Desarrollo y hormonas vegatales

Subtítulo

Crecimiento y Desarrollo• El desarrollo comprende crecimiento y diferenciación • Crecimiento son cambios cuantitativos• Diferenciación son cambios cualitativos

• El término desarrollo es sinónimo de morfogénesis

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Crecimiento: Expansión y división

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• La expansión gracias a las Expansinas de la pared Celular

• La división, ciclo celular, reguladas por las quinasas dependientes de ciclinas en dos puntos clave: G1/S y G2/M

• Este ciclo celular también está bajo el control de señales externas (hormonas, azúcares e inhibidores)

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Hormonas en el ciclo celular• En la fase G1, las auxinas, citocininas,

giberelinas, los brasinoesteroides y la sacarosa activas la actividad de la CDKA y que pasen a la fase S, Por otro lado el etileno y ABA promueve la acumulación de un inhibidor que evita su pase a la fase S.

• La diferenciación conduce a la especialización celular, depende de la expresión diferencial del material genético.

• Por lo tanto cada célula tiene la información genética necesaria para producir cualquier órgano o parte de la planta. TOTIPOTENCIA

• Un ejemplo claro son los cultivos in vitro• Kalanchoe

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• Todas las señales que se distribuyen en la planta y le indican a tal o cual célula crecer o diferenciarse se hace a través de los plasmodesmos.

• Primero se da la competencia, que es la capacidad que tienen las células para reconocer señales y luego la determinación que alude a un mecanismo de memoria.

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Ciclo Vital de las Plantas• Gametogénesis

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Embriogénesis• Divisón

asimétrica ( polo apical, polo basal)

• El transporte y la acumulación de auxina determinan la polaridad del embrión

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Los meristemos apicalesEl cuerpo primario: raíces, tallos y hojas están formados por tres sistemas de tejidos básicos que se inician durante el desarrollo del embrión:Sistema Dérmico: EpidermisSistema Vascular: Xilema FloemaSistema Fundamental : parénquima, colénquima, esclerénquimaTallos dicotiledóneas , Córtex y médulaTallos monocotiledóneas, no hay médula

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Crecimiento secundario:

• Meristemos secundarios o laterales • Cambium vascular: Floema y xilema• Cambium del felógeno: peridermis,

súber

• Meristemos reproductores , yemas florales se originan de meristemos vegetativos pre-existentes donde hay un cambio de identidad en respuesta a factores internos y externos.

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• El tallo y la raíz son estructuras indeterminadas• Las hojas y flores son estructuras determinadas • Así hay especies :• Monocárpicas• Policárpicas

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Meristemos apicales• Dos funciones:• Automantenimiento como región formadora • Iniciación de tejidos y órganos• En el meristemo hay dos tipos de células unas células troncales

permaneces como nicho y otras células se desplazan fuera del nicho ( células derivadas)

• Las células troncales mantiene su número.

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Meristemo apical del tallo• Tiene tres partes.• El mersitemo en si• Una región que origina los primordios• Una región suapical• Región de maduración• Estructura de 100um de diámetro en forma de domo con 800 a 1200 células• Tiene apariencia estratificada ( L, L2 L3)

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Zonas del meristemo apical1. Zona central: nicho de células troncales , tiene un centro

organizador2. Zona Periférica3. Zona Medular

Los factores de transcripción que participan e la regulación de la función del meristemo apical interactúan con varias hormonas, gracias a los estudios en mutantes disfuncionales.Las citoquininas son necesarias para la división celular, mientras que los niveles bajos de giberelinas limita la expansión celular proporcionando mayor flexibilidad en las orientaciones de división celular , propiedad importante en células no diferenciadas.

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Las auxinas regulan la iniciación de los primordios foliares en la ZP• Las auxinas controlan la formación de primordios y determina

la fitolaxia• Primero hay una acumulación de Auxina en la ZP, gracias a los

transportadores PIN.• A medida que el primordio foliar se desarrolla las células más

próximas al meristemo forman la cara adaxial y las más lejanas la cara abaxial.

• Las yemas axilares se originan de nichos de células troncales que se activan en la superficie adaxial de las axilas de los primordios foliares emergentes.

