MEMBRANA CELULARA

1. PLASMALEMA2. CITOSCHELET3. GLICOLEMA - Invelisul dulce4. TRANSPORT TRANSMEMBRANAR5. FAGOCITOZA6. PINOCITOZA7. DIFUZIUNEA SIMPLA - transport pasiv8. DIFUZIUNEA FACILITATA

CITOPLASMA1. MITOCONDRIA2. RETICULUL ENDOPLASMATIC - STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA, FP3. RETICULUL ENDOPLASMATIC - FUNCTII4. COMPLEXUL GOLGI5. COMPLEXUL GOLGI - FUNCTII/CICLUL SECRETOR6. LIZOZOMI - ASPECT LA MO/ME, CLASIFICARE7. LIZOZOMI - FUNCTII8. PEROXIZOMI9. INCLUZIUNILE CELULARE10. RIBOZOMI - STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA, FUNCTIIDE AICI INCOLO MAINE11. MICROFILAMENTE12. MICROTUBULI13. MICROVILI14. CILI

NUCLEU1. CARACTERE GENERALE - ASPECT LA MO2. CICLUL CELULAR3. DIVIZIUNEA CELULARA - ETAPE CARACTERISTICI4. INVELISUL CELULAR5. CROMATINA6. NUCLEOLUL - STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA, FUNCTII

MEMBRANA CELULARA1

1. PLASMALEMA○ citolema sau membrana plasmatica propriu zisa ○ este partea centrală a membranei celulare si este prima componenta observata

la microscopul electronic. ○ are o grosime de 7.5 nm si este alcatuita din lipide + proteine○ are un aspect trilaminat in imaginile de microscopie electronica de rutina (2

foite de aspect intunecat [electronodense] despartite de o foita mai clara). ○ lipidele si proteinele sunt in asa fel asezate incat ofera permeabilitate selectiva

membranei celulare.

○ toate lipidele membranei celulare sunt concentrate in plasmalema; ○ foarte timpuriu s-a presupus ca lipidele din membrana celulara formeaza un

continuu nepolar hidrofob ce separa net 2 medii apoase: extra si intracelular. ○ continutul lipidic din membrana celulara se imagineaza a fi organizat in

bistrat. ○ principalele tipuri de lipide din membrana celulara sunt:

■ colesterolul, ■ glicolipidele■ fosfolipidele care sunt majoritate (cele mai intalnite sunt fosfatidil

colina [lecitina], ■ fosfodatil etanol tinina, ■ fosfatidil serina, ■ sfingo mielina [se intalneste in teaca de mielina].

--- moleculele de fosfolipide care sunt majoritare au forma unui cui cu un cap

si 2 prelingeri. - capul contine reziduri de colina, etanol amina si fosfatul, poarta

sarcini electrice si de aceea a fost numit grup polar sau hidrofila- prelungirile sunt denumite si lanturi laterale sunt reziduuri de acizi

grasi, sunt hidrofobe si sunt denumite grupari apolare. Acesti acizi grasi pot fi saturati sau nesaturati.

- deoarece fosfolipidele concentreaza la un cap radical hidrofil (ionizabil), iar la celalat cap radical hidrofob, au fost denumite molecule bimodale. Aceste molecule bimodale au proprietatea de a se orienta in monostrat. Gruparile polare sunt atrase de apa, iar rezidurile de acizi grasii insolubili sunt respinsi si orientate in directia opusa.

- se sugereaza ca lipidele care intra in alcatuirea membranei celulare sunt dispuse in bistrat (sub forma unui film bimolecular).

- fosfolipidele care contin colina (lecina si sfingo mielina) sunt prezentate in deosebi in stratul lipidic extern. Amino fosfolipidele sunt prezente in stratul intern.

--- colesterolul este prezent in stratul extern dar aici gasim si glicolipidele.--- acizii grasi nesaturati cu lanturi lungi sunt mai frecventi in stratul

intern, in stratul extern predomina acizii grasi saturati cu lant scurt.

2

Repartizarea difertitelor tipuri de molecule de lipide este asimetrica in cele 2 straturi. La temperatura corpului toate lipidele din membrana sunt in stare fluida. Sub temperatura de topire ele sunt rigide. Moleculele de colesterol reduc fluiditatea stratului lipidic. Se apreciaza ca moleculele lipidice se deplaseaza cu foarte mare usurinta in stratul propriu prin miscari laterale, dar trec foarte greu dintr-un strat in altul. In concluzie in plasmalema lipidele sunt aranjate in bistrat fluid si asimetric alcatuind asa numitul continuu lipidic.

Mozaicul proteic din plasmalemaIn plasmalema exista 2 mari grupe de proteine:

1. proteine extrinseci2. proteine intrinseci

Proteinele extrinseci sunt dispuse de o fata si de alta a continuumului lipidic si contacteaza legaturi hidrofile. Ele sunt mai numeroase pe fata P sau interna, unde formeaza citoschelet.

Proteinele intrinseci, care au o parte a corpului lor cufundata in bistratul lipidic, contacteaza legaturi hidrofile, dar si hidrofobe. Aceste legaturi intrinseci sunt de 2 feluri:

1. Ectoproteine2. Endoproteine3. Proteine integrale ce servesc ca dispozitiv de receptie-transductie intre

membrana celulara = membrana celularaPrincipalele forte care solidarizeaza moleculele ce compun plasmalema sunt:

a) fortele electrostaticeb) legaturile hidrofobe (solidarieaza stratul bifidic)c) legaturile de hidrogen (hidrogenul actionand ca si cand ar fi bivalent)

2. CITOSCHELET- este o retea de proteine extrinseci ce formeaza partea interna a membranei

celulare si are o grosime cuprinsa intre 5-9 nanometrii- confera flexibilitate si rezistenta suprafetei celulare; - la microscopul electronic este o retea anastomotica de microfilamente orientate

neregular si prevazuta cu proteine globulare la nivelul nodurilor retele. - este ancorata de plasmalema prin intermediul capatului intern al proteinelor

integrale, - datele asupra citoscheletului membranei celulare au fost obtinute prin studiul

membranei hematiei. In hematii citoscheletul reprezinta 60 % din proteinele intregii membranei hematiei.

Principalele tipuri de proteine citoscheletale:a) spectrina - este o proteina scheletala majoritara (60-70% din greutatea

citoscheletului membranos). b) actina - sub forma de mici filamente de actina F (alcatuita din cateva

subunitati de actina globulara aceste filament de actina fixeaza la capetele lor spectrina.

c) achirina - (nectina) este asemanatoare cu miozina si reprezinta 7,2 % din totatul proteinelor membranare.

d) proteina benzi 4,1- proteine globuloase ce au forma unei sfere

3

Acestea formeaza miezul citoscheletului, inconjurat de alte proteine. Cercetari recente au sugerat ca citoscheletul este si sediul calmodulinelor, proteine

ce joaca un rol principal in reglarea proceselor intracelulare. Ochiurile retelei citoscheletale sunt alcatuite din dimeri de spectrina. Nodurile sunt alcauite din 2 complexe de molecule si anume:

a) spectrina + achirina + o proteina integrala - acestea reprezinta dispozitivul de legatura intre reteaua citoscheletala si membrana celulara (plasmalema).

b) spectrina + actina + proteina benzi 4,1 - reprezinta nodurile retelei si probabil modul de legatura cu citoscheletul matricei celulare.

Legaturile dintre diferitele tipuri de celule citoscheletale sunt modulate de

procesele de fosforilare, dar si de o proteina reglatoare de calciu numita gelsorina. Dispozitia in retea a citoscheletului confera elasticitate, iar proteinele de la nivelul

nodurilor confera rezistenta, caracteristica a citoscheletului. El joaca si rol de receptie-transductie a mesagerilor intracelulari. Calciu si nucleotizii ciclici sunt mesageri de oridnul 2 pe care citoscheletul ii emite pentru diferite organite tinta din interiorul celulei.

