Vacuola vegetal y plastos PDF

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Seminario sobre la vacuola....

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1º BIOLOGÍA, GRUPO 2.

La vacuola vegetal y otros plastos. Resumen. Lucía Cuadrado Ramos

La vacuola vegetal: características, funciones y componentes. Plastos: proplastidios, cloroplastos, leucoplastos, cromoplastos y otros tipos de plastos.

1. La vacuola vegetal. 1.1.

Características.

Son el compartimento más grande de las células vegetales. La membrana de las vacuolas se denomina tonoplasto y es una parte esencial en la función de estos orgánulos. En las plantas hay diferentes tipos de vacuolas dependiendo de la función que lleven a cabo. Una célula puede contener distintos tipos de vacuolas, incluso una misma vacuola puede cambiar su repertorio de moléculas para realizar una función diferente a la que venía haciendo. Vacuolas pulsátiles: éstas extraen el agua del citoplasma y la expulsan al exterior por transporte activo. Vacuolas digestivas: se produce la digestión de sustancias nutritivas, una vez digeridas pasan al interior de la célula y los productos de desecho son eliminados hacia el exterior de la célula. Vacuolas alimenticias: función nutritiva, forma a partir de la membrana celular y del retículo endoplasmático. La forma de las vacuolas es normalmente redondeada, también depende de las circunstancias de la célula. Así, puede alternar entre una gran vacuola que ocupa la mayor parte de la célula o hacer numerosos repliegues en su membrana y crear a modo de pequeños compartimentos que tienen el aspecto de vacuolas más pequeñas y distintas, pero no es así puesto que hay continuidad de sus membranas. La formación de nuevas vacuolas se produce por la fusión de vesículas liberadas desde el lado trans del aparato de Golgi. La fusión de estas vesículas forman las denominadas provacuolas. Las provacuolas a su vez se fusionan para formar vacuolas de mayor tamaño hasta que forman la vacuola principal.

1.2.

Funciones.

Turgencia: medida de la presión hidrostática ejercida contra las paredes celulares de las células vegetales. Esta turgencia está controlada por las vacuolas, las cuales pueden incorporar sustancias, como iones, en su interior para crear ambientes osmóticos variables respecto al citoplasma, lo que produce flujos de entrada y salida de agua. Esta capacidad de transporte de moléculas en contra de gradientes reside en la membrana de la vacuola, donde hay dos bombas que crean gradientes de protones con gasto de energía, y que son utilizados para el transporte de otras moléculas. La capacidad de acumular agua en la vacuola es crucial para el crecimiento del tamaño celular tras la mitosis, lo cual es un factor importante en el crecimiento de los órganos vegetales. Almacén de sustancias: las vacuolas son un punto de llegada del tráfico vesicular y son centros de almacenamiento de azúcares y proteínas. Las células no tienen un sistema de excreción como los animales, ni se pueden mover para evitar sustancias tóxicas, de manera que la estrategia es almacenarlas. Así, en las vacuolas se almacenan algunos productos de desecho del metabolismo y sustancias potencialmente tóxicas para la célula como metales pesados. También almacenan otras sustancias como algunos pigmentos, sustancias tóxicas para evitar a los herbívoros, resinas. Degradación: las vacuolas líticas se dan en tejidos vegetativos de la planta, por eso también se llaman vacuolas vegetativas. En estas vacuolas se acumulan enzimas como proteasas y

nucleasas, además de un conjunto de proteínas relacionadas con la defensa frente a patógenos. Actúan como lugares para la degradación de moléculas, función similar a los lisosomas de las células animales. También participan en los procesos degradativos durante la autofagia. En las vacuolas se encuentran las denominadas enzimas vacuolares procesadoras las cuales participan en la conversión de los precursores moleculares que llegan a la vacuola en productos activos y también en el mecanismo de apoptosis. Apoptosis: las vacuolas participan en la apoptosis de plantas por un proceso denominado autolisis. Hay un tipo de muerte celular de las células vegetales que se llama muerte celular hipersensitiva, que se produce cuando se rompe la membrana de la vacuola.

1.3.

Componentes.

La vacuola principal de la mayoría de las células vegetales es un gran compartimento con una solución ácida diluida que contiene sales (potasio, sodio), metabolitos (azúcares, ácidos orgánicos) y algunos pigmentos. Algunos de estos componentes son introducidos en contra de gradiente de concentración desde el citosol. El pH típico de la vacuola principal es de 5 a 5.5, aunque puede llegar a 2 en el limón, o incluso 0.6 en algunas algas.

