La Pared Celular: Una Estructura Clave Para la Vida Vegetal

La célula varía desde los procariotas simples hasta los seres humanos, quienes tienen alrededor de 30 millones de millones de células, siendo el 84% de estas glóbulos rojos (Sánchez Amador, 2021). Todas comparten funciones como nutrirse, crecer, multiplicarse, diferenciarse, señalizar, reconocer el entorno (quimiotaxis) y evolucionar, lo que implica cambios en su genoma. La estructura celular destaca la presencia de ADN en cromosomas, ya sea libre (procariotas) o en una membrana nuclear (eucariotas), esencial para la síntesis de proteínas, constituyendo el 80% del protoplasma celular deshidratado. A través de procesos de transcripción y traducción, la información genética se transforma en cadenas de aminoácidos, las unidades fundamentales de las proteínas. Para el adecuado funcionamiento, según Sánchez Amador (2021), la célula mantiene un equilibrio interno, regulado por la membrana plasmática y estructuras accesorias, asegurando su integridad y adaptación al entorno.

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¿Qué es la Pared Celular?

La matriz extracelular que rodea a todas las células de las plantas y que también está presente en la mayoría de procariotas, hongos y otros organismos considerados "evolutivamente simples" se conoce como pared celular (Sánchez Amador, 2021). Esta estructura se encuentra ubicada externamente a la membrana plasmática (Rivera Díaz, 2023). A pesar de su denominación que sugiere un obstáculo impenetrable, Zita Fernandez (2018) menciona que, la pared celular se caracteriza por su dinamismo, desempeñando un papel crucial en las relaciones de las células con su entorno.

Membrana Celular vs. Pared Celular

La principal diferencia entre estas dos estructuras radica en que la membrana celular se forma por dos capas de fosfolípidos y proteínas (Rivera Díaz, 2023). Esta estructura delimita las células con el propósito de resguardar su contenido frente al entorno externo. En contraste, la pared celular es una estructura característica de las células vegetales, ofreciendo un soporte estructural robusto y una protección adicional. Conforme con Rivera Díaz (2023), la pared celular se caracteriza por ser considerablemente más rígida que la membrana celular.

La Pared Celular: Soporte, Regulación y Protección

La pared celular desempeña múltiples funciones y persigue diversos objetivos (Rivera Díaz, 2023). Es esencial para proporcionar soporte estructural, confinando y delimitando el espacio celular, lo que contribuye a la estabilidad celular (Rivera Díaz, 2023). Además, desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la presión celular interna, regulando la concentración de sustancias disueltas que influyen en la entrada de agua a través de la membrana celular (Zita Fernandes, 2018). La ausencia de la pared celular llevaría a la célula a hincharse de manera descontrolada, incluso llegando a explotar. Además, actúa como un escudo protector al controlar el ingreso de agentes externos que podrían dañar la célula, siendo crucial para la interacción de los organismos con su entorno (Zita Fernandes, 2018). Su papel en la señalización y la defensa es crucial para las comunicaciones celulares y los mecanismos de señalización (Rivera Díaz, 2023). Según Rivera Díaz (2023), en caso de ruptura, se activan menos mecanismos de defensa.

Pared Celular Vegetal

La pared celular de las plantas es ampliamente reconocida, utilizándose comúnmente como la distinción principal entre las células del reino Animalia y Plantae (Sánchez Amador, 2021). Por fuera de la membrana plasmática de la célula vegetal, se encuentra una pared celular compuesta principalmente por celulosa y pectina (Zita Fernandes, 2018). Según Sánchez Amador (2021), la función más crucial de esta matriz extracelular es sostener la presión osmótica del entorno celular, que surge debido a las diferencias de concentración entre el medio interno y externo.

Cuando el entorno extracelular es hipotónico, lo que significa que tiene una concentración de solutos menor que la célula, el agua penetra en la célula, resultando en su hinchazón o turgencia (Sánchez Amador, 2021). Desde un punto de vista químico, la célula busca alcanzar un equilibrio entre la solución externa hipotónica y su citoplasma hipertónico, de modo que ambas se vuelvan isotónicas mediante el intercambio de fluidos. Sin la pared celular, capaz de resistir presiones varias veces superiores a la atmosférica, las células de las plantas se hincharían por la entrada de agua y eventualmente explotarían. De conformidad con Sánchez Amador (2021), para resistir estas presiones, la pared celular debe ser fuerte y rígida.

La pared celular presenta tres capas (Sánchez Amador, 2021). La pared celular primaria, una capa fina y flexible que se desarrolla durante el crecimiento celular (Sánchez Amador, 2021). En el proceso de crecimiento de la pared celular primaria, los materiales de síntesis clave son la celulosa (un polímero de más de 10.000 monómeros de glucosa), la hemicelulosa (principalmente de tipo xiloglucano) y la pectina (que actúa como pegamento entre las fibras de celulosa) (Zita Fernandes, 2018; Sánchez Amador, 2021). La pared celular secundaria, sintetizada después de que la célula ha completado su crecimiento y la pared primaria está completamente formada, no presente en todos los tipos celulares dentro de un organismo (Sánchez Amador, 2021). Finalmente, de conformidad con Sánchez Amador (2021), la laminilla media, una capa de pectinas de calcio y magnesio que une a dos paredes celulares de células adyacentes.

