El crecimiento celular es un proceso finamente coordinado, regulado en tiempo y espacio. Cuando las células están en presencia de nutrientes, estimulan su metabolismo para producir más moléculas e incrementar su tamaño y masa.

Los vegetales crecen mediante procesos dos consecutivos de división y elongación celular. Por división no se consigue un aumento de volumen sino solo un aumento en el número de células y es la elongación celular la responsable del aumento en tamaño del vegetal. A medida que una célula aumenta su edad su pared celular primaria va perdiendo su capacidad de extenderse y entran en procesos de diferenciación y maduración.

La elongación celular ocurre en dos fases una primera fase de toma osmótica de agua a través de la membrana plasmática y una segunda fase en la que se produce la extensión de la pared celular. Por tanto, el crecimiento de las células vegetales es un equilibrio ere fuerzas de empuje y reacción. A fuerza de empuje se correspondería con la fuerza que genera el protoplasto sobre la pared celular, presión de turgencia que actúa como una fuerza conductora. La segunda fuerza seria la rigidez de la pared celular que constituye una barrera que se opone al aumento de volumen del protoplasto.

Solo la pared celular primaria permite la elongación ya que es la única que es capaz de disminuir su rigidez permitiendo así su extensión por acción de la presión de turgencia. Que solo se produzca cuando con pared celular primaria se puede pensar que hay uno o varios componentes de la pared celular primaria que son susceptibles de modificarse se les conoce como red extensible.

 

La célula es la unidad más pequeña que puede vivir por sí misma, esta también es la que forma a todos los organismos vivos como también esta forma a los diferentes tejidos del cuerpo, sin duda alguna, es un organismo ciertamente fundamental para el desarrollo de la vida tal y como todos nosotros la conocemos. La célula está compuesta, por decirlo así, por diferentes partes, cada una de ellas tienen una función en específico, o un rol que cumplir en todo la labor de la célula. Esas mismas partes de la célula, son las que ahora en este trabajo, vamos a escudriñar para saber acerca de su funcionamiento en este complejo sistema celular. Primero que todo, tenemos la obligación de aclarar lo que es la denominada pared celular antes de empezar de lleno a hablar acerca de la síntesis de esta, la pared celular se podría definir como una especie de capa resistente y a la vez rígida que se encuentra localizada en el exterior de la membrana plasmática. Dicha membrana se puede encontrar en las células de las plantas, de los hongos, de las algas, de las bacterias y por supuesto, de las arqueas. 

La pared celular, tiene como una de sus funciones específicas, dar la rigidez a la célula, como también tiene la función de proteger a el contenido de esta, también funciona como una especie de mediadora en cuento se habla de absolutamente todas sus relaciones con el entorno, la pared celular, funciona también como compartimiento celular y esta a su vez puede ser capaz de soportar las fuerzas osmóticas como también del crecimiento. 
 Como tema agregado, la pared celular en el caso de los hongos y de las plantas, define la estructura y también otorga el soporte a los tejidos y a muchas más partes de la célula.

Una vez explicada lo que es una pared celular y también explicada el funcionamiento de dicha pared celular, podemos ya empezar a hablar acerca de la síntesis de la pared celular. 

La pared celular de las células vegetales se encuentra formada más que todo por celulosa, la cual es un polisacárido de la glucosa, y  es que gracias a la rigidez que es capaz de proporcionar la celulosa, la pared celular es capaz de proteger a la célula vegetal como también le puede dar resistencia a los terribles patógenos, también le da sostén y forma y también, le ayudan con respecto a la plasticidad de la pared celular. 

