FISIOLOGÍA VEGETAL

De acuerdo a Salisbury (1994), la fisiología vegetal debe ser entendida a partir de postulados básicos:1. El funcionamiento de las plantas debe ser entendido a partir de los principios de la física y de la química.2. La célula es la unidad fundamental de la vida.3. Las células eucariotas contienen organelos delimitados o no por membranas.4. Las células tienden a acumular macromoléculas especiales (proteínas, enzimas, carbohidratos, etc.)5. Los organismos multicelulares, se organizan en tejidos y órganos, por el cual distintas células tiene diferentes estructuras y funciones.6. Los organismos crecen y se desarrollan en ambientes e interactúan con otros organismos de varias formas.

Plantas y ambiente

Mediante la plasticidad, los individuos vegetales pueden acomodarse en su forma y función para ajustarse a condiciones ambientales particulares. Emplea la plasticidad en términos de cambios fenotípicos a corto plazo. En contraste, emplea la adaptabilidad en términos de cambios fenotípicos a largo plazo en respuesta al entorno y son caracteres transmisibles a la descendencia.

Plantas y ecología

Mas allá de jugar un rol crítico en el flujo de energía y reciclaje de nutrientes, las plantas interactúan e impactan su ambiente de otras formas.

Las plantas proveen no sólo de alimento sino también de hábitat para otros organismos.

Las plantas pueden determinar cambios en la temperatura y otros aspectos del clima.

Las plantas compiten entre ellas por la toma de recursos en el ambiente.

LA CELULA VEGETAL Y SUSTANCIAS ERGÁSTICAS

LA CELULA VEGETAL Y SUSTANCIAS ERGASTICAS

1. Célula vegetal constitutiva: A continuación se representa una célula de hoja de una planta superior con sus estructuras subcelulares principales, enumeradas a continuación:a. Protoplasto: Material celular vivo de la

celula, excepto por la pared celular, pero rodeada por ella.

b. Pared celular: Cubierta exterior permeable a solutos y solvente constituida de celulosa y polisacaridos

De alto contenido celulósico que le confiere a la célula una forma estable y rígida.

Puede haber otras sustancias como la lignina, pectinas, hemicelulosas. Consta de tres capas fundamentales:1. Lámina media: Compuesta por pectinas a base

de sales de calcio, magnesio y en los tejidos leñosos por lignina. Se localiza entre la membrana primaria de las células contiguas.

2. Membrana primaria: A base de celulosa, hemicelulosa y pectinas.

3. Membrana secundaria: Se halla en la parte interna de la membrana primaria, compuesta por celulosa, hemicelulosa y lignina .

c. Membrana plasmática

Recubre al citoplasma.Separa el contenido celular del medio externo.Presenta numerosos poros de gran poder

selectivo, que permite el ingreso y salida de determinadas sustancias (permeabilidad), aún en contra de un gradiente de concentración manteniendo estable el medio intracelular.

El modelo más aceptado es el modelo en “mosaico y fluido” de Singer y Nicolson (1972)

Las membranas biológicas son fluidos bidimensionales

Una propiedad importante es que se comportan como cristales líquidos :

“ las moléculas de fosfolípidos forman una disposición ordenada, con las cabezas de fósforo en el exterior y las cadenas de ácidos grasos en el interior, se parecen a los líquidos en que sus cadenas de hidrocarburo están en movimiento constante, pese a la disposición ordenada de sus moléculas.”

Así, estas pueden girar y moverse en dirección lateral dentro de cada célula

Estructura de la membranaProteínas de membrana:

Proteínas Integrales de membrana: Están firmemente unidas a las membranas. Atraviesan todo el espesor de la membrana

Proteínas transmembrana (transmembranosas): Proteínas integrales que no atraviesan todo el espesor de la membrana.

Proteínas periféricas de membrana: No están embebidas en la bicapa lipidica. Se localizan en la superficie interna o externa de la membrana y unidas a las proteínas integrales mediante interacciones no covalentes.

FUNCIONES: Diferentes proteínas de membrana desempeñan funciones distintas; algunas son enzimas, otras son receptores y otras son proteínas de transporte y transferencia de información.

Lípidos de membrana:Esteroles: El mas común es el colesterol y son casi

exclusivas de la membrana de los mamíferos. Se intercala entre los fosfolípidos de la membrana.

FUNCION: Actúa como amortiguador de fluidez a la membrana a bajas temperaturas. Son “espaciadores”.

Fosfolípidos: Dentro de este grupo, los fosfogliceridos son los mas comunes. Tambien se encuentran las esfingomielinas, abundantes en las vainas de mielina de las neuronas.

FUNCION: Da fluidez a bajas temperaturas.- Glucoesfingolipidos: Lipidos que contienen azucares

derivado de la esfingosina.FUNCION: Da fluidez a bajas temperaturas.

d. Matriz citoplasmáticaEs el verdadero medio interno de la célula.En el se realizan reacciones de tipo

metabólica, glucólisis, biosíntesis de sustancias, fermentaciones.

Presenta una trama citoesquelética y los organelos citoplasmáticos.

