Farmacobotánica
Tema 2 – CELULA VEGETAL. Caracteres generales.
Citoplasma. Componentes químicos. Propiedades.
Sistemas de membranas. Orgánulos citoplasmáticos.
Núcleo. Pared celular. Origen y Crecimiento. Sustancias
ergásticas.
CÉLULA
Célula procariótica: sin núcleo verdadero
Célula Eucariótica: con núcleo verdadero
•
Unidad morfológica, anatómica y funcional o fisiológica
de todo ser vivo.
•
Unidad básica y fundamental de los tejidos y por tanto,
de los órganos.
Consideraremos a la célula vegetal eucariota, con núcleo diferenciado, rodeado por envoltura o membrana nuclear. Con pared celular, cloroplastos y vacuolas que la diferencian de la célula animal. Esta estructura celular se presenta en la mayoría de las plantas.
La célula vegetal
mitocondria Retículo endoplasmático Complejo de Golgi citoplasma Membrana plasmática Vacuola Cloroplasto Pared celularCÉLULA VEGETAL ORGÁNULOS Y FUNCIÓN
Citoplasma: masa amorfa más o menos viscosa, granulosa, constituida por agua, proteínas y lípidos en suspensión. En su interior se hallan distribuidos, sistemas de membranas y orgánulos citoplasmáticos:
1.Membrana plasmática: constituido por una bicapa lipídica (en especial de fosfolípidos) y por proteínas que están ligadas a la superficie (proteínas periféricas. Separa la célula de su entorno y actúa como una barrera semipermeable o de permeabilidad selectiva
2.Retículo endoplasmático rugoso (RER): sistema complejo de tubos y sacos o cisternas comunicados entre sí. Tiene la función de traslación y acumulación de sustancias, principalmente proteínas. Síntesis de proteínas.
3.Retículo endoplasmático liso (REL): Síntesis de lípidos.
4.Complejo de Golgi: Procesa, empaqueta y distribuye proteínas a otros
orgánulos para su exportación. La función de los dictiosomas es de secreción interviniendo activamente en la deposición de la fase amorfa de la pared celular.
5. Glioxisoma: Contiene los enzimas del ciclo del glioxilato.
7.Vacuola: Degrada y recicla macromoléculas y almacena metabolitos. (sustancias ergásticas)
8.Mitocondria: Oxida combustible para oxidar ATP.
9. Cloroplasto: Almacena la energía solar, produce ATP y glúcidos.
10.Tilacoides: Sintetizan el ATP con aprovechamiento de la energía lumínica.
11.Gránulos de almidón: Almacén temporal de glúcidos, productor de la fotosíntesis.
12.Envoltura nuclear: Segrega la cromatina (ADN + Proteína) del citoplasma.
13.Nucleolo: Síntesis de ARN ribosómico.
14.Núcleo: Contiene los genes (la cromatina).
15.Plasmodesmos: Permiten el paso entre dos células vegetales.
16. Pared celular: Confiere forma y rigidez; protege a la célula del hinchamiento osmótico.
17.Citoesqueleto: Soporte estructural de las células; facilita el movimiento de los orgánulos.
CARACTERÍSTICAS CÉLULA VEGETAL
PARED CELULAR: celulósica, rígida, exoesqueleto
CLOROPLASTOS: plastidios, rodeados por una
doble membrana. Sintetizan y almacenan alimentos.
Sintetizan azúcares a partir de agua, dióxido de
carbono y luz solar.
VACUOLAS: transporte, almacenamiento de
nutrientes, agua y sustancias de desecho.
PARED CELULAR : cubierta semirrígida, rodea a las células vegetales
Origen y formación
La organización de la pared celular comienza con la formación de un fragmoplasto en el plano
ecuatorial del huso que se extiende entre dos núcleos hijos. La primera manifestación visible es la llamada
placa celular que comienza a formarse dentro del fragmoplasto y progresa hasta alcanzar la pared de la célula madre.
COMPOSICIÓN
Está constituida por dos fases
1- fase fibrilar inerte, rígida, discontinua, formada por fibrillas entrecruzadas constituidas por :
a) celulosa en la mayoría de los vegetales
b) quitina en algunos hongos
c) xilanos en pocas algas.
2- fase amorfa o matriz continua interfibrilar
a) sustancia pécticas : carbohidratos formados por la unión de numerosas moléculas lineales de ácido galacturónico.
b) Hemicelulosas: carbohidratos como xilanos, glucanos y mananos son producidos por los dictiosomas.