3. GLICOLEMA - Invelisul dulce

- partea externa a membranei ceulare cu o grosime de 50 nm, variind de la o celula la alta. - este de natura glicoproteica; radicalii glucidici sunt exclusivi in aceasa componenta a membranei - structura laxa greu de identificat la microscopul electronic pe preparatele de rutina, insa este bine evidentiata prin reactii citochimice; confera o incarcatura predominant electronegativa suprafetei celulare - joaca un rol major in controlul schimburilor ionice transmembranare.- fata externa a plasmalemei se numeste GLICOCALIX/ INVELISUL DULCE. - aceasta suprafata ar putea lega selectiv unii ioni precum cei de Cl, facandu-i disponibili pentru captarea lor in celula => rol esential in schimburile ionice transmembrenare. Examinarea cu atentie a unor sectiuni electronomicroscopice indica existenta la exteriorul plasmalemei a unui invelis pufos cu o grosime de circa 50nm ce dubleaza plasmalema. Dpdv chimic glicolema este alcatuita in deosebi din glicoproteine sub forma unei tesaturi delicate si laxe de lanturi proteice pe care sunt ancorate reziduuri glucidice. Glucidele din membrana celulara nu reprezinta decat cateva procente din masa sa.

Contine: galactoza,manoza, fucoza, glucoza, acidul sialic , etc. Acidul sialic formeaza intotdeuna fragmentul terminal al lanturilor de

oligozaharide de pe scheletul proteic al glicolemei.Intre glicolema si plasmalema => legaturi glicoproteice si glicolipidce.

4

O parte din stratul extern (glicolipide, fragmentul oligozaharidic) se extinde in GLICOCALIX.

Glicoproteinele => fata externa a plasmalemei=> se extind in GLICOCALIX=> pe axul polipeptidic se ataseaza fragmente oligozaharidice.

Metode citochimice=> identificarea topografiei preferentiale la nivelul glicolemei

principalelor molecule glucidice. In reactiile cu acidul periodic Schiff ( aka PAS) si prin colorare cu albastru alcian=> s-a dovedit prezenta glucidelor exclusiv la nivelul GLICOCALIXULUI si caracterul acid al suprafetei membranei celulare.

Ca + 2fructoza => locuri de stocare a Ca la suprafata celulei. PROPRIETATILE GLICOCALIXULUI:

■ nu este o bariera severa pentru patrunderea celor mai multe tipuri de molecule

■ sediul dispozitivelor receptorii specifice pentru diferite molecule ■ activ biologic. ?■ rol major in controlul schimburilor ionice transmembranare (ionul de Ca

stocat temporar in GLICOCALIX de unde va fi preluat pentru nevoile celulare curente).

4. TRANSPORT TRANSMEMBRANAR- se fac schimburi de molecule mici intre mediul extracelular si intracelular prin traversarea mediului celular;- mai este numit si microtransport - asigura schimburile de apa si diferite substante dizolvate in timpul vietii celulei; sunt inegal distribuite pe fata interna si externa a membranei celulare, echilibrarea lor apare numai dupa moartea celulei. Cele 3 comp ale membranei celulare (glicolema, plasmalema, citoskelet) realizeaza un adevarat filtru ce lasa sa treaca numai unele molecule:

• glicolema: ■ reprezinta pentru transport un filtru cu orificii mari ce permite trecerea cu

usurinta a moleculelor fara sarcina electrica si in mod special a apei ■ trecerea ionilor se face dificil intrucat majoritatea radicalilor ionizabili din

glicolema sunt anioni (acid sialic, radicalii carboxili) => anionii trec usor, cationii au tendinta sa se fixeze in tesatura glicolemei (ionii de Ca, Na)

• plasmalema: ■ prin bistratul sau lipidic actioneaza ca un filtru puternic pentru substantele

hidrosolubile, ea permitand doar trecerea substantelor solubile in lipide. ■ trecerea substantelor hidrosolubile sau a ionilor este favorizata de pozitia

proteinelor integrale care strabat bistratul lipidic organizand pori hidrofili sau ele joaca rol de mediatori de transport pentru diferite molecule mici intre celule si mediul extra celular.

• citoscheletul: dirijeaza moleculele in citoplasma.

5

5. FAGOCITOZA● este endocitoza de particule din mediul extra celular;● activitate de transport foarte raspandita, manifestata in conditii pato/fiziologice de

fagocite. ● prin fagocitoza celule inglobeaza din mediul extracelular particule foarte diferite (agregate

bacteriene/virale, macromolecule alterate, resturi celulare sau celule in intregime)● dupa marimea particulelor fagocitate distingem:

■ microfage (fagocite ce inglobeaza numai part. mici = granulocitele sangvine)■ macrofage ce inglobeaza particule mici sau mari

(macrofagele tisulare : microglia--‐>t. nerv; osteoclast--‐ >t.osos; celule Kupffer--‐>ficat)

● totalitatea tipurilor de fagocite sunt incadrate in sistemul fagocitic nuclear ● au functie de aparare, curatire(prin indepartarea celulelor imbatranite), nutritie,

metabolica ● factorii ce influenteaza fagocitoza:

○ fagocitele prezinta la suprafata membranei dispozitive de recunoastere = receptorio cu ajutorul acestora fagocitele fixeaza la suprafata celulei numai anumite particule din mediul extracelular, deci sunt capabile sa faca deosebirea intre ceea ce trebuie inglobat si ceea ce nu trebuie. Prin intermediul receptorilor, celula recunoaster ceea ce este"SELF" sau "NON--‐SELF".

○ recunoasterea este inlesnita in organism de prezenta in mediul extracelular a unor substante, care se combina cu particulele straine, denumite opsonine. Acestea+receptorii => fixeaza particulele la suprafata celulei (lucru obligator pentru fagocitoza, mediat de imunoglobuline G)

○ receptorii sunt de mai multe tipuri: ● 1. receptori C - fixeaza particulele opsonizate cu IG--‐G.=> recunesc

fractiunea C a IG--‐G ● 2. receptori C3 - fixeaza parti opsonizate cu al 3lea complement al

seriei 3● receptori nespecifici--‐> recunosc celule moarte

● are loc in mai multe etape: ○ complexul part.--‐ops. rec. de recept.??? se fixeaza pe membrana celulara si

activeaza receptorii○ activarea receptorilor => activarea proteinelor contractile de la nivelul

citoscheletului care se agrega si favorizeaza emiterea de pseudopode ○ pseudopodele inconjoara strans particulele si apar interactiuni receptori<-

>particula pe toata suprata celulara○ la locul unde se intalnesc pseudopodele, ele fuzioneaza, vezicula formata cuprinde

particula fara lichid extracelulara (fagozomul). ○ fagozomii din citoplasma+lizozomi => digerarea particula○ fagozomul = organit de transport al particulelor din mediul extracelular.○ fagocitoza se face cu cheltuiala de energie prin emiterea pseudopodelor si miscarea

(procese energo dependente). (aeroba - macrofage norm, anaeroba - macrofage peritoneala???)

6

6. PINOCITOZA● este endocitoza de tesut tisular impreuna cu particulele pe care le contine. (pinos = a bea)● intalnita la toate tipurile de celule, ele captand din mediul extracelular proteinele nutritive

si cele reglatorii.● dupa dimensiunea particulelor inglobate prin pinocitoza deosebim:

■ macropinocitoza (lichide mari +lichid) --‐>caract. macrofageletisul.■ micropinocitoza (vizibila numai la ME). Se pot uni cu lizozomii, dupa digestie

raman in celule ca lizozomi secundari. Pot traversa citoplasma fara a se uni cu lizozomii si sa--si descarce continutul pe alta fata a celulei.

● se deosebesc 2 tipuri de pinocitoza, dupa mecanismele de interiorizare a fluidelor:○ pinocitoza fluida fara receptori:

■ este f. frecventa in celule org.■ la contactul cu part din fluid tisu., in invelisul cel. sunt act. anumiti cationi

de suprafata ceact asupracitoskeletului, inducand flexibilitate accentuata membranei celulare.

■ membrana se invagineaza => canale intracelulare■ prin fuzionarea membranelor => pinozoli --‐> se deplaseaza in citoplasma.

○ pinocitoza absorbtiva cu receptori (proces prin care celulele au capacitatea de a fixa pe receptorii aflati la suprafata membranei ligand --‐ >h.polipetidic ca insulina). Dupa fixarea liganzilor sunt interiorizati rapid+ cantitati f. mici de fluid in veziculele endocitare

• EXOCITOZA: transport prin vezicule a substantelor din citoplasma in mediul extracelular.

