Movimiento de agua y solutos a través de las membranas celulares vegetales

Transporte en una célula eucariota ideal. Las moléculas y iones mostrados en esta célula compuesta de elementos animales y vegetales, son algunos de los muchos solutos que se transportan a través de las membranas de las células eucariotas. Obsérvese que los nucleósidos trifosfatos precursores del ADN y del ARN entran en el núcleo a través de los poros nucleares. El detalle de la parte superior derecha muestra una pequeña parte de una mitocondria, donde se detalla el bombeo de protones hacia el exterior, que tiene lugar durante el transporte de electrones y cómo el potencial electroquímico resultante conduce a la síntesis de ATP.

Las células vegetales cuentan con varios métodos para importar y exportar las moléculas esenciales para el crecimiento y desarrollo celulares. Estas moléculas incluyen el agua y varios solutos, que son moléculas solubles en agua. Algunos solutos utilizados por los vegetales son iones minerales, como el potasio y el fósforo, que se encuentran en el suelo. Otros son moléculas orgánicas, como los azúcares que los vegetales sintetizan en determinadas células y que todas las células del vegetal necesitan.

Las moléculas pueden moverse por el interior de las células o de las paredes celulares. El movimiento por el interior de las células se conoce como transporte simplástico (del griego sym "con"), pues las moléculas se mueven por el interior del citoplasma. La continuidad del citoplasma entre las células unidas por los canales denominados plasmodesmos, se conoce como el simplasto del vegetal. La membrana plasmática es selectivamente permeable y controla la entrada de moléculas al citoplasma de cada célula, restringiendo a menudo el movimiento de algunas moléculas y estimulando el de otras.

La continuidad de las paredes celulares en toda la planta se conoce como apoplasto (del griego apo, "lejos de"). El movimiento de moléculas dentro de las paredes celulares se denomina transporte apoplástico, mediante el cual las moléculas pasan alrededor ("lejos de") del citoplasma de las células. El transporte apoplástico puede ser rápido, ya que las moléculas no están siendo filtradas a través de la membrana plasmática y el citoplasma de las células, aunque éstas no tienen el control alguno sobre el tipo de moléculas que se transportan.

El movimiento de una molécula a través de un vegetal puede englobar tanto transporte apoplástico como simplástico.

Transporte activo y pasivo de solutos

Las células utilizan diversos mecanismos para allegarse de agua y nutrientes, aprovechando fuerzas físicas como la difusión y cuando esto no es suficiente, utiliza estructuras y procesos que implican el movimiento de materiales en contra de los gradientes de concentración, aprovechando las diferencias en tamaño y muchas veces, involucra la utilización de energía, en forma de ATP.

La concentración de iones en el citosol y la vacuola está controlada por procesos de transporte pasivo (flechas cortadas) y activo (flechas sólidas).

En la difusión, los solutos se mueven gradualmente a través de un gradiente de concentración, esto es, una transición entre las regiones de mayor y menor concentración. En la difusión, el movimiento es a favor del gradiente de concentración, de una región de mayor a una de menor concentración. Dicho movimiento conduce a un equilibrio, una distribución aleatoria equitativa. La difusión es un tipo de transporte pasivo, pues no precisa de energía. Puede tener lugar en soluciones abiertas o en dos soluciones separadas por una membrana, particularmente con respecto a sustancias liposolubles, que se mueven con facilidad entre las membranas.

(a) En la difusión, el soluto se mueve espontáneamente hacia una región de menor concentración de solutos. (b) En la difusión facilitada, las proteínas transportadoras ayudan a los solutos a difundirse con mayor rapidez a través de la membrana. (c) A diferencia de la difusión y la difusión facilitada, el transporte activo precisa energía, a medida que las proteínas transportadoras mueven los solutos "cuesta arriba" hasta una región de mayor concentración de solutos. (d) Las vesículas mueven las moléculas de mayor tamaño hacia el interior (endocitosis) o hacia el exterior (exocitosis) de la célula. (e) El movimiento de agua a través de una membrana, denominado ósmosis, se produce en presencia o en ausencia de proteínas transportadoras. El agua se mueve hacia una región de mayor concentración de solutos (menor concentración de agua).

