La pared celular vegetal está formada por material polimétrico hidratado, lo que le permite tener propiedades viscoelásticas . [1] La pared celular primaria de una planta está formada por fibras de celulosa , hemicelulosa y xiloglucanos . [2] Esta red de soporte de carga también está rodeada de pectinas y glicoproteínas .
La relajación de la tensión de la pared es un factor importante en la expansión de la pared celular. La tensión de la pared (medida en fuerza por unidad de área) se crea en respuesta a la presión de turgencia de la célula vegetal . [2] La presión de turgencia crea tensión en las paredes celulares de plantas, hongos y bacterias, ya que se opone a la presión de la pared celular primaria de la célula; esto también permite el estiramiento de la pared celular. [1] El estiramiento de la pared celular, o la reducción del estrés, ocurre como resultado de la expansión y reordenamiento celular. La expansión celular es crucial para remodelar y reorganizar las células vegetales. [1]La expansión es el resultado de "fluencia", o aflojamiento selectivo de la pared, que es impulsado por la presión de turgencia. Durante este "deslizamiento", las microfibras de celulosa se mueven entre sí creando una extensión irreversible [2]
La expansión celular comienza con el aflojamiento selectivo de la pared celular, lo que reduce la presión de turgencia de la célula vegetal y el potencial hídrico. Esto permite la entrada de agua, lo que conduce al agrandamiento de las células. [3] Esta ampliación es posible gracias al deslizamiento de polímeros, aumentando la superficie de la pared celular.
En la mayoría de las plantas, la expansión celular es anisotrópica . Experimentos anteriores han confirmado que la orientación de las microfibrillas de celulosa en la pared celular primaria es la clave para determinar la dirección del crecimiento y expansión anisotrópicos. Las células tienden a crecer transversalmente a la orientación de las microfibrillas de celulosa. [2]
Se ha descubierto que las paredes celulares se expanden más rápidamente en condiciones ácidas, esto se llama crecimiento ácido . El tratamiento de las células vivas con ácido induce la acidificación de la pared celular activando una ATPasa en la membrana plasmática de la pared celular. [1] En las células epidérmicas de la cebolla, que se utilizan como modelos para estudiar la anisotropía en extensión, la extensión depende del pH en ambas direcciones (transversal y paralela a la orientación de la celulosa). La extensión también es casi tres veces mayor a un pH de 4-5 que a un pH de 6. Esta es una fuerte indicación de crecimiento ácido en estas muestras de pared celular. [2] También se ha demostrado que la actividad de las expansinas, una proteína que afloja la pared celular, se maximiza en condiciones de pH bajo (alrededor de un pH de 4). [3]
La inactivación por calor reduce la extensión transversal a la orientación de las microfibrillas de celulosa, pero no reduce la extensión paralela. Esto indica que la inactivación por calor tiene un efecto direccional sobre la extensión de la pared celular. En la dirección transversal, la extensión depende de las proteínas, ya que las proteínas desnaturalizadas provocan una extensión reducida. Además, la extensión se produce en paralelo a la orientación de las microfibrillas de celulosa que depende del pH. Por lo tanto, la extensión inducida por ácido en la dirección paralela no está mediada por proteínas ya que las proteínas se desnaturalizan y la extensión paralela a la orientación de las microfibrillas de celulosa no se ve afectada. [2]