula vegetal. Como se estudian las células. Células eucariotas y procariotas. Células vegetales y animales. Célula eucariota. La pared celular. La membrana plasmática. El protoplasto. Glosario.(V) Índice 1. Célula Vegetal Todos los organismos vivos están compuestos por células. El inglés, Robert
Hooke en 1665, realizó cortes finos de una muestra de corcho y observó usando
un microscopio rudimentario unos pequeños compartimentos, que no eran más que
las paredes celulares de esas células muertas y las llamó células ( del latín
cellula, que significa habitación pequeña ) ; ya que éste tejido le
recordaba las celdas pequeñas que habitaban los monjes de aquella época. No
fue sino hasta el siglo XIX, que dos científicos alemanes el botánico Matthias
Jakob Schleiden y el zoologo Theodor Schwann, enunciaron en 1839 la primera teoría
celular : " Todas las plantas y animales están compuestos por grupos
de células y éstas son la unidad básica de todos los organismos vivos".
Esta teoría fue completada en 1855, por Rudolph Virchow, quien estableció que
las células nuevas se formaban a partir de células preexistentes ( omni
cellula e cellula ). En otras palabras las células no se pueden formar por
generación espontánea a partir de materia inerte. Célula fijada con KMnO4 2. Cómo
se estudian las células Una de las principales herramientas para el estudio de la célula es el
microscopio. En general las células y tejidos vivos son difíciles de estudiar
con el microscopio fotónico ; ya que los tejidos multicelulares son
demasiado gruesos para dejar pasar la luz y las células vivas aisladas suelen
ser transparentes, con poco contraste entre los detalles internos. Sin embargo,
se pueden realizar estudios de tejidos, realizando cortes a mano alzada con una
hojilla bien afilada y haciendo observaciones con el microscopio óptico, previo
montaje de la muestra sobre un porta objeto de vidrio, con una gota de agua y
cubriendo con un vidrio cubre objeto. Existen distintos métodos de preparación para el estudio de ciertas
característica celulares específicas En éste siglo, el desarrollo de las técnicas
citológicas ha seguido las siguientes líneas : 1) se desarrollaron nuevos
aparatos ópticos, como el microscopio de contraste de fase y se perfeccionaron
otros como el microscopio de luz polarizada , facilitando así el estudio de las
células vivas ; 2) se inventó el microscopio electrónico de transmisión
( TEM, transmission electron microscopy) y el microscopio electrónico de
barrido( SEM, scanning electron microscopy) ; 3) se crearon métodos citoquímicos
para lograr información química a partir de preparaciones microscópicas,
entre estos se pueden citar la inmunofluorescencia y la microrradioautografía;
4) se idearon técnicas para fragmentar las células mediante , ultrasonido,
homogenizado, y el aislamiento de los organelos y otros componentes mediante
centrifugación diferencial, para su posterior estudio bioquímico. 3. Células eucarioticas y
procarióticas En el mundo viviente se encuentran básicamente dos tipos de células :
las procarióticas y las eucarióticas. Las células procarióticas (del griego
pro, antes de ; karyon, núcleo) carecen de un núcleo bien definido .
Todas las otras células del mundo animal y vegetal, contienen un núcleo
rodeado por una doble membrana y se conocen como eucarióticas ( del griego eu,
verdadero y karyon, núcleo ). En las células eucarióticas, el material genético
ADN, esta incluido en un núcleo distinto, rodeado por una membrana nuclear.
