CELULA VEGETALĂ: CARACTERISTICI, PĂRȚI (ORGANELE) ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Celulele vegetale sunt unitățile fundamentale care alcătuiesc organismele aparținând regnului plantelor (regatul Plantae).

Ca toate ființele vii, plantele sunt de asemenea formate din celule și acestea sunt cunoscute sub numele de celule vegetale . Pentru orice organism viu considerat, o celulă reprezintă cea mai de bază unitate, adică cea mai mică parte a unui individ care păstrează caracteristicile tuturor celor vii.

În interiorul său, precum și în interiorul celulelor animale, deoarece este un tip de celule eucariote, există un tip de "lichid" (citosolul), în care sunt scufundate o serie de compartimente delimitate de membrane. , pe care le cunoaștem ca organele sau organele.

Organulele oricărei celule pot fi considerate analog cu organele corpului unui animal (inimă, ficat, rinichi, plămâni, stomac etc.), dar la o scară semnificativ mai mică, adică mai mică (celulele plantelor pot măsura până la 100 de microni) ).

Celule vegetale de ceapă cu nucleele lor. Sursa: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Astfel, fiecare celulă poate fi văzută ca o comunitate de componente subcelulare, fiecare cu propriile funcții, care fac viața posibilă, dar incapabilă să supraviețuiască singură în afara celulei.

Unele organule ale celulelor plantelor nu sunt prezente în celulele animale, de aceea se face o distincție specială între cele două tipuri. Dintre aceste organele prezente numai în celulele plantelor, se evidențiază peretele celular, vacuolul și cloroplastele, acestea din urmă responsabile pentru procesul incredibil de fotosinteză.

Caracteristici

Plantele, concepute, ca toate organismele multicelulare, ca o comunitate mare de celule, au celule de diferite tipuri care îndeplinesc funcții diferite.

Există celule specializate în:

- protectia,

- suportul mecanic;

- sinteza rezervelor alimentare;

- transport, absorbție și secreție,

- activitate meristematică și reproducere și

- conexiunea între țesuturile specializate

Caracteristici generale

Celulele vegetale împărtășesc multe caracteristici între ele, dar la rândul lor împărtășesc unele caracteristici cu celulele animale, caracteristici inerente tuturor celulelor eucariote.

Fotografie a vizualizării la microscop a țesutului unei ierburi acvatice (Imagine de Andrea Vierschilling www.pixabay.com)

În continuare, vom prezenta o listă a unor caracteristici și caracteristici comune ale celulelor vegetale:

- Sunt celule eucariote : au materialul genetic închis într-un nucleu membranos și au alte compartimente înconjurate de membrane duble sau unice.

- Toate au un perete celular : membrana plasmatică (cea care închide citosolul cu organelele sale) este înconjurată și protejată de un perete rigid, alcătuit din rețele complexe de polizaharide precum celuloza (un polimer al moleculelor de glucoză).

- Au plastide : printre organelele speciale pe care le au doar celulele vegetale sunt plastidele specializate în diferite funcții. De cloroplastele (acolo unde este clorofila este un pigment fotosintetic) sunt cele mai importante, deoarece acestea sunt site - ul principal se produce fotosinteza , procesul prin care plantele să profite de lumina soarelui, apa si dioxid de carbon pentru a sintetiza materia organică și produce oxigen.

- Sunt celule autotrofe : prezența cloroplastelor în interiorul acestora oferă celulelor vegetale capacitatea de a „sintetiza propriul lor aliment”, deci sunt puțin mai autonome decât celulele animale pentru obținerea de energie și carbon.

- Au un vacuol : în citosolul celulelor vegetale există o organelă specială, vacuola, unde se păstrează apă, zaharuri și chiar unele enzime.

- Sunt totipotente : în anumite circumstanțe, multe celule vegetale diferențiate au capacitatea de a produce asexual un nou individ.

