Este documento describe los componentes y estructura de la pared celular vegetal, incluyendo la membrana plasmática, la pared primaria compuesta de celulosa, hemicelulosas, pectinas y proteínas, y la pared secundaria que contiene también lignina. Explica la biogénesis y propiedades de estos componentes, así como los mecanismos por los cuales la célula vegetal crece a través de la alteración de la pared celular inducida por auxinas.

1. Tema 2
La célula vegetal
ING. VILLEGAS AQUINO ALEXIS

2. Objetivo
• Revisar los conocimientos previamente
adquiridos acerca de los componentes de
las células vegetales, haciendo especial
hincapié en la compartimentalización
celular y en la fluidez de la membrana
plasmática, y asimismo realizar un
estudio en detalle de la pared celular.

3. Contenido
• 1. Las células de las plantas
• 2. Las membranas son la base de la
compartimentalización celular
• 3. La pared celular: componentes,
estructura y biogénesis
• 4. Pared celular primaria y secundaria
• 5. Propiedades de las paredes celulares

4. 1. Las células de las plantas
–Unidad básica
–Diversidad de formas, estructuras y funciones de las células
(xilema, floema, parénquima...)
–Rasgos comunes:
• Pared celular
• Protoplasto
– Membrana plasmática
– Protoplasma:
»Citoplasma (citosol+estructuras sin membrana:
ribosomas, microtúbulos e inclusiones)
»Orgánulos (estructuras con membranas: plastos,
mitocondrias, …)

5. http://www.biologia.edu.ar

6. Autonomía respecto al medio
• Membrana plasmática: Protoplasma - Apoplasto
-continuo simplasto (plasmodesmos)
-subdividido en orgánulos
2. Compartimentalización celular

7. A mayor insaturación menor Tc
-tolerancia de tomate a bajas temperaturas al
incrementar la proporción de ácidos grasos
insaturados en sus membranas
– Movimiento de lípidos, proteínas transportadoras,
sustratos y productos de enzimas, transporte
electrones, etc.
La fluidez de la membrana
Tc (gel a líquido)// recomendable T>Tc

8. http://www.biologia.edu.ar

9. Proteínas de membrana
http://portales.educared.net/wikiEducared/index.php?title=Imagen:Membrana_estructura.jpg

10. Funciones proteínas de membrana
• Transporte
• Señalización
• Reacciones bioquímicas

11. 3. La pared celular: componentes,
estructura y biogénesis

12. Componentes
– Polisacáridos
• Celulosa
• Hemicelulosas
• Pectinas
– Proteínas
• Proteínas estructurales
• Enzimas
– Lignina (35% p. secundarias), ceras, cutina y
suberina
90% peso seco p. primarias
65-85% p. secundarias
10%

13. http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/Pared%20celular%20ampliada.htm

14. Hemicelulosas
XILOGLUCANO
GLUCURONOARABINOXILANO
-β-o-Glc-(1-4)-β-o-Glc-(1-4)-β-o-Glc-(1-4) -β-o-Glc-(1-4)-β-o-Glc-(1-4)
β-o-Xyl (1-4)-β-o-Xyl (1-4)- β-o-Xyl (1-4)- β-o-Xyl (1-4)- β-o-Xyl (1-4)-

15. Hemicelulosas: galacto(gluco)manano
β-D-Man-(1-4)-β-D-Man-(1-4)- β-D-Man-(1-4)- β-D-Man-(1-4)- β-D-Man-(1-4)-
α-D-Gal-(1-6)
α-D-Gal-(1-6)
α-D-Gal-(1-6)
α-D-Gal-(1-6)
α-D-Gal-(1-6)

16. (polisacáridos más complejos)
– Azúcares ácidos y neutros
– Forman geles (mermeladas)
– Confieren porosidad
– Proporcionan superficies cargadas que
modulan el pH y el balance iónico
– Sirven de moléculas de reconocimiento a
simbiontes, patógenos, insectos...
Pectinas

17. Formadas por L-arabinosa, D-galactosa o
ambas
 Arabinanos
L-arabinosa α(1,5), uniones en C2 y
C3 a otras arabinosas
 Galactanos
D-galactosa B(1,4), uniones de
galactosa en C6
Pectinas neutras

18. Pectinas neutras
Arabinogalactano I
cadena α(1,5) arabinano en el C3 de
galactosa
Arabinogalactano II
restos D-galactosa en C3,C6 y 3,6 y de L-
arabinosa en C3,C5. Ambas pueden unirse
a ácido ferúlico por enlace éster que facilita
uniones entre cadenas por puentes diferulil.