2. Otros plastos. Son orgánulos con una doble membrana y un espacio intermembranoso entre ellas. Interiormente poseen más compartimentos membranosos como los tilacoides de los cloroplastos o los túbulos de los cromoplastos. Tienen ADN en su interior y la maquinaria para dividirse, aunque están sometidos al control de los genes nucleares. Los plastos no se crean de nuevo, sino que provienen de otros que ya existen. Así, deben transmitirse en los gametos durante la fecundación y, por tanto, todos los plastos de una planta provienen de los plastos del embrión, que se denominan proplastidios.

2.1.

Proplastidios.

Son incoloros y no tienen una morfología distintiva, puesto que pueden variar en su forma y tener más o menos compartimentos membranosos internos en forma de túbulos. Con estas características aparecen realmente dos tipos: los proplatidios germinales y los de los nódulos. Los proplastidios germinales se encuentran sobre todo en los embriones de las semillas y en los meristemos. Su misión principal es la de dar por división y diferenciación al resto de plastos de la planta. Aunque se les atribuyen también funciones metabólicas como la síntesis del ácido giberélico, importante para el metabolismo de los meristemos. Los proplastos de los nódulos, como su nombre indica, se encuentran en las raíces y están implicados en la fijación del nitrógeno.

2.2.

Cloroplastos.

Es un orgánulo elíptico-redondeado, limitado por la membrana externa y la membrana interna, en la matríz o estroma se diferencian, a partir de la membrana interna, las membranas tilacoidales. En algunos sectores, las membranas tilacoidales forman bolsas apiladas llamadas

grana, estos a su vez están conectados por los tilacoides intergrana. Las membranas tilacoidales dejan un espacio entre ellas donde están contenidos los pigmentos: Clorofila, carotenos y xantofilas. La función del cloroplasto es producir alimentos mediante el proceso fotosintético, que consiste en la combinación de moléculas de agua y anhídrido carbónico en presencia del pigmento clorofila, utilizando la energía de la luz solar para elaborar hidratos de carbono, con la liberación de oxígeno, agua y energía. Los azúcares simples producidos son transformados en una forma más compleja, el almidón de asimilación (polisacárido que se acumula en forma temporaria en el cloroplasto).

2.3.

Leucoplastos.

Los leucoplastos son plastos sin color, sin pigmentos, cuya principal misión es la de almacén. 



Amiloplastos: funcionan como almacenes de almidón. Los amiloplastos, denominados estatocistos, sedimentan por gravedad, y el lugar en contacto con la membrana de la célula condiciona la curvatura de la raíz. En algunas especies los amiloplastos también participan en el metabolismo del nitrógeno. Elaioplastos: contienen aceites y lípidos, son de tamaño reducido y contienen en su interior numerosas gotas de grasa. En las células vegetales hay dos vías de síntesis de lípidos, el retículo endoplasmático, denominada la vía eucariota, y en los elaioplastos, denominada la vía procariota. Los lípidos producidos por cada una de estas vías son diferentes. Algunas plantas, además de en los elaioplastos, almacenan lípidos en unos orgánulos denominados elaiosomas, derivados del retículo endoplasmático. Los elaioplastos intervienen en la maduración del polen.

2.4.

Cromoplastos.

Los cromoplastos son aquellos que tienen pigmentos carotenoides en su interior que dan color amarillo, rojo o naranja a la estructura donde se encuentran. Son abundantes en flores, frutos, hojas viejas y algunas raíces. Son activos metabólicamente, aunque tienen menos copias de ADN que los cloroplastos. En su interior tienen gotas de lípidos con carotenoides y estructuras macromoleculares denominadas fibrillas, las cuales tienen un núcleo de carotenoides. Los cromoplastos derivan de los cloroplastos, aunque también de los proplastidios. Durante el proceso de diferenciación se degrada el sistema fotosintético, fundamentalmente los tilacoides, se sintetizan los carotenoides y los compartimentos que los contendrán. Estos compartimentos se denominan plastoglóbulos, que son gotas de lípidos, sobre todo triglicéridos, localizados en el estroma del plasto. En el interior del cromoplasto se localizan también los carotenoides que se van acumulando en ellas hasta formar filamentos o cristales.

2.5.

Otros tipos de plastos.

Otros tipos de plastos son los rodoplastos, son plastidios fotosintéticos que se encuentran en las algas rojas, los cuales tienen clorofila a, pero no b o c. Poseen tilacoides, aunque no forman pilas, y unos agregados denominados ficobilisomas que contienen pigmentos rojizos que captan luz con longitudes de onda que llegan a gran profundidad en el mar. Por último, algunos animales pueden comer algas y no digerir los cloroplastos, sino incorporarlos en sus propios

tejidos. Estos plastos son capaces de seguir haciendo fotosíntesis, y así alimentar al animal durante meses. A estos plastos se les denomina cleptoplastos....