Muchas moléculas hidrosolubles son asistidas por proteínas transportadoras para su difusión a través de la membrana plasmática, un proceso conocido como difusión facilitada. Las proteínas transportadoras suelen estar incrustadas en la membrana plasmática. El soluto produce cambios en la proteína, con lo cual esta entra o sale a la célula. La difusión facilitada es similar a la simple, ya que el soluto se mueve de una región de mayor a una de menor concentración. Por lo mismo es un transporte pasivo.

Algunas proteínas transportadoras parecen actuar de manera independiente. Otras se asocian para formar canales en la membrana plasmática y pueden adoptar formas para cerrarse o abrirse, en cuyo caso se denominan proteínas de canal, regulando así el transporte de solutos. El diámetro del canal regula el tamaño de las moléculas que pueden moverse de un lado al otro de la membrana. Los sitios de unión específicos también controlan los solutos que en concreto pueden entrar al canal. Los canales pueden abrirse o cerrarse según los solutos que se transporta o debido a la acción de otras moléculas que controlan la difusión.

Principales características del transporte pasivo y activo celular.

En ocasiones, el transporte a través de una membrana se produce en contra del gradiente de concentración, desde una región de menor a una de mayor concentración.  Dado que este transporte precisa energía para variar el gradiente, no es pasivo, como la difusión, sino que se dice que es un transporte activo. La energía para el transporte activo procede del ATP o de la liberación de energía de las cadenas de transporte de electrones. El transporte activo puede implicar la acción de una sola proteína o de dos proteínas.

Bomba de sodio-potasio.

Ósmosis

El término ósmosis (del griego osmos, que significa "empuje") se refiere al movimiento de agua o cualquier otro solvente a través de una membrana selectivamente permeable. Evidentemente, en el caso de las células, el disolvente siempre es agua. El agua fluye de manera espontánea desde una región de menor concentración a una de mayor concentración de solutos (mayor concentración de agua). Aunque el agua puede pasar directamente a través de la membrana, las proteínas transportadoras de nombre acuaporinas suelen facilitar la ósmosis formando canales que admiten específicamente el agua.

Comparación entre difusión simple y ósmosis. (a) La difusión simple tiene lugar cuando la membrana que separa las cámaras A y B es permeable a las moléculas de un soluto disuelto, representado por puntos negros. Las moléculas de soluto atraviesan la membrana en ambos sentidos pero con un movimiento neto desde la cámara A a la B. El equilibrio se alcanza cuando la concentración del soluto es la misma en ambas cámaras. (b) Para entender los fenómenos osmóticos, supóngase que la membrana es impermeable al soluto disuelto, representado por triángulos negros. En este caso es el agua quien difunde desde la cámara en la que la concentración del soluto es menor, hacia la cámara en que su concentración es mayor. En el equilibrio, la presión que se genera en la cámara con exceso de agua, contrarresta la tendencia del agua de seguir difundiendo hacia dicha cámara.

La idea de que el agua se mueve espontáneamente hacia una región de mayor concentración de solutos podría no ser intuitiva. Después de todo, la difusión de un soluto implica un movimiento espontáneo "descendente" hasta una región de menor concentración de solutos. No obstante, se debe tener en cuenta que el agua es el disolvente, no un soluto. De hecho, su movimiento es también descendente hacia una región de menor concentración, sólo que esta región es de agua. En una región de mayor concentración de solutos, algunas moléculas de agua se enlazan con las moléculas de solutos, con lo que quedan menos moléculas de agua libres para el movimiento, lo que da lugar a una menor concentración de agua. En un área de menor concentración de solutos, hay menos moléculas de solutos, por lo que hay más cantidad de moléculas de agua no enlazadas, libres para el movimiento. Por eso, el agua se mueve hasta un área de menor concentración de agua (mayor concentración de solutos). La ósmosis es similar a la difusión de solutos en tanto cada sustancia se mueve de forma espontánea hacia una región donde dicha sustancia está menos concentrada. Al igual que otras sustancias que se mueven a través de una membrana, el agua tiende a fluir para igualar su concentración.

Las células vegetales vivas contienen entre un 70% y un 80% de agua. Como el agua ocupa espacio, una célula que absorbe agua ha de incrementar su tamaño. Las células vegetales poseen paredes celulares rígidas que resisten la expansión. Por lo que el crecimiento celular implica que la cantidad de agua se incremente y que la pared celular se debilite.

