Plástidos y Vacuolas

Célula Vegetal
Parte 1: Vacuolas Mitocondrias y
Plástidos
AV 2016
Vacuolas
Célula diferenciada
La vacuola
1.
En el tonoplasto:
–
–
Bombas de protones en el tonoplasto: V-tipo H+ATPasa y la pirofosfatasas
H+Ppasa. (solutos transportados activamente)
Acuaporinas
2. Almacenamiento de iones (Ca 2+, Cl-, K+, Na+ NO3-, PO42-) azúcares,
aminoácidos, ácidos orgánicos, polisacáridos, pigmentos, proteínas
3. Homeostasis de pH y de iones (pH 5-5.5) pero puede alcanzar de 2.57)
4. Defensa contra patógenos: fenoles, alcaloides, glicósido cianogénicos
inhibidores de proteasas, quitinasas, glucanasas, saponinas. Látex
5. Secuestro de compuestos tóxicos: oxalatos, metales pesados.
6. Pigmentos: . Solubles en agua. Antocianinas (azul, violeta purpura
rojo oscuro). Betalainas: amarillos y rojos(Chenopodiales, carecen de
antocianinas). Colores de hojas de otoño: antocianinas. Protegen el
aparato de la fotosíntesis.
7. Autofagia: ruptura de macromoléculas y reciclamiento de
componentes. Orgánulos enteros .
8. Origen: Fusión de vacuolas pequeñas. RE liso o Golgi.
• Almacenamiento, detoxificacion del citoplasma, lisis
Pigmentos
Antocianinas y betalainas
•
•
•
•
Ambas son pigmentos solubles en agua, presentes en la vacuola
Betalaínas contienen N, antocianinas no
Betalaínas derivan de la tirosina son derivados indol aromáticos
Antocianina son flavonoides y se sintetizan vía el camino del fenilpropanoide.
Pigmentos
Las antocianinas pueden ser usadas como indicadores de pH, porque cambian
el color de acuerdo al pH: son rojas en soluciones ácidas (pH < 7), púrpuras a
azules en soluciones neutras (pH ~ 7), verde a amarillo en soluciones alcalinas
(pH > 7), y no tienen color en soluciones muy alcalinas, donde el pigmento está
completamente reducido.
Antocianinas: Pertenecen a los flavonoides, y se
sintetizan vía el camino del fenil-propanoide; carecen
de olor.
Betalaínas
• Son una clase de pigmentos rojos y amarillos
encontrados en un grupo de las plantas que
pertenecen al orden de las Caryophyllales (quinoa,
amaranto, remolacha, cactus, Santa Rita). También
ocurren en algunos hongos.
• Las Caryophyllales no tienen antocianinas, y sí
betalaínas
Cristales
Cristales: Rafidios, drusas, cistolitos
Cristales romboidales, rafidios, drusas
Rafidios y Drusas
Cistolito
Plástidos
El origen de los cloroplastos y
mitocondrias
Margulis, L. Origin of Eukaryotic Cells. New Haven: Yale University Press, 1970.
Mereschkowski C. Über Natur und Ursprung der Chromatophoren im Pflanzenreiche. Biol.
Centralbl. 25, 593–604 (1905).
.
Sagan, L. On the origin of mitosing cells. Journal of Theoretical Biology 14, 225–274, IN1-IN6
(1967) doi:10.1016/0022-5193(67)90079-3.
Wallin, I. E. The mitochondria problem. American Naturalist 57, 255 (1923) doi:10.1086/279919.