7. DIFUZIUNEA SIMPLA - transport pasiv- pentru cele mai multe tipuri de substante se face lent, fiind supus legilor difuziunii si

osmozei, dependenta numai de forte fizice fara consum de energie. - difuziunea pasiva a moleculelor aflate in solutie depinde si de greutatea lor moleculara. - moleculele cu o greutate moleculara mica trec cu usurinta, dar cu cat greutatea molec.

creste cu atat difuziunea este mai lenta. ~ exceptie fac moleculele liposolubile la care viteza de patrundere prin m. cel. este in invers proportionala cu dimensiunea. Ele trec cu atat mai usor cu cat gradul de solubilitate este mai mare.

Ex. O2,Co2, H.steroizi trec mai usor prin lipide. Acest mecanism tinde sa egaleze con. subst. din mediul intracel. fata de cel ex.

- transportul prin difuziune a solutiilor ionice se desfasoara extrem de dificil, deoarece bistratul lipidic al plasmalemei reprezinta o bariera nepolara care impiedica difuziunea ionilor. Rata de difuziune a moleculelor incarcate este invers proportionala cu cantitatea incarcaturii lor electrice. Ionii mono valenti NA, K , Cl , strabat mai usor membrana celulalra, spre deosebire de ionii bivalenti, MG, Ca / ioni trivalenti.

- difuziunea se mai poate realiza si prin canale si pori. Este vorba de un mecanism pasiv, prin difuziune al diferitelor substante cu ajutorul unor pori sau canale hidrofile situate in grosimea membranei celulare .

In 1975 Singer a sugerat prezenta in membrana celulara a unor canale situate in interiorul proteinelor integrale la locul de contact dintre mai multe unitati proteice. Se aprecieaza ca 0,06%

7

din suprafata hematiilor prezinta asemenea canale sau pori ce au un diametru cuprins intre 7-10 A si permit trecea apei si a diferitelor substante hidrofile.

8. DIFUZIUNEA FACILITATA- este mecanismul prin care sunt transportate, printre transversul membranei, mult

mai rapid decat prin difuziunea simpla, unele substante greu solubile in lipide si cu o greutate moleculara relativ mare (procesul de 10 la puterea 5 mai rapid).

- este modalitatea de transport pt glucoza, AA, purine si glicerol. Se presupune ca in grosimea membranei exista proteine cu rol de caraus ce preiau

substantele de pe o parte a membranei si le elibereaza pe cealalta parte. Se aprecieaza ca la nivelul hepatociltelor, prin membrana carora se transporta cantitati considerabile de glucoza luata sau eliberata in sangele circulant , exista 800.000 de carausi transportori si fiecare transporta 180 de molecule de glucoza /s.

Activitatea sistemului de transport facilitat poate fi uneori influentata fie de hormoni, fie

de concentratia ionilor din mediul intra/extra celular (ex: transport de glucoza prin fibra musculara striata, scheletala sau cardiaca; nivelul celulelor adipoase transportul este puternic influentat de insulina, pe cand hepatocitele sau alte celule nu sunt influentate de hormoni).

CITOPLASMA

1. MITOCONDRIA● este in componenta tuturor celulelor, in afara hematiei● se poate evidentia la MO prin colorare cu verde Janus la celule proaspete si prin

HE.Regaud la cele fizate● numarul e diferit de la o celula la alta, dependent de gradul de activitate al acesteia. Cu cat

celula e mai activa dpdv functional cu atat nr mitocondriilor este mai mare.Ex. hepatocitul are intre 1000--‐3000 mitocondrii/celula.

● celulele in repaus functional au un nr mai mic de mitocondrii● localizarea este diferita, de obicei fiind raspandite in toata citoplasma la celulele

polarizate ● functional mitocondriile sunt mai numeroase la polul activ

Ex. la nefrocit sunt localizate la polul bazal, pe cand la enterocit sunt localizate la polul apical. Cand aceste celule se afla in repaus functional, mitocondriile se raspandesc in toata citoplasma.

● dimensiunile sunt variabile de la o celulala la alta, de obicei au o L=7um si 0,5um diametru

Aspectul la MO - se deosebesc 3 aspecte:

● granule izolate ● granule insirate (ca margelele pe ata)

8

● sub forma de filamente/virgule Aspectul la ME - indiferent de aspectul la MO, la ME ele au o structura comuna:

● membrana mitocondriala externa: are o grosimede 6nm, alcatuita dupa modelul mozaic lipoproteic (proteine = 60%, lipide=40%), colesterolul este crescut, cardiolipinul scazut. Este permeabila, realizeaza schimburi intre citosol si organit. sediul a numeroase enzime (enzime marker=MonoAminOxidaza)

● membrana mitocondriala interna: are o grosime de 6nm si o structura lipoproteica cu 80% proteine, 20% lipide, colesterol scazut, cardiolipinul crescut. Este putin permeabila si reprezinta o bariera intre matrice si restul organitului. Prin ea trec spre spatiul mitocondrial intern ioni de Ca si Mg necesari bunei functionari ai activivitatii enzimelor din matriciea mitocondriala. Trec si molecule de ADP si ATP necesare proceselor de fosforilare

● spatiul mitocondrial extern (cuprins intre cele 2 membrane) grosime=6-7nm. au loc schimburi intense prin intermediul membranei mitocondriale externe (in cazuri patologice aici se pot depune saruri de Ca).

● spatiul mitocondrial intern (=matrice mitocondriala) dispus in interiorul membranei mitocondriale interne si a cristelor (prelungiri digitiforme ale membranei mitocondriale interne);

matricea = sediul fosforilarii oxidative, cristele mitocondriale = structuri ce apartin MMI (membrana mitocondriala interna), nr. difera de la o mitocondrie la alta si dependent de starea functionala a celulei. pozitia cristelor este diferita (poate fi perpendiculara sau paralela cu axul mare al mitocondriei)

Cuprinde: ● proteine ● 200 de enzime ( oxido--‐reductorii ciclulKrebs) ● ARNsi ADN mitocondriali--‐>dau mitocondriei partiala autonomie genetica (ea

este capabila sa-‐si sintetize fara ajutorul nucleului unele proteine structurale dar si unele protein-enzime *5%*) Forma cristelor--‐>lamelare /tubulare

Compozitia chimica:

● 60--‐70% proteine, ● 20--‐30% lipide.● apa● glucide● vitamina C ● 0,5% ADNm si ARNm

Mitocondriile se reinoiesc constant prin procesul de CONDRIODIEREZA sau CLIVARE (din 1 mitocondrie=>2) . Mitocondriile iesite din uz sunt indepartate prin autofagie. Functiile mitocondriilor:

○ generarea energiei necesare desfasurarii oricarei activitati celulare (diviziune, diferentiere, secretie, contractie, transmiterea impulsului nervos)

Energia se realizeaza in principal prin:■ ajutorul enzimelor oxido--reductorii aflate in structura mitocondriilor

9

■ prin procesul fosforilarii oxidative ■ ATP ( macroergice) - sub actiunea ATP--azei, moleculele sunt scindate si

elibereaza energie.

2. RETICULUL ENDOPLASMATIC - STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA, FP● prezent in toate celulele cu exceptia hematiei● neobservabil MO, obsevabil ME● foarte bine dezvoltat in celulele angajate in sinteza de proteine, glucide si lipide, in celule

secretoare exocrine si endocrine. Aspectul la ME:

format din saci, tubi, cisterne si vezicule unite intre ele si delimitate de o citomembrana groasa de 6nm cu organizare comuna membranelor. Lumenul acestor cisterne este variabil, cuprins intre 25--‐500nm, variaza in raport cu momentul functional al celulei

● este de doua tipuri:○ RER - reticulul endoplasmatic rugos

~la MO apare sub forma de ergastoplasma (plasma lucrativa), bine reprezentat in celulele secretorii exo/endocrine.

forme particulare--‐>• corpii NISSL/tigroide - la nivelul corpului celulei nervoase;• corpii BERG - hepatocite, ofera bazofilie citoplasmei

~la ME apare sub forma de saci, cisterne, vezicule, tubi anastomozati situati perinuclear.

■ membranele delimitante = 6nm si prezinta ribozomi pe suprafata lor externa atasati cu subunitatea mare

■ continutul lumenului este mai sarac/bogat dupa momentul functional al organitului.

