Célula Vegetal

La Célula Vegetal es aquel tipo de célula que forma parte de los tejidos vegetales. Ésta es la unidad más pequeña de la materia vegetal, y está compuesta fundamentalmente de un núcleo, una pared celular, y el citoplasma; cubierto por una membrana llamada membrana plasmática. La Célula Vegetal es eucariota, por lo que su núcleo está diferenciado del citoplasma.

Célula vegetal

Partes de la Célula Vegetal y función de cada una

La Pared celular

La pared celular brinda protección y estabiliza la forma de la célula, a la vez que permite la difusión de agua e iones desde el medio ambiente hacia la membrana plasmática; que es la verdadera barrera de permeabilidad de la célula. La pared primaria es generalmente delgada, aunque en algunos tejidos pudiera ser gruesa. Ésta está formada por microfibrillas de celulosa entremezcladas, lo que facilita su extensibilidad, permitiendo de esta forma, el crecimiento de las células.

Cada célula forma su pared de adentro hacia afuera; es decir de forma centrípeta.  Algunos tipos de células pueden tener una pared celular secundaria, la cual suele ser más gruesa que la primaria, y además de celulosa, esta pared puede tener lignina, cutina, suberina y ceras.

Pared celular

La Membrana plasmática o plasmalema

La membrana plasmática o plasmalema se ubica adyacentemente a la pared celular, adherida a ella. Ésta membrana funciona como barrera diferencialmente permeable; es decir, que tiene la facultad de seleccionar lo que entra y lo que sale de ella.

El Citoplasma

Es la parte interna de la membrana plasmática, constituida por una parte fluida o líquida, llamada citosol o hialoplasma los organelos, y las inclusiones; estas últimas son  sustancias inertes que pudieran estar presentes o no, en la célula vegetal. El citoplasma está compuesto por las siguientes partes.

El retículo endoplasmático

Es uno de los organelos del citoplasma, constituido por una membrana, con un espacio intermedio. Se extiende dentro del citoplasma, como un sistema de membranas complejas, en forma de sacos planos y túbulos interconectados entre sí.  Es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, a la que se une en las adyacencias del núcleo.

Las membranas del Retículo Endoplasmático, relativamente son escasas y se encuentran como camufladas por el gran número de ribosomas que llenan todo el citosol o hialoplasma.

El Retículo Endoplasmático experimenta un desarrollo durante la diferenciación celular, lo cual está relacionado con la alta hidratación del cloroplasto. Este proceso da inicio a la producción de grandes vacuolas que se llenan de líquido, y que suelen unirse entre sí, como pared celular. Los 2 tipos de retículo endoplasmático son el rugoso (tiene ribosoma), y el liso (no lo tiene).

El Retículo Endoplasmático rugoso sintetiza lípidos de membrana y proteínas de secreción; mientras que el retículo endoplasmático liso se encarga de la producción de lípidos y de la modificación y transporte de las proteínas que se sintetizan en el rugoso. El retículo endoplasmático cumple su función de transporte dentro de la célula y entre célula y célula, a través de los plasmodesmos.

Los ribosomas

Son partículas no membranosas, que contienen proteínas y Ácido Ribonucléico (ARN); en ellos se produce la biosíntesis de proteínas a partir de miles de ribosomas, y cada ribosoma; y a su vez, cada ribosoma puede producir una molécula de proteína (por miuto). Los ribosomas pueden encontrarse libres en el citoplasma, asociados al retículo endoplsmático o a la membrana plasmática y nuclear, o en el interior de las mitocondrias, los cloroplastos, y el núcleo.

El Aparato de Golgi

Este organelo del citoplasma consta de varias unidades que están conectadas entre sí llamadas dictiosomas. En el Aparato de Golgi se elaboran aquellos compuestos que hacen falta para la composición celular.

Los plastos

Estos plastidios tienen como función principal, producir y almacenar, importantes compuestos químicos para ser usados por la célula. Ellos son los que determinan el color en las flores y frutos, a través de los procesos de síntesis de aminoácidos y lípidos, y la fotosíntesis, entre otras. A continuación, los tipos de plastos son:

Los cloroplastos

Estos plastidios contienen en su interior a la clorofila; mediante la cual la energía luminosa se utiliza para oxidar el agua y formar ATP y NADPH como poder reductor; ambos usados en el estroma para convertir el CO2 en carbohidratos. Los cloroplastos son los encargados de la fotosíntesis.

Cloroplastos

Los leucoplastos

Almacenan sustancias poco coloreadas o totalmente incoloras. Su función principal es la de convertir la glucosa en azúcares complejos o polisacáridos; en grasa y/o proteínas, Al igual que las mitocondrias, están rodeados por dos membranas, y poseen un sistema de membranas internas, las cuales podrían estar plegadas una de la otra.

