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Prác%co Nº 8 • Capitulo 13: Pared Celular • Capitulo 14: Uniones de las células entre sí y con la matriz extracelular • Ac%vidades del manual de prác%co 9 y 10 Trabajo Práctico Nº 4 Pared celular y Uniones PARED CELULAR Y UNIONES Obje%vos • Conocer la organización estructural y la función de la pared celular en procariotas y eucariotas. • Comprender la importancia biológica de la presencia de la pared celular. • Conocer estructura, función e iden%ficar importancia de la uniones celulares. PARED CELULAR EN EUCARIOTA VEGETAL PARED CELULAR EN EUCARIOTA FÚNGICA PARED CELULAR EN PROCARIOTA Matriz extracelular! Células animales! COMPOSICIÓN! colágeno fibronec%na laminina proteoglicanos integrina ACTIVIDADES a) Lea atentamente e indique si las siguientes sentencias son verdaderas o falsas, jus%ficando su respuesta en cada caso: a1-‐ Todas las células están rodeadas de membrana y pared. FALSO Solo las células procariotas (salvo los micoplasmas) y células eucariotas fúngicas y vegetales. Tampoco presentan pared las células eucariotas animales a2-‐ La pared celular @ene escasa importancia tanto en células vivas como muertas. FALSO Tiene gran importancia para la planta pues forma el exoesqueleto, soporta esfuerzos mecánicos, establece las relaciones hídricas, actua como barrera de difusión y protección frente a patógenos. ACTIVIDADES a3-‐ Las caracterís@cas estructurales de las fases componentes de la pared celular no es determinante de sus propiedades FALSO Justamente la estructura de las fases es lo que le da sus caracterís%cas y por supuesto sus propiedades. ACTIVIDADES b) Realice un esquema representa@vo de la pared celular de las bacterias Brucella sp y Bacillus thuringiensis. Indique en cada caso si es Gram (+) o Gram (–); principales componentes químicos, señale el medio interno y externo de la célula y la posición de la membrana plasmá@ca con respecto a la pared celular. ACTIVIDADES c) Brucella sp. es el patógeno causante de la enfermedad Brucelosis, resistentes a an%microbianos comunes. A) ¿Qué estructura en la célula de este bacilo determina dicha resistencia? B) ¿Qué otras funciones cumple esta estructura en las bacterias? • A) La resistencia a diferentes mecanismos microbicidas se debe a la composición de la membrana externa (lipopolisacáridos) de Brucella y a los pep%doglicanos inmersos en el periplasma, entre la membrana externa e interna que cons%tuyen a la bacteria • B) La pared celular de las bacterias es una estructura rígida, que man%ene la forma caracterís%ca de cada célula bacteriana. Además, sirve como barrera selec%va facilitando o no el ingreso de determinadas sustancias al interior de la célula. ACTIVIDADES d) En el cul%vo de papa la bacteria Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum causa la enfermedad conocida como Podredumbre Blanca de la Papa, induciendo daños estructurales a nivel de paredes celulares. En base a ello, lea atentamente y complete el siguiente texto en relación a la composición de la pared celular en vegetales: Celulosa Sus • La unidad estructural de las paredes de células vegetales es la ………………….. moléculas se disponen de manera ordenada mediante puentes hidrógeno, Microfibrillas Fase Fibrilar formando………………………., las que cons@tuyen la llamada ………………… de la pared celular. están embebidas en • En el interior de la pared celular de vegetales, las microfibrillas una matriz muy hidratada compuesta por ………………………. Proteínas y dos epstructurales olisacáridos: Hemicelulosa la ………………. y las …………………., cons@tuyendo la dPec%nas enominada …………………………. Fase Amorfa e) Complete el siguiente cuadro compara%vo referido a capas que