Estas células presentan también varios organelos limitados por membranas que
dividen el citoplasma celular en varios compartimientos, como son los
cloroplastos, las mitocondrias, el retículo endoplasmático, el aparato de
Golgi, vacuolas, etc. Los organismos procariotes son unicelulares y pertenecen al grupo de las
Moneras, que incluyen las bacterias y cianobacterias ( algas verde-azules ). El
ADN de las células procarióticas está confinado a una o más regiones
nucleares, que se denominan nucleoides, que se encuentran rodeados por
citoplasma, pero carecen de membrana. En las bacterias, el nucleoide esta
formado por un pedazo de ADN circular de aproximadamente 1 mm de largo, torcido
en espiral, que constituye el material genético esencial. Las células procarióticas
son las más primitivas de la tierra, hicieron su aparición en los océanos
hace aproximadamente 3,5 millardos de años ; mientras que las células
eucarióticas fósiles tienen menos de un millardo de años. Las células procarióticas son relativamente pequeñas, nunca tienen más de
algunas micras de largo y no más de una micra de grosor. Las algas verde-azules
son generalmente más grandes que las células bacterianas. Así mismo, todas
las algas verde-azules realizan la fotosíntesis con la clorofila a, que no se
encuentra en las bacterias, y mediante vías metabólicas comunes a las plantas
y algas, pero no a las bacterias. Un gran número de células procarióticas, están rodeadas por paredes
celulares, que carecen de celulosa, lo que las hace diferentes de las paredes
celulares de las plantas superiores. 4. Células vegetales y animales Tanto las células de las plantas como las de los animales son eucarióticas,
sin embargo presentan algunas diferencias : Las plantas son organismos multicelulares formados por millones de células
con funciones especializadas. Sin embargo, todas las células vegetales poseen
una organización común : tienen un núcleo, un citoplasma y organelos
subcelulares ; los cuales se encuentran rodeados por una membrana que
establece sus límites. Así como una pared celular que rodea el protoplasto ( núcleo
+ citoplasma con sus inclusiones ). Aunque las células vegetales y animales son muy parecidas, las células
vegetales tienen una pared rígida de celulosa, que le brinda protección, sin
impedir la difusión de agua y iones desde el medio ambiente hacia la membrana
plasmática, que es la verdadera barrera de permeabilidad de la célula. Una
pared celular primaria típica, de una dicotiledónea está formada por 25-30 %
de celulosa, 15-25 % de hemicelulosa, 35 % de pectina y 5-10 % de proteínas
(extensinas y lectinas), en base al peso seco. La constitución molecular y
estructural precisa de la pared celular, depende del tipo de célula, tejido y
especie vegetal. La pared primaria es delgada ( de 1 a 3 micras de grosor) y se forma cuando
la célula crece, ejemplo de esta la tenemos en células jóvenes en
crecimiento, en el tejido parenquimático, en el clorénquima, epidermis, etc. Las macromoléculas de celulosa, en la pared celular esta formada por
unidades de glucosa ( un azúcar de 6 carbonos) enlazadas covalentemente,
formando una estructura en forma de cinta aplanada, que puede tener de 0,25 a 5
micras de largo. 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, que tiene aproximadamente 3 nm
de diámetro. La celulosa es muy estable químicamente e insoluble. Las
microfibrillas tienen una alta fuerza tensional, que actua reforzando la pared.
Grupos de microfibrillas se disponen como los alambres en un cable, formando
macrofibrillas. Las macrofibrillas son los componentes más importantes de la
pared celular y se mantienen unidas mediante otros componentes de la pared
celular, como son las macromoléculas de hemicelulosa y péctina. Estas
sustancias pegan toda la estructura, en capas de fibras. Las primeras
microfibrillas que se depositan en la pared celular, forman una red con
disposición transversal. Pero, cuando la presión de turgencia produce la
extensión celular y la pared crece en área superficial, la otra capa de
microfibrillas se deposita paralelamente, al eje longuitudinal de la célula. El
efecto final es una apariencia entramada de varias capas. Dos células adyacentes se mantienen unidas mediante la lámina media, la que
se encuentra formada principalmente por sustancias pecticas, que cementan las
paredes primarias, a ambos lados de la lámina media. Nosotros podemos extraer
la pectina de frutos verdes, como por Ej. el mango y hacer jalea. En muchas
plantas posteriormente se puede depositar una pared celular secundaria, que
imparte rigidez y fortaleza al tejido, sí se deposita lignina. Por ejemplo los
troncos de los árboles, tienen células con gruesas paredes celulares
secundarias. Las plantas multicelulares, se conectan a través de pequeñas perforaciones
que comunican las células adyacentes, denominadas campos de punteaduras
primarias, a través de los cuales pasan cordones citoplasmáticos denominados
plasmodesmos. A pesar de que son muy pequeños para que lo atraviesen organelos
celulares, sin embargo las conexiones citoplasmáticas permiten la transferencia
de sustancias de una célula a otra. La membrana plasmática es continua y se
extiende de una célula a la otra a través de los plasmodesmos, constituyendo
lo que se conoce como simplasto ; mientras que el conjunto de las paredes
celulares de un tejido, más los espacios intercelulares, se denomina apoplasto.
