Farmacobotánica Tema 2 – CELULA VEGETAL. Caracteres generales. Citoplasma. Componentes químicos. Propiedades. Sistemas de membranas. Orgánulos citoplasmáticos. Núcleo. Pared celular. Origen y Crecimiento. Sustancias ergásticas.

CÉLULA

• Unidad morfológica, anatómica y funcional o fisiológica de todo ser vivo. • Unidad básica y fundamental de los tejidos y por tanto, de los órganos.

Célula procariótica: sin núcleo verdadero Célula Eucariótica: con núcleo verdadero

La célula vegetal Consideraremos a la célula vegetal formada por citoplasma, núcleo, membrana plasmática y pared celular, tal como se presenta en la mayoría de las plantas mitocondria Pared celular

Cloroplasto

Vacuola

citoplasma

Retículo endoplasmático

Membrana plasmática Complejo de Golgi

ORGÁNULOS DE LA CÉLULA VEGETAL Y SU FUNCIÓN

Citoplasma: masa amorfa más o menos viscosa, granulosa, constituida por agua, proteínas y lípidos en suspensión. En su interior se hallan distribuidos, sistemas de membranas y orgánulos citoplasmáticos: 1.Membrana plasmática: constituido por una bicapa lipídica (en especial de fosfolípidos) y por proteínas que están ligadas a la superficie (proteínas periféricas. Separa la célula de su entorno y actúa como una barrera semipermeable o de permeabilidad selectiva 2.Retículo endoplasmático rugoso (RER): sistema complejo de tubos y sacos o cisternas comunicados entre sí. Tiene la función de traslación y acumulación de sustancias, principalmente proteínas. Síntesis de proteínas. 3.Retículo endoplasmático liso (REL): Síntesis de lípidos. 4.Complejo de Golgi: Procesa, empaqueta y distribuye proteínas a otros orgánulos para su exportación. La función de los dictiosomas es de secreción interviniendo activamente en la deposición de la fase amorfa de la pared celular. 5. Glioxisoma: Contiene los enzimas del ciclo del glioxilato. 6.Ribosomas: Síntesis de proteínas.

7.Vacuola: Degrada y recicla macromoléculas y almacena metabolitos. (sustancias ergásticas) 8.Mitocondria: Oxida combustible para oxidar ATP. 9. Cloroplasto: Almacena la energía solar, produce ATP y glúcidos. 10.Tilacoides: Sintetizan el ATP con aprovechamiento de la energía lumínica. 11.Gránulos de almidón: Almacén temporal de glúcidos, productor de la fotosíntesis. 12.Envoltura nuclear: Segrega la cromatina (ADN + Proteína) del citoplasma. 13.Nucleolo: Síntesis de ARN ribosómico. 14.Núcleo: Contiene los genes (la cromatina). 15.Plasmodesmos: Permiten el paso entre dos células vegetales. 16. Pared celular: Confiere forma y rigidez; protege a la célula del hinchamiento osmótico. 17.Citoesqueleto: Soporte estructural de las células; facilita el movimiento de los orgánulos.

CÉLULA ANIMAL

DIFERENCIAS CÉLULA VEGETAL Y ANIMAL

CARACTERÍSTICAS CÉLULA VEGETAL PARED CELULAR: celulósica, rígida, exoesqueleto CLOROPLASTOS: plastidios, rodeados por una doble membrana. Sintetizan y almacenan alimentos. Sintetizan azúcares a partir de agua, dióxido de carbono y luz solar.

VACUOLAS: transporte, almacenamiento nutrientes, agua y sustancias de desecho.

de

PARED CELULAR : cubierta semirrígida, rodea a las células vegetales Función: forma , protección al citoplasma y solidez al cuerpo de la planta.

Origen y formación La organización de la pared celular comienza con la formación de un fragmoplasto en el plano ecuatorial del huso que se extiende entre dos núcleos hijos. La primera manifestación visible es la llamada placa celular que comienza a formarse dentro del fragmoplasto y progresa hasta alcanzar la pared de la célula madre.

COMPOSICIÓN

Está constituida por dos fases

1- fase fibrilar inerte, rígida, discontinua, formada por fibrillas entrecruzadas constituidas por : a) celulosa en la mayoría de los vegetales b) quitina en algunos hongos c) xilanos en pocas algas. 2- fase amorfa o matriz continua interfibrilar

a) sustancia pécticas : carbohidratos formados por la unión de numerosas moléculas lineales de ácido galacturónico. b) Hemicelulosas: carbohidratos como xilanos, glucanos y mananos son producidos por los dictiosomas.