■ enzima marker pentru RER este glucozo6 fosfataza localizata pe fata interna sau luminala a citomembranelor delimitanta.

○ REN - reticulul endoplasmatic neted

in toate celulele mai putin hematii, insa mai putin decat RER in celulele care secreta hormoni steroizi sintetizeaza glucide in cant mari

hepatocite si cel musculare particulare:• reticulul sarcoplasmic (REN din cel musculare unde are rol de cuplare excitatie-

contractie) • in celule pigmentare ale retinei, unde el ocupa 50% si formeaza corpii mieloizi,

care apar sub forma de stive de cate 5-6 saci turtiti■ neobservabil la MO■ la ME apare sub forma de tubuli, mai rar saci sau cisterne legati intre ei prin

mici canale. Acestea sunt delimitate de citomembrane netede fara ribozomi, D= 5--‐7nm,

10

■ histochimic ~ enzima marker= glucozo 6fosfataza.

3. RETICULUL ENDOPLASMATIC - FUNCTII Comune:

● formeaza un vast sistem microcirculator intra-citoplasmatic care vehiculeaza in permanenta in toata citoplasma

● rol mecanic, fiind considerat suport intracitoplasmatic pentru restul organitelor dar si pentru mentinerea formei celulei

Specifice:RER:

• sinteza proteine de export ( in aprox 1 min la nivelul ribozomilor atasati cu subunitatea mare se formeaza lanturi de AA ce trec prin canalul din subunitate in lumenul cisternei) • traversarea prin cisterne pana la AG( aparatul golgi) dureaza 30--‐ 40min.• maturarea proteinelor in AG si formarea veziculelor cu produsul pentru export dureaza aprox 1 h.• drumul parcurs de proteine de la locul de sinteza pana in mediul extra celular realizeaza ciclul excretor celular --> se incheie cu exocitoza produsului elaborat in produsul extracelular = EXOCITOZA • recent sa aratatca RER este angajat in sinteza unor fosfolipide cum ar fi LECITINA

REN:

• rol in sinteza h. steroizi(glucocorticoizi, sexuali)• rol in metabolism glucide, in glicogenoliza cu ajutorul enzimei glucozo 6fosfataza• rol in metabolismullipidelor si in sinteza unor lipoproteine= trigliceride si lipoproteine • detoxifiere( metabolizeaza unele droguri evitand acumularea lor in citoplasma)• cuplare excitare--‐contractiein celulele musculare • rol in fotoreceptie--‐> celulele pigmentare din retina

4. COMPLEXUL GOLGI• prezent in toate celulele cu exceptia hematiei adulte• descoperit in 1898 in celulele Purkinje din cerebel de catre Camillo Golgi• evidentiat la MO in celula proaspata prin colorare cu rosu neutru, iar in celula fixata cu

sarurile metalelor grele ( Ag, Os) si apare sub forma de retea canaliculara sau sub forma de vacuole de diferite marimi.

• localizare variabila, in functie de tipul si activitatea celulei :o perinuclear la celulele nervoaseo la unul din polii celulei ( supranuclear la cel pancreatice)la celule secretorii

Ultrastructura

ME a aratat componenta a 3 elemente componente: ● Pachete de saci turtiti (cisterne asezate in stiva)

○ =saci golgieni ○ au aspect turtit ○ paraleli intre ei

11

○ separati de spatii egale de 20--30 nm○ contin un material omogen cu aspect fin granular sau fibrilar○ pe fata imatura sacii sunt mai mici si mai ingusti, pe fata matura mai lungi lumen

mai larg, segmente dilatate catre fata matura● Macrovezicule

○ diametru cuprins intre 0,1--‐0,5 um○ inconjurate de o citomembrana groasa de 8nm○ continut heterogen la fluxul de electron○ pe fata matura ○ iau nastere din dilatatiile laterale a sacilor golgieni, despartindu--se de acestia si

individualizandu--‐se● Microvezicule

○ au un diametru cuprins intre 20--80nm○ sunt inconjurate de citomembrana cu o grosime de 6nm○ localizate pe fata imatura ○ au aspect, dimensiuni si functii variabile.○ unele sunt socotite a fi lizozomi primari deoarece contin hidrolaze acide in interior

~ toate cele 3 forme sunt delimitate de citomembrane groase de 6--8nm, suprafata neteda lipsita de ribozomi ~ prezinta polaritate morfologica si functionala:

⇝ fata convexa - situata langa nucleu si in stransa relatie cu reticulul endoplasmic = fata imatura = fata formatoare. Aici se observa numeroase microveicule ce converg catre AG. Microveziculele se contopesc si vor da nastere sacilor ce vor forma stiva

⇝ fata concava = fata matura, la acest nivel se formeaza veziculele de secretie. Membranele acestora au o grosime de 8 nm si compozitie chimica asemanatoare membranei celulare. Exista o miscare continua intre aceste structuri in sensul migrarilor de pe fata Convexa pe cea Concava (microveziculele vor forma sacii golgieni, iar acestia vor da nastere macroveziculelelor).

~ contine proteine de structura, dar si enzime. Enzima marker = TiaminPiroPhosfataza(TPP). Mai gasim si unele glicozil-transferaze ce pot fi considerate enzima marker.

~ origine din membranele preexistente ale RE

5. COMPLEXUL GOLGI - FUNCTII/CICLUL SECRETORFunctii:

● procesul de secretie celulara● rol in transportul produsului secretat, la nivelul RE, catre veziculele de secretie● condenseaza produsul de secretie, il matureaza si il impacheteaza in vezicule secretorii● rol in formarea si reciclarea endomembranelor (formeaza membrane pentru veziculele

secretorii dar si pentru citolema)● sinteza complexelor de carbohidrati (sinteza glicoproteinelor si a mucopolizaharidelor)

exprimarea functiei: componenta proteica de la RER se va ??? cu glucidele prezente in ??? golgiene prin ajutorul transferazelor

12

● maturarea lipoproteinelor: lipidele din RER sunt transferate in AG unde are loc procesul de complexare cu proteinele, urmat de impachetarea lipoproteinelor in vezicule secretorii destinate exocitozei.

● formarea lizozomilor primari ● formarea acrozomului ce contine hidrolaze acide care vor perfora membrana ovulului =>

fecundatia

Ciclul secretor● este drumul parcurs de proteinele de export de la locul de sinteza din celula pana in mediul

extracelularCuprinde mai multe etape ( obligatorii):

○ sinteza si segregarea proteinelor de export la nivelul RER: proteinele sintetizeaza 1min pe poliribozomii atasati RER si insirati pe ARNm. Proteinele sunt adapostite in canal de subunitatea mare ribozomala; la un anumit stadiu de formare al lantului polipeptidic, ribozomii se ataseaza pe membranele reticulului; atasarea este determinata de secventa semnal aflata la capatul amino al peptidei in momentul atasarii poliribozomilor; se formeaza un tunel in subunitatea mare a ribozomilor, dar si in membrana reticulului; prin acest tunel vor trece in lumenul cisternei polipeptidele

○ transportul intracelular al proteinelor prin formatiunile RER pana la AG. Dureaza 20--40minute

○ condensarea si maturarea proteinelor in structurile Golgiene, in care ajung cu ajutorul microveziculelor considerate agenti transportori . Procesul dureaza 1h: microveziculele iau nastere in protiunile terminale RER, in aproprierea Golgi isi pierd ribozomii de pe fata externa a membranei, iar prin pensare se detaseaza de RER microveziculele nou formate, incarcate cu proteinele sintetizate; pe polizomi se orienteaza catre sacii Golgieni; condensarea se realizeaza in veziculele Golgiene de condensare cu ajutorul unui polianion aflat in veziculele Golgiene de condensare=> eliberarea de molecule de apa din moleculele nou formate

○ depozitarea intracelulara sub forma de vezicule tranzitorii ce raman un timp in citoplasma, apoi sunt trecute in ectoplasma datorita unui neurotransmitator sau a unui hormon

○ exocitoza, veziculele secretorii sunt trecute in mediul extracelular, procesul este dependent de concentratia intracelulara a ionilor de Ca, de prezenta ATP--ului si a AMPc. Prin exocitoza trec in mediul extracelular enzime (glandele exocrine), hormoni (glandele endocrine), imunoglobuline.

