Los fenómenos vitales. Funciones elemental de la vida

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

NÚCLEO MIRANDA

BIOLOGÍA

AGRONOMÍA 1er SEMESTRE

Profesor: Participantes:

Edgar Díaz María Gutiérrez

Taide Arvelo

Zuly

Ocumare del Tuy, Junio 2014

ÍNDICE

Pág.

Introducción . . . . . . . . . 01

Fenómenos Vitales. . . . . . . . 02

Los fenómenos vitales. Funciones elemental de la vida . 03

Variedad del Fenómeno Vital . . . . . 03

Conclusión . . . . . . . . . 05

Bibliografía . . . . . . . . . 06

Anexos . . . . . . . . . 07

INTRODUCCIÓN

Al igual que los animales, las plantas necesitan de agua y nutrientes. Mientras que los animales emplean un sistema circulatorio y digestivo para obtener y distribuir los nutrientes, las plantas usan un sistema vascular. Este sistema absorbe el agua, las vitaminas y minerales del suelo y luego transmite la energía en forma de carbohidratos hacia las raíces. Los principales componentes del sistema vascular son el xilema y el floema.

El tejido vascular es un tipo tejido vegetal complejo, formado por varias clases de células, que se encuentra en las plantas vasculares. Los componentes primarios del tejido vascular son el xilema y el floema. El xilema es una estructura que transporta a través de la planta agua y sales minerales disueltas. El floema transporta nutrientes ya elaborados por las células y por fotosíntesis. También se hayan asociados al tejido vascular dos meristemas: el cámbium vascular y el felógeno. Todos los tejidos vasculares dentro de una planta constituyen el sistema de tejido vascular.

EL SISTEMA VASCULAR

El sistema vascular está formado por todas las venas que discurren en el limbo foliar. Se pueden diferenciar dos niveles de organización: la venación mayor y la venación menor.

Venación mayor. En las dicotiledóneas generalmente hay una vena media o varias venas primarias. La organización vascular de la vena media presenta las mismas variantes que la del pecíolo, ya que es una prolongación del mismo.

Organización vascular de la vena media de hojas de Dicotiledóneas en transcorte

La vena media o vena principal forma crestas salientes, más prominente la de la cara inferior; en el centro se encuentran el xilema y el floema, dispuestos en uno o varios haces vasculares, rodeados por un parénquima pobre en cloroplastos o sin ellos. También se encuentran los tejidos de sostén: colénquima por debajo de la epidermis, y el esclerénquima alrededor de los tejidos vasculares. Los tejidos vasculares de las hojas son generalmente primarios, pero a veces se puede observar un cámbium funcional y floema y xilema secundarios.

Camellia (Theaceae): vena media en transcorte Vitis, vena media en transcorte

En la vena media pueden haber cavidades glandulares; en Malváceas y Sterculiáceas hay cavidades que contienen mucílagos, en Citrus hay cavidades lisígenas con aceites esenciales.

Byttneria (Sterculiaceae) corte de vena media

Acalypha indica, vena media

Las venas secundarias están constituidas de la misma manera, cuanto más reducida es la vena más pequeño es el haz vascular, y también se reducen las cantidades de parénquima y tejidos de sostén que las acompañan.

Venación menor. Las venas menores de las hojas de dicotiledóneas generalmente forman una red muy regular.

Las venas menores no forman costillas salientes. En especies con haces vasculares bicolaterales (por ej. Nicotiana tabacum), las venas menores no presentan floema interno. En ellas se observan sólo algunos elementos xilemáticos y floemáticos.

Las venas menores están rodeadas por una vaina fascicular de una sola capa de células de espesor.

Nicotiana tabacum (tabaco): venación foliar

La vaina puede ser parenquimática o esclerenquimática, o pueden combinarse ambos tipos de células. Cuando la vaina es parenquimática, sus células comúnmente presentan menos cloroplastos que el clorénquima.

Hay ejemplos de haces vasculares acompañados de esclerénquima en Caryophyllaceae, Lamiaceae, Rosaceae y Sterculiaceae.

En muchas especies la vaina fascicular está conectada con la epidermis por paneles de células que constituyen las extensiones de la vaina. Esta designación se aplica solamente a las venas menores, que pueden estar en el mesófilo, sin ninguna conexión con la epidermis; no se aplica al tejido asociado a las venas mayores.

Transcorte de hoja de Astronium balansae, urunday

Cuando las hojas caen al suelo, las partes blandas son digeridas por la acción de hongos y bacterias, y entonces es posible ver el sistema vascular, que constituye el esqueleto de la hoja.