cons%tuyen la pared en células vegetales. Capas Sustancias quimicas que la componen LAMINILLA MEDIA Proteinas Hemicelulosa y pec%nas (fase amorfa) PARED PRIMARIA Fase amorfa: Proteínas estructurales, hemicelulosa y pec%na Fase fibrilar: La celulosa esta en baja proporción Disposición desordenada PARED SECUNDARIA Fase fibrilar Celulosa Disposición ordenada Importancia Agronómica Frutos maduros se separan las células y se ablandan los tejidos Conservación de frutos. Sostén y resistencia mecánica Producción y calidad de madera El forraje a medida que crece, forma pared secundaria perdiendo calidad de forraje ACTIVIDADES f) Las modificaciones en las pared celular vegetal, si bien no afectan la apariencia de la célula, determinan propiedades Xsicas y químicas de importancia agronómica. En base a ello, responda: • f 1-‐ ¿Qué diferencia hay en la deposición de las sustancias adicionales que modifican las propiedades Xsicas y químicas de la pared? Las sustancias adicionales se depositan por incrustación (intercalación de nuevas par^culas entre las existentes en la pared, ubicándose entre las fibrillas de celulosa en reemplazo de la fase amorfa) o por adcrustación (deposición de nuevo material sobre el anterior). ACTIVIDADES f 2-‐ Organice un cuadro sinóp%co con los %pos de modificaciones de la pared celular vegetal, mencionando en cada caso entre paréntesis un ejemplo agronómico. Lignina (madera blandas y duras) Incrustación Modificaciones en la pared celular de los vegetales Adcrustación Taninos (hojas de té, mate, tabaco) Compuestos minerales en pelos de cucurbitáceas (zapallo, calabaza), incrustaciones de carbonato de calcio, Compuestos grasos cu@na en células epidérmicas(cu@cula), ceras (uvas, manzanas) suberinas (corcho) Calosa (HC): células madres del polen, regiones con heridas Gomas: producto de reacción a ataques de insectos y hongos Esporopolenina: recubre granos de polen ACTIVIDADES g) Represente mediante un diagrama el proceso por el cual se originan las microfibrillas de celulosa componentes de la pared celular vegetal. Formación de microfibrillas de celulosa en corte transversal (a) y en vista superficial (b) de la membrana plasmá%ca . ACTIVIDADES h) Mencione las etapas del proceso de formación de la pared celular en vegetales y comente de manera resumida los principales eventos que ocurren en cada una de ellas. 1) Laminilla media: aparece en el momento de la división de las células. Es la capa que une a células vecinas, formada sólo por fase amorfa, cons@tuida por sustancias péc@cas. 2) Pared primaria: se forma después de la división celular. En ella predomina la fase amorfa. 3) Pared secundaria: aparece cuando las células cesaron su crecimiento. En su cons@tución predomina la fase fibrilar. Formación FRAGMOPLASTO ACTIVIDADES • i) Las relaciones simbió%cas entre hongos (micorrizas) y plantas beneficia a ambos par%cipantes. La planta recibe del hongo principalmente nutrientes, minerales y agua, y el hongo ob%ene de la planta hidratos de carbono y vitaminas. Una aplicación interesante de las micorrizas en el campo de las Ciencias Agropecuarias, es su u%lización como inoculante, con el fin de ejercer un efecto promotor del crecimiento que ayude a superar situaciones de estrés o mejore el comportamiento de la planta en aquellos estadios determinantes del rendimiento. En base a los conocimientos teóricos, responda: ACTIVIDADES i 1) ¿Cuál es el principal componente químico en la pared celular de hongos? presente en Pared celular Fungica. Qui@na: polisacarido nitrogenado i 2) ¿Qué funciones cumple la pared celular en los hongos? • Determinar la forma en que se desarrolla el hongo, sea filamentoso o