Părțile (organelele) celulei vegetale și funcțiile acestora

Organele celulelor vegetale

Citosol și membrană plasmatică

Citosolul este tot ceea ce este în jurul nucleului. Este un fel de fluid care include compartimente membranoase și alte structuri. Ocazional, termenul de "citoplasmă" este utilizat pentru a face referire la acest fluid și la membrana plasmatică în același timp.

Membrana celulară. Sursa: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Un astfel de „lichid” este înconjurat și conținut de o membrană, membrana plasmatică, care nu este altceva decât o bicapa lipidică cu sute de proteine ​​asociate, integrale sau periferice, care mediază schimbul de substanțe între celulă și mediul care o înconjoară.

Întrucât celulele vegetale sunt înconjurate de un perete celular, mulți autori au inventat termenul protoplast pentru a se referi la tot ceea ce se află în interiorul acestui perete, adică celula vegetală: membrana plasmatică și citosolul cu organelele sale.

citoscheletului

Citoscheletul, o rețea de proteine ​​filamentoase din citoplasma celulară. Sursa: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Celulele vegetale, ca și celulele animale, au un citoschelet. Citoscheletul este format dintr-o serie de "schele" moleculare care traversează celula și care organizează toate componentele interne ale citosolului.

Ele lucrează în mișcarea veziculelor, în transportul substanțelor și moleculelor prin celulă și, în plus, în structurarea și susținerea celulei.

Acest citoschelet este format din filamente ale unei proteine ​​numite actină F și microtubuli, care sunt polimeri ai unei alte proteine ​​cunoscute sub numele de tubulină.

Nucleul cromatinei și învelișul nuclear

Nucleul celulelor eucariote. Sursa: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), traducere de Kelvinsong. / CC0

Nucleul este organela care conține materialul genetic, ADN (acid dezoxiribonucleic), care este ambalat sub formă de cromatină (din ce sunt alcătuiți cromozomii). Este un organel acoperit de un sistem membranos cunoscut sub numele de plic nuclear.

nucleoli

În interiorul său există, de asemenea, o regiune cunoscută sub numele de nucleol, în care sunt câteva proteine ​​și genele care codifică ARN ribozomal (acid ribonucleic).

Acest înveliș constă de fapt dintr-o serie de cisterne specializate care înconjoară nucleul și controlează schimbul de materiale între nucleu și citosol, care are loc prin complexele porilor nucleari.

Este alcătuit din două membrane care delimitează lumenul sau nucleoplasma, una internă și una externă, aceasta din urmă continuând cu membranele reticulului endoplasmic dur (cel cu ribozomi înglobate).

Membrana interioară este asociată cu unele componente interne ale nucleului și probabil le organizează spațial. Unii autori subliniază existența unui nucleu-schelet, ale cărui filamente proteice (precum și cele ale citoscheletului din citosol) permit organizarea cromatinei.

Reticulul endoplasmatic

1-Membrana nucleară. 2-Porul nuclear. 3-Reticulul endoplasmic grosier (RER). 4-Reticulul endoplasmatic neted (SER). 5-Ribozomul atașat de reticulul endoplasmic dur. 6-Macromoleculele. 7-vezicule de transport. Aparat 8-Golgi. 9-Cis fața aparatului Golgi. 10-Fața trans a aparatului Golgi. 11-Cisterna aparatului Golgi. Sursa: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus Manske Lucrare distractivă: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Este un sistem membranar foarte dinamic, a cărui abundență este variabilă, precum și structura, organizarea și aranjarea sa în citosol.

De obicei, este împărțit într-o porțiune „netedă” și o altă porțiune „aspră”, continuând cu învelișul nuclear exterior în care sunt încorporate mai multe ribozomi, care fac parte din utilajul molecular responsabil de sinteza proteinelor.

