Morfologia

Tema 7.1: Célula y Biomembranas

ORGANIZACIÓN DE LA CÉLULA VEGETAL

Las células fueron descubiertas por Robert Hooke en 1665, hace un poco más de 300 años. En

1837-39 Schleiden y Schwann enunciaron la teoría celular, según la cual la célula se define como

la unidad vital y estructural de la vida. Esto ha sido confirmado mediante las técnicas de cultivo de

tejidos. Se ha comprobado que células individuales aisladas de una planta son capaces de crecer,

multiplicarse y producir organismos iguales a los parentales. El primero en lograrlo fue Steward, a

fines de la década del 50, con células de floema de zanahoria.

La "célula vegetal típica" no existe, es una abstracción, pues cada célula real está diferenciada

para cumplir una función determinada. Su tamaño oscila entre 0.2 μm (bacterias), hasta 0.5 m en

una fibra de ramio. El tamaño más frecuente está entre 10-100 μm (1 μm = 0,001mm). La forma

es muy variable.

El cuerpo celular vivo de cualquier célula es el protoplasto que está rodeado por la membrana

plasmática. El grado de organización interna permite reconocer dos tipos básicos de células:

procariotas y eucariotas.

PROCARIÓTICAS (bacterias y algas verde-azuladas o cianobacterias)

Carecen de núcleo celular rodeado de envoltura nuclear. Los ribosomas y el único cromosoma

circular que contiene el ADN, están adheridos a la membrana plasmática. La pared celular no

tiene celulosa, está compuesta de polipéptidos y polisacáridos (Fig.7.1 y 7.2). No tienen orgánulos

citoplasmáticos, algunas presentan membranas tilacoides en el citoplasma, pero sin delimitar

compartimentos específicos (Fig.7.1).

Fig. 7.1. Cianobacteria Fig. 7.2. Bacteria

Imagen tomada de Raven et al. (1992) Imágenes tomadas de Raven et al. (1991)

EUCARIÓTICAS (todos los demás organismos vegetales y animales)

El protoplasma presenta compartimentos determinados por sistemas de membranas: el retículo

endoplasmático y la envoltura nuclear o carioteca, que separa dos regiones: citoplasma y núcleo,

donde se encuentra el ADN en los cromosomas. El citoplasma de la mayoría de las células

eucarióticas presenta orgánulos limitados por biomembranas en los que se desarrollan funciones

diferentes (mitocondrias, dictiosomas, plástidos). Estas membranas permiten la división de

trabajo a nivel subcelular y la operación secuencial de distintos procesos celulares (Fig. 7.3).

Hipertextos de Botánica Morfológica – TEMA 7

http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema7/index7.htm

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Fig. 7.3, Célula eucariótica vegetal.

En las células eucarióticas hay ribosomas adheridos al RE y durante la interfase, en el núcleo los

cromosomas lineares están unidos a la envoltura nuclear. Algunas células eucarióticas (por

ejemplo los protozoos Giardia y Vairimorpha), carecen de orgánulos celulares como plastidios,

mitocondrias, dictiosomas y peroxisomas, es decir que presentan la condición eucariótica en su

forma más simple: sólo tienen retículo endoplasmático y envoltura nuclear.

Las células eucarióticas vegetales están provistas de una pared celular celulósica.

BIOMEMBRANAS

El aspecto de la membrana plasmática y otras membranas celulares (tonoplasto, retículo

endoplasmático, tilacoides, etc.) bajo el microscopio electrónico es muy similar en todos los

organismos. Presentan dos capas oscuras que encierran una capa clara (en total 70-85 Å de

espesor; 1Å angstrom= 0,0001 μm). Esta estructura fue denominada "unidad de membrana"

En la actualidad el modelo más

aceptado para explicar la estructura de

las membranas es el llamado "mosaico

fluido". Su base estructural es una

capa bimolecular de fosfolípidos; las

moléculas son lineares y se asocian

débilmente por los lados, permitiendo

que las moléculas se desplacen

fácilmente en el plano. Además hay

proteínas de distinto tipo, algunas de

ellas enzimáticas, y además pequeñas

cantidades de hidratos de carbono. Las

proteínas pueden estar integradas:

proteínas transmembrana o en túnel o

estar laxamente asociadas: proteínas

periféricas o extrínsecas (Fig. 7.4.)

Fig. 7.4. Porción de membrana plasmática

Imagen tomada de Raven et al. 1991

El paso de moléculas a través de la membrana plasmática puede ser por :

difusión simple, a favor de un gradiente de concentración.

difusión facilitada por proteínas translocadoras.

transporte activo, con gasto de energía, también a través de proteínas translocadoras (carriers

o permeasas); en este grupo están las enzimas ATPasas llamadas bombas moleculares: bombas

de protones en vacuolas, cloroplastos, mitocondrias (Fig. 7.5).

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Fig. 7.5, Corte de membrana plasmática.

En consecuencia, las biomembranas son selectivamente permeables: a través de ellas pueden

pasar moléculas disueltas sólo cuando están presentes sus translocadores específicos, proteínas

que reconocen las moléculas y pueden llevarlas a través de la membrana.

Los diferentes tipos de membranas presentan conjuntos característicos de glucoproteínas que les

confieren su especificidad para el transporte, el reconocimiento y actividades enzimáticas.

Otra propiedad de las biomembranas es que no surgen "de novo", sino que proceden de otras

existentes, que crecen incorporando moléculas de lípidos y proteínas sintetizadas principalmente

en el retículo endoplasmático.

Tema 7.2: Pared celular

PARED CELULAR

Es un componente típico de las células eucarióticas vegetales y fúngicas. Entre las Embriófitas,

las únicas células que no la tienen son los gametos masculinos y a veces los gametos femeninos.

En las células vivas las paredes tienen un papel importante en actividades como absorción,

transpiración, traslocación, secreción y reacciones de reconocimiento, como en los casos de

germinación de tubos polínicos y defensa contra bacterias u otros patógenos. Son persistentes y

se preservan bien, por lo cual se pueden estudiar fácilmente en plantas secas y también en los

fósiles.

Inclusive en células muertas son funcionales las paredes celulares: en los árboles,

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