Ahora bien, tenemos que la síntesis de la pared celular, se puede desarrollar en 3 etapas respectivamente, cada una de estas etapas pueden actuar con diferentes tipos de compuestos.
 Las etapas de la síntesis de la pared celular son:

-          La etapa citoplasmica: en esta etapa se sintetizan los precursores del peptidoglucano

-          El transporte a través de la membrana citoplasmática 

-          Y la organización final de la estructura del peptidoglucano, esta última, se desarrolla en la parte más externa de la pared celular    

Cabe destacar, que existen diferentes tipos de sustancias o compuestos, que son capaces de inhibir o cancelar la síntesis de la pared celular. Dichos compuestos o sustancias son muy usadas por todos nosotros en el diario vivir, para todos nosotros nos resulta conocido los penicilinas por ejemplo ya que son muy usadas para combatir o enfrentar algunas enfermedades o infecciones causadas por bacterias o por virus  que se encuentran en el interior de nuestro organismo las cuales nos causan diversos problemas como por ejemplo la gripe o el malestar general, lo que nos estamos ingiriendo en las pastillas que compramos para combatir la enfermedad, lo que hacen al entrar a nuestro cuerpo es en realidad inhibir la síntesis de la pared celular de los virus o de las bacterias. Eso es lo que hacen esos antibióticos en nuestro cuerpo o más bien, eso es lo que hace los antibióticos a las bacterias, inhiben la síntesis de la pared celular de las bacterias. Por ejemplo como lo que fue dicho anteriormente, la penicilina. Esta, actúa inhibiendo las transpeptidasas, las cuales son las enzimas que se encargan de catalizar o impulsar la formación del enlace cruzando final en la síntesis del peptidoglicano. 

En general, la síntesis de la pared celular es algo tremendamente esencial en la célula tal y como la conocemos, ya sea vegetal, o animal. O sin importar el reino a la que la célula pertenezca. Porque la pared celular es la que por decirlo así, defiende a la célula de los patógenos, lo cual no puede pasar desapercibido para nosotros los agrónomos ya que dichos patógenos son los que muchas veces nos echan a perder el cultivo, así que no podemos menospreciar esta parte de la célula vegetal, ya que es la defensa que tiene la planta a nivel celular, de toda peste que quiera dañarla. 

La elongación celular es una respuestaadaptativa que facilita la separación de los largos brazos de las cromátidas a partir del plano de escisión. El crecimiento se define como un incremento irreversible en tamaño o volumen. Esto significa que el crecimiento de las plantas se produce, fundamentalmente a través del alargamiento o expansión celular (Agronomía, 2014).

La elongación celular ocurre en dos fases, una primera fase es la osmótica del agua por la membrana plasmática y una segunda fase es la producción de la extensión de la pared celular. Por tanto, el crecimiento de las células vegetales es un equilibrio entre fuerzas de empuje y reacción (Agronomía, 2014).

Sin embargo, para que se pueda dar el proceso de elongación celular la pared celular debe disminuir su rigidez para que pueda entrar agua y dar paso a la extensión por parte de la perdida de presión. Esta pared celular también orienta para donde es que de sebe dar origen a la elongación debido a las fibrillas, también la elongación de la pared es mejor si los valores de PH son ácidos.
La elongación celular también cuenta con unos reguladores de hormonas vegetales, los cuales ayudan a la pared celular para que se pueda dar correctamente la expansión. Dentro de estos reguladores tenemos auxinas y giberelinas.

Durante la elongación celular inducida por la auxina se piensa que actúa por medio de un efecto rápido sobre el mecanismo de la bomba de protones ATP pasa en la membrana plasmática, y un efecto secundario mediado por la síntesis de enzimas(Marasi, 2007).

Las auxinas no solo contribuyen al proceso de elongación generando un incremento en el pH sino también por la estimulación de la absorción de solutos osmóticos, síntesis de nuevos componentes de la pared celular y un incremento de la permeabilidad al agua entre otros (Agronomía, 2014).

Las giberelinas también influyen en la elongación celular ya que estimulan la actividad de la Xiloglucano endotransglicoxilasa (XET) esta enzima hidroliza puentes de unión del Xiloglucano y por tanto, se facilitara la separación entre las fibrillas de celulosa y permite la penetración de las expansiones en la pared celular (Agronomía, 2014) 

Las giberelinas provocan la división celular al acortar la interfase del ciclo celular e inducir las células en fase G1 a sintetizar ADN. También promueven la elongación celular al incrementar la plasticidad de la pared y aumentar el contenido de glucosa y fructosa, provocando la disminución del potencial agua, lo que lleva al ingreso de agua en la célula y produce su expansión, inducen la deposición transversal de microtúbulos y participan en el transporte de calcio (Marasi, 2007).

