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Crescimento O crescimento é um termo quantitativo, relacionado a mudanças de tamanho e, ou massa. Em plantas, o crescimento é avaliado principalmente por aumento em tamanho ou em massa. Aumentos em tamanho são frequentemente obtidos pela medição da expansão em uma única direção, tais como altura e diâmetro de caules, ou área das folhas. Aumentos em massa são frequentemente obtidos, colhendo-se as plantas e pesando-as rapidamente. Diferenciação Diferenciação é um termo qualitativo, que reflete um processo de especialização celular. A diferenciação ocorre quando uma célula em divisão produz duas novas células que serão destinadas a assumir diferentes características anatômicas e diferentes funções. Por exemplo, nos estádios iniciais de desenvolvimento da plântula, a divisão do zigoto produz células que produzirão as raízes e outras que darão origem à parte aérea Desenvolvimento O termo desenvolvimento deve ser aplicado num sentido mais amplo, significando a soma dos processos de crescimento e diferenciação. Ele refere-se ao conjunto de mudanças que um organismo experimenta ao longo de seu ciclo, desde a germinação da semente, passando pela maturação e florescimento e, finalmente, chegando à senescência. Padrões de crescimento e desenvolvimento O primeiro é a divisão celular, no qual uma célula madura se divide em duas células filhas que, em muitos casos, são diferentes uma da outra. O segundo evento é a expansão celular, no qual uma ou ambas células filhas aumentam de volume. O terceiro evento é a diferenciação celular, no qual a célula tendo alcançado o seu volume final, torna-se especializada para executar uma determinada função. Ciclo Celular O ciclo celular consiste de uma série de eventos relacionados com o tempo de replicação do DNA em relação à divisão nuclear. As fases do ciclo são: mitose; período de crescimento da célula (G1); período de replicação do DNA (S); segundo período de crescimento da célula, quando ela se prepara para a divisão (G2); mitose. Quando a nova parede (que se forma na placa celular) entre as células filhas está em um plano aproximadamente paralelo à superfície da planta, a divisão é dita periclinal. Alternativamente, se a nova parede é formada perpendicularmente à superfície, a divisão é anticlinal Alongamento Celular Em órgãos com formatos alongados, como caules e raízes, o processo de crescimento ocorre principalmente em uma determinada direção. Neste caso, nos referimos ao alongamento celular. A parede primária de células em crescimento consiste de microfibrilas de celulose que formam uma matriz semicristalina com polissacarídeos não celulósicos (hemiceluloses) embebida em uma matriz de gel (pectinas) e algumas proteínas. Como ocorre o alongamento? > Parede celular rígida > Afrouxamento da parede celular > Diminui a pressão de turgor. Fatores que afetam o alongamento! Fatores bioquímicos; Disponibilidade hídrica; Balanço nutricional. Locais de Crescimento na Planta O crescimento das plantas é concentrado em regiões de divisão celular conhecidas como MERISTEMAS. Praticamente, todas as divisões nucleares (mitoses) e todas as divisões celulares (citocineses) ocorrem nas regiões meristemáticas. · Meristemas Apicais – Encontrados nos ápices e ramificações (meristemas axilares e das raízes laterais) de caules e raízes – PRODUZEM O CRESCIMENTO EM EXTENSÃO. · Meristemas Intercalares – Encontrados entre tecidos maduros ou diferenciados (por exemplo, acima do nó no colmo e na base da folha de milho) – PRODUZEM O CRESCIMENTO EM EXTENSÃO. · Meristemas Laterais – Situados paralelamente ao eixo do órgão em que se encontram – PRODUZEM O CRESCIMENTO EM DIÂMETRO. · Meristemas Primários – Se desenvolvem de células embrionárias (Apicais). PRODUZEM O CORPO PRIMÁRIO DAS PLANTAS · Meristemas Secundários – Se desenvolvem de células maduras diferenciadas, meristemas laterais – câmbio vascular e felogênio que PRODUZEM O CRESCIMENTO SECUNDÁRIO OU EM DIÂMETRO. Crescimento de órgãos da Planta Raízes/Caules (crescimento indeterminado) Folhas/Frutos/Sementes/Flores (crescimento determinado) Conceitos de hormônio e de reguladores de crescimento O Hormônio de planta (também chamado de Fitohormônio) é um composto orgânico sintetizado em uma parte da planta e translocado para outra parte, onde, em baixa concentração, causa uma resposta fisiológica (promoção ou inibição). O termo Regulador de Crescimento é normalmente empregado para compostos naturais (fitohormônio e substâncias naturais de crescimento) ou sintéticos (hormônio sintético e regulador sintético) que exibem atividade no controle do crescimento e desenvolvimento da planta. Sensibilidade diferencial aos hormônios Para que um hormônio em concentrações micromolares seja ativo três aspectos devem ser levados em consideração. · O hormônio deve estar presente em quantidades suficientes nas células-alvo; · O hormônio deve ser reconhecido e estreitamente ligado às células; · A proteína de ligação deve sofrer alteração em sua conformação para que ocorra alguma alteração metabólica. Auxinas Moléculas com a presença de um anel cíclico insaturado (carga +), cadeia lateral ácida ligada ao carbono 1 (carga -), separação entre a cadeia lateral ácida e o anel, posição orto livre, distância entre a posição orto do anel e o grupo carboxila de 0,5nm. A auxina é um grupo de hormônios vegetais representado principalmente pelo ácido indolilacético (AIA). O principal papel das auxinas está no crescimento. Funções da Auxina · Este hormônio exerce diversas funções nas plantas e atua sobre diferentes tecidos. As auxinas agem no crescimento do caule e da raiz promovendo o alongamento das células, não sua divisão. · Outro papel das auxinas é sobre a dominância apical, já que a sua produção no ápice caulinar exerce forte inibição sobre as gemas laterais, mantendo-as em estado de dormência. · As auxinas também estão envolvidas no desenvolvimento dos frutos. As sementes produzem grandes quantidades desses hormônios que agem estimulando o ovário a formar o fruto. · Queda natural de folhas, flores e frutos está relacionada com a redução dos níveis de auxinas causada pelo envelhecimento. Esse fenômeno é chamado de abscisão. · O controle de movimentos também é modulado pelas auxinas. A iluminação mais intensa de um lado da planta do que do outro leva as auxinas migrarem para o lado menos iluminado, o que faz as células desse lado se alongarem mais, curvando o caule em direção à luz (Este crescimento é chamado de fototropismo). Citocininas As citocininas são um grupo de hormônios que atuam estimulando as células vegetais a se dividirem. Logo, os locais de biossíntese desses hormônios são tecidos com intensa divisão celular, como as sementes, os frutos, as folhas e os ápices das raízes, sendo este último seu principal local de produção. Locais de síntese • Regiões de divisão celular • Ápices caulinares • Sementes • Folhas em desenvolvimento • Regiões embrionárias • Endosperma As citocininas são definidas como compostos que possuem atividades similares àquelas da trans-zeatina. Estas atividades incluem: • Induzir a divisão celular em callus, na presença de auxinas; • Promover a formação de parte aérea ou raízes em cultura de tecidos, quando aplicada em proporção adequada com auxinas; • Retardar a senescência de folhas; • Promover a expansão de cotilédones em dicotiledôneas;