El contenido celular absorbe agua debido a una fuerza denominada potencial osmótico, la medida de la tendencia del agua a moverse a través de una membrana como resultado de la concentración de solutos. El potencial osmótico también recibe el nombre de potencial de solutos. La dirección de movimiento de los solutos depende de la concentración de los mismos en el interior y exterior de la célula.

La célula vegetal absorbe o pierde agua dependiendo del tipo de solución en que se encuentre. Cuando la célula vegetal solo absorbe agua, esto aumenta la presión de la célula y mantiene la turgencia de la planta, a esta condición se le conoce como hipertónica (del griego hyper, "sobre"). En condiciones en la que se da una entrada y salida de agua, encontramos que la célula no ocupa todo el espacio encerrado por la pared celular y a nivel de planta, esta se muestra flácida o un poco marchita; a esta condición se le conoce como isotónica (del griego isos, "igual"). En muchas ocasiones, el medio circundante no es el apto para el desarrollo vegetal, provocando la salida masiva de agua; a este tipo de soluciones se le conoce como hipotónica (del griego hypo, "por debajo"). En esas condiciones es común la plasmólisis. Cuando se produce la plasmólisis, el vegetal se marchita y las conexiones citoplasmáticas entre células se rompen, de modo que el transporte floemático se frena. En casos extremos de plasmólisis, el vegetal muere.

El estado ideal de una célula vegetal difiere del de una célula animal. Como las células animales no poseen pared celular, se expanden o encogen según el agua se mueva hacia el interior o hacia el exterior de la célula, con el riesgo potencial de explotar o secarse. En una célula animal normal, las concentraciones de solutos en el interior y exterior de la célula son isotónicos. En contrapartida, el estado deseable de una célula vegetal es la turgencia (hipotónica), en que la célula posee una mayor concentración de solutos que su entorno.  

Diferencias de las células animal y vegetal en diferentes tipos de soluciones.

Fuente: Murray W. Nabors. 2005. Introducción a la Botánica. Editorial Pearson.

Citología vegetal (II)

Pared celular

Esta estructura es típica de las células vegetales y su presencia se considera como un carácter básico para diferenciarlas de las células animales. La pared celular es el resultado de la secreción del protoplasto, se localiza en el exterior de la membrana plasmática y siendo la celulosa su principal componente, influye en la forma de la célula, proporcionándole además rigidez. La pared tiene varias funciones, tales como: protección de la célula, sostén a los tejidos y resistencia externa para mantener el equilibrio osmótico.

Partes de la pared celular. Está constituida por dos o tres capas llamadas lámina media o sustancia intercelular, pared primaria y pared secundaria. En cuanto a su localización la lámina media está colocada entre dos células vecinas. Las paredes primaria y secundaria son individuales para cada célula.

Lámina media o sustancia intercelular. Se forma durante el proceso de división celular, surgiendo como parte del fragmoplasto o placa celular entre las dos células hijas; es producida en parte por cada una de las dos masas de protoplastos de estas células. En células jóvenes la lámina media es delgada, pero conforme maduran, se depositan la pared primaria y la pared secundaria. La sustancia intercelular se haya entre las paredes primarias de dos células contiguas y la secundaria se dispone junto a la primaria y hacia la cavidad central de la célula. En tejidos adultos la sustancia intercelular es difícil de identificar, por lo que el término lámina media no es muy apropiado, pero su uso es muy común. Su función es actuar como cemento entre células vecinas. En la práctica, esta lámina es difícil de distinguir ya que generalmente se confunde con la pared primaria. Está compuesta de pectosa combinada con calcio y magnesio (pectatos de calcio y magnesio). El resto de la pared celular está constituida de celulosa (C₆H₁₀O₅)n' excepto en células de madera, corcho, epidermis y algunos tejidos de tallo y hojas.

La pectosa está presente en gran cantidad en la lámina media y en pequeñas cantidades en el resto de la pared celular, la cual con facilidad cambia a pectina. La pectina en cantidad suficiente, da consistencia gelatinosa o tiesa a los frutos. La celulosa es un material orgánico de gran importancia económica no usado como alimento por el hombre, pero sí puede ser digerido y empleado por ganado y otros herbívoros. Entre los materiales de celulosa o de celulosa mezclada con otros materiales están el algodón, el lino, el cáñamo y la madera. También es empleada en la producción de ciertas sustancias en la industria, como pólvora de algodón, barniz, celuloide, seda artificial (rayón), etc. 

