Presentación Tema 13: Características de las Células Vegetales PDF

TEMA 13. CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS VEGETALES. DESARROLLO VEGETAL. HORMONAS VEGETALES. Las células vegetales Definición: Las células vegetales son células presentes en plantas verdes, eucariotas fotosintéticas del reino Plantae. Paredes celulares primarias que contienen celulosa, hemicel...

TEMA 13. CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS VEGETALES. DESARROLLO VEGETAL. HORMONAS VEGETALES. Las células vegetales Definición: Las células vegetales son células presentes en plantas verdes, eucariotas fotosintéticas del reino Plantae. Paredes celulares primarias que contienen celulosa, hemicelulosas y pectina. Presencia de plastidos con capacidad para realizar la fotosíntesis y almacenar almidón. Vacuola que regula la presión de turgencia. Metabolismo de NPKs Ausencia de flagelos o centriolos, excepto en los gametos. Método único de división celular que implica la formación de una placa celular (fragmoplasto). Las células vegetales Características: Las células vegetales tienen paredes celulares, construidas fuera de la membrana celular y compuestas de celulosa, hemicelulosas y pectina. En muchos casos, el protoplasto secreta lignina o suberina como capas de pared secundaria. Las células vegetales Características: Muchos tipos de células vegetales contienen una gran vacuola central, un volumen lleno de agua encerrado por una membrana conocida como tonoplasto que mantiene la turgencia celular, controla el movimiento de moléculas entre el citosol y la savia, almacena material útil como fósforo y nitrógeno y digiere las proteínas de desecho y los orgánulos. Las células vegetales Características: Las vías de comunicación especializadas de célula a célula conocidas como plasmodesmos, ocurren en forma de poros en la pared celular primaria a través de los cuales el plasmalema y el retículo endoplásmico de las células adyacentes son continuos. Las células vegetales Las células vegetales Características: La división celular en plantas terrestres y algunos grupos de algas, se lleva a cabo mediante la construcción de un fragmoplasto como plantilla para construir una placa celular al final de la citocinesis. Las células vegetales Características: Los espermatozoides móviles y que nadan libremente de briófitas y pteridofitas, cícadas y ginkgo son las únicas células de plantas terrestres que tienen flagelos similares a los de las células animales, pero las coníferas y las plantas con flores no tienen espermatozoides móviles y carecen de flagelos y centríolos. Desarrollo de plantas El desarrollo de la mayoría de las plantas, está dramáticamente influenciado por el medio ambiente. Debido a que no pueden adaptarse a su entorno moviéndose de un lugar a otro, las plantas se adaptan alterando el curso de su desarrollo. La planta madura generalmente está hecha de muchas copias de un pequeño conjunto de módulos estandarizados. Las posiciones y los tiempos en los que se generan esos módulos están fuertemente influenciados por el entorno. Crecen entre nudos, esos nudos (meristemos apicales) están formados por las mismas estructuras: Crecimiento secuencial Desarrollo de plantas Germinación La germinación es el proceso por el que la semilla pasa de un estado de latencia a la actividad Si la germinación se produce en la oscuridad, el crecimiento de la raíz se ralentiza hasta que emerge el brote y comienza el crecimiento del tallo De esta forma antes podrá la semilla emerger del suelo y comenzar el proceso de la fotosíntesis Una vez la semilla emerge a la luz, la planta se vuelve verde y comienza el desarrollo de las hojas, el control del desarrollo por la luz es el fenómeno de fotomorfogénesis. Desarrollo de plantas El desarrollo embrionario comienza al establecer un eje raíz- brote y luego se detiene dentro de la semilla Estructura polarizada: Dos grupos clave de células en proliferación: uno en el extremo suspensor del embrión que colaborará con la célula suspensora superior para generar una raíz, y otro en el extremo opuesto que generará un brote. Desarrollo de plantas Semilla y embrión Una semilla contiene un embrión durmiente, alimento, y una cubierta. Al final de su desarrollo puede pasar de un 95% a un 5% de agua. La fruta, si está presente es de origen materno. El óvulo fertilizado dentro del óvulo crece utilizando los nutrientes transportados desde el endospermo por el suspensorio. Tras una compleja serie de divisiones celulares, se produce un embrión con un meristemo apical del tallo y otro de la raíz y uno o dos cotiledones. El desarrollo se detiene en este punto formando la semilla. Desarrollo de plantas Las partes de una planta son generadas secuencialmente por los meristemos. Las partes de la planta adulta son creadas secuencialmente por grupos de células que proliferan para establecer estructuras adicionales en la periferia de la planta. Estos importantes grupos de células se denominan meristemos apicales. Desarrollo de plantas El desarrollo de la plántula depende de las señales