ESTUDIO DE LA MODIFICACIÓN DE LA PARED DE

Acta Microscopica Vol 16 No1-2,(Supp.2)2007
Cusco-Peru September 2007
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ESTUDIO DE LA MODIFICACIÓN DE LA PARED DE CÉLULAS EN SUSPENSIÓN DE
Beta vulgaris QUÍMICA Y TOPOGRÁFICAMENTE EN LAS DIFERENTES ETAPAS DE
CRECIMIENTO
Karol Rodríguez Peña(1), Antonio Ruperto Jiménez Aparicio(1), Martha Lucía Arenas
Ocampo(1), Maria Esther Sánchez Espíndola (2) y Estelle Bonnin (3).
(1)Centro de Desarrollo de Productos Bióticos (CeProBi-IPN). Carretera Yautepec-Jojutla Km. 8.5
Colonia San Isidro, Yautepec, Morelos. C.P. 62731. Tel. y Fax: (735)3941896. (2)Central de
Microscopía de la ENCB-IPN. Carpio y Plan de Ayala s/n Col. Santo Tomás, México, D.F.
(3)Institut National de la Recherche Agronomique, Rue de la Géraudière, B.P. 71627, 44316
Nantes Cédex 03, France. Email: [email protected]
El estudio de la pared celular ha ayudado a conocer los procesos de desarrollo de las células y por lo tanto el
comportamiento de algunos tejidos en plantas. En cultivos de células in vitro estos estudios han sido de gran
ayuda debido a que sus paredes celulares están compuestas predominantemente de pared celular primaria lo
que hace posible el estudio del metabolismo de los polisacáridos que la componen y que se han encontrado
que esta composición es muy parecida a la que se obtiene en plantas completas [1]. El objetivo de este
trabajo consistió en realizar el estudio de la pared de células en suspensión de Beta vulgaris L. var. Crosby
Egyptian en sus diferentes etapas de crecimiento (inicio, división, transición y expansión celular). Este
estudio se realizó en dos diferentes fases; primeramente se llevó acabo la extracción y el análisis químico de
los polisacáridos que conforman la pared celular (pectinas, hemicelulosas y celulosa) [2]. En la segunda se
efectuó el estudio de la textura de éstas células mediante cambios en su topología superficial, mediante el
uso de la MEB que aunado al Análisis Digital de imágenes (ADI) y el cálculo de la Dimensión Fractal de
Superficie (DFS) se pudo obtener un valor numérico el cual se relaciona con grado de irregularidad de la
superficie [3]. Finalmente se trató de relacionar este grado de irregularidad con la composición química de la
pared.
En el estudio químico se extrajo la pared celular y se fraccionaron los diferentes polisacáridos que la
componen los cuales fueron: pectinas solubles en ácidos diluidos (PHCl), pectinas solubles en álcalis diluidos
(PNaOH), hemicelulosas (HKOH) y celulosa (Res). Se encontró que no hay cambios significativos en cuanto a la
cantidad de las fracciones PHCl y Res obtenidas, con respecto al tiempo de cultivo, sin embargo en las
fracciones de PNaOH y de HKOH disminuyeron en las etapas posteriores de la división celular.
Posteriormente se observó que las PHCl estaban compuestas por cadenas de ácido galacturónico conteniendo
pequeñas regiones ramificadas compuestas principalmente de arabinosa y galactosa, mismas que se
encontraron en mayor cantidad al inicio del cultivo y disminuyeron a lo largo del mismo. Las PNaOH también
presentaron los mismos polisacáridos aunque las ramificaciones fueron más cortas y el menor contenido de
estas pectinas se encontró en la etapa de transición. En la fracción HKOH se encontró que los principales
azúcares fueron la xilosa, galactosa y glucosa suponiendo la presencia de xiloglucanas. La disminución de la
fracción PNaOH, y HKOH en la fase de transición corresponde a una liberación de componentes de pared
celular en el medio del cultivo [4]. La fracción perteneciente a la celulosa presentó como azúcar principal
azúcar a la glucosa y no presentó cambios a lo largo del cultivo, lo que sugirió que el contenido de celulosa
no se modifica en las diferentes etapas.
En el estudio relacionado a la textura superficial se observó que la topología de la pared celular sufrió
cambios a lo largo de las diferentes etapas del cultivo presentando una mayor irregularidad al inicio de esta.
En las etapas posteriores la superficie mostró variaciones desde la regularidad en la etapa temprana de la
división celular y en la de expansión, pasando por la irregularidad observada en la etapa tardía de la división
celular y en la de transición.
Al querer relacionar los cambios en textura con la modificación de alguna fracción ó azúcar en particular se
observó que esto no era posible, sin embargo, al saber que la pared celular es una estructura altamente
compleja por la composición de sus polisacáridos y la presencia de algunas proteínas [5], se trataron de
asociar los cambios encontraros en la textura con el comportamiento global que tuvieron sus polisacáridos
en cada una de las etapas del cultivo, encontrando que principalmente las ramificaciones y el alto contenido
de azúcares en la pectinas proporcionan la mayor irregularidad de la topología celular. La liberación de
azúcares al medio de cultivo y el recambio de estos en la pared provocó que la topología de las células
aumentara su irregularidad. Mientras que pocas ramificaciones y una disminución en la fracción de PNaOH,
aunado a un ligero aumento en la fracción de HKOH y de galactosa ayudan a encontrar una topología más
regular ya que estos azúcares proporcionan una mayor unión de las microfibrillas de celulosa.
De esta manera se puede concluir que los polisacáridos que forman la pared de células en suspensión de B.
vulgaris tiene cambios a lo largo de las diferentes etapas del cultivo y que estas modificaciones son tanto
químicas como topográficas.
Referencias
[1] E. Günter, et al., Applied Biochemistry and Microbiology (2007) 43(1): 84-90.
[2] M. Thomas, et al., Carbohydrate Polymers (2002) 49: 345-355.
[3] R. Quevedo, et al., Journal of Food Engineering (2002) 53: 361-371.
[4] E. Leboeuf, et al., Journal of Experimental Botany (2004) 55(405): 2087-2097.
[5] D. Cosgrove, Nature Reviews, Molecular Cell Biology (2005) 6: 850-861.
Cuadro 1. Composición de los polisacáridos de la pared celular en las diferentes etapas del cultivo