levadura. • • • Establecer dis@ntos @pos de estructuras diferenciadas, como por ejemplo esporas, estructuras reproductoras o de resistencia. PROTEGER A CÉLULAS MICÓTICAS de lisis osmó@ca y probablemente de metabolitos de otros organismos, ya que separa al hongo del medio que la rodea. Sirve como SITIO DE UNIÓN PARA ALGUNAS ENZIMAS, ya que permite al hongo adherirse a dis@ntos sustratos sobre el cual se desarrolla. i 3) Esquema%ce una célula micó%ca y señale la posición de la pared celular. Cada milímetro de líquido ruminal contiene en promedio: " 10 a 50 billones de bacterias, entre ellas celulolíticas capaces de degradar la celulosa de la pared celular vegetal " 1 millón de protozoarios " Un número variable de levaduras y hongos Índice de firmeza o resistencia de la pulpa a la presión Presionómetro mide resistencia de la pulpa a la penetración de un vástago estándar Durante la maduración de las frutas los componentes de la pared celular (pectinas, hemicelulosa y celulosa), comienzan a degradarse en compuestos solubles, por acción de enzimas pectinesterasas, poligalacturonasas y celulasas. Éste índice permite determinar el grado de madurez de las frutas. Mecanismo de acción de Trichoderma spp. Micoparasi%smo Competencia An%biosis Los fungicidas a base de Trichoderma actúan por hiperparasitismo degradando las paredes celulares de los hongos fitopatógenos para consumir su citoplasma. ACTIVIDADES UNIONES CELULARES Estructuras extracelulares Aquellas estructuras mas allá de las membrana plasmática, que permiten la relación entre células y el medio que las rodea Funciones: reconocimiento comunicación intercelular adhesión molecular ACTIVIDADES a) Las células se relacionan entre sí y con el medio que las rodea debido a la presencia de la matriz celular. En base a ello y de acuerdo a lo leído ente capítulo responda: a1) ¿La matriz celular es igual en todas las células? • NO • La matriz extracelular es diferente de acuerdo al %po de célula. • En células animales esta matriz es variada y con diferentes funciones como por ejemplo: la división, mo%lidad, diferenciación y adhesión. • En plantas, algas, hongos y procariotas la estructura extracelular se denomina pared celular y le da rigidez, es barrera de permeabilidad y protege a la célula. ACTIVIDADES a2) ¿Las diferencias estructurales %enen relación con la funcionalidad celular? • SI • Para cumplir con las diferentes funciones varía justamente la estructura de esta matriz. a3) ¿Las integrinas son glúcidos cuya función es la adhesión entre las células y la matriz celular Ò Ò NO Las integrinas son proteínas. Son moléculas de adhesión celular que interaccionan entre la célula y la matriz. b) La asociación permanente entre células es indispensable para formar tejidos y órganos. Organice en un cuadro sinóp%co los %pos de uniones celulares posibles, indicando entre paréntesis la principal molécula involucrada. ENTRE LAS CELULAS Y LA MATRIZ ADHESIONES FOCALES (Integrinas) se unen a filamentos de ac%na MF HEMIDESMOSOMAS (Integrinas) se unen a filamentos de quera%na FI ADHERENTES Desmosomas (Cateninas y cadherinas) UNIONES ANIMALES ENTRE LAS CÉLULAS VEGETALES ESTRECHAS (Claudinas y ocludinas) COMUNICANTES %po Gap (Conexinas) Puntuaciones PLASMODESMOS Primarias: PERFORACIONES simple o areolada ACTIVIDADES c) La comunicación celular es indispensable para la coordinación de ac%vidades además de la propagación de señales que controlen el crecimiento y la diferenciación. En base a ello, complete el siguiente cuadro compara%vo representando mediante un esquema cada unión comunicante mencionada, remarcando sus caracterís%cas diferenciales. Uniones Tipo Gap Unión entre células vegetales ACTIVIDADES