Sistemul G.E.R.L. este o exceptie a ciclului secretor care, prin scurtcircuitarea si desc produsului micro veziculelor Golgiene de condensare, formeaza lizozomii.

6. LIZOZOMI - ASPECT LA MO/ME, CLASIFICAREAspect

● la MOpot fi vizualizati lizozomii de talie mare cu diametru 0,5--1um in leucocitele PMN , neutrofile/eozinofile

13

sub forma de granulatii acidofile in citoplasma prin coloratia MGG ( Mei Grumfald--‐Giemsa)

● la M.E.apar sub forma de vezicule care prezinta:

■ membrana delimitanta (lizozomala):• structura comuna endomembranelor( lipoproteica mozaicata), grosime= 6--‐8nm. • ocazional se pot intalni lizozomi cu membrana dubla. matrice lizozomala ( in interiorul membranei)• omogena(fin granulara)/heterogena

Doua tipuri de lizozomi :○ primari (matrice omogena)

lizozomi ce nu si‐au inceput activitatea de digestie, de talie mica, matrice omogena sau fin granulara,contin un set incomplet de hidrolaze acide durata de viata scurta( 24--‐48 h)

○ secundari (matrice heterogena)au activitate digestiva, durata de viata lunga (zile--sapt),dimensiuni mari, matrice heterogene cu structuri granulare/membranoase un set enzimatic complet rezulta din fuziunea lizozomilor primari cu diferitele particule fagocitate sau endocitate.

Vom deosebi:

1. heterofagozomi (lizozomi primari + material endocitat) 2. autofagozomi (lizozomi primari +material propriu/parti din celula/organite

deteriorate) 3. corpi reziduali (vacuole cu reziduri celularenedigerate, rezultate din digestia

intracelulara). Unii autori includ aici si corpii multiveziculari, care sunt vacuole cu un diametru de 0,2-0,5um, contin microvezicule delimitate si au origine si functii mai putin cunoscute. Tot aici si hemosiderina & lipofoscina(=pigment de uzura a celulei nervoase).

7. LIZOZOMI - FUNCTII• digestia intracelulara prin hetero si autofagie:

Heterofagie

● digestie intracelulara, cu ajutorul lizozomilor, a substantelor nutritive, a bacteriilor, a virusurilor introduse in citoplasma prin endocitoza

● rol in digestia si apararea celulei● inglobarea particulelor extracelulare se face prin:

14

○ formarea de catre membrana celulara a unui buzunaras in care vor fi antrenate particule

○ buzunarasul se detaseaza apoi de membrana plasmatica si se formeaza o vacuola delimitata de o portiune a plasmalemei numita heterofagozom, ce contine substantele ce urmeaza a fi endocitate

○ se aproprie de lizozomii primari alaturi de care fuzioneaza formand o singura vezicula = heterolizom, in interiorul caruia enzimele hidrolitice incep procesul de digestie a produsului inglobat. Vor rezulta molecule mici de proteine, hidrati de carbon, lipide; traverseaza membrana lizozomala si ajung in citoplasma unde sunt puse la dispozitia celulei pentru refacerea intregului citosol

Autofagie● procesul de digestie intraplasmatica, cu ajutorul lizozomilor, a organitelor celulare

care si-au terminat activatatea sau se afla in diferite grade de uzura.● in jurul organitelor respective, citosolul organizeaza endomembrane delimitante

pentru a le separa de restul celulei => vacuola = autofagozom, ce contine organitul deteriorat

● acesta se uneste cu lizozomul primar => vacuola marita = autofagolizom. In interiorul lui enzimele lizozomale descompun organitul sau materialul endocitat in particule mici (proteine, lipide,glucide) pe care le pun la dispozitia celulei pentru a edifica noi structuri.

● din digestia materialului exogen in heterolizozom sau a materialului endogen in autolizozom pot ramane resturi nedigerabile care se acumuleaza => corpii reziduali = etapa finala in proc digestiei intracelulara:

o sunt delimitati de membranao contine matrice heterogena cu pigmenti sau granule

de diferite dimensiunio hidrolazele din matrice sunt f. reduse sau pot lipsi.o au dimensiuni f. mario sunt eliminati in afara celulei prin exocitozao in unele celule pot fi depozitati in citoplasma

(granulele de lipofuscina rezultate in procesul de imbatranire a celulelor *nervoase si cardiace*)

8. PEROXIZOMISunt cauza unor boli congenitale in care se pot produce modificari ale structurii si functiei lor =>=> lipsesc una sau mai multe enzime, procesul de acumulare tezaurismoze

leucodistrofia datorita lipsei aril-‐sulfataza maladia pompe la care glicogenul nu poate fi digerat e datorita lipsei glicogenolitiazei

Pot sa apara alterari morfologice ale lizozomilor datorita acumularii de substante toxice endocitate ce duc la cresterea dimensiunilor si modificare functiei lor Pot sa apara alterari ale activitatii enzimelor prin activarea sau inhibarea uneia sau mai multor enzime.

15

Modificari ale structurii membranare cu eliberarea enzimelor in citoplasma=> distrugerea celulei (ex. vitK determina o rupere rapida a membranei lizozomale, iar cortizonul si alti steroizi o stabilizeaza)Ruperea membranelor lizozomilor se observa dupa expunerea prelungita la soar, iar enzimele eliberate distrug celule din epiderm ce se vor detasa.

9. INCLUZIUNILE CELULARE• in citoplasma se pot acumula in mod normal produsi ai metabolismului care pot fi

depusi sub forma de incluziuni de diferite tipuri: glucide, proteine, pigmenti. In excess, acestia impreuna cu alti intermediari metabolici de natura patologica, pot constitui cauza sau consecinta unor maladii locale sau generale. Glucidele:

○ apar sub forma de glicogenin celulele animale si in special la celulele hepatice○ la MO se pot evidentia folosind Carmin--amoniacal Best / PAS si apar sub forma de

plaje colorate in rosu○ la ME se prezinta sub forma de particule mici, sub forma de granule sau sub

forma de bastonase lungi de 20--‐30 nm, fie sub forma de particule mari de forma neregulata cu diametru = 150nm.

Lipidele:

○ apar sub forma de dimensiuni variabile: de obicei au forma sferica, ○ la MO pot fi evidentiate prin coloratii speciale cu SUDAN. ○ Gasim incluziuni lipidice in ficat, in celulele din cortico--‐suprarenala, in corpul

galben din ovar ( servesc ca depozit pt hormonii steroizi)○ la ME au o forma rotunda si apar dense la fluxul de electroni. ○ incluziunile lipidice din celule pot fi: unice si de dimensiuni mari in celulele numite

adipocite albe (adipocit unilocular), de forma si dimensiuni mai mici dar in numar mai mare in celule adipoase brune (adipocit multilocular). Aici , picaturile de lipide sunt mici si dispersate in citoplasma

Incluziunile de proteine:

○ apar sub forma de depozite, in special sub forma de granule secretorii intalnite la polul apical al celulelor ce sintetizeaza proteine de export (enzime, hormoni,anticorpi).

Incluziunile de pigmeni:

○ apar in mod normal sub forma de granule : granule de melanina (un pigment brun pana la negru din celulele pigmentare) granule de lipofuscina (un pigment galben--‐cafeniu prezent in celulele nervoase, in unele celule din cortico surpa renala sau in celulele musculare cardiace pe masura inaintarii in varsta, se mai numeste si pigment de uzura)

○ patologie: in diferite stari patologice se pot intalni si alti pigmenti precum hemosiderina, in cazul deteriorarii hemoglobinei si pigmentii biliari care apar in citoplasma ca depozite.

16

10. RIBOZOMI - STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA, FUNCTII○ prezent la toate celulele, mai putin hematia adulta;○ dimensiuni reduse, observabil doar la ME, diametru 15--30nm;○ localizati liberi in citoplasma (izolati sau grupati) sau atasati de membranele RE (

RE+ ribozomi = RER)○ numarul variaza cu tipul de celula dar si cu activitatea functionala a fiecarei celule.