Cuando la venación es reticulada cerrada, es decir que las venas se anastomosan entre sí delimitando aréolas, cada parte de la hoja es servida por diferentes rutas, de manera que si alguna parte del sistema de venas es dañado por animales hervíboros, o es rasgado por acción del viento, ninguna parte de la hoja queda aislada (Ingrouille 1992).

Las aréolas delimitadas por las venas menores pueden presentar vénulas o terminaciones libres en su interior. Las vénulas están constituidas comúnmente sólo por elementos del xilema: traqueidas cortas, envueltas por la vaina fascicular; a veces están formadas por xilema y floema (elementos cribosos cortos y angostos y células acompañantes agrandadas). Pueden estar acompañadas por esclereidas, y en algunos casos, las esclereidas son estrictamente terminales.

Sistema vascular de una hoja Venación menor en una hoja transparentada Venas menores de hojas de dicotiledóneas

www.ryanphotographic.com Dibujos de Esau 1972

La Célula Virtual

Aparato de Golgi

Es un organoide revestido por membrana, constituido por sáculos aplanados y organizados como una pila de platos.

Cada pila de sáculos forma un Dictiosoma. En la imagen podemos observar 4 de ellos.

Cada dictiosoma está rodeado por vesículas que provienen del rer o que aseguran el transporte entre los sáculos del Aparato de Golgi o hacia la membrana plasmática.

Según el estado funcional de la célula, el Aparato de Golgi está formado por uno o varios dictiosomas.

El aparato de Golgi presenta una localización precisa, próximo al núcleo o al CENTROSOMA, vecino a la región organizadora de microtúbulos.

3.-Sáculo o compartimiento Trans, o cara de salida, en continuación con la red de canalículos de la red trans-golgiana, que da origen a los gránulos de secreción

Aparato de Golgi:

Cada dictiosoma puede ser dividido en tres compartimientos funcionalmente diferentes, según la orientación del flujo de membranas vectorial y permanente:

1.-Sáculo o compartimiento Cis, o cara de entrada, al cual llegan las vesículas de transferencia provenientes del RER.

2.-Sáculo o compartimiento Medio,

Los sáculos están posiblemente unidos entre sí mediante proteínas, de las cuales, muchas aún son poco conocidas.

Esta subdivisión morfológica del dictiosoma ha sido establecida gracias a estudios citoenzimológicos o citoquímicos.

El Aparato de Golgi fué descubierto por Camilo Golgi a finales del siglo XIX , mediante impregnación de neuronas con sales de plata.

La impregnación con metales pesados marca selectivamente los sáculos de la cara Cis.

El sáculo Trans se pone en evidencia con la detección de la ENZIMA Nucleósido di-fosfatasa.

La red trans-golgiana se marca con la detección de la enzima Fosfatasa ácida, contenida en los lisosomas.

Funciones

El Aparato de Golgi recibe material proveniente del RER, lo modifica (GLICOSILACIÓN, SULFATACIÓN, clivaje de precursores...) y luego lo exporta hacia otros compartimientos (membrana plasmática, endosomas y lisosomas), en el marco del movimiento denominado FLUJO VECTORIAL y permanente de membranas.

1.- O-glicosilación de proteínas.

2.- Modificación de de las cadenas de oligosacáridos presentes en las glicoproteínas, mediante fosforilación, eliminación de resíduos, adición de nuevos resíduos.

3.- Almacenamiento de iones de Calcio, como en el Retículo Endoplásmico, las cisternas del Aparato de Golgi poseen Ca++ATPasas que fijan los iones de calcio.

4.-Síntesis de esfingolípidos en los compartimientos Cis y Medio.

El Aparato de Golgi es una encrucijada que selecciona el destino de vesículas en varios sentidos:

1.-Flujo Vectorial y permanente:

-Hacia los endosomas, fagosomas y lisosomas.

-Hacia la membrana plasmática (secreción constitutiva o regulada). Este material sufre una maduración antes de ser exocitado.

2.-Flujos Retrógrados: en dirección opuesta al flujo vectorial y permanente

Sáculo o compartimiento Cis, o cara de entrada, al cual llegan las vesículas de transferencia provenientes del RER

De la membrana plasmática hacia el Golgi Trans.

Del Golgi Trans hacia el Golgi Cis y luego el RER.

Aparato de Golgi y Patología:

El Aparato de Golgi está implicado en numerosas patologías adquiridas:-Enfermedades Autoinmunes, en las cuales el suero de los pacientes contiene auto ANTICUERPOS contra proteínas de la cara citosólica de las membranas de las cisternas, como en el caso de la Diabetes por deficiencia de maduración de la pro-insulina en insulina en las células Beta de los islotes de Langerhans del páncreas.