La pared celular es muy permeable a diferentes sustancias, permitiendo el paso
de agua y solutos ; aunque la verdadera barrera que controla la
permeabilidad, al igual que en las células animales, es la membrana plasmática
o plasmalema. La membrana plasmática, tanto de las células procarióticas como eucarióticas,
son básicamente similares. En ambos casos, regula el flujo de sustancias
disueltas hacia adentro y hacia afuera de la célula. La ósmosis, que funciona
debido a que el agua pasa a través de las membranas más rápido que los
solutos, regula el flujo de agua. Las membranas plasmáticas tienen aproximadamente 50% de fosfolípidos y 50%
de proteínas. La estructura en tres capas de las membranas celulares, consiste
de una doble capa de fosfolípidos, con los grupos hidrofóbos( no afines al
agua ) mirando hacia el centro y los grupos hidrofílicos ( afines al agua )
orientados hacia las partes externas de la bicapa lípidica. Las moléculas de
proteínas, flotan en la bicapa lipídica, con sus terminaciones hidrofílicas
penetrando en ambas superficies de la membrana, lo que se conoce como el modelo
de mosaico fluido, propuesto por Singer y Nicolson( 1972 ). Se sabe que en las
membranas existen dos tipos de proteínas : las proteínas integrales(intrínsecas)
y las proteínas periféricas ( extrínsecas). Cuando se estudia la membrana plasmática mediante el microscopio electrónico,
después de haber sido apropiadamente fijada con tetróxido de osmio, las capas
de proteínas se observan como dos líneas densas ( oscuras ), con un espacio
claro entre ellas. Las líneas oscuras tienen un espesor de aproximadamente 2,5
a 3,5 nm y la línea clara tiene aproximadamente 3,5 nm, para un grosor de
aproximadamente 10 nm o100 Å. La que se conoce como la unidad de membrana. Esto
no significa que todas las membranas sean iguales ; ya que ellas pueden
presentar diferentes características de permeabilidad. El hecho de que una
substancia pueda atravesar la membrana de un cloroplasto, no significa que lo
pueda hacer también a través de una membrana mitocondrial. Las membranas
poseen la propiedad de ser selectivas, lo que indica que cada tipo de membrana
tiene características moleculares particulares, que les permite funcionar bajo
sus propias condiciones. Todas las membranas biológicas que rodean las células,
núcleos, vacuolas, mitocondrias, cloroplastos y otros organelos celulares son
selectivamente permeables. Las membranas son muy permebles a las moléculas de
agua y ciertos gases, incluyendo el oxígeno y el dióxido de carbono ;
mientras que otras moléculas pueden tener problemas para atravesar las
membranas, debido a su tamaño, polaridad y solubilidad en lípidos. Los iones y
las moléculas polares (con carga eléctrica), tienden a moverse a través de la
parte proteica de la membrana. Muchas sustancias se mueven mediante difusión
simple, por un proceso de transporte pasivo, de zonas de mayor a menor
concentración. Sin embargo, en los seres bióticos muchas sustancias atraviesan
la membrana mediante transporte activo, moviéndose en contra de un gradiente de
concentración, y con la utilización de energía metabolica por la célula , en
forma de ATP ( adenosin trifosfato ), el cual es aportado por la respiración. El contenido del protoplasto, se puede dividir en tres partes fundamentales :
citoplasma, núcleo y vacuola(s) ; así mismo se encuentran substancias ergásticas
y órganos de locomoción. Todas las células eucarióticas, al menos cuando jóvenes
pose en un núcleo ; el cual puede desaparecer en los tubos cribosos y en
otras células vegetales, en la medida que maduran. El protoplasto se encuentra
ausente en los elementos xilemáticos maduros( vasos y traqueidas). La presencia
de vacuolas y substancias ergásticas, es una característica de las células de