• Las auxinas reprimen el rebrote de yemas y posiblemente también la formación del meristemo axilar

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Meristemo apical de la raíz• No ocupa una posición terminal por que esta cubierto de la

caliptra• Las angiospermas tiene entre una y cuatro capas de células

troncales • Las células del meristemo llamado Centro Quiescente (CQ)

tiene una frecuencia de división baja • Si se altera el CQ, el meristema colapsa lo que ha comprobado

que este emite señales represoras de la diferenciación• Las células adyacentes al CQ tiene el mismo índice de división

que las células de ZC.

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Participación de la auxina en el mantenimiento de las células troncales del meristemo apical de la raíz• La auxina también participa como en ZC por acumulación en la

que activa la expresión de genes ( PLT1/PLT2) que codifican factores de transcripción de la AP2. Este mantiene la producción de células troncales en el ápice de la raíz.

• El meristemo apical de la raíz no forma órganos laterales . Las raíces laterales se diferencian en el periciclo.

• Las auxinas tienen un papel fundamental en la formación de raíces laterales adventicias. La auxina induce la expresión del gen NAC1, quien inicia la formación de raíces adventicias.

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Hormonas Vegetales• Coordinan las actividades células tejidos y órganos.• Es un medio de comunicación química • No son como las hormonas animales ( Sitio localizado de biosíntesis, Transporte,

cambios en los niveles endógenos)• En los vegetales sucede lo siguiente:1. Cualquier órgano de la planta es capaz de sintetizar hormonas 2. El transporte no es un componente esencial para la acción de hormonas, por

ejemplo el las Auxinas y el ABA3. El concepto de células Diana en las plantas es impreciso4. La respuesta hormonal se lleva a cabo a través de cambios en la

concentración y la sensibilidad de los tejidos a las hormonas.5. Las hormonas vegetales son sustancias orgánicas, sintetizadas por las

plantas, que tienen la capacidad para afectar procesos fisiológicos en concentraciones mucho más bajas que los nutrientes o las vitaminas ( menor a 1UM)

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Grupos de hormonasSe conocen que existen en 11 tipos de hormonas 1. Auxinas2. Giberelinas3. Citoquininas4. Etileno5. Ácido Abscísico6. Brasointeroides7. Oxilipinas (Jasmonatos)8. Poliaminas9. Salicilatos10. Oligopéptidos11. Óxido nítrico12. Oligosacarinas13. Glucosa

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Mecanismo de respuesta hormonal• Gracias al sistema de acoplamiento estímulo – respuesta• Tienes fases:1. Percepción de la señal ( primer mensajero) por parte de la

célula2. Generación y transmisión de la señal (Transducción)3. Activación de un cambio bioquímico

Características de la cadena: rapidez, sensibilidad y especificidad

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1. Percepción de la señal• Se produce por proteínas la membrana con las siguientes

características:• Unión específica y reversible a la hormona• Inducir a una respuesta biológica

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La cadena de transducción generada depende del tipo de receptor• El receptor puede ser:• Proteína kinasa (RPK) que tiene a las MAPK Mitogen Activated protein

kinases estas son proteínas quinasas serina/treonina• Los receptores de brasinoesteroides y del oligopéptido CLV3 son RPK de

serina/treonina• Los receptores de citoquininas y etileno son quinasas de histidina• Como segundos mensajeros se conocen a :• Acido fosfatídico, lisofosfolípidos, inositol-1,4,5 trifosfato, 1,2-

diacilglicerol, guanosina monofosfato cíclica, adenosina disofosfato cíclica ribosa, Ca2+, H+ agentes redox como el Ac. Ascórbico o gluatión, peróxido de hidrógeno y radicales libres, adenosina monofosfato• La mayor parte de estos segundos mensajeros son liberados en el

citoplasma pero algunos se quedan en la membrana.

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+• Una vez que se recepciona la señal y se transduce puede ser dirigida al núcleo para poder generar las respuestas biológicas.

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Los receptores de hormonas Brassinosteroides BRI1 y BRL3 se localizan en tipos celulares distintos en Arabidopsis. Esta imagen de microscopía confocal muestra la expresión de las proteínas de la familia BRI1 en raíces de plantas Arabidopsis. En rojo, se observa la pared celular y en verde la expresión de las proteínas receptoras BRI1 (foto de la izquierda) y BRL3 (foto derecha). La proteína BRI1 se localiza en la mayoría de los tipos celulares de la punta de la raíz. Contrariamente, BRL3 es específica de las células madre de la punta de la raíz.