Organoides u organelos citoplasmáticosSon estructuras celulares con funciones

especificas para cada tipo celular, pueden tener la forma de gránulos, bastoncitos o filamentos.

Se dividen en:Organelos sin membrana: RibosomasOrganelo con membrana única: Lisosomas,

peroxisomas, glioxisomasOrganelos con membrana doble: Mitocondrias,

plastos o plastidios, vacuolas.

Sistema de endomembranas o sistemas de membranas internas: Son grupos de estructuras membranosas que interactúan a a través de conexiones directas o por medio de vesículas en células eucarióticas. Estas incluyen:Retículo endoplasmatico liso y rugosoComplejo de golgi o dictiosomasVesículasLisosomasVacuolasMembrana externa de la envoltura nuclear

Organelos sin membrana1. Ribosomas:

Son partículas de 170-230 A de diámetro, visibles solo con microscopio electrónico. Aquí ocurre la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos en procariotes y eucariotes.

La información necesaria para la síntesis de proteínas está en el ADN, que tiene la capacidad de duplicarse y de actuar como matriz para síntesis del ARN (transcripción ). El ARN formado pasa al citoplasma y se asocia a los ribosomas donde se sintetizan las proteínas.

Los ribosomas pueden estar libre en el citoplasma o sobre membranas del RE.

DIBUJO DE LA PAG. 276

Organelos con membrana única1. Lisosomas:

Características: Se presentan como vesículas esféricas u ovales, limitadas por una unidad de membrana. Sus tamaños son muy variables, y pueden tener diámetros muy grandes.

En el interior de estos organelos se encuentran enzimas hidrolíticas o hidrolasas, es decir, con capacidad para catalizar la degradación o digestión de diversas sustancias. Entre otras enzimas lisosomales se pueden citar:

Fosfatasas: Interviene en la hidrólisis de fosfatos de moléculas orgánicas;

Lipasas y fosfolipasas: Intervienen en la hidrólisis de lípidos y fosfolípidos;

Glucosidasas: Intervienen en la hidrólisis de polisacáridos simples y complejos;

Catepsinas y otras proteasas: Intervienen en la hidrólisis de proteínas;

Nucleasas: Intervienen en la hidrólisis de ácidos nucleicos.

Las hidrolasas lisosomales sólo actúan en presencia de las sustancias a digerir.

Funciones: Los lisosomas intervienen en la digestión intercelular. Las sustancias a digerir pueden provenir de la misma célula o pueden ser incorporadas desde el exterior por fago o pinocitosis.

2. Peroxisomas: Son de forma granular, rodeado por una sola membrana.Contiene enzimas catalasa, oxidasa y peróxidasas,

relacionadas con la oxidación o degradación de peróxidos de hidrogeno, por lo tanto, cumplen función protectora en la célula.

Se localizan en el hígado, riñón , protozoarios, levaduras y plantas superiores

3. Glioxisomas: Son peroxisomas especializados ubicados en semillas de vegetales, que convierten las grasas almacenadas en azucares, empleándolas como fuente de energía y componente necesario en la síntesis de otras sustancias.Las células animales carecen de glioxisomas y no

pueden convertir los ácidos grasos en azúcares

Dibujo pag 93

Organelos con membrana doble1. Mitocondrias: Son organelos citoplasmáticos

membranosos característicos de las células eucarióticas.

En ellas se realizan una serie de reacciones de óxido-reducción que permiten el sustento energético de la célula.

Las mitocondrias están formadas por una doble membrana de naturaleza lipídico-proteica: La membrana mitocondrial externa y la membrana mitocondrial interna. Ambas definen dos compartimientos submitocondriales: El espacio intermembranoso y la matriz, de acuerdo al siguiente esquema:

2. Plastos o plastidios: Son organelos limitadas por membrana y se encuentran sólo en los organismos fotosintéticos. Están rodeados por dos membranas concéntricas, al igual que las mitocondrias, y tienen un sistema de membranas internas que pueden estar intrincadamente plegadas. Los plástidos maduros son de tres tipos: Cloroplastos, cromoplastos, leucoplastos.

2.1. Cloroplasto (Gr. chloros, verde + plastos, formado)Organelo limitado por una doble membrana en el que tiene lugar

la fotosíntesis en los organismos eucariotas (algas y plantas).Al igual que la mitocondria, están limitadas por membranas

interna y externa. La membrana interna envuelve una región liquida llamada estroma, que contiene la mayor parte de la enzimas para la síntesis de carbohidratos.

Suspendido en el estroma se encuentra un tercer sistema de membranas el cual crea un conjunto interconectado de sacos aplanados en forma de discos, llamados tilacoides.

La membrana tilacoidal tiene un espacio interior lleno de liquido, el espacio interior tilacoidal o espacio tilacoidal.

Los sacos tilacoidales se disponen a manera de pilas, cada una de las cuales constituyen un granum (plural grana).

La clorofila y otros pigmentos fotosintéticos son parte de las membranas mitocondriales que, al igual que la membrana mitocondrial interna, participan en la síntesis de ATP