Fase Fibrilar: La celulosa es un hidrato de carbono; se compone de unidades de celobiosa, constituidas por dos moléculas de glucosa, asociadas en cadenas lineales, constituyendo las micelas. Miles de moléculas de glucosa dispuesta de manera lineal se disponen paralelas entre sí y se unen por puentes hidrógeno formando microfibrillas, de 10 a 25 nm de espesor. Este tipo de unión (1-4 ß) entre las unidades de glucosa es lo que hace que la celulosa sea muy difícil de hidrolizar. .

Las microfibrillas se unen por las hemicelulosas, producidas por los dictiosomas, estas se unen químicamente a la celulosa formando una estructura llamada macrofibrillas.

Un conjunto de moléculas de celulosa alienadas constituyen una micela. El conjunto de micelas constituye una microfibrilla. Estas se pueden asociar en haces formando las macrofibrillas. Las hemicelulosas actúan de material cementante entre las microfibrillas.

micela

Organización La pared celular está compuesta de afuera hacia adentro de la célula por: •laminilla media •pared primaria •pared secundaria •pared terciaria (en pocos casos)

laminilla media pared primaria pared secundaria

La pared primaria se encuentra en células jóvenes y áreas en activo crecimiento, por ser relativamente fina y flexible, en parte por presencia de sustancias pépticas y por la disposición desordenada de las microfibrillas de celulosa. Las células que poseen este tipo de pared tienen la capacidad de volver a dividirse por mitosis: desdiferenciación. Ciertas zonas de la pared son más delgadas formando campos primarios de puntuaciones donde plasmodesmos comunican dos células contiguas. Ej. Células parenquimáticas y epidérmicas. La pared secundaria aparece sobre las paredes primarias, hacia el interior de la célula, se forma cuando la célula ha detenido su crecimiento y elongación. Se la encuentra en células asociadas al sostén y conducción, el protoplasma de estas células generalmente muere a la madurez. Ej. Esclerénquima y xilema. La laminilla media está formada por sustancias pépticas y es difícil de observar con microscopio óptico, es la capa que mantiene unidas las células. Algunos tejidos, como el parénquima de algunos frutos(manzana) son particularmente ricos en sustancias pécticas, por lo que son usadas como espesantes para preparar jaleas y mermeladas.

Otras sustancias pueden formar parte de la pared celular y según su localización han sido diferenciadas en sustancias incrustantes y sustancias adcrustantes. Sustancias incrustantes: son las que impregnan la matriz de la pared celular. Sustancias adcrustantes: son las que se depositan sobre la pared celular ya sea por dentro o por fuera de ella.

Sustancias Incrustantes

Lignina Taninos Sustancias minerales

Sustancias Adcrustantes

Calosa Mucílagos Gomas Ceras Cutina Suberina Esporopolenina

Compuestos Fenólicos Compuestos Inorgánicos

Hidratos de Carbono

Compuestos Lipídicos

Sustancias Incrustantes

Sustancias Adcrustantes

Lignina

Lignina (rigidez)

Esclerénquima y xilema

Taninos

Taninos (Insolubles, color y sabor amargo)

hojas, leño y tegumentos de semilas

Compuestos Fenólicos

Sustancias minerales

Sustancias minerales

sílice y carbonato de calcio

Compuestos Inorgánicos

Calosa

Calosa (bloquea y aisla celulas o tejidos)

Puntuaciones, placas cribosas del floema tubos polínicos

Mucílagos

Mucílagos

Cél. Epidermicas

Hidratos de Carbono

Tegumento de semillas

Gomas

Gomas

Se producen por heridas

Ceras

Ceras

Frutos y semilas

Cutina

Cutina

Pared externa de cél, epidérmicas

Suberina

Suberina

peridermis

Esporopolenina

Esporopolenina

Granos de polen y esporas

Compuestos Lipídicos

Conexiones intercelulares : el intercambio de sustancias entre células vecinas no sería posible si los citoplasmas no estuvieran comunicados por conexiones especiales que comunicaran todas las células de un vegetal. PLASMODESMOS: conexiones citoplasmáticas entre células adyacentes, a nivel de pared primaria. Constituye campo de puntuaciones primarias

CONEXIONES INTERCELULARES : conexiones especiales que comunican las células de un vegetal

PUNTUACIONES: discontinuidades en la deposición de la pared secundaria o interrupción a nivel de pared secundaria

Simple: par., escl., fibras libriformes Simple ramificada: escl. Ciega Areolada o rebordeada: Fibrotraqueidas, xilema Par de puntuaciones

PERFORACIONES: Placa perforada: xilema interrupción de laminilla media, pared primaria y Placa cribosa: floema secundaria

ESCLERENQUIMA: Puntuaciones simples y ramificadas en braquiesclereidas

XILEMA: Puntuaciones areoladas en traqueidas y fibrotraqueidas y puntuaciones simples en fibras libriformes

XILEMA: Perforaciones, placas perforadas

FLOEMA: Placas cribosas

PLASTIDOS

Los plastos, plástidos o plastidios son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y algas. Su función principal es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula. Juegan un papel importante en procesos como la Fotosíntesis, síntesis de lípidos y aminoácidos, determinando el color hojas, tallos, flores y frutos.