ambientales. Desde la germinación en adelante, el curso del desarrollo de la planta está fuertemente influenciado por señales del medio ambiente. FITOHORMONAS Las plantas realizan movimientos en respuesta a TROPISMOS estímulos ambientales: tropismos Fototropismo: crecimiento direccional de una planta provocado por la luz Geotropismo: crecimiento en respuesta a la gravedad Hidrotropismo: crecimiento en respuesta a la presencia de agua Haptotropismo: crecimiento en respuesta a un estímulo mecánico Desarrollo de plantas La configuración de cada nueva estructura depende de la orientación de la división celular y posterior expansión. La morfogénesis de una planta en desarrollo depende de divisiones celulares ordenadas seguidas de expansiones celulares estrictamente orientadas Ápice Desarrollo de plantas Cada módulo de la planta crece a partir de un conjunto microscópico de primordios en un meristemo. Los meristemos apicales se autoperpetúan: en una planta Control de crecimiento perenne, continúan con sus funciones indefinidamente, mientras la planta sobreviva, y son responsables de su continuo crecimiento y desarrollo. Desarrollo de plantas La señalización celular mantiene el meristemo. Promueve formación de células madres (crecimiento y proliferación) GENES Promueve diferenciación Desarrollo de plantas Los genes selectores homeóticos especifican las partes de una Factores de transcripción y diferenciación del eje anteroposterior flor. Los genes homeóticos son genes que participan en el desarrollo de los organismos y que determinan la identidad de los segmentos o partes individuales del embrión en sus etapas iniciales. El cambio del crecimiento meristemático a la formación de flores generalmente se desencadena por la luz. Desarrollo de plantas Las señales hormonales de largo alcance coordinan los FITOHORMONAS, algunas tienen estructuras parecidas a las hormonas animales eventos del desarrollo en partes separadas de la planta. El destino de una yema axilar está dictado no solo por sus genes, sino también por las condiciones ambientales. Las partes separadas de una planta experimentan diferentes entornos y reaccionan a ellos individualmente mediante cambios en su modo de desarrollo. Desarrollo de plantas Hormonas vegetales Las hormonas vegetales o fitohormonas son compuestos orgánicos. Producidas en determinadas localizaciones de la planta. Producidas en bajas concentraciones. Controlan el desarrollo, crecimiento, senescencia y movimiento de las plantas. caída de hojas En el desarrollo de la planta participan en: División celular Crecimiento Diferenciación Algunas Interaccionan entre ellas para controlar distintos momentos del semejantes a desarrollo de la planta. hormonas animales Desarrollo de plantas Hormonas vegetales Auxinas La hormona vegetal auxina participa en la regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas. Producida en los meristemos apicales de los tallos y transportada en contra de la dirección de crecimiento del tallo. EL IAA, ácido indolacético, la auxina más común. Efectos fisiológicos: Dominancia apical (crecimiento de las yemas apicales inhibe el crecimiento de las yemas laterales) Desarrollo de raíces laterales y adventicias (estimula la formación de raíces en esquejes). Desarrollo de flores y frutos. Diferenciación del sistema vascular. Interviene en el fototropismo. Embriogénesis. Descubrimiento de las auxinas A partir de experimentos de fototropismo Darwin concluye que un estímulo del crecimiento se produce en la punta del coleoptilo y se transmite a la zona de crecimiento La luz influencia de manera directa la producción de auxina Este estímulo es de naturaleza química Desarrollo de plantas Hormonas vegetales Giberelinas Las giberelinas regulan varios procesos de desarrollo, incluido el alargamiento del tallo, la germinación, el crecimiento vegetativo, la floración y la reproducción. Son diterpenos tetracíclicos sintetizados a partir de geranilgeranildifosfato en los plástidos. Son producidas en los meristemos del brote apical, en las yemas, brote de la raíz y en el embrión en desarrollo y transportadas por el floema y xilema. Efectos fisiológicos: Inducen el alargamiento de entrenudos estimulando la división y la elongación celular. Eliminan la dormancia de yemas y semillas. yemas crezcan Estimulan la partenocarpia. producción de frutos sin fertilización Estimulan la producción de alfa amilasa en la germinación de granos de cereales. degrada la semilla: germinación Sustituyen las necesidades de frío y de días largos para producir la floración. Retrasan la maduración de frutos. El bioensayo común para estas hormonas consiste en probar sus efectos sobre plantas enanas; el gran crecimiento provocado en éstas por las giberelinas no puede ser logrado por la auxina o por cualquier otra de las fitohormonas conocidas Desarrollo de plantas Hormonas vegetales Citoquininas Las citoquininas promueven la división celular, o citocinesis, en raíces y brotes de plantas. Participan principalmente en el crecimiento y la diferenciación celular, pero también afectan la dominancia apical, el crecimiento de las yemas axilares y la senescencia de las hojas. Efectos fisiológicos: Estimulan la división celular Estimulan la morfogénesis (iniciación de tallos/formación de yemas) en cultivo de tejidos. Estimulan el desarrollo de las yemas laterales. Contrarresta la dominancia apical. Retrasan la senescencia foliar al estimular la movilización de nutrientes y la síntesis de clorofila. Promueven la conversión de etioplastos en cloroplastos vía estimulación de la síntesis de clorofila. Eliminación de la dormancia que presentan las yemas y semillas de algunas especies.  