hongos y de las plantas. El citoplasma ( plasma fundamental ), tiene una consistencia viscosa y está
compuesto de una mezcla heterogénea de proteínas ( enzimas ) y es el lugar
donde ocurren importantes reacciones metabólicas, como la glucólisis. Debido a
su naturaleza coloidal, el citoplasma sufre cambios de estado, puede pasar de
sol( fluido) a gel (parecido a la gelatina ). El citosol, es la matriz fluida en
la que los organelos se encuentran suspendidos, está organizado en una red
tridimensional de proteínas fibrosas, llamadas citoesqueleto. El citoesqueleto
es mucho más organizado, que la sopa clara que nos podemos imaginar. Los elementos del citoesqueleto son : los microtúbulos y los
microfilamentos. Los microtúbulos son filamentos cilíndricos, huecos que
tienen un diámetro externo de 25 nm y varias micras de longuitud. Las paredes
de los microtúbulos, estan formadas por filamentos protéicos lineares o en
espiral de aproximadamente 5 nm de diámetro y estos están compuestos de 13
subunidades. En el centro de un microtúbulo se encuentra un lumen ( área vacía
) ; sin embargo se pueden observar bastones o puntos. Los microtúbulos
estan compuestos por moléculas esféricas de una proteína llamada tubulina .
Los microtúbulos pueden formarse o descomponerse rápidamente a conveniencia, y
se encuentran formando parte de estructuras celulares que facilitan el
movimiento, como el huso mitótico y los flagelos. La colquicina, un alcaloide
del cólquico ( Colchicum autumnale ), destruye la organización de los microtúbulos,
impidiendo la formación del huso acromático durante la mitosis celular. Por lo
que la colquicina se ha utilizado en genética, en la obtención de células
poliploides. Los microfilamentos son estructuras más pequeñas, pero sólidas de 5 a 7 nm
de diámetro, que actúan solos o conjuntamente con los microtúbulos para
producir movimiento celular. Estos también están formados por proteínas,
específicamente la proteína actina, la que con la miosina son también
constituyentes del tejido muscular de los animales. Los microfilamentos causan
el movimiento de corriente citoplasmática o ciclosis, la que ocurre en muchas células
vegetales, como en las algas Chara y Nitella, donde se han reportado velocidades
de 75 µm por segundo. En las hojas de la Elodea canadensis, se observa muy bien
la ciclosis, que produce un movimiento de los organelos celulares, de una forma
helicoidal, de un lado hacia abajo y del otro lado hacia arriba. Los
microfilamentos también juegan un papel importante en el crecimiento del tubo
polínico y en el movimiento ameboidal. En el citoplasma se encuentra un sistema
de endomembranas, que incluye al retículo endoplasmático, el aparato de Golgi,
la envoltura nuclear y otros organelos celulares y membranas ( tales como
los microcuerpos, esferosomas y membrana vacuolar), que tienen sus orígenes en
el retículo endoplasmático o en el aparato de Golgi. La membrana celular que
ya la hemos estudiado, se considera como una entidad separada ; aunque su
crecimiento se debe a la adición de vesículas por el aparato de Golgi. Las
mitocondrias y plastidios se encuentran rodeados por una doble membrana, que se
parece al sistema de endomembranas ; aunque estos organelos se
autoduplican, por lo que no están relacionados al sistema de endomembranas. Así
mismo, los ribosomas, los microtúbulos y los microfilamentos, no forman parte
del sistema de endomembranas. El retículo endoplasmático ( RE o ER, del inglés endoplasmic
reticulum ) es un sistema multirramificado de sacos membranosos planos,
denominados cisternas, que presentan la típica estructura de unidad de
membrana. El RE es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, a
la que se une en las cercanías del núcleo. El RE puede tener ribosomas, que se
encuentran unidos como lo hacen los botones a un pedazo de tela, y se conoce
