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.

Célula procariótica: sin núcleo verdadero

Célula Eucariótica: con núcleo verdadero

La célula vegetal

mitocondria

Retículo endoplasmático

Complejo de Golgi

ORGÁNULOS DE LA CÉLULA VEGETAL Y SU FUNCIÓN Membrana plasmática: Separa la célula de su entorno; regula el movimiento de materiales hacia dentro y fuera de la célula. Bicapa lipídica (en especial de fosfolípidos) y por proteínas que están ligadas a la superficie (proteínas periféricas) o más o menos profundamente incluidas en la bicapa (proteínas integrales). Actúa como una barrera semipermeable o de permeabilidad selectiva. Retículo endoplasmático rugoso (RER): Síntesis de proteínas. Retículo endoplasmático liso (REL): Síntesis de lípidos; metabolismo de fármacos. Complejo de Golgi: Procesa, empaqueta y distribuye proteínas a otros orgánulos para su exportación.

Envoltura nuclear: Segrega la cromatina (ADN + Proteína) del citoplasma. Núcleo: Contiene los genes (la cromatina). Nucleolo: Síntesis de ARN ribosómico. Pared celular: Confiere forma y rigidez; protege a la célula del hinchamiento osmótico. Citoesqueleto: Soporte estructural de las células; facilita el movimiento de los orgánulos. Glioxisoma: Contiene los enzimas del ciclo del glioxilato. Ribosomas: Síntesis de proteínas.

Plasmodesmos: Permiten el paso entre dos células vegetales. Vacuola: Degrada y recicla macromoléculas y almacena metabolitos. son componentes típicos de la célula vegetal. Son cavidades limitadas por una membrana simple, denominada tonoplasto y con un contenido llamado jugo celular. Dicho contenido es de composición variable, siendo el agua el principal componente. Dentro de la vacuola puede hallarse disuelto azúcares, pigmentos, ácidos orgánicos, proteínas, sales minerales, etc Cloroplasto: Almacena la energía solar, produce ATP y glúcidos. Tilacoides: Sintetizan el ATP con aprovechamiento de la energía lumínica. Gránulos de almidón: Almacén temporal de glúcidos, productor de la fotosíntesis. Mitocondria: Oxida combustible para oxidar ATP.

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 de nutrientes, agua y sustancias de desecho.

DIFERENCIAS CÉLULA VEGETAL Y ANIMAL

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La pared celular es una cubierta semirrígida que comúnmente rodea a las células vegetales. Tiene por función dar forma y protección al citoplasma y solidez al cuerpo de la planta. La pared celular está constituida por dos fases: la fase fibrilar y la fase amorfa o matriz. Fase Fibrilar: es inerte, rígida, discontinua, formada por fibrillas entrecruzadas constituidas por largas moléculas de celulosa en la mayoría de los vegetales, o de quitina en algunos hongos y de xilanos en pocas algas. Fase Amorfa: es una fase continua interfibrilar, constituidas por sustancias pécticas y hemicelulosas. Los compuestos pécticos son carbohidratos, formados por la unión de numerosas moléculas lineales de ácido galacturónico. Las hemicelulosas son un grupo heterogéneo de carbohidratos como xilanos, glucanos y mananos, que se diferencian de la celulosa por su solubilidad.

PARED CELULAR

PARED CELULAR : celulosa, entre un 20-40%, monómeros de glucosa unidos de manera lineal. 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, compuesto producido por los dictiosomas, estas se unen químicamente a la celulosa formando una estructura llamada macrofibrillas. Sustancias incrustantes en la pared : Lignina, molécula compleja que le otorga rigidez. Otras sustancias incrustantes: Cutina y suberina tornan impermeables las paredes celulares, especialmente aquellas expuestas al aire.

En la pared celular se puede reconocer la pared primaria de la pared secundaria en la ordenación de las fibrillas de celulosa y en la proporción de sus constituyentes. Durante la división celular las dos células hijas quedan unidas por la laminilla media, a partir de la cual se forma inicialmente la pared primaria, cuyas microfibrillas se depositan de manera desordenada.

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.

PUNTUACIONES campo de puntuaciones primarias Puntuaciones areoladas

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

Compuestos Fenólicos Taninos

Sustancias minerales Compuestos Inorgánicos

Sustancias Adcrustantes

Calosa

Hidratos de Carbono Mucílagos

Gomas

Ceras

Compuestos Lipídicos Cutina

Suberina

Esporopolenina

Conexiones intercelulares Por la existencia de la pared intercelular rígida, el intercambio de sustancias

entre células vecinas se haría difícil y los citoplasmas estarían aislados si no hubiera conexiones especiales que comunicaran todas las células de un vegetal. Existen diferentes tipos de conexiones intercelulares.

Conexiones intercelulares

Plasmodesmos: conexiones citoplasmáticas entre células adyacentes

Puntuaciones: discontinuidades en la deposición de la pared secundaria

Simple

Simple ramificada

Ciega

Areolada o rebordeada

Par de puntuaciones

Perforaciones Placa perforada

Placa cribosa

TEJIDOS PARENQUIMÁTICOS

PLASTIDOS Los plastos, plástidos o plastidios son orgánulos celulares propios de las plantas y algas. Tienen diversas formas y tamaños. Por su coloración se clasifican en: cloroplastos, verdes; cromoplastos, amarillos, anaranjados o rojos y leucoplastos, incoloros. 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.

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.

CLOROFILA a y b, color: verde

Leucoplasto amiloplasto Leucoplasto Estatolisto

LEUCOPLASTOS: Su función es el almacenamiento de sustancias de reserva: Almidón, en amiloplastos, los 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. OLEOPLASTOS O ELAIOPLASTOS: Aceites (lípidos). PROTEOPLASTOS O PROTEÍNOPLASTOS. Proteínas

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 anaranjados, amarillos y rojos llamados carotenoides, xantofilas y licopeno. 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, amarillo

pálido,rojo oscuro

• 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.

• Como ejemplo de estos compuestos en la naturaleza, podemos citar al carotenoide mejor conocido, el que da al grupo su nombre, el caroteno, encontrado enzanahorias y responsable de su color anaranjado brillante. El color rosado del flamenco y el del salmón, y la coloración roja de las langostas también son producidos por carotenoides.

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. Dentro de la vacuola puede hallarse disuelto azúcares, pigmentos, ácidos orgánicos, proteínas, enzimas, sales minerales, 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 roja, azul o púrpura que da color a

flores y frutos. • 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 inulina y proteínas; b) de desecho como cristales y taninos; c) venenos (alcaloides y determinados glucósidos) que sirven a la planta de defensa contra los hervíboros.

• Pigmentos hidrosolubles

• Sus funciones en las plantas son múltiples, desde la de protección de la radiación ultravioleta hasta la de atracción de insectos polinizadores

ANTOCIANINAS: color rojo, púrpura o azul.

Commelina erecta,flor de Santa Lucía(antocianos)

Importancia de los pigmentos

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

.

BETACIANINAS

TANINO

CRISTALES DE OX. DE CA CRISTALES DE CARB. DE CA.

LÁTEX EN LATICÍFEROS