Poate fi f. mare in celulele secretorii angajate in sinteza proteinelor proprii sau de export

Constanta de sedimentare = 80 s ME: ribozomul este format din 2 subunitati inegale ca dimensiuni si constanta de

sedimentare: - subunitatea mare are un diametru=20nm, forma sferoidala, Cs (constanta de

sedimentare) = 60s - subunitatea mica are un diametru 10--‐20nm, forma alungita, Cs= 40s.

cele 2 subunitati se despart cand concentratia ionilor de Mg scade sub 10-‐3;cand concentratia ionilor de Mg creste peste 10-‐3 determina agregarea

ribozomilor, formandu--se polimeri ce nu au functie speciala in celula;revenirea la normal a concentratiei ionilor de Mg are ca rezultat desfacerea

polimerilor si individualizarea ribozomilor.

O grupare ribozomola functionala poarta numele de poliribozomi sau polizomi, se realizeaza in timpul sintezei de proteine. Numarul de ribozomi grupati intr-o astfel de grupare functionala depinde de marimea moleculei proteice ce urmeaza a fi sintetizata

ex. 100 ribozomi pt molec de colagen sau 5 ribozomi pt molec. de globina din eritrocit. ARNm pe care se insira ribozomii are forma unui filament gros de 2nm si el traverseaza

ribozomii intre subunitatea mare si mica. Dupa ce proteinele au fost sintetizate, lantul de poliribozomi se rupe, iar ARNm se desface si ribozomii se disperseaza in citoplasma.

Organizarea chimica:

○ ARN, ○ proteine, ○ apa , ○ ioni metalici (Mg, Ca)

Datorita prezentei ARNr, ribozomii sunt responsabili de bazofilia citoplasmei. ARNr

se gaseste in ambele subunitati ale ribozomilor contine baze purinice si pirimidinice. Proteinele se gasesc in interiorul subunitatilor, se deosebesc aprox 50 tipuri proteine ribozomale proteine ribozomale, au functii specifice.

Biogeneza ribozomilor ARNr se sintetizeaza in nucleoli, in partea fibrilara. Subunitatile

mici ale ribozomilor trec primele in citoplasma prin porii invelisului nucelar, se matureaza si apoi se asambleaza.

17

Functia:

○ locul de sinteza a proteinelor ○ dupa ce se constituie, poliribozomii neatasati vor sintetiza proteinele de structuri si

ribozomii atasati reticulului vor sintetiza proteinele de export.

DE AICI INCOLO MAINE11. MICROFILAMENTE

o prezente in citoplasma tuturor celulelor, mai abundente in celulele cu aceentuate miscari de deplasare --‐ 5--‐7nm--‐ .

o in citoplasma se prezinta izolate sau grupate o suntformate din molecule de actina sau miozina.

o In celulele nemusculare cele mai multe sunt formate din actinasi numaiun nr mic de miozina

o moleculele deactina pot fi deactina f in mciro filamentesi moleculede actina Gin citosol.

o Microfilamentele contribuie la formarea citoscheletului o Au rol in miscarile celulare de locomotie dar si in miscar intra citoplasmaticeo interventia lor e determinata de conc. ionilor de Ca a conentratiei de ATP si de

moleculele de AMPc dar si de pH.In celulele musculare actina si miozina alcatuiesc miofilmanetele iar acestea formeaza

miobribilele ( d= 1--‐2 um). Aici actina = actina F & actina G.o Miozina este o molecula mai groasa sub forma unui bastonas. Interactiune dintre

miozina si actina necesita energie ce rezulta din scindarea molec. de ATP , de asemenea este nevoie de prezenta prot. reglatoare ( troponinei, tropomiozinei), este necesara prezenta calmodulinelor( filamina, spectrina ce au un rol important in reglarea multor activitati celulare .

o Microfilamentele intermediare:diferite de actina si miozina, au diametru= 10 nm sunt de mai multe feluri si anume microfilamente formate de prekeratina sau keratina, prezente in epitelii sunt in general supuse proteolizei ce are loc in special in prezenta ionilor de Ca. Rol in mentinerea formei celulelor si intervin in formarea citoscheletului

o Microfilamente ce contin Vimentina prezente in celulele mezenchimale o Neurofilamentele prezente in tesuturile nervoaseo Gliofilamentele in tesuturile glialeo Microfilamentele ce contin desmina ,in celulele musculare netede

12. MICROTUBULIo prezenti sub forma de cilindri subtiri in citoplasma, exceptie Hematie adultao D=20--‐30nmo Pot fi grupati sau izolati o Prezinta un lumen delimitat de un perete format din siruri liniare de 12--‐13 molec.

proteice numite tubuline ( a/b tubuline)

18

o Ionii de Ca au n rol important in polimerizarea tubulinei o Ionii de Mg au rol activator o Sunt formatiuni labile datorita molec. de tubulina, se agrega si deagrega in functie de

conc. Ca si AMPciclic.o Rol: formeaza citoscheletul impreuna cu mcirofilamentele contribuie la mentinerea

formei celuleiparticipa la miscarile celulare ale cililor, flagei, etc.au functii speciale in unele celule ( hepatocitele) unde sunt implicati ineliberarea proteinelor silipidelor sintetizatein ficat . Rol in deplasarea neurotransmitatorilor la nivelul axonului si dentritelor unde sunt foarte numerosi.

13. MICROVILIl structuri pe cae le intalnim la polul apical al enterocitului sau al nefrocitelor din tubul contort proximal. Fiecare microvil contine la ME in axul au un manunchi de 20-30 filamente de actina , paralele inte ele , la varful microvilului, filamentele sunt conectate de membrana celulara prin molecule de alfa actina. Intre ele filamentele sunt conectate prin punti transversale dar sunt conectate si de membrana celulara printr o proteina numita vilina. La baza microvilului se gaseste o retea densa, terminala de filamente scurte de miozina. Se considera ca miscarea microvilului se realizeaza prin interactiunea actina / miozina. La MO nu pot fi vazuti individual ci sub forma de platou striat, o linie ingrosata sau cu dublu contur.Rol maresc suprafata de contact.

14. CILIl ii gasim la polul apical al celulelor epiteliul rezpirator din epididim, urechea interna ( cilii sunt ficsi=stereocili)l la MO prelungiri la polul apical al celuleil la ME fiecare cil este alcatuit din membrana celulara la exterior, citoplasma la interior(axonema) iar in ea microtubulii sunt dispusi ordonat si paralel cu axul mare al celulei. In centrul axolemei segasesc 2 microtubuli inconjurati la periferie de 9 dubleete de microtubuli.l in cilii ficsi ( stereocili) lipsesc cei 2 microtubuli centrali.l in fiecare dublet de microtubuli ewxista o subfibra A formata de 13 protofilamente si o subfibra B formata din 11 protofilamentel din fiecare subfibra A pornesc spre dubletul vecin 2 brate formate din dineina ( molec bogata in atpaza). Miscarea cililor se real prin alunecarea unui dublet periferic in raport cu dubletul vecin lui. Miscaea depine e legarea ciclica a dineinei din subfibrila A a unui dublet de subfirbrila B a dubletului vecin. Dineina bogta in atpaza actioneaza asupra atpului,scindandu l=> energiel miscarea cililor este dependenta de ATP si pezenta ionilor de calciu. Exista o serie de anomalii genetice: sindromul Kartagener

19

NUCLEU

1. CARACTERE GENERALE - ASPECT LA MOl prezent numai in celulele eucariote si numai in interfaza ( perioada dintre 2 diviziuni succesive)l in el sunt localizati cromozomii ( depozitul info genetice)l centrul vital/informational al celulei eucariote fiind sediul:l info genetice, info pe baza careia se sintetizeaza proteinele, codoni, ADNl sediul copierii mesajului genetic ( autoreplicarea ADNului)l sediul transcriptiei mesajului geneticl sediul biogenezei ARNului mesager

l centrul de comanda si control al celulei coordonand toate react legate de esf proc vitale in celula prin controlul asupra sintezei proteinelor-enzimelor.

