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4.15:

Pared celular de la planta

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Plant Cell Wall

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Una célula vegetal tiene una pared celular, una estructura rígida ubicada fuera de la membrana plasmática, que encierra la célula. Las paredes celulares de las plantas pueden tener hasta tres capas diferentes: la lámina media, la pared celular primaria y la pared celular secundaria. Cada capa incorpora polisacáridos, como pectina, hemicelulosa y celulosa, así como proteínas. La lámina media es la capa más externa de la pared celular. Esta capa se encuentra entre dos celdas adyacentes, de ahí el nombre de lámina “media”. La lámina media consiste en pectina que permite que las células se adhieran entre sí y formen tejidos vegetales. La pared celular primaria se forma entre la lámina media y la membrana plasmática. A medida que las células de plantas jóvenes se dividen y crecen, segregan una capa de microfibras de celulosa que están incrustadas en una matriz similar a un gel que consiste en pectina y hemicelulosa. Esta estructura delgada y flexible permite que la pared celular de la planta se expanda durante el crecimiento celular. Después de que una célula vegetal madura y deja de crecer, puede depositar una pared celular secundaria entre la pared celular primaria y la membrana plasmática. Esta pared celular secundaria gruesa y rígida contiene celulosa, hemicelulosa y agentes endurecedores, como la lignina, que brindan protección y soporte a las células vegetales. Maderas y pastos desarrollan paredes celulares secundarias que incorporan lignina. Sin embargo, las composiciones de sus paredes celulares difieren para adaptarse a sus necesidades estructurales. Las células de tejido leñoso, a diferencia de las células de hierba, consisten principalmente en capas secundarias de la pared celular que proporcionan resistencia y rigidez. Incluso dentro de la misma planta, diferentes tipos de células, como los elementos de los vasos y las traqueidas que son responsables del transporte de agua en las plantas vasculares, desarrollan paredes celulares secundarias especializadas. Sin embargo, las paredes celulares de las plantas no son barreras impenetrables. Pequeños agujeros conectan directamente el citoplasma de las células vecinas. Estas conexiones permiten el intercambio de agua, nutrientes y otras moléculas vitales. En general, la pared celular de la planta es responsable de la naturaleza resistente y vertical de las plantas, como los pastos, arbustos y árboles. Dependiendo de la especie o tipo de célula, la composición de la pared celular es específica de la estructura y función de la célula dentro de la planta.

4.15:

Pared celular de la planta

La pared celular de la planta les da forma, soporte y protección. A medida que una célula madura, su pared celular se especializa según el tipo de célula. Por ejemplo, las células parénquimas de las hojas poseen sólo una pared celular primaria y delgada.

Las células de colénquima y esclerénquima, por otro lado, se producen principalmente en las capas externas de los tallos y hojas de una planta. Estas células proporcionan a la planta fuerza y apoyo, ya sea espesando parcialmente su pared celular primaria (es decir, colénquima), o depositando una pared celular secundaria (es decir, esclerénquima). En conjunto, las diferentes composiciones de la pared celular determinan la función de las células y los tejidos específicos.

Algunas plantas, como árboles y hierbas, depositan una pared celular secundaria alrededor de las células maduras. Las paredes celulares secundarias suelen contener tres capas distintas: la capa de pared secundaria 1 (S1) al exterior, la capa de pared secundaria 2 (S2) en el centro y la capa de pared secundaria más interna 3 (S3). En cada capa, las microfibrillas de celulosa se organizan en diferentes orientaciones. La capa S2 puede hacer hasta el 75% de la pared celular.

Independientemente de la composición, todas las paredes celulares de las plantas tienen pequeños agujeros, o fosas, que permiten el transporte de agua, nutrientes y otras moléculas. En una fosa, la lámina media y la pared celular primaria simplemente forman una membrana delgada que separa las células adyacentes. Los plasmodesmos abarcan el canal resultante y conectan el citoplasma de las células vecinas. La pared celular secundaria se puede depositar alrededor de la fosa, pero no dentro.

Cuando las plantas absorben agua y nutrientes, las células vegetales la almacenan en la vacuola. A medida que la vacuola se expande, empuja la membrana plasmática contra la pared celular. Esta llamada presión de turgencia soporta la estructura vertical y rígida de las plantas. La pared celular, sin embargo, evita que las células se rompan bajo esta presión.

Además de proporcionar estructura y apoyo, las paredes celulares de las plantas también pueden proporcionar a las plantas almacenamiento de nutrientes. Las semillas, por ejemplo, pueden almacenar azúcares en las paredes celulares de los tejidos del cotiledón y del endospermo para su uso durante el crecimiento temprano de la planta. La pared celular también actúa como la principal barrera y defensa contra las bacterias patógenas, virus y hongos. Las paredes celulares de las plantas son estructuras dinámicas en lugar de barreras rígidas e inmutables.

Suggested Reading

Lampugnani, Edwin R., Ghazanfar Abbas Khan, Marc Somssich, and Staffan Persson. 2018. “Building a Plant Cell Wall at a Glance.” Journal of Cell Science 131 (2): jcs207373. [Source]

Bacete, Laura, Hugo Mélida, Eva Miedes, and Antonio Molina. 2018. “Plant Cell Wall-Mediated Immunity: Cell Wall Changes Trigger Disease Resistance Responses.” The Plant Journal 93 (4): 614–36. [Source]