como RE rugoso o puede carecer de ribosomas y se llama RE liso. El RE rugoso
sintetiza lípidos de membrana y proteínas de secreción ; mientras que el
RE liso está implicado también en la producción de lípidos y en la
modificación y transporte de las proteínas sintetizadas en el RE rugoso. Los
ribosomas, obsevados en una micrografía electrónica a bajo aumento, aparecen
como puntos negros, redondos sobre el RE, pero a altos aumentos se observa que
están formados por un cuerpo pequeño esférico y un cuerpo concavo grande,
tienen de 20 a 30 nm de grosor. Frecuentemente aparecen formando agregados
característicos que reciben el nombre de polisomas. Los ribosomas son partículas
de ribonucleoproteínas ( contienen proteínas y ácido ribonucleíco ), donde
se produce la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos, mediante el
mecanismo de la traducción, de la información genética contenida en el ácido
ribonucleico mensajero( ARNm). En una célula pueden existir miles de ribosomas,
con una capacidad de síntesis prodigiosa, ya que cada ribosoma puede producir
una molécula de proteína por minuto. Complejos de Golgi o aparato de Golgi esta relacionado con el RE ; éste
sistema de membranas está compuesto por conjuntos de sacos de Golgi, aplanados
y llenos de fluido. Se observan como membranas aplanadas, parecidas a una pila
de cachapas. En los extremos de estas membranas aplanadas o cisternas, se pueden
observar vesículas que contienen las macromoléculas que se usan para la
construcción de las membranas y la pared celular. Tanto los polisacáridos
hemicelulosa y pectina, como la proteína de la pared celular (extensina) son
sintetizados y procesados en el interior de las vesículas de secreción del
aparato de Golgi o dictiosoma. Cada aparato de Golgi tiene 4 a 6 cisternas con
una separación de 10 nm ; no obstante algunas algas pueden tener de 20 a
30 . El aparato de Golgi puede tener otras funciones además de contribuir al
crecimiento del plasmalema y transporte de material a la pared celular, como es
la de segregar mucilago en la parte externa de la punta de la raíz, que actúa
como un lubricante permitiendo su movimiento entre las partículas del suelo. El
aparato de Golgi es abundante en muchas células secretoras. Los dictiosomas no
son estructuras permanentes y en caso de necesidad se forman de novo por el retículo
endoplasmático. Microcuerpos, peroxisomas , glioxisomas. Los microcuerpos son organelos esféricos,
rodeados por una sola unidad de membrana. Su diámetro varía de 0,5 a 1,5 µm y
tienen un interior granular ; algunas veces con inclusiones cristalinas de
proteínas. Se originan a partir del RE, formando parte del sistema de
endomembranas. Los peroxisomas son organelos esféricos, especializados en
reacciones de oxidación. La enzima catalasa, constituye casi el 40% de las
proteínas totales del peroxisoma, esta enzima descompone el peróxido de hidrógeno
en agua y oxígeno. En las plantas se conocen los peroxisomas foliares, como
organelos de la fotorrespiración. Los glioxisomas se encuentran en semillas de
oleaginosas, y contienen las enzimas que ayudan a convertir las grasas
almacenadas, en carbohidratos que son translocados a la planta joven para su
crecimiento. Los glioxisomas contienen las enzimas del ciclo del ácido glicólico. Plastidios. Además del núcleo y las vacuolas, los plastidios constituyen
los organelos más conspicuos de una célula vegetal. Los plastidios están
rodeados por una doble membrana, con una estructura interna constituida por un
sistema de membranas, separadas por una matriz de naturaleza proteíca llamada
estroma. Los plastidios tienen ADN (DNA) con una estructura similar al
encontrado en células procarióticas, así como ribosomas, embebidos en el
estroma. Todos los plastidios se desarrollan a partir de proplastidios , que son
cuerpos pequeños encontrados en plantas que crecen tanto en la luz como en la