Las citoquininas como reguladoras del ciclo celular -Las citoquininas activan a la fosfatasa que elimina los fosfatos inhibitorios en CDK2. -Las citoquininas elevan los niveles de expresión de CYDC3, que codifica para la ciclina de tipo D. Desarrollo de plantas Hormonas vegetales Ácido abscísico El ABA funciona en los procesos de desarrollo, incluida la latencia de las semillas y los brotes, la división y elongación celular, la transición floral, el control del tamaño de los órganos y el cierre de los estomas. Es especialmente importante para la respuesta de las plantas al estrés ambiental, incluida la sequía, la salinidad del suelo, las temperaturas frías o heladas, el calor y los iones de metales pesados. El ABA parece ser sintetizado en casi todas las células que contienen plástidos. Esencialmente, hojas maduras, tejidos estresados, semillas y el ápice de raíz. Efectos fisiológicos: Cierre estomático. Dormancia: retraso del tiempo de germinación de la semilla. Tolerancia a estrés por desecación: sequía, salinidad y bajas temperaturas. Antagonista de las auxinas, giberelinas y citoquininas. Induce la senescencia. Tolerancia a la deshidratación y cierre estomático El ABA se sintetiza en las raíces en respuesta al déficit en agua, es transportado a las hojas en el xilema, y posteriormente a los estomas, donde media su cierre. En condiciones de no estrés el ABA se presenta mayoritariamente en su forma no disociada (ABAH) y se acumula en las células mesófilas. En condiciones de estrés un potencial más negativo causa un incremento en el pH que resulta en una mayor proporción de ABA disociado (ABA-) que se acumula menos en la células mesófilas de forma que más ABA está disponible para actuar sobre las células del estoma. Desarrollo de plantas Hormonas vegetales H2C=CH2 Etileno El etileno es la fitohormona responsable de los procesos de estrés en las plantas, así como la maduración de los frutos, además de la senescencia de hojas y flores y de la abscisión del fruto. El etileno es una hormona gaseosa. Producida en meristemos de la planta en crecimiento activo, en frutos en maduración o senescencia. Efectos fisiológicos: Promueve la abscisión (caída) de hojas, flores y frutos. En las hojas, el etileno probablemente activa celulasas y poligalacturonasas que causan la disolución de la pared celular asociada con la abscisión.  Efectos fisiológicos del etileno ✓Estimula la maduración de los frutos  Efectos fisiológicos del etileno ✓Promueve la abscisión (caída) de hojas, flores y frutos. En las hojas, el etileno probablemente activa celulasas y poligalacturonasas que causan la disolución de la pared celular asociada con la abscisión  Las hormonas durante el desarrollo vegetal Crecimiento Senescencia vegetativo Polinización Formación y Germinación Floración Fecundación maduración de los frutos FITOHORMONAS Auxinas Giberelinas Citoquininas Etileno Ácido Abcísico Promueve: Promueve: Promueve: División celular Inhibe el Inhibe: Alargamiento crecimiento celular Alargamiento Crecimiento de Crecimiento del tallo brotes Promueve: Germinación Crecimiento apical Formación de Inhibe: Abcisión de Desarrollo de flores y frutos hojas y frutos las yemas Formación de Envejecimiento frutos Germinación Maduración de la semilla Caída de las Tropismos hojas Inhibe: Crecimiento de yemas axilares La célula vegetal Metabolismo secundario El metabolismo secundario (también llamado metabolismo especializado) es un término para las vías y productos del metabolismo de moléculas pequeñas que están involucrados en interacciones ecológicas, pero que no son absolutamente necesarios para la supervivencia del organismo. Les permite protegerse ante circunstancias adversas  La célula vegetal Compuesto fenólicos Metabolismo secundario Comparten la presencia de uno o Tratamiento para más grupos fenol evitar síntomas del Parkinson y como característica demencias de cuerpos de Lewy común y van desde estructuras simples con un anillo aromático Antioxidante Ceguera  Para el azúcar La célula vegetal Metabolismo secundario Alcaloides Compuestos orgánicos con al Alzheimer menos un átomo de nitrógeno en un anillo heterocíclico. La célula vegetal Oleandrina Veneno Metabolismo secundario Saponinas Las saponinas son glucósidos de esteroides o de triterpenoides. Adelfa Nerium oleander La célula vegetal limoneno Metabolismo secundario Terpenoides THC Unidades de isopreno de 5 carbonos ensambladas de diferentes maneras Carotenoides