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Célula Vegetal




Enviado por elucas42



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    Índice
    1. Célula vegetal
    2. Como se estudian las
    células


    4.
    Células vegetales y animales

    5. Célula
    eucariota

    6. La pared
    celular

    7. La membrana
    plasmática

    8. El
    protoplasto

    9.
    Glosario

    10.
    Bibliografía

    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
    En la frontera de lo viviente, se han descubierto seres aun
    más pequeños : los virus, que crecen
    y se reproducen solamente cuando parasitan otra célula.
    Podemos afirmar que, no hay vida sin célula. Al igual que
    un edificio, las células son los bloques de construcción de un organismo. La célula
    es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de
    llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento
    de la vida.
    La teoría celular actualmente se puede resumir de la
    siguiente forma :

    1. Todos los organismos vivos están formados por
      células y productos
      celulares.
    2. Sólo se forman células nuevas a partir
      de células preexistentes.
    3. La información genética que se necesita durante la vida
      de las células y la que se requiere para la producción de nuevas células se
      transmite de una generación a la siguiente.
    4. Las reacciones
      químicas de un organismo, esto es su metabolismo,
      tienen lugar en las células.

    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.
    Primeramente el estudio detallado de las células se ha
    favorecido con el mejoramiento de los microscopios y el desarrollo de
    métodos y
    técnicas para preparación y observación de las células. En
    segundo lugar, se trata de correlacionar los hallazgos
    estructurales con la información bioquímica.
    Además de los avances en la microscopia que se observaron
    en la segunda mitad del siglo XIX y en el siglo XX, que han
    mejorado el poder de
    resolución de estos instrumentos, se han desarrollado
    también las técnicas básicas de
    preparación del material para su estudio con el
    microscopio :

    1. Se fijan las células o tejidos con agentes que
      matan y estabilizan la estructura,
      p. ej. alcohol,
      ácido acético, formol, tetróxido de osmio,
      permanganato de potasio, entre otros.
    2. Se deshidratan con alcohol etílico, butanol,
      acetona,etc
    3. Se montan en substancias duras que actúan como
      soporte del tejido para ser posteriormente cortados, ya sea con
      un micrótomo de Minot o con hojilla de diamante, si se
      requieren cortes ultra finos, para microscopia electrónica.
    4. Se tiñen las células con colorantes que
      actúan sobre algunos organelos, produciendo contraste
      entre núcleo o citoplasma, o entre mitocondrias y otros
      elementos del citoplasma.

    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.
    En la parte interna de la pared celular, se encuentra la membrana
    plasmática o plasmalema, la cual puede ser lisa o puede
    tener invaginaciones, llamados mesosomas, donde se llevan a cabo
    las reacciones de transformación de energía (
    fotosíntesis y respiración ). En el citoplasma, se
    encuentran cuerpos pequeños, esféricos, los
    ribosomas, donde se realiza la síntesis
    de proteínas.
    Así mismo, el citoplasma de las células
    procarióticas más complejas puede contener
    también vacuolas( estructuras en
    forma de saco ), vesiculas ( pequeñas vacuolas ) y
    depositos de reserva de azucares complejos o materiales
    inorgánicos. En algunas algas verde-azules las vacuolas
    están llenas con nitrógeno gaseoso.
    Muchas bacterias son capaces de moverse rápidamente
    gracias a la presencia de flagelos.

    4.
    Células vegetales y animales

    Tanto las células de las plantas como las de los
    animales son eucarióticas, sin embargo presentan algunas
    diferencias :

    1. Las células vegetales presentan una pared
      celular celulósica, rígida que evita cambios de
      forma y posición.
    2. Las células vegetales contienen plastidios,
      estructuras rodeadas por una membrana, que sintetizan y
      almacenan alimentos. Los
      más comunes son los cloroplastos.
    3. Casi todas las células vegetales poseen
      vacuolas, que tienen la función
      de transportar y almacenar nutrientes, agua y productos de
      desecho.
    4. Las células vegetales complejas, carecen de
      ciertos organelos, como los centriolos y los
      lisosomas.

    5. Célula
    Eucariótica

    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 ).

    6. La Pared
    Célular

    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.
    La membrana celular está fuertemente adherida a la pared
    celular, debido a la presión de
    turgencia provocada por los fluidos intracelulares. Literalmente
    podemos decir que las células se encuentran abombadas,
    empujándose entre ellas ;en otras palabras se
    encuentran infladas por una presión
    hidrostática.

    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.

    7. La
    membrana plasmática

    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.

    8.
    El Protoplasto

    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.

    Partes: 1, 2

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