De otro lado la elongación celular también es de vital importancia en la germinación de semillas porque estas favorecen el crecimiento de la radícula y de los tallos de una planta. Esto también da lugar a la curvatura fototrópica que hace referencia a la elongación diferencial de los lados.

En la maduración del fruto hay una fase que ya recibe el nombre de fase de elongación celular (fase III) en la cual ocurre sobre todo elongación celular cesando las divisiones celulares en esta fase se suele alcanzar el tamaño y forma definitivo. La fuente de las hormonas puede provenir del tejido materno o puede sintetizarlas el embrión estas hormonas son auxinas y giberelinas. En esa fase se puede aumentar el tamaño hasta 100 veces, la duración es de 7 días a 3 meses. La forma del fruto va a depender de la orientación de las divisiones celulares y eso va a condicionar la dirección de la elongación (Agronomía, 2014).

De igual manera ante todo lo hablado antes sobre auxinas y giberelinas existen hipótesis donde hablan de ellas como una unión un ejemplo de ello es cuando se dice que las auxinas y las giberelinas actúan conjuntamente para producir el ablandamiento de la pared celular. Las auxinas modificando el pH mientras que las giberelinas activan proteínas. 

Por último, este proceso de elongación celular de encuentra en muchas zonas de una planta lo cual le da valor a su desarrollo como ser vivo y aporta lo necesario para que siga su evolución a medida que transcurre el tiempo.

La gran mayoría de los seres vivos, y especialmente los organismos eucariotas, son capaces de utilizar algún mecanismo de reproducción sexual a lo largo de su ciclo vital. Aunque propiamente no podemos hablar de reproducción sexual en organismos como las bacterias, si podemos decir que mediante la conjugación hay transmisión de material hereditario de un organismo a otro. En la reproducción sexual no hay transmisión de material hereditario de un organismo a otro sino que a partir de material hereditario de dos organismos de la misma especie, se genera un nuevo ser vivo, un nuevo individuo de la misma especie. El proceso mediante el cual dos células provenientes de individuos distintos se unen para generar uno nuevo es lo que llamamos fecundación. Pensemos y reflexionemos sobre la fusión celular que es una de las dos bases de la reproducción sexual. Podríamos pensar que la forma más simple de fecundación sería que se fusionaran dos células cualesquiera pero esto acarrearía un problema muy grave, y es el del aumento ilimitado de material genético.

 Supongamos que cada individuo donara a sus hijos todo el material hereditario que posee, como el nuevo individuo proviene de la fusión de dos células tendría doble cantidad de ADN que sus respectivos padres, y sus hijos el doble que él y así sucesivamente. Este proceso sería incompatible con la vida y por tanto hemos de pensar que esas células que gentilmente donan los padres a los hijos han de ser especiales, han de tener justamente la mitad de material hereditario, para que así cuando se fusionen dos células con la mitad de ADN el nuevo individuo tenga igual cantidad que sus predecesores. 

La meiosis es el proceso mediante el cual se forman unas células que llamamos gametos y que cuya característica principal es que poseen la mitad de ADN que el resto de las células del individuo. Esta mitad de ADN no es aleatoria, sino que es justamente una dotación o juego cromosómico completo, es decir cada gameto contiene un juego completo de genes localizados en un juego cromosómico completo. Además este juego cromosómico completo, mediante la recombinación y la segregación aleatoria, resulta ser mezcla de los dos juegos que posee el individuo original. Es decir de cada pareja de homólogos se obtiene un cromosoma mezcla del paterno y materno produciéndose así un nuevo juego o dotación cromosómica haploide en el que se han originado unas nuevas combinaciones de genes. De esta forma de un individuo diploide que tiene 2 juegos cromosómicos (uno procedente de su padre y otro de su madre), se obtiene una célula haploide mezcla de ambos progenitores que al unirse con otra célula proveniente de otro individuo de sexo opuesto (fecundación) originará un nuevo individuo con dotación diploide. 

La reproducción sexual es la consecuencia de la meiosis y la fecundación, y es un proceso casi universal en los organismos superiores. En organismos inferiores los gametos masculinos y femeninos suelen ser muy parecidos e incluso iguales, sin embargo en los más evolucionados los gametos son distintos, y además aunque igual en su mecanismo básico, la meiosis rinde 4 gametos por el lado masculino y tan sólo uno por el lado femenino.

