30.20: Sistemas sensoriales y respuestas de las plantas - Respuestas de las plantas a la gravedad
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- Describir el papel de los amiloplastos en el gravitropismo
Ya sea que germinen o no a la luz o en la oscuridad total, los brotes suelen brotar del suelo, mientras que las raíces crecen hacia abajo hacia el suelo. Una planta colocada de costado en la oscuridad enviará brotes hacia arriba cuando se le dé suficiente tiempo. El gravitropismo asegura que las raíces crezcan en el suelo y que los brotes crezcan hacia la luz solar. El crecimiento de la punta apical del brote hacia arriba se llama gravitropismo negativo, mientras que el crecimiento de las raíces hacia abajo se llama gravitropismo positivo.
Lapso de tiempo del crecimiento de brotes y raíces de guisante: Lapso de tiempo de una planta de guisante que crece a partir de semilla, mostrando tanto el sistema de brotes Las raíces crecieron hacia abajo en la dirección de la gravedad, que es gravitropismo positivo, y el brote crece hacia arriba lejos de la gravedad, que es gravitropismo negativo.
La razón por la que las plantas saben qué manera de crecer en respuesta a la gravedad es debido a los amiloplastos en las plantas. Los amiloplastos (también conocidos como estatolitos) son plastidios especializados que contienen gránulos de almidón y se asientan hacia abajo en respuesta a la gravedad. Los amiloplastos se encuentran en brotes y en células especializadas de la caperuza radicular. Cuando una planta se inclina, los estatolitos caen a la nueva pared celular del fondo. Unas horas después, el brote o raíz mostrará crecimiento en la nueva dirección vertical.
El mecanismo que media el gravitropismo es razonablemente bien entendido. Cuando los amiloplastos se asientan en el fondo de las células detectoras de gravedad en la raíz o brote, contactan físicamente con el retículo endoplásmico (ER). Esto provoca la liberación de iones de calcio desde el interior de la sala de emergencias. Esta señalización de calcio en las células provoca el transporte polar de la hormona vegetal ácido indol acético (IAA) al fondo de la célula. En las raíces, una alta concentración de IAA inhibe la elongación celular. El efecto ralentiza el crecimiento en el lado inferior de la raíz mientras que las células se desarrollan normalmente en el lado superior. La IAA tiene el efecto contrario en los brotes, donde una mayor concentración en el lado inferior del brote estimula la expansión celular y hace que el brote crezca. Después de que el brote o raíz comienzan a crecer verticalmente, los amiloplastos vuelven a su posición normal. Otras hipótesis, que involucran a toda la célula en el efecto gravitropismo, se han propuesto para explicar por qué algunos mutantes que carecen de amiloplastos aún pueden exhibir una débil respuesta gravitropica.
Puntos Clave
- El gravitropismo positivo ocurre cuando las raíces crecen en el suelo porque crecen en la dirección de la gravedad, mientras que el gravitropismo negativo ocurre cuando los brotes crecen hacia la luz solar en la dirección opuesta a la gravedad.
- Los amiloplastos se asientan en el fondo de las células de los brotes y raíces en respuesta a la gravedad, provocando la señalización de calcio y la liberación de ácido indol acético.
- El ácido indol acético inhibe la elongación celular en el lado inferior de las raíces, pero estimula la expansión celular en los brotes, lo que hace que los brotes crezcan hacia arriba.
Términos Clave
- amiloplasto: un orgánulo no pigmentado que se encuentra en algunas células vegetales que es responsable de la síntesis y almacenamiento de gránulos de almidón a través de la polimerización de glucosa
- estatolito: una forma especializada de amiloplasto implicada en la gravipercepción por raíces de plantas y la mayoría de invertebrados
- gravitropismo: la capacidad de una planta para cambiar su crecimiento en respuesta a la gravedad