-Enfermedades virales, en las cuales las endoproteasas golgianas degradan los precursores de proteínas de la cápsula viral. La gp 160 del virus del SIDA es clivada en el Golgi en dos glicoproteínas, la gp120 y la gp41. Este clivaje es necesario para el ensamblaje del virus y su exportación al medio extracelular donde podrá infectar otras células!

-Enfermedades inducidas por toxinas bacterianas, como la Difteria, llegan al Golgi luego de ser endocitadas y alli son dirigidas hacia otros compartimientos celulares donde logran bloquear procesos celulares y ocasionan daños en la célula infectada.

Sáculo o compartimiento Trans, o cara de salida, en continuación con la red de canalículos de la RED TRANS-GOLGIANA, que da origen a los gránulos de secreción

Los lisosomas, su estructura, funciones y algunas patologías asociadas

El lisosoma es una vesícula membranosa que contiene enzimas hidrolíticas que permiten la digestión intracelular de macromoléculas. Son organelas esféricas u ovalados que se localizan en el citosol, de tamaño relativamente grande, los lisosomas son formados por el retículo endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetados por el complejo de Golgi. En un principio se pensó que los lisosomas serían iguales en todas las células, pero se descubrió que tanto sus dimensiones como su contenido son muy variables. Se encuentran en todas las células animales.

Lisosomas

La mayoría de los lisosomas contienen enzimas hidrolasas ácidas.

Hasta ahora se han identificado unos 40 tipos distintos de enzimas hidrolíticas, que degradan proteínas (proteasas), ésteres de sulfato (sulfatasas), lípidos (lipasas y fosfolipasas) o fosfatos de moléculas orgánicas (fosfatasas). No todas estan presentes en todos los lisosomas. La más común es la fosfatasa ácida. El pH es de 5 en el interior del lisosoma. Para mantener este pH, los lisosomas poseen en su membrana una proteína transmembrana que bombea protones hacia el interior del lisosoma. El pH 5 es el óptimo para la actuación de las enzimas.

Las enzimas lisosomales son capaces de digerir partículas grandes como por ejemplo bacterias y también otras sustancias que entran en la célula ya sea por fagocitosis, u otros procesos de endocitosis. Eventualmente, los productos de la digestión son tan pequeños que pueden pasar la membrana del lisosoma volviendo al citosol donde son reciclados. Los lisosomas utilizan sus enzimas para reciclar los diferentes orgánulos y organelas de la célula, englobándolas, digiriéndolas y liberando sus componentes en el citosol. De esta forma el interior celular se está reponiendo continuamente . Este proceso se llama autofagia. Por ejemplo, las células hepáticas se reconstituyen por completo una vez cada dos semanas.

Otra función de los lisosomas es la digestión de detritus extracelulares en heridas y quemaduras, preparando y limpiando el terreno para la reparación del tejido.

Tipos de Lisosomas

Los lisosomas primarios son aquellos que sólo contienen las enzimas digestivas, mientras que los lisosomas secundarios, por haberse fundido con una vesícula con materia orgánica, contienen también sustratos en vía de digestión: vacuolas digestivas o heterofágicas, cuando el sustrato procede del exterior, y vacuolas autofágicas, cuando procede del interior.

Lisosomas Primarios

Los lisosomas primarios son orgánulos derivados del sistema de endomembranas. Cada lisosoma primario es una vesícula que brota del aparato de Golgi, con un contenido de enzimas hidrolíticas sintetizadas en el RER en el aparato de Golgi por transporte vesicular sufren una glicosilación terminal de la cual resultan con cadenas glucídicas ricas en manosa-6-fosfato (manosa-6-P). La manosa-6-P es el marcador molecular, la “estampilla” que dirige a las enzimas hacia la ruta de los lisosomas. Se ha estudiado una enfermedad en la cual las hidrolasas no llevan su marcador; las membranas del aparato de Golgi no las reconocen como tales y las empacan en vesículas de secreción para ser exocitadas. Quienes padecen esta enfermedad acumulan hidrolasas en el medio extracelular, mientras sus células carecen de ellas.

Los lisosomas primarios contienen una variedad de enzimas hidrolíticas capaces de degradar casi todas las moléculas orgánicas. Estas hidrolasas se ponen en contacto con sus sustratos cuando los lisosomas primarios se fusionan con otras vesículas. El producto de la fusión es un lisosoma secundario. Por lo tanto, la digestión de moléculas orgánicas se lleva a cabo en los lisosomas secundarios, ya que éstos contienen a la vez los sustratos y las enzimas capaces de degradarlos.