d) Lea atentamente las siguientes consignas e indique si son verdaderas o falsas. • F d1-‐El campo de puntuación primario es una zona de adelgazamiento de la ___ pared secundaria donde se agrupan los plasmodesmos. PARED PRIMARIA ACTIVIDADES ____d2-‐La discon%nuidad en la deposición de la pared secundaria se denomina V puntuación. ACTIVIDADES ____d3-‐En los elementos conductores del xilema se presentan puntuaciones F simples. PLACAS DE PERFORACIÓN e) El glicocaliz es una estructura externa, cons%tuida por una serie de moléculas, de espesor variable pero siempre presente en todas las células. Realice un listado completo de las funciones conocidas de esta estructura extracelular. • Establecen un microambiente en la superficie celular, actuando como posible barrera en la difusión de ciertos iones. • Incrementar la concentración de enzimas. Ej microvellosidades del tracto diges%vo de animales. • Protección celular contra daños químicos o mecánicos. • Compa%bilidad en los trasplantes. • Le permite al sistema inmunológico reconocer y atacar selec%vamente a organismos extraños. • Reconocimiento celular. Actúa como marcador en varios %pos de interacciones celulares ACTIVIDADES f) La existencia de organismos mul%celulares cons%tuidos por células individuales, exige que las células posean un sistema de generación, transmisión, recepción y respuesta de una mul%tud de señales que las interrelacionen funcionalmente entre sí. En base a ello, responda: • f1) ¿Qué %po de señales celulares se conocen? Señales químicas y señales eléctricas • f2) Describa un ejemplo de señal química y otro de señal eléctrica. Células Nerviosas Señales químicas, por la liberación de un neurotransmisor que convierte el impulso eléctrico en una señal química. Sinapsis química. Señales eléctricas entre células nerviosas, por cambios electroquímicos en sus membranas sinápsis eléctrica ACTIVIDADES f2) Describa un ejemplo de señal química y otro de señal eléctrica. Cipermetrina, Deltametrina y Alfametrinas (C22H19Br2NO3) son insec@cidas sinté@co del Grupo piretroide con ac@vidad insec@cida y acaricida de amplio espectro. Actúa por contacto e inges@ón afectando al sistema nervioso de los artrópodos y provocando su muerte. Organoclorados conforman un grupo de pes@cidas desarrollados principalmente para control de plagas. Su origen se remonta a la fabricación del DDT (diclorodifeniltricloroetano) en 1943. De ahí en adelante y por muchas décadas, dicho clorado fue un arma importante en la lucha química y una casi ineludible en el control del mosquito Anopheles transmisor de la malaria. Su acción, como casi todos los insec@cidas, es a nivel del sistema nervioso, generando alteraciones de la transmisión del impulso nervioso. Mayoría de los agroquímicos permi%dos en la actualidad ACTIVIDAD N˚9 PARED CELULAR Obje%vos • Observar pared celular en dis8ntos 8pos celulares. • Reconocer estructuras de comunicación entre células. • Desarrollar habilidades y destrezas en la preparación de observaciones sencillas. ACTIVIDAD N˚9 PARED CELULAR A) OBSERVACIÓN DE PARED CELULAR EN HONGOS Material biológico: hongos patógenos de granos des@nados a la alimentación humana Metodología: Colocar una gota de agua en un portaobjeto limpio. Separar con la ayuda de la aguja histológica, una pequeña porción de micelio del hongo y distribuirlo sobre portaobjeto. Cubrir con un cubreobjeto, evitando la formación de burbujas de aire Ubicar en el microscopio y observar en aumentos de 10X y 40X Resultados: Dibuje lo observado e indique: Esporas Material biológico que observó: Hongo Fitopatogeno ¿Con qué aumento? 