Pared primaria. Es la primera pared que se forma en el desarrollo de la célula y en muchos tipos de células es la única. Esta pared tiene la capacidad de crecer en superficie al mismo ritmo de la célula; una vez que la célula termina su crecimiento, la pared primaria deja de crecer en superficie y puede iniciar un crecimiento en espesor. Las paredes primarias están asociadas a protoplastos vivos como en las células de meristemos, parénquima, cámbium, etc. La pared primaria junto con la sustancia intercelular son los componentes de la pared celular de todas las células vegetales. 

La pared primaria está compuesta por celulosa, hemicelulosa y pectatos. El grosor de la pared primaria puede variar de acuerdo con los diferentes estados fisiológicos por los que pasa la célula, ya que ciertas sustancias químicas pueden ser eliminadas. Por ejemplo, el cámbium presenta cambios estacionales en su grosor, según su actividad meristemática, las gruesas paredes celulares primarias del endospermo de algunas semillas (dátil), son digeridas durante la germinación.

Pared secundaria. Sigue a la primaria en orden de aparición. Es típica de las células que en su madurez pierden el protoplasto, pasando a formar elementos muertos como traqueidas, vasos leñosos, fibras y esclereidas. O sea que la pared secundaria es característica de células especializadas, que tienen cambios irreversibles durante su desarrollo. Sin embargo, células con protoplastos vivos, como los radios de xilema y el parénquima del xilema pueden tener paredes secundarias. Esta pared inicia su formación una vez que la célula ha cesado su crecimiento, su espesor varía dependiendo de la célula de que se trate, su crecimiento en espesor está dirigido hacia la cavidad (lumen) celular. Su composición es de celulosa y hemicelulosa, pero puede ser modificada por acumulación de lignina y otras sustancias diversas. 

Impregnaciones de la pared vegetal

Además de la constitución química mencionada para la pared celular, ésta puede poseer impregnaciones de otros compuestos químicos tales como:

Lignina

Suberina

Cutina

Sílice y carbonato de calcio

Gomas y mucílagos

Taninos y antocianinas

Lignina. Es una sustancia que da dureza y puede impregnar a la tres partes de la pred celula (lámina media, pared primaria y pared secundaria). La lignina es polímero con alto contenido de carbono, diferente a los carbohidratos. En especial consiste de unidades de fenilpropano (C₆C₃), es un producto final del metabolismo y su consistencia es rígida.

La lignificación se inicia en ciertas partes de la pared primaria, posteriormente se extiende hacia la lámina media y a la pared secundaria. En los elementos del xilema con paredes secundarias en forma de anillos y hélices, la pared primaria no se lignifica.

Suberina. Sustancia grasa, no se funde ni es soluble con los disolventes de las grasas. Constituida de ácidos grasos. La suberina se encuentra en las paredes de las células de la peridermis, endodermis y exodermis. Al proceso de impregnación de las paredes con suberina se llama suberización. En tejidos superficiales de la planta, la suberina reduce la transpiración.

Cutina. Sustancia de naturaleza grasa, no es soluble con los disolventes de las grasas, ni se funde. La cutina forma una capa continua, llamada cutícula, sobre la superficie de la epidermis de las partes áereas de la planta. Asimismo, la cutina se localiza junto con la celulosa en las paredes externas de las células epidérmicas. El paso de impregnación de las paredes con cutina es la cutinización, y el de formación de la cutícula es cuticularización. Las ceras pueden estar en la superficie de la cutícula en diversas formas. La presencia de cera da coloración verde-claro a tallos, hojas y frutos, en los que se encuentre. La cutina protege a la planta contra la desecación al disminuir la transpiración y también evita la lixiviación (lavado) en hojas, tallos y frutos, durante las lluvias. La cutícula de la apariencia brillosa a frutos y hojas.