 La meiosis ocurre en la línea germinal de los organismos superiores y consta de dos divisiones consecutivas sin período de síntesis de ADN entre ellas. Previo a la meiosis sí hay una fase S de síntesis de ADN, con lo cual cada cromosoma de una pareja cromosómica entra en meiosis con dos cromatidas, en la primera división se reduce el número de cromosomas a la mitad ya que en la Anafase se van a separar cromosomas enteros, y después en la segunda división es cuando se separarán los cromatidas de cada cromosoma, así cada gameto llevara un solo juego cromosómico completo con cromosomas de un solo cromatido. Aunque no son iguales a las de la mitosis las fases de denominan de igual forma y se les añade un número romano para indicar a que división pertenecen.

Primera división                                                                       Segunda división                                  

Profase I                                                                                     Profase II

Metafase I                                                                                  Metafase II

Anafase I                                                                                     Anafase II 

Telofase I                                                                                    Telofase II

-          Síntesis de la pared celular.

-          Estructura de la pared celular.

-          Elongación celular.

-          Mitosis.

-          Meiosis.

Comenzando claramente siguiendo el orden previamente explicado por el profesor, tenemos que la síntesis de la pared celular, la cual se responsabiliza de como su nombre lo indica, catalizar y garantizar que la pared celular tenga una correcta estructura y por lo tanto también garantía que la pared celular tenga un correcto o adecuado comportamiento dentro de la célula vegetal. Lo cual no es un trabajo que se deba por decirlo así, subestimar. Ya que en realidad es una de los procesos celulares más complejos e importantes hablando por supuesto con respecto a la protección de la célula vegetal en su totalidad ya que tomando esta misma línea de sucesión, contamos que efectivamente la estructura de la pared celular o más bien contamos que la pared celular  es la encargada de separar la célula vegetal, aunque a la hora de la verdad también hay que ser conscientes que no solamente la célula vegetal es acreedora de tener estos estos complejos e importantes sistemas o partes dentro o fuera de sí (en el caso de la pared celular) porque sabemos que también otras células pertenecientes a otros reinos tienen así mismos estas partes y sistemas que si bien no son exactamente iguales los unos a los otros, porque ya sabemos que al final, no todas las criaturas o más bien, no todos los seres vivos son iguales y existen diferencias entre los diferentes reinos pero aun con todo eso también hay diferencias entre los mismos reinos, es decir, dentro de los mimos reinos, por ejemplo en este caso el vegetal, no todas las células vegetales tienen la misma estructura y sistemas por decirlo así. Lo que nos lleva rápidamente a la elongación celular, la cual en el crecimiento de las plantas tiene un papel ciertamente determinante cuando se habla de este. Porque esto se encarga de extender la pared celular de la célula vegetal, básicamente es la se encarga del crecimiento de la célula vegetal y por ende también es la responsable del crecimiento de la planta en sí, bueno en realidad no es si, porque sabemos que el crecimiento de la planta es el resultado de todo esto hecho de una forma correcta y perfecta aunque de esa perfección, se encarga la naturaleza, para luego terminar por supuesto con nada y nada menos que la mitosis y la meiosis, las cuales son las responsables de la multiplicación celular o más bien de la división celular, está por supuesto que consta de su propia complejidad hablando ya directamente de este sistema o más bien hablando de este proceso, porque en realidad es un proceso que ocurre al interior de la célula vegetal que se encarga de dividir las células vegetales de las plantas. Lo cual directamente da origen al crecimiento de la planta, el correcto funcionamiento  de todos procesos desembocan en el crecimiento de la planta, por lo que terminan siendo de mucha importancia en el dicho crecimiento y desarrollo como también hablando del funcionamiento correcto de las plantas, para terminar con este contexto general y dar paso con las descripciones de estas partes de la célula vegetal y también de estos procesos de la célula vegetal podemos terminar concluyendo que efectivamente todos estos factores son sumamente importantes en el crecimiento de las plantas, como para su correcto desarrollo y el saber esto, como agrónomos que somos, es algo de suma importancia, poder ser capaz de saber y no solo eso sino también ser capaz de entender lo que sucede dentro y fuera de la planta. 