Los cromoplastos

Son plastos que almacenan carotenos; los carotenos son los pigmentos encargados de las coloraciones rojas o anaranjadas, en frutos, flores, o raíces. La forma más común de los cromoplastos es la ameboide.

Las mitocondrias

Estos organelos están delimitados por una doble membrana, y es responsable de la respiración aeróbica (en presencia de oxígeno); un proceso en el cual un carbohidrato se oxida por completo en presencia de oxígeno, convirtiéndose en dióxido de carbono, agua, y energía almacenada en forma de ATP. Es mediante este proceso que la energía química se convierte en energía biológica útil en forma de ATP indispensable para todos los procesos del metabolismo celular. Las mitocondrias contienen ADN y pequeños ribosomas.

La vacuola

Está rodeada por una membrana llamada tonoplasto, y almacena desechos celulares, denominadas sustancias ergásticas, que se forman como resultado de la actividad metabólica. Ellas son proteínas, grasas, aceites, tanino, almidón, resinas, y sustancias minerales cristalizadas.

Los plasmodesmos

Estos organelos del citoplasma tienen la capacidad de atravesar la pared celular; por lo cual funcionan como transporte, manteniendo interconectadas las células continuas en aquellos organismos pluricelulares en los que existe pared celular.

El núcleo

Es de suma importancia, ya que constituye el centro de control de la célula. Sus proteínas las obtiene del citoplasma. El núcleo está rodeado de una membrana nuclear; contiene la mayor parte del ADN de la célula; a lo que se denomina Genoma; y es en el núcleo donde se replican y almacenan los cromosomas, compuestos de ADN y proteínas.

El complejo ADN-proteína se denomina cromatina. La cromatina está organizada dentro de los cromosomas. El núcleo puede contener uno o más nucléolos. En los nucléolos se produce el ARN ribosomal que conjuntamente con las proteínas sintetizadas en el citoplasma, forman los ribosomas.

3 funciones vitales del citoplasma

Nutrición: Entre sus funciones esenciales está el desintegrar las sustancias que se incorporan a la célula, para transformarlas en energía, que se libera al medio.

Almacenamiento: Otra función de vital importancia es almacena sustancias de reserva

Estructura: También funciona como soporte que da forma y movimiento a la célula

3 Características de Importancia de la célula vegetal

  1. La célula vegetal contiene partes de suma importancia y exclusividad, ya que realiza un proceso único en el Reino Plantae: La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas pueden formar su propio alimento. El proceso comienza con la captación de la luz solar mediante las hojas u otras partes verdes de la planta, que contienen la clorofila. Este pigmento está contenido en los cloroplastos y es el que se encarga de transformar la luz solar en compuestos orgánicos de provecho para las plantas. La célula vegetal es capaz de llevar a cabo todas las actividades requeridas para lograr el mantenimiento de la vida en las plantas.
  2. Las plantas son fundamentales para la vida del planeta. Ellas proporcionan alimentos tanto a los seres humanos como a los animales. Además, ellas nos proporcionan el oxígeno que necesitamos para vivir. En la naturaleza se dan procesos vitales gracias al oxígeno. Por dar sólo un ejemplo, en la Agricultura es indispensable la incorporación periódica de materia orgánica ya descompuesta o mineralizada, para que de esta forma, los minerales puedan ser absorbidos y asimilados por las plantas; ciertas bacterias aeróbicas (en presencia de oxígeno) del suelo, son las que realizan el proceso de descomposición de la materia orgánica; su función es indispensable en la agricultura.
  1. Y algo también muy importante: Nos proporcionan sombra. No podríamos sobrevivir a los cambios climáticos que están ocurriendo actualmente (las altas temperaturas y los rayos directos del sol, con cada vez menos protección de la capa de ozono) si no contáramos con la masa vegetal del planeta. Además la materia vegetal constituye la materia prima de un sinfín de productos que utiliza la humanidad para sus beneficios. Un ejemplo de ello es el papel.

3 Tipos fundamentales de célula vegetal

Células del esclerénquima

Son células duras que tienen la función de apoyo mecánico.

Se subdividen en 2 tipos:

Las esclereidas o células duras

Las células del esclerénquima están muertas en la madurez funcional y no tienen citoplasma. No sobreviven por mucho tiempo, ya que no pueden intercambiar material suficiente para mantener el metabolismo activo.

Una función muy importante de las células escleróticas es la de defensa en contra de los seres herbívoros, por medio del daño que ocasiona al conducto digestivo en las primeras etapas de las larvas de los insectos, y la protección física.