Sílice y carbonato de calcio. El sílice se encuentra en las paredes celulares de epidermis de diatomeas, equisetos, algunas palmas, gramíneas y ciperáceas, cuyas hojas y tallos se endurecen con el desarrollo. El carbonato de calcio está asociado con las paredes de algunas células epidérmicas del haz, formando cistolitos, por ejemplo en las hojas de: hule ornamental (Ficus elastica), acantáceas como hierba del toro (Carlowrightia arizonica), calabaza (Cucurbita) e higo (Ficus carica).

Gomas y mucílagos. Las gomas y mucílagos, presentan una constitución química compleja. Están relacionadas con las sustancias pécticas y tienen en común la propiedad de hincharse con el agua.

En especial, las gomas son productos de desarreglos fisiológicos o patológicos en los que existe una degeneración de la pared y del contenido celular, a este proceso se le llama gomosis. Se disuelven de forma parcial en el agua y son insolubles en alcohol. Las gomas se almacenan en depósitos especiales de raíces y tallos de algunas plantas, cuando alcanzan gran cantidad se rompen y salen al exterior. Ejemplos comunes son los árboles frutales como durazno (Prunus persica), almendro (Prunus amygdalus), chabacano (Prunus armeniaca), ciruelo (Prunus domestica), etc. La goma arábiga es el producto de Acacia senegal.

Los mucílagos se instalan entre las paredes de las células vecinas separándolas, o en capas concéntricas en el interior de las mismas reduciendo su cavidad hasta que mueren. En malva (Malva), malvavisco (Malvaviscus arboreus), y en semillas de lino (Linum usitatisimum) y en algas rojas (Rodofíceas) y en algas pardas (Feofíceas), ambas del reino protista. En medicina, los mucílagos se emplean como emolientes o laxantes y en la industria para hacer papel y telas. El agar-agar se extrae de ciertas algas rojas (Rodofíceas), se usa en los laboratorios para solidificar los medios de cultivo de bacterias y hongos. También hay mucílagos en plantas xerófitas como cactáceas.

Taninos y antocianinas. Son compuestos fenólicos de elevado peso molecular. Abundan en las hojas de muchas plantas, en la peridermis, en frutos inmaduros, cubiertas de semillas e impregnando las paredes del tejido suberoso. Estas sustancias protegen al protoplasto contra la desecación, putrefacción y ataque por animales.

Puntuaciones y plasmodesmos

La pared celular no es homogénea en su espesor, ya que se limitaría la comunicación entre los protoplastos de células vecinas; existen en la pared depresiones o cavidades llamadas puntuaciones. Una puntuación es un adelgazamiento de la pared primaria y una interrupción de la pared secundaria (si existe), por lo que en este punto la pared celular está constituida únicamente por la pared primaria adelgazada y la lámina media. Las células vecinas pueden mantener comunicación, porque las puntuaciones de las células vecinas, formando pares de puntuaciones; existen también llamadas puntuaciones ciegas que son aquellas que no están por pares. Un par de puntuaciones estará limitado al centro por la lámina de cierre constituida por la lámina media y las dos paredes primarias adelgazadas de dos células vecinas.

Existen varios tipos de puntuaciones incluyendo las simples y las rebordeadas. Las simples son las descritas anteriormente; las rebordeadas o areoladas, son aquellas en las que la pared secundaria se arquea sobre la cavidad de la puntuación, a veces en la lámina de cierre existe un espesamiento llamado toro, este tipo de puntuación es típica de las coníferas. Las puntuaciones simples no presentan el arqueamiento de la pared secundaria y carecen de toro; y se presentan en ciertas células parenquimáticas, en fibras extraxilemáticas y en esclereidas. Las puntuaciones rebordeadas se encuentran principalmente, en células mecánicas (fibras) y en las conductoras de agua del xilema (elementos de los vasos y traqueidas), también en fibras y esclereidas que no pertenecen al xilema.

Un par de puntuaciones comunica el protoplasto de células vecinas, además, la lámina de cierre, que limita a un par de éstas, presenta una serie de interrupciones o poros a través de los cuales pasan finos hilos de protoplasto llamado plasmodesmos. Por tanto, se puede decir que en los vegetales el protoplasma es continuo, a través de los plasmodemos, de aquí Hanstein, propone la teoría del simplasto.

Protoplasto y membrana plasmática

Protoplastos. Las células vegetales adquieren esta estructura después de perder la pared celular.

Protoplastos. Las células vegetales adquieren esta estructura después de perder la pared celular.

