Fundamentos Esenciales de la Biología Vegetal: Clasificación, Célula y Bioquímica

Clasificación y Filogenia de las Plantas

La clasificación de los organismos vegetales se organiza de la siguiente manera:

• Algas: Son organismos protistas y no se consideran plantas verdaderas.
• Bryophyta (Briófitas): Son los más simples (Musgos y hepáticas). No poseen raíces, floema ni xilema. Carecen de semillas y flores.
• Pteridophyta (Pteridófitas): Incluyen a los Helechos.
• Gimnospermas: Incluyen a las Coníferas (Pinos).
• Angiospermas: Consideradas las plantas verdaderas.

Árbol Filogenético

El alga verde ancestral (carófitas) dio origen a las plantas terrestres sin vascularización, como las Briofitas (Musgos y hepáticas). Otra rama del ancestro evolucionó en Plantas vascularizadas, que dan origen a dos grandes grupos:

• Pteridofitas: Helechos sin semillas.
• Gimnospermas: Coníferas, caracterizadas por tener semillas desnudas.
• Angiospermas: Plantas con flores y semillas cubiertas. Se dividen en Monocotiledóneas y Dicotiledóneas (aunque no comparten el mismo ancestro directo).

Estructura del Cuerpo de la Planta

El cuerpo de la planta se organiza en dos sistemas principales:

• Sistema vástago: Compuesto por el tallo y las hojas.
• Sistema radicular: Compuesto por la raíz.

Componentes Estructurales Clave

• Meristemos: Células especializadas, responsables del crecimiento (apicales y florales).
• Pecíolo: Pequeño tallo que une la hoja al tallo principal por un nudo.
• Yema axilar: Brote por donde nace una hoja.
• Nodo: Punto donde se separa una rama lateral o una hoja.
• Internodo: Espacio entre un nodo y otro.

Organelos Celulares

Los organelos cumplen funciones vitales dentro de la célula:

• Núcleo: Controla todas las funciones celulares mediante la producción de proteínas.
• Nucléolo: Producción de ribosomas, necesarios para traducir el ARN.
• Ribosomas: Producidos en el nucléolo y adheridos al RER. Su función principal es la síntesis de proteínas.
• Retículo Endoplasmático Rugoso (RER): Encargado de la síntesis de proteínas.
• Retículo Endoplasmático Liso (REL): Encargado de la síntesis lipídica y la purificación del ambiente celular.
• Aparato de Golgi: Almacena y empaca proteínas para distribuirlas, a menudo modificándolas con azúcares y lípidos.
• Mitocondrias: Producen energía (ATP) a partir de la glucosa.
• Cloroplastos: Captan la energía lumínica y la convierten en glucosa mediante la clorofila, presente en la membrana de los tilacoides (agrupados en granas interconectadas en el estroma).
• ADN cloroplástico: Es circular y se divide autónomamente (fenómeno de Endosimbiosis), independiente del ADN nuclear. Posee dos capas lipídicas (externa e interna) y una membrana intermembrana.
• Vacuolas: Utilizadas para almacenar agua y expulsar partes no funcionales.
• Lisosomas: Encargados de la digestión celular.
• Centriolos: Participan en la división celular (uso cromático).

Estructuras de la Célula Vegetal

Membrana Celular

Es una bicapa lipídica (formada por fosfolípidos con cola hidrófoba y cabeza hidrófila) y es semipermeable. Contiene proteínas que forman canales selectivos (porinas).

Pared Celular Vegetal

Es una estructura rígida y casi impermeable, compuesta por fibras de celulosa (glucosa) unidas por proteínas fibrilares, glucosa y sacarosa, formando una malla. En su exterior está protegida por una lámina de pectina.

Información Genética

• Cromosomas: Almacenan toda la información genética (el “cerebro” de la célula).
• ARN (Ácido Ribonucleico): Presente en el ADN nuclear, participa en la síntesis de proteínas que dan órdenes a los diferentes orgánulos para que cumplan sus funciones.

Macromoléculas Biológicas

Proteínas

Son las macromoléculas más abundantes. Están formadas por péptidos unidos por enlaces peptídicos para formar polipéptidos. Existen 20 aminoácidos esenciales.

Funciones de las Proteínas

• Catálisis: Enzimas.
• Defensa: Inmunoglobulinas (inmgb).
• Transporte: A través de la membrana.
• Soporte: Fibras estructurales.
• Movimiento: Músculo.
• Regulación y almacenamiento.

Clasificación de Aminoácidos

Los aminoácidos se diferencian por su grupo R (unido al carbono alfa, al grupo amino y al grupo carboxilo):

• Cadenas no-polares hidrofóbicas: Alanina, leucina.
• Carga positiva: Arginina, histidina, lisina.
• Carga negativa: Ácidos aspártico y glutámico (poseen un grupo carboxilo adicional).

Estructuras Proteicas

1. Estructura Primaria: Secuencia ordenada de aminoácidos.
2. Estructura Secundaria: Patrones regulares repetidos (Hélice Alfa y Láminas Beta).
3. Estructura Terciaria: Forma tridimensional completa del polipéptido, determinada por la interacción entre los grupos R.
4. Estructura Cuaternaria: Estructura final de la proteína, dada por la unión de diferentes polipéptidos.

Ácidos Nucleicos

Su función principal es almacenar información. Están compuestos por nucleótidos que forman polímeros (ADN y ARN).

Carbohidratos

Son azúcares simples que proporcionan energía y estructuras (Glucosa, Fructosa). Son monosacáridos que forman polímeros.

Lípidos

Utilizados principalmente para el almacenamiento de energía.

Ácidos Grasos

• Saturados: Sin dobles enlaces.
• Insaturados: Con doble enlace en alguna parte de la cadena.

Clasificación de Lípidos

• Saponificables:
  • Simples: Céridos.
  • Compuestos: Fosfoglicéridos, fosfolípidos, esfingolípidos.
• Insaponificables: Terpenos, Esteroides, Prostaglandinas.

Conceptos Bioquímicos Adicionales

• Enzimas: Son una forma de proteínas cuya función es catalizar reacciones (romper o unir moléculas). Todas las enzimas son proteínas, pero no todas las proteínas son enzimas.
• Condensación: Reacción de unión entre monómeros para formar polímeros, liberando agua.
• Hidrólisis: Reacción que rompe los polímeros en cualquier lugar mediante la adición de H₂O.