l coordoneaza organizarea celulei prin controlul asupra sintezei proteinelor de structural cel mai important salt in evo celulei, a materiei viil caractere generale:

l raspdire: prezent in toate celulele mai putin hematia adulta si trombocitul ( componente care au o viata reziduala, fiind stadii finale in evolutia unui anumit tip celular care in antecedente a avut nucleu). Nicio celula fara nucleu nupoate creste.l numarul: de regula 1/celula dar exista o serie e exceptii: celule binucleare ( 10% hepatocite) , celule multinucleate ( osteoclaste 30 de nuclei, Langhens din TBC, miofibrila )l forma: de obicei urmareste forma celulei=> o mare varietate de forme( rotund in celule izodiametrice, alungit in celulele inalte sau fuziforme, turtit in celulele care au acumulat in citoplasma lor material ca celulele adipoase ; bombat la unele leucocite;inmugurit in megacariocite)l asezare: de obicei pozitie centrala, exista si exceptii : nucleu excentric la celulele ce acmuleazau in citoplasma o serie de produsi ca adipocitele ;l dimensiuni: variaza intre 5 si 15 um, in general nucleul = 10% din volumul celulei. Exista si variatii , acestea sunt mai mici decat varianta dimensiunilor celulei. Cariometria este ramura ce detrmina dimensiunile nucleilor ( volumul) fiind un domeniu activ. Exista o serie de variatii dimensionale si functionale. 1901 Gh Marinescu a semnalat variatii volumetrice ale nucleilor celulelor nervoase motorii in diferite conditii experimentale. In general s a considerat in citologia clasica ca variatiile volumului nuclear sunt un . Hiperfunctia celulei s ar insoti de crestrea vol nuclear iar hipofunctia determina diminuare vol nuclear=> transcriptie intensa la celulele active. Exista variatii ale dim nucleului legate si e varsta, ale ritmului diurn insa si din conditii patologice: intoxicatii celulare cu metale grele, boala de iradiee, boala neoplazica. Dpdv cito0atologic, modif nucleului sunt cele mai importante pt dignosticul histologic pozitiv de cancer( in aceste afectiuni nucleii celulelor sunt de obicei de talie mae dar cu o morfologie extrem de variata in acelasi camp microscopic, putand aparea chiar monstruosi.l raportul nucelocitolasmatic( 1903 de Hertvic). Raport volumetric intre nucleu si citoplasma, parametru caract. Fiecarui tip celular. In citologia clasica se acorda o atentie deosebita faptului ca raportul nucleocitoplasmatic sa fie constant. Perturbarea este considerat un stimul pt diviziunea celular. In conditii patologice acest raport poate fi modificat in special in cancereuneare loc inversarea raportului neucleocitoplasmatic ( in favoarea nucleului). Acesta raport in favoarea nucleului il putem intalni in mod normal la celulele tine unde nucleul este

20

mare eucromatic iar citoplasma putina si bazofila= "blasti". Acest nucleul il mai gasim si la celulele cu trminatia cist( nucleu mic heterocromatic) cu citoplasma multa si acidofila.l aspectul la MO: bazofill componentele nucleului:

l invelisul nuclear ( membrana nucleara): comlex membranar caracteristic celulelor eucariote care separa numai in interfaza continutul nuclear de cel cioplasmatic. Prezenta acestui invelis este trasatura esentiala ce deosebeste eucariotele de procariote. La MO invelisul nu poate fi observat deoarece grosimea lui este 4k nm. Ceea ce se vada la MO ca limita este conturul cromatinei caci suprafata interna a invelisuli nuclear ste acoperit cu un strat ens de cromatina. La ME 2 caracteristici esentiale : este dublu si prezinta pori. Componentele sale sunt : 1.membrana nucleara 2. Spatiul perinuclear ( aflat inte cele 2 membrane) 3. Complexele e pori 4. Materialul anular 5. Lamina densa interna. Ultrastructura invelisului nuclear este similara indifeent de tipulbcelular si de specie dar este optimizata in raport cu functiile

l nucleoplasma ( carioplasma): cromatina + cariolimfa( suc nucleara, corespundand electronomicroscopic spatiului inter cromatidiene)

l nucleolull in interiorul nucleului nu exista membrane, fiecare dinte comp nucleului a fost izolata in star pura prin fractionare celulara

2. CICLUL CELULARCICLUL CELULAR = perioada de timp scursa de la aparitia unei celule pana la sfarsitul

propriei ei diviziuni. De regula, prin aparitia unei celule se intelege momentul imediat urmator diviziunii precedente ce a dus la aparitia celulei resprective.

ETAPELE CICLULUI CELULAR:1. G1-perioadele din ciclul celular al unei celule in care nu se sintetizeaza ADN; g1

predece, iar g2 succede perioada S; dureaz 20-40%(are durata cea mai variabila )2. G2-durata 10-30%3. S -perioada de timp a cilcului celular(cc) in care se sintetizeaza ADN(celula isi

dubleaza cantitatea de AND prin Procesul de autoreplicare semiconservativa); intr 20-50%4. M-mitoza=perioada de timp a cilului celular in care celula se divide; durata cc

are mari variatii in fcuntie de specie, de tip celular dar si de factorii de mediu. Perioada de mitoza reprezinta între 5-12%

Pe parcursul acestei etape existe 2 pcte de restrictie:· Momentul da sau nu este situat la trecerea dintre G1 SI S· La trecerea de G2 la MG1 cu trecere la S este cel mai important moment, in care celula ia decizia de trecere la

biosinteza ADN si de a parcurge intregul cc. al doilea pct este parcurs de ceulule mai usor, el este mai slab decât preendentul. Nedepasirea pct de restrictie duce la oprirea celulei in etapa cc situata inaintea pct de restrictie.

Clasificarea celulelor in functie de capacitatea lor proliferativa: exista clasificari a sist celulare in functie de cinetica acestora. Sunt celule a caror indivizi celulari si-au pierdută capacitatea de proliferare, având o inalta specializare: celula nervoasa si musculara. Se apreciaza ca aceste celule se gasesc oprite in G1. Alte celule au o capacitate mare de proliferare: celule din maduva rosie hematogena, epiteliul mucoasei intestinale si liniei germinative. O alta varietate o reprezinta celulele cu o capacitate mare de a prolifera, dar care in conditii speciale redobandesc prop de a

21

se divide rapid: hepatocite care dupa hepadectomie isi refac rapid nr de celule pierdute pe seama hepatocitelor restante.

Exista mai multe tipuri de diviziune celulara(3 modalitati): mitoza, meioza si amitoza. Mitoza e rezervata numai la linii gametogene si are ca scop final distribuirea fiecarui gamet a unui set haploid de cromozomi. Mitoza este modalitatea de diviziunea cea mai frecventa; in urma acesteia se distrubuie celulelor nou formate un set de cromozomi indentici(2n) cu cel al celulei cu care se divide si in mod egal se repartizeaza citoplasma si membrana. Amitoza este o modalitate rar intalnita de diviziune, poate duce la distribuirea inegala a materialului genetic si a constituentilor citoplasmei; opate duce frecvent la erori in distribuirea componentelor celulare in indiviziii care vor rezulta.

3. DIVIZIUNEA CELULARA - ETAPE CARACTERISTICIPRINCIPALELE ETAPE ALE MITOZEI:· Profaza-etapa in care in citoplasma centriolii se divid si migreaza catre cei 2 poli ai

celulei; fusul de diviziune se organizeaza între cei 2 centrioli, iar fibrele fusului se intend de la un centriol la altul(acese fibre de legatura sunt alcatuite din microtubule la ME). In nucleu, cromatina se condenseaza iar cromozomii devin evidenti, nucleolul dispare ; la sf acestei etape invelisul nuclear se fragmenteaza iar cromozomii sunt eliberati.