oscuridad. Se dividen por fisión o bipartición, como lo hacen las mitocondrias
y los organismos procariótes. Los plastidios incoloros se conocen como
leucoplastos, contienen enzimas responsables de la síntesis del almidón. Los
leucoplastos mejor conocidos son los amiloplastos, que almacenan granos de almidón,
como los encontrados en la raíz de la yuca, el tubérculo de la papa, en granos
de cereales, etc. Otros leucoplastos pueden almacenar proteínas, se conocen
como proteinoplastos. Los cromoplastos son organelos coloreados, especializados
en sintetizar y almacenar pigmentos carotenoides ( rojo, anaranjado y amarillo),
estos son el origen de los colores de muchos frutos, flores y hojas, por ej. la
piel del tomate, la raíz de zanahoria, etc. Los cromoplastos se originan a
partir de cloroplastos jóvenes o de cloroplastos maduros, por división. Los cloroplastos son plastidios que contienen los pigmentos verdes clorofila
a y b, así como carotenoides de color anaranjado y xantofilas amarillas, son
característicos de los seres fotoautótrofos, que poseen la maquinaria enzimática
para transformar la energía solar en energía química, a través de la fotosíntesis.
Los cloroplastos son característicos de las células del mesófilo foliar,
poseen una doble membrana que los asemeja a las mitocondrias. Tienen una
membrana externa y otra interna, el espacio delimitado por la membrana interna
está ocupado por un material amorfo, parecido a un gel, rico en enzimas,
denominado estroma. Contiene las enzimas que realizan la fijación o reducción
del CO2 , convirténdolo en carbohidratos, como el almidón. La
membrana interna de los cloroplastos también engloba un tercer sistema
de membranas, que consta de sacos planos llamados tilacoides, en los cuales la
energía luminosa se utiliza para oxidar el agua y formar ATP (compuesto rico en
energía) y NADPH (poder reductor), usados en el estroma para convertir el CO2
en carbohidratos. En ciertas partes de los cloroplastos, los tilacoides se
disponen como monedas apiladas, denominados grana, pero en el estroma permanecen
aislados. Los cloroplastos tienen forma elíptica, con un diámetro de 5 a 10 mm y su número
puede variar de 20 a 100 por célula vegetal. Durante la ciclosis se mueven
libremente en el citoplasma. Ellos responden directamente a la energía solar,
para llevar a cabo la fotosíntesis, orientándose perpendicularmente a los
rayos de luz ; sin embargo sí la energía lumínica es muy fuerte , se
disponen de tal forma que la radiación incida oblicuamente, recibiendo menos
luz. Los cloroplastos se originan a partir de proplastidios, reacción ésta que
es disparada por la luz, que provoca la diferenciación del plastidio,
apareciendo los pigmentos y la proliferación de membranas, que origina los
tilacoides y grana. Así mismo, en el estroma del cloroplasto se encuentran
pequeños pedazos circulares de ADN, dispuestos en doble hélice ;
parecidos al ADN de las mitocondrias y bacterias. El ADN del cloroplasto regula
la síntesis del ARN ribosomal, del ARN de transferencia y de la Ribulosa 1,5
difosfato carboxilasa-oxigenasa( RUBISCO), enzima que cataliza la fijación del
CO2 en la fotosíntesis. Sin embargo, la mayoría de las proteínas
del cloroplasto, son sintetizadas en el citosol y transportadas al cloroplasto. Mitocondrias. Las células eucarióticas poseen organelos complejos,
denominados mitocondrias. Observadas con el microscópio óptico , se ven como
pequeñas esferas , bastones o filamentos, que varían en forma y tamaño,
comunmente miden de 0,5 a 1,0 mm de diámetro y de 1,0 a 4,0 mm de
longuitud. Son más numerosas que los cloroplastos, pudiéndose encontrar hasta
1000 por célula, pero varias algas, incluyendo Chlorella tienen una sola por célula
La mitocondria es el organelo responsable de la respiración aeróbica ( que