Referencias

 

Agronomía. (2014). Agronomía . EcuRed, 1-4.

 

Marasi, M. A. (2007). HORMONAS VEGETALES. UNNE.

 

MEIOSIS

Referencias

 

(s.f.). Obtenido de https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-56185/16-La%20Meiosis.pdf



ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR 

Fisiologia Vegetal Taiz Zeiger Volumen II, Capitulo XV

 

La pared celular es una de las principales componentes de la célula vegetal, la podríamos considerar como si fuera un esqueleto porque les da soporte mecánico a las estructuras vegetales, así permite a estas estructuras aumentar su tamaño, dando rigidez a la célula, además genera una presión de alta turgencia y es esencial para muchos procesos de crecimiento vegetal, desarrollo, mantenimiento y reproducción.

La pared celular es el principal componente qué diferencia a la célula vegetal de la célula animal, está ubicada encima de la membrana celular en las células vegetales en la mayoría de las células vegetales , hongos , bacterias , algas y algunas arqueas.

Dicha pared está compuesta por tres tipos de polisacáridos y diversas glicoproteínas. En ocasiones puede aparecer lignina.

 

Las paredes celulares pueden variar en grosor sustancias, embebidas, estructura y frecuencia de punteaduras y plasmodesmo. Aun con su diversidad en morfología las paredes celulares se clasifican en varias capas y se conocen como lámina media, pared primaria y pared secundaria

Pared primaria: formadas por células jóvenes en crecimiento, que permiten la división celular, debido a su flexibilidad permite que una célula se separe en dos y genere mitosis. Se considera que están relativamente poco especializadas y su arquitectura celular es muy parecida entre ellas. Sin embargo, esta pared primaria también presenta algunas variaciones, ejemplo como las paredes primarias del bulbo de cebolla que son muy finas y tienen estructuras simples.

La pared primaria está formada por microfibrillas de celulosa embebidas en una matriz de polisacáridos qué son la hemicelulosa y las pectinas y una pequeña parte de proteínas estructurales permitiendo el crecimiento en superficie y en grosor.

La celulosa está presente entre en un 15 y un 30% formada por monómeros de glucosa Unidos en forma lineal cada una de estas líneas o fibras de glucosa se van a unir formando microfibrillas de celulosa las cuales se unen para formar una macro fibrilla que finalmente van a hacer polímeros

Hemicelulosa son polisacáridos flexibles que se unen y se encuentran con las microfibrillas de celulosa formando un entramado que evita el contacto directo entre las microfibrillas permitiendo que estás estén ordenadas y mantengan su forma

Pectinas forman una base gelatinosa hidratada en la cual se humedecen el entramado de celulosa hemicelulosa funcionan como agente cementante para que las microfibrillas no sé desorden

La pared primaria esta formada por aproximadamente un 25% de celulosa, un 25% de hemicelulosas, un 35% de pectinas y entre un 1 y 8% de proteínas estructurales, en términos de peso seco.

Pared secundaria: Se forman cuando la célula ya ha llegado a su madurez, es decir, cuando ha terminado el crecimiento celular (elongación). Está localizada entre la pared primaria y la membrana plasmática, es una pared ultra rígida, no es flexible, son altamente especializadas en estructura y composición y reflejan los estados celulares diferenciados. Solo se presenta en algunos tipos de células que necesitan soporte extra. Ejemplo como en células que están presentes la madera o en algunos tallos de plantas, tienen paredes secundarias muy gruesas que están reforzadas por lignina.

Lámina media: Es una fina capa compartida entre las paredes de las células vecinas en contacto, su composición se distingue del resto de la pared celular en qué contiene mucha pectina y proteínas diferentes en comparación con el resto de la pared. Su origen puede verse desde la placa celular que se forma mediante la división de las células. 

 

Las paredes celulares están atravesadas por pequeños canales o túneles directos que cruzan la membrana llamados plasmodesmos, que conectan células adyacentes. La función de los plasmodesmos es la comunicación entre células permitiendo los dos tipos de transporte celular (activo y pasivo) entre el citoplasma y las células adyacentes.