Este término introducido por Hanstein, abarca el contenido protoplasmático total del interior de la célula y la membrana plasmática. Es considerado la unidad biológica fundamental. El protoplasto está diferenciado en regiones y organelos celulares:

Membrana plasmática o plasmalema. La membrana plasmática es la estructura que limita el protoplasto de todas las células tanto animales como vegetales. Es delgada y flexible, está constituida por una doble capa de moléculas lípidicas, en las que están inmersas varias proteínas de membrana; esta doble capa lípidica es fluida y puede difundir rápido dentro de cada una de las dos capas; la composición de cada capa es distinta ya que tienen diferentes mezclas de lípidos. En las células vegetales la membrana plasmática se localiza dentro de la pared celular. No debe confundirse con la pared celular formada de celulosa que es una unidad muerta.

Bicapa lípidica, mostrando la estructura de la membrana plasmática.

Estructura de la membrana plasmática, mostrando algunos de sus componentes.

La membrana plasmática no es continua, ya que se prolonga hacia el interior de la célula para constituir el retículo endoplasmático, el cual a su vez está conectado con la membrana nuclear, por lo que podemos entender que gran parte del contenido de la célula está representado por membranas de este tipo. Tiene permeabilidad selectiva. Las sustancias solubles en lípidos, se difunden rápidamente a través de la membrana, en tanto que las sustancias no solubles en lípidos tal como el agua lo hacen a través de espacios en la capa lípidica. El paso de iones con carga eléctrica se supone que se efectúa a través de poros cargados eléctricamente, así, los poros con carga positiva atraen a los iones negativos, en tanto que los de carga negativa atraen a los cationes. En ocasiones existe paso a través de la membrana plasmática, en contra de un gradiente de concentración, por lo que se le llama transporte activo y para ello se requiere energía.

La membrana plasmática también interviene en los procesos de fagocitosis (ingestión de partículas por medio de seudópodos) y de pinocitosis (invaginación de la membrana y formación de vesículas conteniendo líquidos que quedan incluidos en el citoplasma).

Inclusiones protoplasmáticas. Citoplasma

Son los componentes vivos dentro de la célula que efectúan una actividad metabólica más o menos constante. Como inclusiones protoplasmáticas están:

Hialoplasma o citoplasma. En el protoplasto de una célula típica hay una estructura oval o redondeada llamada núcleo. Todo el protoplasma que está  fuera del núcleo se llama citoplasma y forma la mayor parte del protoplasto de una célula. El citoplasma es una sustancia coloidal homogénea, en la cual se encuentran contenidos el resto de los organelos. Está, en su mayor parte constituido por agua en proporciones entre 60 a 80% y en ella hay sustancias inorgánicas y orgánicas en solución verdadera o en estado coloidal. La mayor parte de estas sustancias son proteína que, además de carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, contienen azufre, fósforo y a veces yodo. Otras sustancias son carbohidratos, grasas, calcio, potasio, magnesio, fósforo, azufre y hierro. El citoplasma presenta un movimiento continuo llamado ciclosis, en el cual arrastra las inclusiones. Este movimiento puede observarse en las células de las hojas delgadas de Elodea canadensis, el protoplasto que rodea a una vacuola central se mueve a lo largo de la pared celular en una determinada dirección que puede cambiar.

Fuente: González Embarcadero, Antonia; Cedillo Portugal, Ernestina; Díaz Garduño, Lucina. 2011. Morfologiía y anatomía de las plantas con flores. Universidad Autónoma Chapingo. México.

Citología vegetal (I)

De acuerdo a la teoría celular, la célula es la unidad básica anatómica y funcional de los seres vivos. Esta teoría fue dada por Schleiden (1838) para los vegetales; por Schwann (1839) para animales y en ambos casos se determina que todos los seres vivos están constituidos por células. Existe otra teoría, la del simplasto de Hanstein (1880), la cual considera que debido a los plasmodesmos de las células, existe continuidad del protoplasto en todo el organismo, por lo que la célula no sería la unidad básica, sino que considera como unidad al organismo en total, constituido por un simplasto (conjunto de protoplastos conectados entre sí por los plasmodesmos). Sin embargo, para los estudios anatómicos de los seres vivos. Es conveniente reconocer a la célula como la unidad básica, siguiendo la teoría celular.