Proteinele celulare sunt procesate și distribuite în reticulul endoplasmatic, în special în cele destinate membranelor lipidice (calea secretorie). Dacă apare, este unul dintre site-urile unde apar unele modificări post-translaționale ale proteinelor, cum ar fi glicozilarea.

În multe dintre celulele care formează glande, acest organel este foarte abundent și funcționează în secreția de grăsimi, uleiuri și uleiuri parfumate.

De asemenea, este abundent în celulele epidermice care formează lipide care sunt depuse ca ceară pe suprafața frunzelor și a altor organe vegetale.

aparate Golgi

Această organelă, de asemenea membrană, constă dintr-o serie de cisterne circulare aplatizate, delimitate de o singură membrană. Conținutul acestor rezervoare, compoziția lor chimică și funcțiile lor se schimbă de la o față la alta.

În unele plante „inferioare”, o cisternă „exterioară” este asociată cu reticulul endoplasmic și este cunoscută sub numele de compartimentul cis sau „fața” complexului Golgi, în timp ce cisternele mai „îndepărtate” fac parte din fața trans . .

În mijlocul dintre cis și cisterne trans sunt cisterne „mijlocii” și se formează vezicule secretoare pe partea trans.

Complexul Golgi este responsabil pentru prelucrarea și ambalarea diferitelor macromolecule, precum și transportul acestora (exportul) către suprafața celulei sau spre interiorul vacuolelor. Astfel de macromolecule includ lipide și proteine.

Spre deosebire de celulele animale, Golgi ale celulelor vegetale are activități de sinteză importante, deoarece participă la sinteza de novo a glicoproteinelor, pectinelor, hemicelulozelor și a unor produse secretorii și componente ale pereților celulari.

ribozomii

Schema unui ribozom

Ribozomii sunt organele foarte mici, cu o formă sferică. De obicei se află pe reticulul endoplasmic dur, dar unele sunt libere în citoplasmă. Sunt formate din ARN și proteine.

Acestea sunt implicate în sinteza macromoleculelor, în principal a proteinelor.

Vacuole și Tonoplast

Vacuolul este un organel multifuncțional care participă la depozitarea, digestia, osmoregularea și întreținerea formei și dimensiunii celulelor plantelor.

Multe substanțe pot fi stocate în aceste organele: pigmenți colorați, cum ar fi antocianele care colorează frunzele și petalele, unii acizi organici care funcționează pentru a regla pH-ul, unele substanțe chimice „de apărare” împotriva erbivorelor și metaboliților secundari.

La microscop pot fi văzuți ca „situri goale” în citosol, cu aspect sferic și uneori foarte mari, deoarece pot ocupa până la 90% din volumul celulei.

Fiind o organelă, trebuie să presupunem că este înconjurată de o membrană, tonoplastul . Această membrană este responsabilă de reglarea trecerii substanțelor între lumenul vacuolar și citosol, pentru care are câteva proteine ​​specializate.

Vacuolele funcționează, de asemenea, ca „organule digestive” ale celulelor, de aceea îndeplinesc adesea funcții analoge cu cele ale lizozomilor din celulele animale.

mitocondriile

Ca și în restul celulelor eucariote, celulele vegetale au mitocondrii, care sunt organele înconjurate de două membrane, una internă și cealaltă externă, care înglobează o matrice, sunt specializate în sinteza energiei sub formă de ATP și respirație. celular.

Sunt organele cilindrice sau eliptice, puțin alungite și, în unele cazuri, ramificate. Au propriul genom, deci sunt capabili să codifice și să sintetizeze multe dintre proteinele lor, deși nu toate, deoarece ADN-ul nuclear al codurilor celulare pentru alții.

plastide

Plastidele sunt un grup de componente celulare diferite, care provin din precursorii cunoscuți sub numele de proplastidie. În mod normal, sunt orgnaleani mai mari decât mitocondriile, cu o membrană dublă și o matrice densă numită stroma . De asemenea, au propriul genom.

