La célula vegetal. Pared celular.

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LA CÉLULA VEGETAL.

La palabra célula deriva del latín “cella” que significa celda o cámara y fue acuñado por el botánico inglés Robert Hooke en 1665 para describir las estructuras que vio al mirar por el microscopio un trozo de corcho. Estas estructuras eran células muertas rodeadas de pared celular, pero Hooke acertó con el nombre, puesto que las células son las unidades funcionales básicas de los seres vivos (exceptuando los virus y priones).

Todas las células vegetales tienen, fundamentalmente, la siguiente organización: núcleo, citoplasma, orgánulos, membrana y pared celular.

LA PARED CELULAR.

Origen.

No sólo las células vegetales tienen pared celular y hay células vegetales sin ella, pero sin lugar a duda es un gran rasgo distintorio junto con la composición de la misma. No tienen pared celular las esporas móviles de algas y hongos, las células sexuales de los vegetales (tanto superiores como inferiores), los protoplastos vegetales y microbianos, las formas L bacterianas y las bacterias micoplasmatales, siendo ésta muy delgada en mixobacteriales. En los hongos la pared es de quitina, de celulosa (acrasiomicotas y oomicotas) o de otros glucanos (levaduras).

La pared celular está aislada del citoplasma por el plasmalema pero su desarrollo está controlado por el mismo, además muchos de sus componentes se sintetizan en el citoplasma. A su vez, la pared celular constituye el soporte esquéletico de los vegetales, es por ella que se pueden matener ergidos. Además hace de barrera contra infecciones, esta implicada en el transporte de agua, minerales y savia elaborada y está implicada en procesos de secreción celular y comunicación entre células vecinas.

¿Cómo se comienza a sintetizar una nueva pared celular? Durante la mitosis, las células vegetales no se pueden dividir como lo hacen las animales, las vegetales una vez está muy avanzada la anafase empiezan a acumular una serie de componente en la mitad celular (fragmoplasmo) que dará lugar a las paredes celulares nuevas, que separaran a las células hijas. Este fragmoplasto esta constituido por los restos del aparato mitótico, por abundantes microtubulos que emigran a esta región (dispuestos en paralelo entre ellos, y en perpendicular al eje de división), y numerosas vesículas del Golgi. En la citocinesis, se inicia la organización y formación de la nueva pared, desde dentro del fragmoplasmo hacia afuera, es decir centrífugamente. Las vesículas se van uniendo formando una especie de capa semisólida mientras todo es orquestado por los microtúbulos que son los que las mueven. En algunos lugares quedarán perforaciones que serán las que den lugar a los plasmodesmos. Antes de que los extremos de ésta placa en formación llegue a los extremos ya ha comenzado el proceso de consolidación de la misma depositandose peptatos insolubles de Ca²⁺ y Mg²⁺ (peptinas) procedentes, también, de vesículas del golgi, y su contenido permanecerá formando la lámina media entre las dos células hijas.

Las paredes jóvenes son muy elásticas (pared celular primaria), y aunque tienen fortaleza no son tan rígidas como en la madurez celular. En elle irán acumulando sustancias entre la lámina media y el plasmalema como celulosa y hemicelulosas formando una delgada pared primaria que es la única que tienen muchas células. Sin embargo, en estirpes celulares específicas, al detenerse el crecimiento, la pared comienza a engrosarse cada vez más, depositandóse los materiales más interiormente que la pared primaria (entre ésta y la membrana), formando la llamada pared secundaria. Esta pared es mucho más fuerte que la primaria y da forma definitiva a la célula y un gran soporte mecánico a la planta.

Por tanto desde el interior de una célula hija al interior de la siguiente, nos queda: pared secundaria de la célula 1 – pared primaria de la célula 1 – lámina media (compartida) – pared primaria de la célula 2 – pared secundaria de la célula 2. Además de los plasmodesmos que las intercomunican pero no encontraremos solución de continuidad.

Composición química y estructura.

La pared celular (de vegetales siempre de aquí en adelante) es una estructura compleja formanda fundamentalmente por carbohidratos (90% del peso seco) y proteínas (10% del peso seco) y que se caracteriza por ser permeable al agua y a la mayoría de las sustancias de interés biológico.

Dentro de los carbohidratos hay de diferentes tipos:

• Celulosa: 25-40 % en la pared primaria, 40-90% en la secundaria. La celulosa es un polisacarido de ß-D-glucosa (1-4). Además hay uniones por puentes de hidrógeno entre diferentes cadenas formando microfibrillas de celulosa (de 40 a 70 cadenas de celulosa). Estas microfibrillas forman el entramado de la pared celular dándole su rigidez y estructura.
  La celulosa se sintetiza en el plasmalema mediante la celulosa sintasa. Esta enzima se encuentra formando un complejo multienzimatico en forma de roseta en el que se encuentran 6 moléculas de celulosa sintasa. Necesitan glucosas activadas con UTP, es decir, UDP-glucosa. Lo roseta se encuentra en la membrana plasmática y ha medida que se forma la microfibrilla de celulosa, esta se va situando por encima de la membrana plasmática.
• Las microfibrillas se encuentran embebidas en una matriz, cuyo componente principal son las hemicelulosas y la pectina.
  Hay de dos tipos de hemicelulosas: Xilanos (formado por xilosa) y xiloglucanos (son cadenas de glucosa con sustituciones de xilosa en un 75% de las glucosas).
  La pectina son largas cadenas de ácido galacturónico que también poseen cadenas laterales de otros azucares.
  Hemicelulosas y pectinas foman parte de la pared celular ayundándola a mantener la rigidez y estructura. Ambas se sintetizan en el citoplasma y luego se exportan mediantes vesiculas de golgi.Esta matriz este hidratada.

Las paredes celulares contienen, también, glucoproteinas (proteínas con cadenas laterales de azucares).

La pared celular, al crecer, puede volverse muy gruesa, siendo la mayoría del peso total celular. Algunas células,incluso, se reducen hasta el extremo de que practicamente son solo pared celular, y poco más (traqueas, elementos de los vasos, fibras de esclerénquima…).

Además en las paredes celulares secundarias, es bastante frecuente que se acumulen otra serie de sustancias tales como la lignina que es muy abundante en tejidos leñosos y se compone de polimeros de fenil-propano (alcohol aromático).