Creixement Cel·lular i Resposta a la Sequera en Plantes: Mecanismes i Regulació

Creixement Cel·lular en Plantes

El creixement cel·lular està regulat per factors interns i ambientals. El mecanisme més conegut és la teoria del creixement àcid, la qual involucra l'àcid indolacètic (AIA).

Mecanismes a Curt Termini

A curt termini (minuts), es produeix una modificació bioquímica dels components de la paret per iniciar el creixement. La unió de l'AIA al seu receptor activa les H⁺ ATPases de la plasma membrana, acidificant la paret cel·lular. La baixada del pH activa enzims presents a la paret sensibles al pH àcid: les expansines. Aquestes són proteïnes altament conservades i d’àmplia distribució als vegetals, i es considera que són les primeres a actuar. Separen les hemicel·luloses de les microfibrilles de forma no específica, permetent l’acció de les hidrolases. Les expansines són les úniques proteïnes fins ara que s’ha demostrat que causen l’expansió de la paret in vivo. Entre les hidrolases relacionades amb el creixement destaquen les transglicosidases i les glucanases. La XET (xiloglucàendotransglicosidasa) trenca petits fragments interns del polisacàrid i els lliga en un altre indret de la macromolècula. L’acció d’aquests enzims sobre la paret provoca una pèrdua de rigidesa, cosa que fa que el potencial hídric (Ψ) baixi i entri aigua des del medi a la cèl·lula.

Components Físics del Creixement Cel·lular

Els components físics que participen en el creixement cel·lular són:

1. Permeabilitat de la membrana
2. Gradient hídric
3. Potencial hídric (Ψ) que augmenta quan entra l’aigua

La permeabilitat de la membrana i el gradient hídric són directament proporcionals al creixement.

Finalització del Creixement Cel·lular

La finalització del procés de creixement cel·lular coincideix amb un increment de les peroxidases de la paret i també està directament relacionada amb un increment de la presència de calci a la paret.

Resposta a la Sequera i l'Àcid Abscísic (ABA)

Quan l’organisme vegetal es troba sota condicions de sequera, els seus nivells d’ABA augmenten fins a 40 vegades. S’aconsegueix així una resposta que és detectada als pocs minuts. Aquesta hormona actua interaccionant amb les cèl·lules oclusives dels estomes seguint el següent mecanisme d’acció:

Mecanisme d'Acció de l'ABA en les Cèl·lules Oclusives

1. L’ABA s’enllaça a un receptor de la membrana plasmàtica.
2. Produeix l’obertura dels canals de calci de la membrana i una despolarització temporal de la mateixa.
3. Aquesta despolarització promou l’obertura dels canals de clor, que posteriorment despolaritzen la membrana.
4. L'ABA a la vegada incrementa els nivells de IP3.
5. L’IP3 obre canals de calci dependents d’IP3, produint l’alliberació de calci des del vacúol.
6. L’increment de calci citosòlic activa l’obertura de canals de sortida de clor i inhibeix la dels canals d’entrada de potassi. Aquest flux net de càrregues negatives es tradueix en una gran despolarització de la membrana.
7. L’ABA causa un increment en el pH citosòlic. Aquest augment de pH produeix l’obertura de canals de potassi i la sortida de potassi cap a les cèl·lules accessòries. Això produeix una baixada en el potencial osmòtic a les cèl·lules guarda, seguint aquest gradient l’aigua es desplaça cap a les cèl·lules accessòries i fa que la turgència en aquestes pugi. La turgència disminueix a les cèl·lules oclusives i per això els estomes es tanquen.