Cloroplastele, etioplasmele, amiloplastele și cromoplastele aparțin acestei familii de organule. Astfel, acestea sunt organele principale care disting celulele plantelor de animale.

- Cloroplastele sunt plastidele responsabile de fotosinteză și sunt cele care adăpostesc clorofila , pigmentul fotosintetic prin excelență.

Schema unui cloroplast. Sursa: Kelvinsong / CC0, comuniile Wikimedia

- Amiloplastele sunt plastide care funcționează în depozitarea amidonului în diferite țesuturi.

- Cromoplastele sunt plastide care au o colorație sau pigmentare gălbui sau portocalie, deoarece pot conține diferite pigmenți în interior.

- Pe de altă parte, etiopastele se găsesc în țesuturile „etiolate” și sunt de fapt cloroplastele care au pierdut clorofila. În țesuturile nediferențiate pot fi numite leucoplaste .

Peroxizomi sau Microbodies

Structura de bază a unui peroxisom

Peroxisomii sau microorganismele sunt organele înconjurate de o membrană simplă, care se disting de vezicule prin mărimea și conținutul lor. Ele sunt de obicei cunoscute ca peroxizomi, deoarece o substanță chimică toxică numită peroxid de hidrogen (H ₂ O ₂ ) este produs în interiorul acestora , ceea ce este dăunător pentru celule.

Sunt organele cu o cantitate mare de enzime oxidative din interior și sunt responsabile pentru sinteza unor molecule, deși funcția lor principală este oxidarea și descompunerea anumitor tipuri de lipide, aminoacizi, baze azotate etc.

Ele sunt deosebit de importante în celulele unei semințe, deoarece lucrează în conversia grăsimilor și lipidelor stocate în acestea în carbohidrați, care sunt principala sursă de energie pentru celulele embrionare.

Unii peroxizomi modificați sunt cunoscuți sub numele de glioxizomi, deoarece ciclul glicoxilatului are loc în interiorul acestora, prin care atomii de carbon derivați din procesele fotosintetice sunt reciclate.

Peretele celular

Peretele celular al plantelor. Sursa: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Aceasta este o altă dintre organelele caracteristice ale celulelor vegetale (ciupercile au și celule de perete, dar compoziția lor este diferită).

Peretele celular este format dintr-o rețea complexă dintr-un polimer numit celuloză, care este format din unități repetate ale unui zahăr numit glucoză. Această structură are multe funcții, dar cea mai importantă este menținerea structurii celulelor și țesuturilor plantelor și protejarea acestora din exterior.

Deși privit la microscop pare a fi o structură relativ subțire, conferă celulelor plantei o anumită rigiditate mecanică și rezistență la deformare, în special în diferite clime.

Plasmodesmata

În țesutul plantelor pot fi observate canale citoplasmatice înguste, înconjurate de membrana plasmatică și conectând celulele vecine prin protoplastele lor (tot ceea ce este în interiorul peretelui celular).

Tipuri de celule vegetale

Organismele vegetale au multe tipuri diferite de celule, care sunt produsul proceselor de diferențiere celulară, care sunt controlate atât genetic, cât și ecologic.

Mulți oameni de știință recunosc o colecție de celule vegetale și iată câteva dintre acestea:

- Celule inițiale sau meristematice : se găsesc în meristeme , care sunt principalele centre de creștere și diviziune a tuturor plantelor, întrucât sunt într-o diviziune mitotică constantă. De acestea celelalte celule ale corpului unei plante sunt diferențiate.

- celule diferențiate : toate plantele au trei tipuri principale de celule diferențiate , care sunt derivate din celule meristematice, parenchimatoase celule, collenchymal celule și celule sclerenchyma .

Celulele parenchimatoase sau parenchimatoase

Acestea sunt celulele cele mai frecvente. Unii autori le descriu drept „fiarele de povară” ale unei plante, deoarece sunt cele mai abundente, dar sunt cele mai puțin specializate, adică cele mai puțin diferențiate.