Como ejemplo de protección física, tenemos la cubierta de la semilla de un melocotón; lo que comúnmente es conocido como el “hueso” del melocotón. Esa cubierta dura, es simplemente un tejido sólido de células escleróticas duras. Las células suelen desarrollar una pared celular secundaria (extensa) que está dentro de la pared celular primaria. La característica primordial de la pared secundaria es la lignina, lo que le da la dureza e impermeabilidad.

Las fibras

Son el soporte de carga y resistencia a la tracción de los tallos y hojas de las plantas. Las fibras no tienen que ver en la conducción de agua y nutrientes, ni de compuestos de carbono.

Células del parénquima

Se encuentran en los tejidos parenquimáticos de las plantas, y sus funciones va desde el soporte y almacenamiento, hasta la fotosíntesis y el transporte de nutrientes en el floema. Las hojas se componen de células del parénquima principalmente. Algunas de estas células se especializan en la regulación del intercambio gaseoso y la regulación de la luz, pero otras son menos especializadas y pueden permanecer totipotentes, listas para dividirse y producir nuevas poblaciones de células indiferenciadas, a lo largo de toda su vida.

Las células del parénquima, también llamadas células parenquimatosas tienen paredes primarias permeables y delgadas, que permiten transportar moléculas pequeñas.  Entre sus funciones de importancia está la producción de néctar o elaboración de metabolitos secundarios que sirven de defensa contra los herbívoros, entre otras funciones bioquímicas del citoplasma.

Las células parenquimatosas pueden tener funciones de fotosíntesis y de almacenamiento. Cuando contienen grandes cantidades de cloroplastos, participan en la fotosíntesis y son denominadas células del cloréquima. Mientras que otras células del parénquima, como las de tubérculos de papa, y cotiledones de semillas en leguminosas, tienen función de almacenamiento, como la mayoría de las células parenquimáticas.

Células del colénquima

Estas células maduran a partir de los derivados del meristema. En estas células no se desarrollan los plastidios, y el aparato secretor (Aparato de Golgi y Retículo Endoplasmático), prolifera para secretar la pared primaria adicional. La pared es generalmente más gruesa en las esquinas, porque es allí donde tres o más células entran en contacto, y más delgada donde entran en contacto solamente dos células.

Los constituyentes predominantes de las paredes celulares de las células del colénquima, son la hemicelulosa y la pectina. Las células del colénquima tienen un alargamiento típico, y pueden tener un aspecto septado, producto de la división transversal que realizan. Entre las funciones más importantes de este tipo de células está apoyar la planta en ejes que continúan su crecimiento en longitud, y proporcionar resistencia a la tracción en los tejidos, así como también, flexibilidad.

5 Diferencias relevantes entre Célula Vegetal y célula animal

  1. La principal diferencia entre una célula animal y una vegetal es que la célula vegetal presenta una pared celulósica inerte; es decir, sin vida, semirígida, que tiene la función principal de evitar los cambios de posición y forma en ésta.
  2. La célula vegetal contiene plastidios; estructuras rodeadas por una membrana que sintetizan y almacenan productos energéticos. Los plastidios más comunes son los cloroplastos.
  3. Casi todas las células vegetales poseen vacuolas, las cuales tienen la función de regular los intercambios hídricos de la célula, y almacenar tanto nutrientes como productos de desecho. La vacuola está cubierta con una membrana llamada tonoplasto. Dentro de ella se encuentra el jugo celular; que no es más que agua más compuestos productos del metabolismo; siendo un reservorio de sustancias de distinta naturaleza.
  4. Otra característica particular en las células vegetales es que carecen de ciertos orgánulos como los lisosomas.
  5. Son de mayor tamaño

Las células vegetales forman 5 Tipos de tejidos

En una planta existen diferentes tipos de tejidos, que dependen  de la función que desempeñan. Es así como tenemos:

Tejidos de Crecimiento

Meristemas

Los tejidos meristemáticos son llamados también tejidos embrionales o formativos. Sus células se mantienen en constante división mitótica, dando inicio a la formación de nuevas células; que luego de sufrir el proceso de diferenciación, constituirán los diversos tejidos adultos de las plantas.

Según su posición en la planta, los Meristemas pueden ser de 4 tipos:
  1. Adventicios
  2. Apicales
  3. Laterales
  4. Intercalares

Tejidos Fundamentales como el Parénquima

El tejido parenquimático está constituido por las células parenquimáticas, las cuales son las más abundantes de todos los tipos de células que se encuentran en las plantas superiores. En realidad, el parénquima se encuentra en cualquier parte de la planta, y se origina del meristema fundamental o del procambium. En el tejido parenquimático las células están vivas y mantienen la capacidad de dividirse. Forman masas continuas de células, y pueden desempeñar diferentes funciones como fotosíntesis, de reservas, almacenamiento o secreción.