10x, 40x. ¿Qué estructuras identificó? Pared Celular, Citoplasma. Hifas ACTIVIDAD N˚9 PARED CELULAR B) OBSERVACIÓN DE PARED CELULAR EN CÉLULAS VEGETALES Material biológico: Acelga (Beta vulgaris L.) en crudo y cocida. Metodología: 1-‐ Colocar una gota de agua sobre un portaobjeto limpio. 2-‐ Realizar un corte transversal del mesófilo de acelga cruda con la ayuda de una hoja de afeitar nueva o bisturí y depositar el material sobre un portaobjeto. 3-‐ Cubrir con un cubreobjeto. 4-‐ Distribuir sobre otro portaobjeto limpio una pequeña can@dad de acelga cocida. Cubrir con un cubreobjeto. 5-‐ Colocar en el microscopio y observar cada uno de los preparados realizados. Resultados: Dibuje lo observado e indique el aumento. MATERIAL CRUDO MATERIAL COCIDO ACTIVIDAD N˚10 Uniones comunicantes en células vegetales Obje%vos • Observar uniones comunicantes entre células vegetales. • Desarrollar habilidades y destrezas en la preparación de observaciones sencillas. ACTIVIDAD N˚10 Uniones comunicantes en células vegetales Material biológico: Pimiento (Capsicum annun L.) Metodología: 1-‐ Colocar una gota de agua sobre un portaobjeto limpio. 2-‐ Re@rar cuidadosamente una pequeña porción de epidermis del fruto de pimiento y depositar el material sobre un portaobjeto. 3-‐ Cubrir con un cubreobjeto. 4-‐ Colocar en el microscopio y observar. Material biológico que observó Resultados: Dibuje lo observado e indique: Citoplasma Pimiento (Capsicum annun L.) Plasmodesmo ¿Con qué aumento? 40x ¿Qué estructuras identificó? Cromoplasto Pared celular, lámina media, plasmodesmos y cromoplastos REPASEMOS De acuerdo a lo aprendido en el teórico, su lectura previa del tema y lo observado por usted, responda las siguientes ac%vidades: 1-‐ Complete el siguiente cuadro compara%vo acerca de la presencia de pared celular en los dis%ntos %pos de células observadas a lo largo de todas las ac%vidades prác%cas. TIPO CELULAR Procariota MATERIAL BIOLÓGICO OBSERVADO Yogur (bacilos y cocos) (1º prác%co) PRINCIPAL COMPONENTE DE LA PARED FUNCIÓN DE LA PARED EN LA CÉLULA Pep%doglicano o mureina Protección, forma, resistencia, etc. Eucariota fúngica Levadura (Sacharomyces cerevisiae) Qui%na Determina la forma, si%o de unión para algunas enzimas, protección, etc. Eucariota Vegetal Acelga (Beta vulgaris L.) Celulosa Exoesqueleto, soporta esfuerzos mecánicos, establece las relaciones hídricas normales, barrera de protección, etc. 2-‐ En los preparados observados al microscopio usted pudo iden%ficar la pared celular, ¿pudo además observar la membrana plasmá%ca de la célula? SI – NO 3-‐ Realice un esquema de dos células vegetales con%guas (célula A y célula B) marcando la ubicación de la pared celular, sus diferentes capas cons%tuyentes y la membrana plasmá%ca. 4-‐ Mencione las diferencias observadas en los preparados de acelga cruda y cocida: Caracterís%ca Material Crudo Material cocido Forma Celular Definida Indefinida Pared Celular Presente Ausente Componentes intracelulares Cloroplastos, vacuolas, núcleo Se tornan difusos • 7-‐ Usted visualizó en el microscopio óp%co el %po de unión llamada PLASMODESMO _______________ que comunica los citoplasmas de dos células con%guas. Este %po de unión celular involucra las siguientes estructuras celulares: MEMBRANA PLASMÁTICA DESMOTÚBULOS (REL) QUE ATRAVIESA AL PLASMODESMO PARED CELULAR 5-‐ Complete el siguiente cuadro mencionando los %pos de uniones que se establecen entre las células eucariotas: Célula vegetal Célula animal Plasmodesmos X Adherentes Puntuaciones X Estrechas Perforaciones X Tipo Gap X 6-‐ En el cuadro anterior marque con una cruz las uniones que son de %po comunicante. • 8-‐ Dibuje el %po de unión comunicante entre células vegetales y señale mediante flechas las estructuras intervinientes.