19. Pectinas ácidas
>restos de ácido D-galacturónico unidos por
enlace α (1,4).
–Homogalacturonanos
–Ramnogalacturonanos I
–Ramnogalacturonanos II

20. – 10% peso seco paredes primarias
– Glicoproteínas
• Extensina (proteína rica en hidroxiprolina) Dicotiledóneas
» 90% (46% Hyp, Serina, Histidina, Valina, Lisina)
– Secuencias repetitivas: Serina-(Hyp)4/Tir-Lis-Tir
– Glicosilación en Ser e Hyp.
• Proteínas ricas en prolina o glicina
• Proteínas ricas en treonina e histidina en gramíneas,
equivalente a la extensina de dicotiledóneas
• Importancia estructural y morfogénesis
Proteínas estructurales

21. –Glicoproteínas
–Utilizan sustratos sencillos: O2, H2O2, H2O, a pH
4-6
–Solubles en apoplasto o enlazadas (ión, covalente)
a pared
–Margen de actuación sobre todos los componentes
de pared, patógenos, sustancias del apoplasto
¿Por qué no actúan? ¿Regulación?
–Expansinas: inducen extensión de pared in vitro,
presuntamente por rotura de los puentes de H
entre los polisacáridos de la matriz y de la celulosa.
Proteínas enzimáticas

22. Lignina
Red hidrófoba
– Polímero de alcoholes aromáticos: p-
cumarílico, coniferílico y sinapílico,
uniones éter o covalentes C-C.
– Tendencia a crecer (si hay precursores y
espacio) y desplazar el agua
– Unión a celulosa, hemicelulosas y pectinas
por enlaces éster a través de los restos
hidroxicinámicos
– Abundante en células conductoras (vasos
xilemáticos) y estructurales (fibras)

23. Estructura de la pared celular

24. http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/Pared%20celular%20ampliada.htm

25. Lámina media
• Capa más externa, en muchos casos
compartida por más de una célula.
• Aspecto homogéneo.
• Formada de pectinas y proteínas.
• Con el tiempo pierden su acidez al unirse a
iones Ca2
+.

26. Red celulosa+hemicelulosas//
Red policarádos pécticos//
Red proteínas//
http://www.euita.upv.es/varios/bio
logia/Temas/Pared%20celular%2
0ampliada.htm

27. -Presente sólo en algunos tipos celulares.
-Mucho más gruesa que la pared primaria.
-Formada de celulosa y lignina y de otras
moléculas que varían según la célula (cutina,
suberina, sales minerales, etc).
-En cada plano todas las microfibrillas son
paralelas, cambiando la orientación de las
mismas de un plano al siguiente.
Pared secundaria

28. Son birrefringentes: las microfibrillas se disponen
de forma ordenada en varios planos.

30. Macromoléculas mayoritarias
en paredes celulares vegetales
Lámina media Materias pécticas
Pared
primaria
Materias pécticas, hemicelulosas,
extensinas y celulosa
Pared
secundaria
Celulosa, hemicelulosas (muy pocas),
extensinas (muy pocas) y ligninas (sólo
en algunas paredes: traqueideas, fibras
de xilema, esclereidas,…)

31. Biogénesis de la pared celular

32. Celulosa
1.Sacarosa sintasa: Sacarosa Glucosa+Fructosa)
2. Celulosa sintasa: Glucosa +UDP Glucosa-UDP
3. Unión de la Glucosa a las cadenas de glucano

33. • http://www.biologia.edu.ar/botanica/animaciones/roseta.html

34. -Se sintetizan en el Aparato de Golgi, se empaquetan
en vesículas secretoras y se exportan a la superficie
donde se integran con las microfibrillas de celulosa
–Xiloglucano: glucosil y xilosiltransferasas (utilizan
UDP-glucosa y UDP-xylosa)
–Glucano mixto: glucosiltransferasa UDP-glucosa
¿una o varias para los dos enlaces?
–Galactomananos: B(1,4) manosiltransferasa (GDP-
manosa) y α (1,6) galactosiltransferasa (UDP-
galactosa)
–Pectinas: Se sintetizan en el AG con un alto grado
de metilesterificación que disminuye en la pared por
acción de pectinmetilesterasas.
Polisacáridos matriciales

35. Propiedades de la pared celular

39. ¿Cómo crece la célula vegetal?

40. • Para que una célula crezca es necesaria
una fuerza directriz:
– Gradiente de potencial hídrico favorable
para la entrada de agua en la célula
– Alteración de las propiedades elásticas y
plásticas de la pared (ablandamiento que
permita la expansión celular).

41. • La pared celular crecería al perder rigidez por
acción de las auxinas:
– Acidificación del apoplasto inducida por auxina
– Alteración en la estabilidad en los enlaces de pared
(expansinas)
– Alteraciones en la actividad de ciertos enzimas
Teoría del crecimiento de la pared celular

42. – endo B (1,4) glucanasa
• Ruptura de la cadena de xiloglucano
– xiloglucano-endotransglicoxilasa (XET)
• Alarga las cadenas de xiloglucano
permitiendo una mayor separación entre
las microfibrillas
– Expansinas (más probable)
• Ruptura de los puentes de H entre microfibrillas
y xiloglucano