Evidencias moleculares y bioquímicas
sugieren que:
(i) las mitocondrias derivan de protobacterias
(Rickettsiales, clado SAR11 o parientes cercanos)
(ii) los cloroplastos derivan de Cyanobacterias
Ribosomas de célula procariota: 70 S
Ribosomas de célula eucariota: 80 S
ADN de procariotas: circular. No hay
histonas
Nucleoide: célula procariota
Núcleo: célula eucariota
Célula
procariota
GENOMAS DE LA CÉLULA VEGETAL
125-420 mb
30.000-45.000 genes
N
200-2400 kb
50-60 genes
115-165 kb
100-120 genes
P
M
ADN
• Bromuro de etidio (campo claro)
• Giemsa (campo claro)
• DAPI (fluorescente)
Histonas
• Alexa Fluor® 488 anti-Histone H3-Phosphorylated (Ser28)
Antibody (fluorescencia)
Genomas de cloroplasto y de mitocondrias
Ojo en portugués
Mitocondria
Mitocondria
División de mitocondrias
Organización de las crestas mitocondriales y
distribución de las moleculas ATP-sintetasa
Tres organelas trabajando juntas
Rubisco:CO2+ Ribulosa bifosfato---2 moléculas de
fosfoglicerato
SÍNTESIS DE RUBISCO
CLOROPLASTOS
FUNCIONES
-Fotosíntesis
-Reducción de NO3- y SO42-Ácidos grasos
-Aminoácidos
-Purinas y Pirimidinas
-Isoprenoides (carotenoides)
-Tetrapirroles (clorofila)
PLANTAS C3
Plantas C4
TEM de
células
del
mesófilo
y de la
vaina
en una
estructura
C4
Tipos de plástidos
Etioplasto
Cloroplasto
maduro
Cloroplasto en
senescencia
Cloroplasto
senescente
Leucoplasto
Proplástido
Cromoplasto
Plástido
pregranal
Cloroplasto senescente
Amiloplasto
Buchanan et al. 2000
División de un
cloroplasto
Etioplasto
Etioplasto
desarrollando
en cloroplasto
Cloroplasto con almidón de asimilación
Cromoplasto
Cromoplastos
Batata
Amiloplasto
Papa
Papa
Pimiento
Cromoplastos en tomate
Plástidos
Cloroplasto
Grana, tilacoides, estroma, cuerpos osmeofílicos
Grana. Grano. Tilacoide
Grana, estroma y cuerpos osmeofílicos
Cloroplasto con almidón de
asimilación
Proplástido
con
fitoferritina.
Etioplasto
Etioplasto desarrollando a cloroplasto
Etioplasto y cuerpo prolamelar
Leucoplasto
Carotenoides
• Los animales son incapaces de sintetizar carotenoides y deben
obtenerlos a través de su dieta, siendo estos compuestos
importantes por su función biológica como pro-vitamina A.
• Ejemplos en la naturaleza:
• Caroteno , encontrado en zanahoria y responsable de su color
anaranjado brillante.
• Licopeno, en tomate
• El color rosado del flamenco y el del salmón, y la coloración roja
de las langostas, también son producidos por carotenoides.
Los carotenoides son el grupo más representativo de los tetraterpenos,
Se caracterizan por una estructura con 40 átomos de carbono (no todos)
Los átomos de carbono forman cadenas poliénicas conjugadas, en ocasiones terminadas en
anillos de carbono.
Carotenoides que contienen átomos de oxígeno: xantófilas
Los restantes constituyen el grupo de los llamados carotenos
Clorofila
Un anillo tipo porfirina que contiene un átomo de Mg central, coordinado por
4 anillos pirroles modificados y una larga cadena hidrocarbonada. Clorofila a y
b:
Nutrientes
• Macronutrientes: N, K, Ca, Mg, P, S
• Micronutrientes Si, Cl, Fe, Bo, Mn, Na, Zn, Cu,
Ni, Mo
¿En que lugar de la célula se sintetizan?
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•
•
Hidratos de Carbono
Aminoácidos y Proteínas
Ácidos grasos y Lípidos
Ácidos Nucleicos
ATP
Hormonas
Clorofila, carotenoides, antocianinas, betalainas
CHNOPS is an mnemonic acronym for the six most essential elements in living
organisms: Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno, Fósforo, Azufre
¿De donde se obtienen estos elementos?
Carbono
Oxígeno
Hidrógeno
Nitrógeno
Fósforo
Azufre
K, Ca, Mg, Bo, Cu, Fe
Nitrato/
Nitrito/
Amonio/
Enzimas:
Una bomba de protones ATPasa mantiene el gradiente
electroquímico que permite la
toma de NO3GS (glutamina-sintetasa)
GOGAT (glutamato sintasa)
PAPS:
3´phosphoadenosin
5´phosphosulfato
APS:
adenosine phospho sulphate
APS + ATP= PAPS + ADP
Glutatione: tripéptido no proteico
Cys: cisteina
Fin