Au un perete celular primar subțire și nu dezvoltă un perete secundar. Ei sunt responsabili de „umplerea” spațiului disponibil în țesuturile plantelor și oferă structură, astfel încât acestea să poată avea forme și dimensiuni diferite.

Acele celule parenchimatoase care se specializează în fotosinteză sunt cunoscute și sub denumirea de celule clorenchimale . Aceste celule participă și la depozitarea apei în rădăcini, tulpină, frunze, fructe și semințe.

Celulele colenimale sau colenchimale

Sunt celule care oferă „sprijin flexibil” țesuturilor plantelor. Sunt alungite și au diverse forme, care se pot schimba în timpul creșterii plantei. Au un perete primar care poate fi îngroșat prin depunerea de celuloză suplimentară.

Sunt celule „clei”, deoarece sunt cele care oferă un suport mai mare decât celulele parenchimatoase, menținând totodată flexibilitatea. Sunt întotdeauna umflate, deoarece vacuolele lor sunt pline de apă.

Celulele sclerenchimului

Aceste celule, spre deosebire de cele două anterioare, au un perete celular secundar, care este consolidat cu lignina, un polimer compus din acizi diferiți și molecule fenolice destul de eterogene. Termenul derivă din grecescul „skleros” care înseamnă „greu”.

Sunt celule mai puțin obișnuite decât celulele parenchimatoase și colenchimale și mor când ajung la maturitate. Ele oferă rezistență structurală țesuturilor care nu mai cresc în lungime.

Două tipuri de celule de sclerenchim sunt cunoscute: fibrele și sclereidele . Primele sunt lungi, cu pereți celulari groși, lignificați, ceea ce îi face puternici și flexibili.

Sclereidele, pe de altă parte, sunt mai variate, morfologic vorbind, dar sunt în general cubice sau sferice. Aceste celule sunt cele care compun cojile și gropile multor fructe. Nu sunt flexibile, ci destul de dure.

Celulele din țesuturile vasculare

Țesuturile vasculare ale plantelor sunt formate din celule. Acestea sunt cele care sunt responsabile pentru conducerea apei și a substanțelor nutritive și minerale prin corpul legumelor.

Țesutul xilem (xilem) este ceea ce transportă apă și substanțe nutritive minerale de la rădăcină la restul plantei. Țesutul floem (floem), pe de altă parte, conduce zaharuri și nutrienți organici de la frunze la restul plantei. Suma ambelor lichide este cunoscută sub denumirea de seva .

Xylem este compus din traheide , care sunt celule lungi, înguste , la capetele lor. Sunt considerate ca un tip de celule de sclerenchim. Aceste celule mor când ajung la maturitate, deci ceea ce este „lăsat” este „coaja” formată de peretele celulelor îngroșate.

În acest țesut se află și alte celule numite elemente ale vaselor , care transportă apa și mineralele mai repede decât traheidele. De asemenea, mor la maturitate, făcându-le „tuburi” goale, mai scurte și mai înguste decât traheidele.

Floem este compus dintr - un tip de celule cunoscut sub numele de elemente ale tuburilor sita . Acestea sunt celule vii, metabolice active. Se unesc la capetele lor pentru a forma tubul de sita , care este prin care produsele fotosintetice sunt transportate de la frunze la restul corpului.

Referințe

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … și Walter, P. (2013). Biologia celulară esențială. Garland Science.
2. Gunning, BE, & Steer, MW (1996). Biologia celulelor vegetale: structură și funcție. Jones & Bartlett Learning.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologie celulară moleculară ediția a IV-a. Centrul Național de Informații în Biotehnologie, raft.
4. Nabors, MW (2004). Introducere în botanică (nr. 580 N117i). Pearson ,.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologie (ediția a 9-a). Brooks / Cole, Cengage Learning: SUA.