utiliza O2 ), un proceso en el cual un carbohidrato se oxida por
completo en presencia de O2 , convirtiéndose en CO2 , H2
O y energía almacenada en forma de ATP. Las mitocondrias se dividen por
fisión o bipartición, y todas se originan a partir de las mitocondrias
contenidas en el zigoto ; de tal forma que sus membranas no se derivan del
sistema de endomembranas. Ellas contienen ADN circular y ribosomas pequeños (
15 nm ), en la matriz , de tal manera que son capaces de sintetizar algunas de
sus propias proteínas. Sin embargo, dependen también de proteínas
sintetizadas en el citoplasma que están bajo el control nuclear. Las mitocondrias tienen una doble membrana, la membrana externa es lisa, y
actúa como un colador, permitiendo el paso de muchas moléculas pequeñas ;
mientras que la membrana interna , muestra plegamientos denominados crestas, que
aumentan la superficie interna. La membrana interna es selectivamente permeable,
regulando el tipo de moléculas que la atraviesan. El compartimiento interno
encerrado por la membrana interna es la matriz, de naturaleza coloidal, que
contiene las enzimas del ciclo de Krebs o del ácido cítrico. En la membrana
interna de las mitocondrias, se encuentran insertos los transportadores de
electrones y la ATP sintetasa , relizándose en ella la fosforilación oxídativa
o sea la síntesis de ATP, acoplada al consumo de O2 . Vacuolas. Son organelos característicos de las células vegetales, rodeados
por una membrana denominada tonoplasto , que controla el transporte de solutos
hacia adentro y hacia afuera de la vacuola ; regulando el potencial hídrico
de la célula a través de la osmosis . La vacuola contiene iones inorgánicos,
ácidos orgánicos, azucares, enzimas, cristales de oxalato de calcio, y una
variedad de metabolitos secundarios (alcaloides, taninos, ), que frecuentemente
juegan un papel en la defensa de las plantas. Algunas vacuolas tienen altas
concentraciones de pigmentos, hidrosolubles , que le dan la coloración a muchas
flores, hojas y a la raíz de remolacha. Los colorantes vacuolares, de hojas y
flores sirven para atraer los insectos que transportan el polen y, en parte
funcionan como pigmentos protectores del exceso de radiación. Las vacuolas
pueden almacenar proteínas, especialmente en legumbres y cereales, es
importante señalar los granos de aleurona , en las células de la capa de
aleurona de los cereales ( trigo, cebada) o en los cotiledones de semillas de
leguminosas ( caraota, arveja, lenteja). Al germinar las semillas, las proteínas
son hidrolizadas y los aminoácidos transferidos al embrión en crecimiento.
Algunas vacuolas almacenan grasas como oleosomas o cuerpos grasos, p.ej. el
endosperma del Ricinus communis ( aceite de ricino). Las vacuolas son ricas en
enzimas hidrolíticas, como proteasas, ribonucleasas, y glicosidasas, que cuando
se liberan en el citosol, participan en la degradación celular durante la
senescencia. Las vacuolas tienen un pH más ácido que el citosol, cualquier
exceso de iones de hidrógeno en el citosol es bombeado hacia la vacuola,
manteniéndose la constancia del pH citosólico. En vista de la cantidad de
substancias que se acumulan en la vacuola, se ha pensado de ellas por mucho
tiempo, que son como el botadero de productos de desechos celulares (
substancias ergásticas). Las vacuolas se originan a partir de pequeñas vacuolas en células, jóvenes,
meristemáticas del ápice del tallo o de la raíz , las que crecen con la célula,
absorbiendo agua por osmosis y uniéndose unas con otras, hasta que se forman
grandes vacuolas. Las pequeñas vacuolas o provacuolas parecen formarse a partir
del aparato de Golgi o del retículo endoplasmático . El núcleo celular y sus componentes. El núcleo es el organelo celular más
conspicuo, tiene forma esférica o globular , con un diámetro de 5 a 15 m m .