Existen 5 tipos diferentes de tejidos parenquimáticos
  1. Conductor
  2. Clorofiliano o Clorénquima
  3. Acuífero
  4. De Reserva
  5. Aerífero

Tejidos Protectores

Epidermis y Peridermis

La epidermis está formada generalmente por una capa de células aplanadas y adheridas fuertemente una de la otra. Es la capa más externa de la planta joven, Las paredes de las células están recubiertas por una cutícula de lípidos del tipo de las ceras, que protegen a las plantas de las pérdidas de agua.

La Peridermis está formada principalmente por un corcho protector o súber. Reemplaza a la epidermis en tallos y raíces con crecimiento secundario. Las células del súber, impregnadas de suberina están muertas.

Tejidos de Sostén

Colénquima y Esclerénquima

El colénquima forma parte de los tejidos de sostén. Sus células tienen forma alargada, y paredes engrosadas, en formas desiguales, y tienen vida. Este tipo de tejido actúa como soporte de los órganos jóvenes en crecimiento.

El esclerenquima también forma parte de los tejidos de sostén de una planta, y sus células poseen una pared lignificada, dura y gruesa. Cuando hay crecimiento secundario, suelen estar muertas, y actúan como soporte y refuerzo de las partes que han dejado de crecer.

Tejidos Conductores

Xilema y Floema

El xilema es el tejido que conduce el agua y nutrientes, denominado savia bruta, desde las raíces al resto de los órganos de la planta. Sus células son de paredes gruesas, lignificadas, y alargadas, y no poseen citoplasma cuando están maduras; en las madurez, sus células son muertas.

El floema es el tejido conductor de compuestos elaborados por la planta o savia elaborada, desde las hojas o demás órganos fotosintéticos a las demás partes de la planta. Existen dos tipos de células conductoras: Las células cribosas, y los elementos del tubo criboso.

Inicios del descubrimiento de La Célula Vegetal

Se puede decir que los inicios del descubrimiento de la célula vegetal, fueron a principios del siglo XVII, con la invención de las lentes de microscopio. Aunque es interesante mencionar, que según algunas fuentes, la invención de este material, fue impulsado por la necesidad de verificar la calidad de las telas, y no de estudiar organismos vivos.

En 1664,  Robert Hooke, un brillante científico, inglés, amante de la Biología, la Física, y la Meteorología, entre otros oficios, tuvo una importante participación en la historia de la célula: Estudió el corcho, y observó una disposición similares a las  forma de un panal de abeja. A cada cavidad la llamó celdilla o célula, pero en realidad, él no tenía consciencia de que eso era una estructura similar a la que conocemos hoy en día como células.

Lo que realmente Hooke creía es que esos espacios eran lugares por donde se moverían los nutrientes de las plantas. A pesar de que Hooke, en su momento, no sabía que aquellas “celdas” eran la unidad funcional de los seres vivos, la denominación de célula ha permanecido para nombrar lo que había dentro de esas cavidades y posteriormente también se aplicó para descubrimientos en los animales.

El científico publicó un libro titulado Micrografía, donde describe su experiencia como la primera evidencia de la existencia de las células.

Tejido vegetal

Un nuevo descubrimiento  de la Célula Vegetal

En 2011, investigadores argentinos, del Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular de La universidad de Buenos Aires, descubrieron un nuevo mecanismo a través del cual, los pelos radiculares de las raíces de las plantas se expanden para poder absorber agua y nutrientes.

A juicio del líder de la investigación, José, M. Estévez, Investigador del CONICET, encontraron el rol biológico de un número de proteínas que regulan la expansión celular en células vegetales.

Se descubrieron tres grupos de genes que están muy vinculados entre sí; los cuales son responsables del crecimiento de los pelos radiculares en las raíces. Una de las investigadoras del trabajo, afirma que cuando incentivaron la expresión mediante Ingeniería Genética de alguno de estos genes, las plantas fueron capaces de formar pelos radiculares dos veces más largo que lo normal. Y que por el contrario, cuando indujeron una mutación, las raíces formaron pelos más cortos.

La importancia de este nuevo descubrimiento sobre La Célula Vegetal, radica en que, al tener la certeza de que las plantas pueden desarrollar pelos radiculares más largos, esta característica pueda ser manipulada a favor de los intereses del ser humano. Aquellas especies que crecen en suelos áridos, carentes de humedad, y pobres en nutrientes, podrían, con esta nueva capacidad, optimizar la captación de estos compuestos vitales. Se puede manipular esta característica para lograr cultivos más eficientes.

 

 

 

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