Fase Fibrilar: La celulosa es un hidrato de carbono; se compone de unidades de celobiosa, constituidas por dos moléculas de glucosa, asociadas en cadenas lineales, constituyendo las micelas. Miles de moléculas de glucosa dispuesta de manera lineal se disponen paralelas entre sí y se unen por puentes hidrógeno formando microfibrillas, de 10 a 25 nm de espesor. Este tipo de unión (1-4 ß) entre las unidades de glucosa es lo que hace que la celulosa sea muy difícil de hidrolizar. .
Un conjunto de moléculas de celulosa alienadas constituyen una micela. El conjunto de micelas constituye una microfibrilla. Estas se pueden asociar en haces formando las macrofibrillas. Las hemicelulosas actúan de material cementante entre las microfibrillas.
micela
Las microfibrillas se unen por las hemicelulosas, producidas por los dictiosomas, estas se unen químicamente a la celulosa formando una estructura llamada
Organización
La pared celular está compuesta de afuera hacia adentro de la célula por: •laminilla media
•pared primaria •pared secundaria
•pared terciaria (en pocos casos)
laminilla media
pared primaria pared secundaria
La pared primaria se encuentra en células jóvenes y áreas en activo crecimiento, por ser relativamente fina y flexible, en parte por presencia de sustancias pépticas y por la disposición desordenada de las microfibrillas de celulosa. Las células que poseen este tipo de pared tienen la capacidad de volver a dividirse por mitosis: desdiferenciación. Ciertas zonas de la pared son más delgadas formando campos primarios de puntuaciones donde plasmodesmos comunican dos células contiguas. Ej. Células parenquimáticas y epidérmicas.
La pared secundaria aparece sobre las paredes primarias, hacia el interior de la célula, se forma cuando la célula ha detenido su crecimiento y elongación. Se la encuentra en células asociadas al sostén y conducción, el protoplasma de estas células generalmente muere a la madurez. Ej. Esclerénquima y xilema.
La laminilla media está formada por sustancias pépticas y es difícil de observar con microscopio óptico, es la capa que mantiene unidas las células. Algunos tejidos, como el parénquima de algunos frutos(manzana) son particularmente ricos en sustancias pécticas, por lo que son usadas como espesantes para preparar jaleas y mermeladas.
Otras sustancias pueden formar parte de la pared celular y según su
localización han sido diferenciadas en sustancias incrustantes y sustancias adcrustantes.
Sustancias incrustantes: son las que impregnan la matriz de la pared celular.
Sustancias adcrustantes: son las que se depositan sobre la pared celular ya sea por dentro o por fuera de ella.
Sustancias Incrustantes
Lignina
Compuestos Fenólicos Taninos
Sustancias minerales Compuestos Inorgánicos Sustancias Adcrustantes Calosa Hidratos de Carbono Mucílagos Gomas Ceras Compuestos Lipídicos Cutina Suberina Esporopolenina
Sustancias Incrustantes
Lignina Lignina (rigidez) Esclerénquima y xilema
Compuestos Fenólicos Taninos Taninos (Insolubles,
color y sabor amargo) hojas, leño y tegumentos de semilas Sustancias minerales Sustancias minerales sílice y carbonato de calcio Compuestos Inorgánicos Sustancias Adcrustantes
Calosa Calosa (bloquea y aisla celulas o tejidos)
Puntuaciones, placas cribosas del floema tubos polínicos
Hidratos de Carbono Mucílagos Mucílagos Cél. Epidermicas
Tegumento de semillas
Gomas Gomas Se producen por heridas
Ceras Ceras Frutos y semilas
Compuestos Lipídicos Cutina Cutina Pared externa de
cél, epidérmicas Suberina Suberina peridermis
Esporopolenina Esporopolenina Granos de polen y esporas
CONEXIONES INTERCELULARES : conexiones especiales que comunican las células de un vegetal para el intercambio de sustancias.
