34.10: Morfogénesis

La morfogénesis vegetal (el desarrollo de la forma y estructura de una planta) implica varios procesos de desarrollo superpuestos, incluido el crecimiento y la diferenciación celular. Las células precursoras se diferencian en tipos de células específicas, que se organizan en los tejidos y sistemas de órganos que forman la planta funcional.

El crecimiento de las plantas y la diferenciación celular están bajo un complejo control hormonal. Las hormonas vegetales regulan la expresión genética, a menudo en respuesta a estímulos ambientales. Por ejemplo, muchas plantas forman flores. A diferencia de los tallos y las raíces, las flores no crecen durante toda la vida de la planta. La floración implica un cambio en la identidad de los meristemas, regiones de la planta que contienen células que se dividen activamente y forman nuevos tejidos.

Además de las señales internas, las señales ambientales, como la temperatura y la duración del día, desencadenan la expresión de genes de identidad del meristemo. Los genes de identidad del meristemo permiten la conversión del meristemo apical del brote en el meristemo de la inflorescencia, permitiendo que el meristemo produzca estructuras florales en lugar de vegetativas.

El meristemo de la inflorescencia produce el meristemo floral. Las células del meristemo floral se diferencian en uno de los órganos florales (sépalos, pétalos, estambres o carpelos) según su posición radial, que dicta la expresión de los genes de identidad del órgano.

La hipótesis ABC postula que los cuatro órganos florales se forman bajo la dirección de tres clases de genes de identidad de órganos: A, B, y C. Si sólo se expresan los genes A, se forman sépalos. Si sólo se expresan genes C, se producen carpelos. La coexpresión de los genes B y C da lugar a estambres, aunque la de los genes A y B produce pétalos.

En resumen, la floración y otros aspectos de la morfogénesis de las plantas, dependen de múltiples procesos de desarrollo superpuestos.

La morfogénesis de las plantas es el desarrollo de la forma

de una planta y su estructura.

Muchos procesos que se solapan y factores ambientales

contribuyen a la morfogénesis de las plantas.

Entre estos procesos están el crecimiento y diferenciación

de las células y la comunicación entre células.

El crecimiento incluye la división´ de células y la elongación.

Durante la división de células, la simetría, intensidad

y orientación de la división influyen de gran manera

en el destino de la célula.

Por ejemplo, las células de guardia que controlan el intercambio

de gases en las plantas, se forman a través de una división asimétrica

y por un cambio de orientación de la division de las células.

Sin embargo, la elongación causa la mayoría del crecimiento,

que es el alargamiento permanente

de las células diferenciadas.

Las células de las plantas se expanden principalmente al tomar agua.

La mayoría del agua se guarda en un gran vacuolo central.

La división de células y el alargamiento de células determinan

la forma de una planta y su dirección de crecimiento.

Sin embargo, estos procesos varían entre diferentes tipos

de células de plantas.

La especificación de células de plantas inmaduras en diferentes tipos

de células se llama diferenciación de células

y también es un componente crítico de la morfogénesis de las plantas.

La diferenciación de las células se guía a través de cambios en la expresión de genes,

que activan o desactivanw los genes de los códigos de proteínas.

La comunicación de célula a célula regula la expresión

de los genes que influyen en la diferenciación celular

Por ejemplo, la epidermis de la raíz de la Arabidopsis thaliana

produce células de pelo y células epidermales sin pelo.

Las células epidermales inmaduras que contactan una célula cortica

se diferencian en las células sin pelo,

mientras que las que contactan con dos células córticas

se convierten en células de raíces de pelo.

Este patrón se asocia con la expresión diferencial de los genes.

Los factores ambientales como la luz, la temperatura

y la disponibilidad de agua y nutrientes,

también influyen en gran manera en la morfología de la planta.