En muchas plantas, las paredes celulares de células vecinas pueden fusionarse, alcanzando un espesor de aproximadamente 0.1 micrómetros (Rivera Díaz, 2023). En el entorno celular vegetal, las fibrillas de celulosa se encuentran inmersas en una matriz que consiste en proteínas y los otros dos polisacáridos, la hemicelulosa y la pectina (Sánchez Amador, 2021). Sánchez Amador menciona que, mientras que la distribución de estos tres polisacáridos es homogénea en la pared primaria, en la secundaria el 80% corresponde a celulosa, explicando su rigidez y fortaleza.

Pared Celular Fúngica

En biología, se utiliza el término "hongo" o "Fungi" para referirse a un taxón de organismos eucariotas que comprende mohos, levaduras y seres vivos productores de setas (Sánchez Amador, 2021). A pesar de que su apariencia podría asemejarse a la de las plantas, se distinguen por ser heterótrofos, dicho de otra manera, obtienen materia orgánica directamente del entorno sin llevar a cabo la fotosíntesis. Por otra parte, en correspondencia con Sánchez Amador (2021), se diferencian del reino animal gracias a la presencia de la pared celular en sus células, en contraste con la membrana plasmática que delimita a las células de los animales.

La integridad de la pared celular de los hongos se presenta como una estructura dinámica (Zita Fernandes, 2018). Los componentes de esta pared se sintetizan en la membrana plasmática a través de enzimas (Zita Fernandes, 2018). A nivel filogenético, los hongos están más cercanos a los animales que a las plantas (Sánchez Amador, 2021). Es importante destacar que la pared celular de los hongos está compuesta principalmente por quitina, un carbohidrato que se forma a partir de subunidades de β - (1,4) - N - Acetil - Glucosamina en basidiomicetes y ascomicetes, mientras que en zigomicetes se presenta como quitosano poli - β - (1,4) - N - Acetil - Glucosamina. Además de quitina o quitosano, la pared celular fúngica también contiene glucanos, polímeros de glucosa que conectan las cadenas de quitina. Por último, conforme con Sánchez Amador (2021), esta estructura cuenta con enzimas para la síntesis y destrucción de la pared, así como con proteínas estructurales.

Internamente, la pared celular presenta una armazón de glucanos y quitosanos, formando una especie de cesta alrededor de la célula del hongo (Zita Fernandes, 2018). La superficie de la pared celular varía entre las especies debido a las glicoproteínas. La quitina, un polímero lineal del azúcar N - Acetil - Glucosamina, compone esta estructura. De acuerdo con Zita Fernandes (2018), cabe mencionar que la pared celular de los hongos que causan enfermedades presenta estrategias para evadir el sistema de defensas del organismo afectado, y sus componentes son un blanco ideal para el diseño de fármacos para tratar micosis.

La Pared Celular Bacteriana

La célula representa el cuerpo completo de las bacterias, por lo que estos microbios poseen estructuras especiales (cilios, flagelos y fimbrias) que no se encuentran en la mayoría de los tejidos de los seres pluricelulares (Sánchez Amador, 2021). A diferencia de los organismos que tienen estructuras agregadas para la locomoción, Sánchez Amador (2021) menciona que las bacterias deben realizar todas sus funciones con un solo cuerpo celular.

Lo mismo sucede con la protección contra estresores externos (Sánchez Amador, 2021). Mientras que los humanos tienen un tejido específico para el revestimiento y la protección (piel), las bacterias requieren otras estructuras menos demandantes (paredes celulares) que recubren la membrana y permiten que la unidad celular conserve su integridad. Además de la protección de lo externo, la pared bacteriana evita que la célula explote o se deforme por turgencia (hinchamiento por cambios de concentración entre el citoplasma y el medio). Según Sánchez Amador (2021), esta pared celular se compone de peptidoglicano (mureína), formado por cadenas de polisacáridos unidas por péptidos inusuales con D - Aminoácidos.

Pared Celular en Arqueas

Las arqueas, al igual que las bacterias, son células procariotas (Zita Fernandes, 2018).  No obstante, su pared celular presenta una composición única, puesto que está formada por pseudomureina. Esta estructura se compone equitativamente de azúcares, incluyendo N - Acetil - Glucosamina y Ácido N - Acetil - Talosaminurónico en un 50%, y L - Aminoácidos como Alanina, Lisina y Ácido Glutámico en el otro 50%. A diferencia de la mureina bacteriana, Zita Fernandes (2018) menciona que, las arqueas no incorporan D - Aminoácidos y optan por utilizar el ácido N - Acetil - Talosaminurónico en lugar del ácido N - Acetil - Murámico.

Referencias

1. Rivera Díaz, A. G. (2023, enero 31). Función de la Pared Celular. Plataforma Educativa Luca: Curso en línea y Aprendizaje Esperado; Plataforma Educativa Luca. https://www.lucaedu.com/funcion-de-la-pared-celular/

2. Sánchez Amador, S. A. (2021, junio 9). Pared Celular: Tipos, Características y Funciones. Psicología y Mente. https://psicologiaymente.com/cultura/pared-celular

3. Zita Fernandes, A. (2018, agosto 24). Pared Celular. Significados. https://www.significados.com/pared-celular/