CLOROFILA a y b, color: verde

a- Parénquima en empalizada (hacia el haz). Células cilíndricas, alargadas, ricas en cloroplastos y espacios intercelulares pequeños. b- Parénquima lagunar o esponjoso (hacia el envez). Células cortas, redondeadas o lobuladas, menos ricas en cloroplastos, con grandes espacios intercelulares llamados meatos o lagunas.

Leucoplasto amiloplasto

Leucoplasto Estatolisto

LEUCOPLASTOS: Son vacuolas limitadas por dos membranas (dos unidades de membrana). Su función es el almacenamiento de sustancias de reserva: . Almidón, en amiloplastos, se encuentran en tejidos vegetales de almacenamiento y están repletos de gránulos de almidón. . Almidón en estatolisto, se los relaciona con el crecimiento orientado de las raíces, geotropismo positivo. . Aceites (lípidos), en oleoplastos o elaioplastos. . Proteínas, en proteoplastos o proteínoplastos.

Cromoplastos Son plástidos o vacuolas limitadas por dos membranas (dos unidades de membranas) que contienen diversos tipos de pigmentos. Los cromoplastos son: •Fotosintéticamente inactivos. No presentan actividad metabólica, dan color a flores, frutos y otras partes del vegetal. Su función parece estar ligada a la polinización y a la dispersión de frutos. •Los cromoplastos contiene pigmentos amarillos, anaranjados y rojos llamados carotenoides. Son los responsables del color de las flores y frutos y se desarrollan a partir de cloroplastos cuya clorofila se ha degradado a carotenoides CAROTENOIDES: color

naranja, rojo oscuro

amarillo pálido, Los animales son incapaces de sintetizar carotenoides y deben obtenerlos a través de su dieta, siendo estos compuestos importantes por su función biológica como provitamina A.

XANTOFILAS Pigmentos de color amarillo, en hojas, flores y frutos.

VACUOLAS • La vacuola es un saco rodeado de una membrana llamada tonoplasto. En la célula vegetal, la vacuola es una sola y de tamaño mayor; en cambio, en la célula animal, son varias y de tamaño reducido. La vacuola de la célula vegetal tiene una solución de sales minerales, azúcares, aminoácidos y a veces pigmentos como la antocianina. • La vacuola vegetal tiene diversas funciones: • Los azúcares y aminoácidos pueden actuar como un depósito temporal de alimento. • Las antocianinas tienen pigmentación que da color a los pétalos. • Generalmente poseen enzimas y pueden tomar la función de los lisosomas. • El contenido de la vacuola está constituido por agua y una variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos: a) de reserva como azúcares glucosa y fructosa, polisacáridos como inulinay proteínas; b) de desecho como cristales y taninos; c) venenos (alcaloides y determinados glucósidos) que sirven a la planta de defensa contra los herbivoros.

ANTOCIANINAS: color rojo, púrpura o azul. • • • •

•

Pigmentos hidrosolubles se hallan en las vacuolas de las células vegetales otorgan el color rojo, púrpura o azul a las hojas, flores y frutos. pertenecen al grupo de los flavonoides Sus funciones en las plantas son múltiples, desde la de protección de la radiación ultravioleta la de atracción de insectos polinizadores

Commelina erecta,flor de Santa Lucía(antocianos)

Importancia Productos del metabolismo secundario de las plantas Color a las hojas, flores, frutos y semillas. Atracción y guía para polinizadores. Acción medicinal, antioxidantes, antidiabéticos, antiinflamatorios, entre otros, para el caso de los antocianos.

Uso farmacológico como saborizantes y para dar color a los medicamentos. Entre las aplicaciones más importantes de los carotenoides podemos mencionar su uso como pigmentos naturales, así como su papel como complemento alimenticio.

SUSTANCIAS ERGASTICAS: sustancias productos del metabolismo que se encuentran en la célula como de desecho o almacenamiento. Localizados libres en el citoplasma o contenido en vacuolas.

. Almidón

Proteínas, gránulos de aleurona

CRISTALES DE OX. DE CA

CRISTALES DE CARB. DE CA.

BETACIANINAS TANINO

LÁTEX EN LATICÍFEROS

LATICÍFEROS