Es el centro de control de la célula ; sin embargo no es un organelo
independiente, ya que debe obtener sus proteínas del citoplasma. El núcleo
contiene la mayor cantidad de ADN, al que se le da el nombre de genoma, está
rodeado por una envoltura nuclear, compuesta de dos membranas, que se fusionan
en algunos puntos formando poros nucleares, que permiten la comunicación del
interior del núcleo con el citoplasma celular. Pueden existir desde pocos a
miles de poros en una envoltura nuclear. Algunas macromoléculas del núcleo,
incluyendo subunidades ribosomales, son capaces de atravesar los poros nucleares
hacia el citosol y viceversa. El núcleo ejerce su control sobre las funciones
celulares vía ARNm( ácido ribonucleico mensajero), determinando las enzimas
que se fabrican en la célula y éstas a su vez determinan las reacciones químicas
que se llevan a cabo, y por ende la estructura y función celular. El núcleo es el sitio de almacenamiento y replicación de los cromosomas ,
que están compuestos de ADN y proteínas acompañantes. El complejo
ADN-proteina (nucleoproteina), se denomina cromatina, que se observa dispersa
durante la interfase. Aunque la cromatina pareciera estar desordenada, no es así ;
ya que está organizada en estructuras llamados cromosomas. La longitud de todo
el ADN del genoma de una planta es millones de veces mayor que el diámetro del
núcleo donde se encuentra, podemos establecer la analogía con una bola de hilo
enrollada varios kilómetros de longitud, metida dentro de una pelota de golf.
Cuando una célula se prepara para dividirse, el ADN y las proteínas que forman
cada cromosoma se enrollan más estrechamente; los cromosomas se acortan,
engruesan y se hacen visibles al microscopio. El núcleo contiene una solución
acuosa, repleta de enzimas, el nucleopasma, en el cual se encuentran suspendidos
la cromatina o los cromosomas y los nucléolos. Como ya mencionamos, el ADN
almacena información, en forma de genes, que son segmentos o secuencias de ADN
que contienen toda la información genética para originar un producto génico
determinado -ARN, proteína-. El núcleo contiene uno o más cuerpos esféricos (pueden ser hasta 4), los
nucléolos, que pueden tener de 3 a 5m m de diámetro. Los nucléolos son masas
densas de fibras, de forma irregular, se tiñen de oscuro, que se encuentran
suspendidos en el nucleoplasma. En ellos se pueden encontrar áreas claras,
llamadas vacuolas nucleolares, que son indicativo de un nucléolo muy activo.
Las células meristemáticas, generalmente tienen nucléolos más grandes que
las células maduras o latentes. En el nucléolo se fabrica el ARN ribosomal,
que junto a las proteínas sintetizadas en el citoplasma, forman los ribosomas.
El ARN ribosomal es codificado por regiones especiales en los cromosomas
denominadas regiónes organizadoras del nucléolo. Los nucéolos se obsevan bien
durante la interfase de la mitosis, que es la fase de descanso de la división
celular, pero cuando la célula comienza a dividirse, en la profase, desaparecen
los nucléolos y la membrana nuclear, que se reabsorbe en el retículo endoplasmático. 9. Glosario Abiótico: Contrario a la vida. Célula fijada con KMnO4 G: Grana Núcleo. Trabajo enviado por: Publicación enviada por Biotec. Emilio Alfredo Lucas Carrillo Contactar mailto:elucas42@hotmail.com Código ISPN de la Publicación EpZZpVluykfTLjqSkR Publicado Tuesday 17 de February de 2004 Ultimas Publicaciones en ilustrados.com
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