Lisosomas Secundarios

Los lisosomas secundarios tienen materiales en vías de digestión, además de enzimas. Son de mayor tamaño y contenido heterogéneo. Las enzimas lisosomales están latentes, sólo se activan por rotura de su membrana, así tendrían un sustrato sobre el que actuar. Las membranas lisosomales son poco corrientes, porque no sólo resisten la acción de las hidrolasas, sino que también es impermeable tanto a las enzimas como a sus sustratos. Éstos se introducen en el lisosoma por fusión del lisosoma primario con otras vesículas. La membrana lisosómica es permable a los productos finales de la digestión de bajo peso molecular. Existen diversas formas de lisosomas secundarios, según el origen de la vesícula que se fusiona con el lisosoma primario:

Fagolisosomas. Se originan de la fusión del lisosoma primario con una vesícula procedente de la fagocitosis, denominada fagosoma. Se encuentran, por ejemplo, en los glóbulos blancos, capaces de fagocitar partículas extrañas que luego son digeridas por estas células.

Endosomas tardíos. Surgen al unirse los lisosomas primarios con materiales provenientes de los endosomas tempranos. Los endosomas tempranos contienen macromoléculas que ingresan por los mecanismos de endocitosis inespecífica y endocitosis mediada por receptor. Este último es utilizado por las células para incorporar, por ejemplo, las lipoproteínas de baja densidad o LDL.

Autofagolisosomas. Es el producto de la fusión entre un lisosoma primario y una vacuola autofágica o autofagosoma. Algunos orgánulos citoplasmáticos son englobados en vacuolas, con membranas que provienen de las cisternas del retículo endoplasmático, para luego ser reciclados cuando estas vacuolas autofágicas se unen con los lisosomas primarios.

Lo que queda del lisosoma secundario después de la absorción es un cuerpo residual. Los cuerpos residuales contienen desechos no digeribles que en algunos casos se exocitan y en otros no, acumulándose en el citosol a medida que la célula envejece. Un ejemplo de cuerpos residuales son los gránulos de lipofuscina que se observan en células de larga vida, como las neuronas.

La heterogeneidad de la morfología de los lisosomas contrasta con la ultraestructura relativamente uniforme de los demás orgánulos celulares.Esta diversidad es un reflejo de la amplia gama de diferentes funciones digestivas mediadas por las hidrolasas ácidas, incluidas la digestión y el recambio de los constituyentes intracelulares y extracelulares, la muerte celular programada durante la embriogénesis, la digestión de los microorganismos fagocitados e incluso la nutrición celular (ya que los lisosomas son el lugar principal de asimilación del colesterol a partir de las lipoproteínas séricas endocitadas).

Funciones lisosomales:

Los lisosomas participan en la muerte celular. Contribuyen a la desintegración de células de desecho. Queda entonces un espacio que puede ser ocupado por otra célula nueva.No participan en el desarrollo embrionario, pero si intervienen en el proceso de diferenciación de órganos durante la ontogenia (por ejemplo, desaparición de la cola del embrión).

Intervienen en la digestión de las sustancias ingeridas por endocitosis. Éstas vacían su contenido en endosomas, y la fusión de un endosoma con un lisosoma primario forma un lisosoma secundario. Las enzimas lisosómicas y atienen acceso a un sustrato. En el caso de la fagocitosis, los fagosomas también se unen con lisosomas primarios para dar secundarios. Esto permite la digestión del material digerido y por ello, el lisosoma secundario también se llama vesícula digestiva. Posteriormente se produce la absorción en el citoplasma. Los productos no degradados quedan en un cuerpo rodeado de membrana que pueden ser defecados por unión de la membrana de la vacuola a la plasmática y libera el contenido al exterior o bien quedan retenidos en el interior de la célula.

CONCLUSIÓN

BIBLIOGRAFÍA

Anatomía Vegetal. Fahn A. 1974. H. Blume Ed.

Biología de las Plantas. Raven P. et al. 1992. Ed. Reverté.

Biología, conceptos y relaciones. Campbell N. et al. 2001. Prentice Hall. Ed.

Biología Celular y Molecular, De Robertis et al. 2002. Ed. El Ateneo.

Botany. Moore et al. 1995. WCB Pub.

H. C. Bold, C.J. Alexopoulos y Th. Delevoryas (1989) Morfología de las Plantas y los Hongos. Omega, Barcelona, 911 pp., ISBN 84-282-0754-2

Juan J. Valla, BOTÁNICA, Morfología de las Plantas Superiores, editorial Hemisferio Sur, Buenos Aires, Argentina, 1979.

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