PLASMODESMOS: conexiones citoplasmáticas entre células adyacentes, a nivel de pared primaria. Constituyen campo de puntuaciones primarias
PUNTUACIONES:
discontinuidades en la
deposición de la pared primaria y/o secundaria Simple: parénquima, esclerénquima, fibras libriformes Ramificada: esclerénquima Ciega Areolada o rebordeada: Fibrotraqueidas, xilema Par de puntuaciones PERFORACIONES: interrupción de laminilla media, pared primaria y secundaria
Placa perforada: xilema
ESCLERENQUIMA: Puntuaciones simples y ramificadas en
XILEMA: Puntuaciones areoladas en traqueidas y fibrotraqueidas y puntuaciones simples en fibras libriformes
XILEMA: Perforaciones, placas perforadas
PLASTIDOS
Los plastos, plástidos o plastidios son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y algas. Su función principal es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula. Juegan un papel importante en procesos como la Fotosíntesis, síntesis de lípidos y aminoácidos, determinando el color hojas, tallos, flores y frutos.
a- Parénquima en empalizada (hacia el
haz). Células cilíndricas, alargadas, ricas en cloroplastos y espacios intercelulares pequeños.
b- Parénquima lagunar o esponjoso
(hacia el envez). Células cortas,
redondeadas o lobuladas, menos ricas en cloroplastos, con grandes espacios intercelulares llamados meatos o
lagunas.
Leucoplasto amiloplasto Leucoplasto Estatolisto
LEUCOPLASTOS: Son vacuolas limitadas por dos membranas (dos unidades de membrana). Su función es el almacenamiento de sustancias de reserva:
. Almidón, en amiloplastos, se encuentran en tejidos vegetales de almacenamiento y están repletos de gránulos de almidón.
. Almidón en estatolisto, se los relaciona con el crecimiento orientado de las raíces, geotropismo positivo.
. Aceites (lípidos), en oleoplastos o elaioplastos. . Proteínas, en proteoplastos o proteínoplastos.
Cromoplastos
Son plástidos o vacuolas limitadas por dos membranas (dos unidades de membranas) que contienen diversos tipos de pigmentos. Los cromoplastos son:
•Fotosintéticamente inactivos. No presentan actividad metabólica, dan color a flores, frutos y otras partes del vegetal. Su función parece estar ligada a la polinización y a la dispersión de frutos.
•Los cromoplastos contiene pigmentos amarillos, anaranjados y rojos llamados
carotenoides. Son los responsables del color de las flores y frutos y se desarrollan a partir de cloroplastos cuya clorofila se ha degradado a carotenoides
CAROTENOIDES: color amarillo pálido,
naranja, rojo oscuro Los animales son
incapaces de sintetizar carotenoides y deben obtenerlos a través de su dieta, siendo estos
compuestos importantes por su función biológica como provitamina A.
XANTOFILAS
VACUOLAS
•
Posee membrana simple llamada
tonoplasto
.
•
El contenido de la vacuola es el
jugo
celular
y está constituido por
agua y una variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos:
a)
de reserva
como azúcares y proteínas;
b)
de desecho
como cristales y taninos;
c)
venenos
(alcaloides y determinados glucósidos) que sirven a la
planta de defensa contra los herbívoros;
•
d)
ácido málico
en plantas CAM;
e)
pigmentos hidrosolubles
como
antocianos
(rojo, violeta, azul),
coloración otoñal del follaje, pétalos de malvón, rosa, petunia,
frutas como uvas, ciruelas, cerezas, hojas pardo-rojizas como
repollos, raíces como la de la remolacha azucarera.
Las
betacianina
s dan colores rojizos a las flores de
Bougainvillea
,
Portulacaceae y Cactaceae. Sirvenpara atraer a los insectos
• Pigmentos hidrosolubles
• se hallan en las vacuolas de las
células vegetales
• otorgan el color rojo, púrpura o azul a las hojas, flores y frutos.
• pertenecen al grupo de los
flavonoides
• Sus funciones en las plantas son múltiples, desde la de protección de la radiación ultravioleta la de
atracción de insectos polinizadores
ANTOCIANINAS: color
rojo
,
Commelina erecta
,flor de Santa
Lucía(antocianos)
Importancia
Productos del metabolismo secundario de las plantas
Color a las hojas, flores, frutos y semillas.
Atracción y guía para polinizadores.
Acción medicinal, antioxidantes, antidiabéticos, antiinflamatorios, entre otros, para el caso de los antocianos.
Uso farmacológico como saborizantes y para dar color a los medicamentos.
Entre las aplicaciones más importantes de los carotenoides podemos mencionar su uso como pigmentos naturales, así como su papel como complemento alimenticio.
SUSTANCIAS ERGASTICAS: sustancias productos del metabolismo que se encuentran en la célula como de desecho o almacenamiento. Localizados libres en el citoplasma o contenido en vacuolas.
Almidón
Proteínas, gránulos de aleurona
BETACIANINAS
TANINO CRISTALES DE OX. DE CA CRISTALES DE CARB. DE CA.