Hay seres vivos formados por una sóla célula y se llaman unicelulares, los pluricelulares están constituidos por numerosas células reunidas en grupos, con forma, estructura y funciones especiales, que forman los tejidos. La ciencia que se encarga del estudio de las características de las células es la citología y la que estudia los tejidos se llama histología. Fue hasta 1667 que Robert Hooke observó por primera vez en el microscopio las células muertas de un tapón de corcho. A partir de entonces se ha ido profundizando en el estudio de la citología e histología, a la vez que se han perfeccionado diferentes tipos de microscopios como: binocular, campo claro, contraste de fases, fluorescencia, campo oscuro y electrónico; además, métodos citoquímicos de alta precisión, con lo que se ha demostrado que la célula es una estructura dinámica, capaz de aprovechar energía, sintetizar proteínas, realizar diferentes procesos metabólicos y con la presencia de ADN, efectuar su multiplicación.

Las células vegetales difieren de las de los animales en que: a) las células de los vegetales están rodeadas de una pared rígida llamada pared celular, las de los animales no poseen pared celular; b) la mayoría de los vegetales no pueden desplazarse, en cambio la mayoría de los animales sí se desplazan, con excepciones como anémonas y esponjas que no son fijos al sustrato y c) los vegetales tienen la capacidad de elaborar compuestos orgánicos como azúcares, a partir de compuestos inorgánicos como agua y sales minerales, mediante el proceso de fotosíntesis y en presencia de luz y dióxido de carbono; los animales son incapaces de elaborar sus alimentos, los toman ya elaborados de las plantas o de otros animales.

El orden para hacer la descripción de las partes de la célula vegetal, es de acuerdo con su localización del exterior hacia el interior de ésta:

  

Pared celular

Partes de la paredd celular:

Lámina media o sustancia intercelular

Pared primaria

Pared secundaria

Impregnaciones de la pared celular:

Lignina

Suberina

Sílice y carbonato de calcio

Gomas y mucílagos

Taninos y antocianinas

Puntuaciones y plasmodesmos

Protoplasto

Membrana plasmática

Inclusiones protoplasmáticas:

Hialoplasma

Núcleo

Retículo endoplasmático

Ribosomas

Dictiosomas o cuerpos de Golgi

Mitocondrias

Lisosomas

Esferosomas

Plastos (plástidos o plastidios):

Protoplastos

Cloroplastos

Cromoplastos

Leucoplastos

Inclusiones no protoplasmáticas:

Vacuolas

Sustancias ergásticas:

Grasas

Almidón

Proteínas

Taninos

Cristales

Las células vegetales exhiben gran diversidad en forma, tamaño, estructura y función. Su forma puede ser tabular (tabiques), cúbica, esférica, prismática, alargada de fibra, poliédrica, isodiamétrica, cilíndrica, estrellada, ovalada, entre otras. En cuanto al tamaño, algunas células se miden en micras (el promedio se encuentra entre 19 y 100 micras), otras se miden en milímetros y aún en centímetros, como las fibras de ciertas especies de plantas.

También las células vegetales difieren en el grosor de sus paredes y en la naturaleza del material del cual su pared celular está impregnada. En las células vivas como las que forman el tejido llamado parénquima, las paredes celulares son delgadas, ya que sus funciones son de relleno, fotosíntesis, intercambi de nutrientes y de reserva. Pero en tejidos de sostén formados por fibras, sus paredes celulares están engrosadas; también en el de conducción de agua y sales minerales llamado xilema, los vasos de este tejido están formados por elementos muertos con paredes celulares engrosadas. En las partes duras de frutos y semillas hay células muertas de sostén llamadas esclereidas, con paredes muy engrosadas.

La pared celular está compuesta en su mayoría por un carbohidrato llamado celulosa y en parte de pectosa. Las paredes engrosadas de elementos muertos pueden estar impregnadas de liginina, suberina, entre otras. Las células epidérmicas están recubiertas en su superficie externa de una sustancia grasa llama cutina.

Fuente: González Embarcadero, Antonia; Cedillo Portugal, Ernestina; Díaz Garduño, Lucina. 2011. Morfologiía y anatomía de las plantas con flores. Universidad Autónoma Chapingo. México.