La Célula Vegetal: Un Universo Microscópico

Autótrofo: Organismo vivo que obtiene directamente la materia y la energía que necesita de fuentes inorgánicas.

Heterótrofo: Organismo vivo que obtiene la materia y la energía que necesita de fuentes orgánicas.

Clasificación de Organismos Según su Tipo de Célula

Moneras: Células procariotas (sin núcleo), unicelulares, como las bacterias y las arqueobacterias.

Protoctistas: Células eucariotas (con núcleo):

• Protozoos: unicelulares heterótrofos
• Algas: unicelulares y pluricelulares autótrofos, con pared celular de celulosa.

Hongos: Células eucariotas (con núcleo), heterótrofos, con pared celular de quitina.

Plantas: Células eucariotas (con núcleo), autótrofos, con pared celular de celulosa. Siempre pluricelulares.

Animales: Células eucariotas (con núcleo), heterótrofos, sin pared celular. Siempre pluricelulares.

Las plantas son organismos pluricelulares, eucariotas (con núcleo), con pared celular (de celulosa) y, por tanto, inmóviles y autótrofos. Consiguen la energía a través de la fotosíntesis.

Tipos de Plantas

• Sin vasos conductores o muy rudimentarios: Briofitas (musgos y hepáticas)
• Con vasos conductores: Traqueofitas = Cormofitas
  • Sin semillas (esporas): Pteridofitas (helechos)
  • Con semillas: Espermatofitas
    • Sin flores patentes: Gimnospermas (pinos, abetos, cipreses…)
    • Con flores: Angiospermas
      • Con un solo cotiledón: Monocotiledóneas (tulipán, ajo, palmera…)
      • Con dos cotiledones: Dicotiledóneas (encina, almendro, avellano, tomate…)

Lo que diferencia la célula animal de la vegetal son los cloroplastos, vacuolas y pared celular. La presencia de pared celular hace que las plantas sean organismos rígidos que carecen de movilidad.

La Pared Celular

• Estructura rígida formada por celulosa, hemicelulosa y pectina, que rodea a la célula vegetal, y que permanece una vez que ésta muere (por ejemplo, celdillas del corcho).
• Hace que la célula vegetal sea resistente a los cambios osmóticos. La ósmosis es el paso de agua a través de una membrana semipermeable que separa dos medios de concentraciones diferentes hasta igualar las concentraciones. El agua pasa desde el medio hipotónico hacia el hipertónico.

Regla mnemotécnica: “Las sales atraen al agua”.

En la pared celular se encuentran numerosos poros denominados plasmodesmos que permiten el intercambio de sustancias entre células adyacentes.

Estructura de la Pared Celular

Se compone de tres capas:

• Primaria: Está en todas las células vegetales, y cuando están creciendo es la única capa existente. Se compone de celulosa.
• Secundaria: Se forma en las células vegetales que detienen su crecimiento, por debajo de la pared primaria, en contacto con la membrana plasmática. Se compone de celulosa y lignina.
• Lámina media: Está en todas las células vegetales, por encima de la capa primaria, y une dos células adyacentes. Se compone de hemicelulosa y pectina.

La Membrana Plasmática

Es una membrana formada por una bicapa de fosfolípidos, glucolípidos y proteínas.

Regula la entrada y salida de sustancias entre la célula y el medio extracelular, generalmente a través de proteínas de membrana que forman canales o poros.

En ella también se encuentran proteínas enzimáticas que catalizan reacciones químicas.

La Vacuola

Sáculo presente en el citoplasma rodeado por una membrana, y que cumple diversas funciones:

• Almacén de sustancias: de reserva energética (proteínas en semillas), de sustancias tóxicas (nicotina), de pigmentos (como las antocianinas que dan color a numerosas frutas).
• Función digestiva: poseen enzimas hidrolíticas que degradan algunas sustancias.
• Mantenimiento de la turgencia celular, al acumular agua.

El Cloroplasto

Es un orgánulo presente en el citoplasma en el que se realiza la fotosíntesis.

Presenta dos membranas, una externa y otra interna, que dejan entre sí un espacio intermembrana.

El interior de la membrana interna se llama el estroma.

En el estroma se encuentran los sáculos, delimitados por una membrana, denominados tilacoides.

La apilación de los tilacoides se llama grana.

En el interior del cloroplasto se encuentran además ribosomas 70 S, ADN cloroplastidial, y gránulos de almidón de reserva energética. Todo esto sugiere que los cloroplastos son antiguas bacterias “capturadas simbióticamente” por la célula vegetal (Hipótesis de la endosimbiosis de Margulis).

Fases de la Fotosíntesis

Fase luminosa: Se realiza en la membrana celular de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de electrones y la ATP sintasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación poder reductor (NADPH+).

Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla el enzima RuBisCO, responsable de la fijación del CO2 mediante el ciclo de Calvin.

Otros Plastos

Existen otros tipos de plastos diferentes de los cloroplastos que están especializados en la acumulación de sustancias como los amiloplastos, que acumulan almidón, o los oleoplastos, que acumulan lípidos.

La Mitocondria

Es un orgánulo presente en el citoplasma en el que se realiza la respiración oxidativa de la glucosa para la obtención de la energía en el denominado ciclo de Krebs, ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos.

La energía se almacena en forma de energía química en los enlaces fosfato del ATP.

Presenta dos membranas, una externa y otra interna, que dejan entre sí un espacio intermembrana. En él se localiza la carnitina, una molécula implicada en el transporte de ácidos grasos desde el citoplasma hasta la matriz mitocondrial, donde serán oxidados (beta-oxidación).

La membrana interna se repliega profundamente, aumentando de esta forma su superficie, y dando lugar a las crestas mitocondriales.

El interior de la membrana interna se denomina matriz mitocondrial.

En la matriz mitocondrial se encuentran además ribosomas 70S, ADN y gránulos lo que sugiere que las mitocondrias son antiguas bacterias “capturadas simbióticamente” por la célula vegetal (y la animal) (Hipótesis de la endosimbiosis de Margulis).

Los Ribosomas

Orgánulos dispersos por el citoplasma o adosados al retículo endoplasmático rugoso (llamado así precisamente por la presencia de ribosomas).

Están formados por proteínas y ARNr (Ácido ribonucleico ribosómico).

Constan de dos subunidades, subunidad mayor y subunidad menor que se unen entre sí cuando se realiza la traducción de ARNm a proteína.

En ellos se realiza la síntesis de todas las proteínas que precisa la célula, tanto estructurales como enzimáticas.

Para ello se realiza la traducción del mensaje genético codificado por el ARNm hacia proteína.

El Retículo Endoplasmático y el Aparato de Golgi

El retículo endoplasmático es un sistema de endomembranas continuación de la membrana del núcleo, que dejan en su interior un espacio denominado lumen.

Consta de retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso. Éste último se llama así porque posee numerosos ribosomas en su superficie.

El aparato de Golgi es un sistema de endomembranas denominadas cisternas donde se acaban de completar las proteínas formadas en el retículo endoplasmático rugoso, desde donde le llegan transportadas en vesículas.