EL ELEMENTO CRIBOSO DEL FLOEMA: un río corre a través de el. Richard D. Sjolund

Pared celular de los elementos cribosos Las paredes celulares soportan altas presiones hidrostáticas (hasta 30 atm). En estadíos tempranos de diferenciación los microtúbulos se orientan a 90º del eje de la planta, impidiendo la deformación y ensanchamiento. Microfibrillas densamente empaquetadas de celulosa se orientan de la misma manera que los microtúbulos, brindando resistencia lateral y permitiendo el flujo de presión en sentido vertical (como en un barril).

Placa Cribosa Las paredes terminales sufren modificaciones que favorecen el flujo a través del tubo criboso Plasmodesmos que unen elementos adyacentes forman los poros de la placa, en donde se deposita calosa. El diámetro del poro es de 200 a 400 nm, alcanzando el micrón (Plasmodesmos  33 nm).

Plasmodesmos-transportadores Célula madre Elemento criboso Célula acompañante Conectados por plasmodesmos ramificados Elemento criboso ------------------- Célula acompañante

Modelos de carga floemática Simplástica conexiones continuas de plasmodesmos desde el mesófilo hacia las células acompañantes y de estas a los elementos cribosos Apoplástica transporte activo a través de la membrana plasmática de la célula acompañante o del elemento criboso. No hay conexiones por plasmodesmos con células del mesófilo.

Modelo de captura –polímero en via simplástica La sacarosa producida en el mesófilo, difunde a las células intermediarias vía simplástica y se polimeriza formando rafinosa o estaquinosa , que debido su mayor tamaño no pueden retornar al mesófilo pero si pasar a los elementos cribosos por los plasmodesmos ramificados.

Transporte activo Estudios de inmunolocalización demostraron la presencia de ATPasa y proteína cotransportadora de sacarosa en la membrana de células acompañantes de Arabidopsis. En las membranas de los elementos cribosos, se ha podido inmunolocalizar la proteína cotransportadora de sacarosa, lo que sugiere la presencia de una ATPasa en estas células. De ser asi….. De donde obtienen la fuente de ATP?

Dos posibles fuentes de ATP ATP producido por mitocondrias de células acompañantes y luego dirigido a través de los plasmodesmos ramificados ATP producido por las mitocondrias del elemento criboso

Proceso de diferenciación del elemento criboso 1.% célula madre (cél.acompañante + elemento criboso) 2. Formación de cuerpos de proteína P 3.desintegración del núcleo, RER, vacuola y cuerpo de Golgi. 4.elemento criboso maduro ( mitocondrias, plástidos, REL y proteína P)

La proteólisis en la diferenciación del elemento criboso es un proceso muy selectivo y preciso. Porque se degradan algunas organelas y otras no?????? La ruptura de la vacuola liberaría enzimas proteolíticas dentro del citoplasma durante la diferenciación del elemento criboso. La degradación del núcleo estaría relacionada con un mecanismo de muerte celular programada.

“Compartimientos” en el E.C. En el elemento criboso se diferencian dos fases 1. Fase Central (Citoplasma): componente dinámico (Flujo de asimilación) 2. Fase Parietal (MP, REL, Mitocondrias, Plástidos, proteína P): componentes fijos.

Velocidad de transporte O sea, 396 km/hr, más rápido que el récord de velocidad para un auto, establecido por un Porsche 917 (386 km/hr) Desde ahora, viajaré en floema! La tasa de translocación del floema se ha estimado en 40cm/hr (110 m/seg en escala celular) Esto corresponde, en una escala humana, a un río de 20 metros de ancho que fluye a 110 m/s

El modelo del río genera dos problemas... Las organelas persistentes deben hallarse ancladas en la región periférica de la célula. Debe existir un direccionamiento de las moléculas ubicadas (y con targets) en la región periférica. Se plantea un posible rol del REL en direccionamiento de moléculas desde las células acompañantes hasta la membrana plasmática del elemento criboso.

Complejo elemento criboso-célula acompañante Funciones de la célula acompañante: Carga flemática simplástica y apoplástica Síntesis de proteínas requeridas por el elemento criboso Evidencias: Estudios de desarrollo de elementos protofloemáticos carentes de cél. acompañantes vida mas corta en comparación con metafloema que esta asociado a cél acompañantes. Estudios de hibridización in situ de proteína P en Cucurbita y proteína SUT1 en tabaco, papa y tomate ARNm solo en cél. acompañante. Exudados de floema obtenidos a partir de estiletes de áfidos.

Diferenciación del elemento criboso. Dificultades metodológicas Inaccesibilidad a los elementos del floema en la planta Escaso porcentaje de los órganos de la planta son floema (0.5%) El floema parcialmente diferenciado y nucleado, que permitiría estudiar su desarrollo, corresponde a <10%, o sea 0.05% del total de la planta. Estudios de expresión de genes específicos del floema se ven dificultados ya que es escaso el mRNA específico de este tejido que puede ser recuperado, salvo que se aísle el material en los extremos en crecimiento de los hacecillos vasculares.

Diferenciación E.C. In vitro La diferenciación del floema ha sido observada en cayos in vitro, incluyendo el estudio de su regulación hormonal. El floema formado in vitro se agrupa en parches, y no en tubos interconectados, por lo que el estudio de su funcionalidad en la translocación a largas distancias no puede realizarse por esta vía. Los elementos diferenciados in vitro son semejantes al floema generado en heridas, diferenciándose de células parenquimáticas. En ambos casos el floema generado funciona normalmente, por lo que se concluye que el de origen in vitro se halla totalmente diferenciado.

Ventajas del trabajo in vitro La proporción de elementos de floema en el cayo es de 5 a 10%. Los elementos son diferenciados de manera constante, por lo que hay un mayor porcentaje de células nucleadas. Puede realizarse una regulación hormonal, pudiendo incluso lograrse el crecimiento de cayos sin floema. La presencia de islas discretas de tejido floemático permite la separación de su entorno. Se han generado anticuerpos anti-extracto de floema de cayo, y estos reconocen anticuerpos específicos de floema, tanto en cayo como en plantas intactas. Mediante nuevos estudios se podrá establecer hasta que punto el desarrollo de los elementos del floema puede estudiarse in vitro

Fin