· Metafaza-cromozomii se aseaza in mijlocul fusului de diviziune la mijlocul celulei constituindu-se placa ecuatoriala ce cuprinde acesti cromozomi. Cromozmii sunt legati prin jumatate de fibre de fus de corpusculii polari

· Anafaza- cromozomii becromatidieni se cliveaza in dreptul cinetocorului si incep sa migreze catre cei 2 corpusculi primari

· Telofaza-se caracterizeaza prin procese ce duc la individualizarea celor 2 celule ce au rezultat. In jurul cromozomilor migranti la cei 2 poli ai celulei se organizeaza un nou invelis nuclear, organizandu-se cei 2 nuclei; citoplasma incepe sa se imparta in 2 prin clivaj. Un rol important il au microfilamentele intermediare

4. INVELISUL CELULAR-este un complex membranar(characteristic celulelor eucariote) care separa numai in

interfaza cont nuclear de cel citoplasmatic-termenul de invelis nuclear a fost folosit prima dat de catre ANDERSON 1953-termenul de membr nucleara este inadecvat ptr a denumi un invelis atat de complex cum

este cel nuclearUltrastructura-invelisul nuclear,respectif struct sa nu este microscopica,ci inframicroscopica-nu poate fi obs la MO,dar se vede la ME-este prea subtire ptr a se vedea la MO,deoarece grosimea sa este de 400 A,este de 5 ori

sub limita de rezolutie a MO care este de 0,2 microni-ceea ce se vede la MO ca limita nucleocitoplasmatica nu este invelisul nuclear ca atare,ci

conturul cromatinei,deoarece suprf int a invelisului nuclear este acoperita cu un strat dens de cromatina(heterocromatina)

Ultrastructural invelisul nuclear are 2 caract esentiale:a)este dublu(este form din 2 membr concentrice)

22

b)prez poriComponentele inv nucleare:1membr nucleara int si ext2.sp perinuclear3. porii4. materialul anular5. lamina densa internaUltrastructure inv nuclear este similara indifferent de tipul celulalr si de specie,dar este

optimizata in raport cu fct celuleiMembranele inv nuclear-membr nucleara ext este in contact direct cu citoplasma sip e ea se pot atasa ribozomi-uneori se poate surprinde continuitatea ei structurala cu membr RE-membr nucleara int-delimiteaza cont nuclear-ambele membr au o grosime de cca. 70-80A-org molec a membr este asemanatoare altor citomembr,adica apar trilaminate la ME de

transmisie,iar dpdv chimic sunt alc din:protein,lipide-se gasesc in proportie de 2-1,glucide-in cant mici

-proteinele sunt diverse-ex:in hepatocyte se gasesc >20 tipuri de protein,iar de curand s-au pus in evidenta calmodulinele –responsabile de reglarea celor mai multe fct intracelulare calciu-dependente

2.Spatiul perinuclear(cisterna perinucleara)-sp cuprins intre cele 2 membr ale inv nuclearDimensiuni:-grosime 200-300A,grosime ce variaza de la o cel la alta-patologic distensia sp perinuclear in hepatocyte a fost remarcata in intoxicatiile acute3.Porii-repr discontinuitati(orificii)in invelisul nuclear<=din fuzionarea celor 2 membr-porii din inv nuclear nu sunt si nu trebuie considerati ca fiind similari cu porii din

membrana celulara(canalele ionice-au fost obs numai la ME)Importanta porilor-au rol essential in realizarea sch dintre nucleu si citoplasma-rol in transferal inf genetice dar si a macromolec de Arn(m,t,r)-dimensiunire porilor variaza inre 300-1000A in fct de tipul cellular si de organism-nr este proportional cu act de sinteza proteica a celulei(cu cat o cel sint o cant mai mare

de proteine cu atat este nevoie de un transfer mai mare de ARN(m,t,r) in citoplasma si implicit un nr mai mare de pori in inv nuclear

Cu cat cel este mai active are un nr mai mare de pori,daca intre in repaus nr porilor se reduce

Ptr acelasi tip de cel in stadiul tanar cel are mai multi [pri in inv nuclear decat in faza de maturitate

Porii nu sunt struct permanente,immobile,ci din contra sunt struct dinamice ce pot dispare in faza de repaus functional

Distributia porilor pare sa nu fie intamplatoare-este de cele mai multe ori regulataAnulii sau materialul anular-sunt formatiuni ultrastructurale atasate circumferintei poruluicare se proiecteaza atat

spre versantul citoplasmatic cat sip e versantul nucleoplasmic-mat. Anular+porul propriu-zis=complexul porComponente;e sunt:

23

a)matricea anulara-repr de un inel de material dens la fluxul de electroni atasat porului(dpdv chimic sunt protein)b)diafragmul-nu este o membr propriu-zisa-aceasta inchide orificiul porului-este form

dintr-un mat dens la fluxul electronilor-prez in centru granula central-gardian la poruluic)materialul fibrilar-form din fibrile care se ancoreaza de masele anulare si de granula

centralLamina densa interna-este o struct electrono-opaca prezenta pe frontul nucleoplasmatic al membr-are la ME un aspect fin granular sau fin fibrilarRAPORTUL INV NUCLEAR SI RE-sp perinuclear comunica cu lumenul RE datorita continuitatii ocazionale a membr

nucleare ext cu cea a membr RE-de aici idea ca RE ar repr o forma speiala de R care inconjoara nucleul-s-au identif aceleasi enzyme marker dar si o comp chimica asemanatoareR=reticulARN:m=mesagerr=ribozomalt=de transport

5. CROMATINACromatina si spatiile intercromatiniene alcatuiesc impreuna nucleoplasma care reprezinta

materialul biologic extranucleolar continut in interiorul inv nuclear. La Mo in coloratia uzuala in interiolul nucleului apare o subs cu mare afinitate pt colorantii bazici ce a fost denumita cromatina.

Spatiile mai putin colorate dintre masele de cromatin asunt denumite spatii intercromatiniene.

Compozitia chimica: dpdv chimic este alcatuita in principal din ADN si histone ( proteine bazice) Cromatina si cromozomii repr 2 forme de organizare ale unuia si aceluias material genetic ADN.

Cromatina este forma de existenta ADN histone in interfaza, cromozomii sunt o forma de inalta organizare a complexului ADN histone in timpul diviziunii mitoza.

Cromatina este cea care se vede la microscopic optic la cromozomii in interfaza, prezenta ADN in structura cromatinei a fost demonstrata practic prin metoda Feulgen in 1955. In urma aceste metode ADN apare in rosu violaceu iar citoplasma apare incolora.

Aspectul cromatinei este acelas apartinand aceluias tip celular, dar poate varia de la un tip de celule la altul, se poate prezenta sub mai multe forme si anume: gramezi neregulare, granule si reatea de filamente mai mult sau mai putin fine.

Cristi gr.115 Page 3Aspectuil cromatinei variaza si cu activitatea celulei, dpdv al aspectului cromatinei ( al

colorabilitatii nucleii se pot clasifica in 2 mari grupe si anume.1. Nuclei heterocromatici ( tahicromatici) – sunt intens colorati in albastru violet, contin

multa hetero cromatina si sunt de talie mica. EX: nucleul limfocitului comparat cu o pata de cerneala.

2. Nuclei eucromatici ( veziculosi) sunt palid colorati contin predominant eucromatina au dimensiuni mari, exemplu: nucleii celulelor nervoase multipolare dar si nuclei celulelor secretoare

24

de proteine. Eucromatina este cromatina putin condensata , se coloreaza palid dar este purtatoare de gene structurale. Este cromatina functionala activa.

Heterocromatina se poate prezenta sub 2 forme:- Constitutiva si facultativa.- Constitutiva – constant condensata in interfaza se coloreaza intens cu coloranti bazici,

este genetic inactiva, nu contine gene structurale, pe ea nu se poate face transcriptia, contine dpdv chimic ADN repetitiv care nu are semnificatie de molecula informationala.

- Heterocromatina facultativa este o cromatina care nu este obligatoriu condensata in interfaza. Contine gene structurala care insa sunt inactive, adica pe ea sau la niv ei nu se poate face transcriptia desi s-a facut intr-o perioada anterioara, sau se va face daca se transforma termporal in eucromatina. Exemplu: cromatina sexuala sau corpuxulul bar ( este corpoxulul prezent in celulelor somatice ale persoanelor de sex feminin, este marker citologic pt determinarea sexului feminin) unul dintre cei 2 cromozomi x prin inactivarea bratului lung., il gasim atasat mebr nucleare interne fie atasat nucleolului.

Ultrastructura cromatinei – complexul ADN histone apare sub forma de fibre de cromatina cu o grosime de 100 Ao , fiecar fibra este alcatuita din nucleozomi ( unitate repetitiva) alcatuiti fiecare din 8 molecule de histone, ADN face cate 2 ture de super helix in jurul fiecarui nucleozom. Fiecare nucleozom are in centrul sau un miez care contine 2 molecule de histone. H3 si H4 acest miez este inconjurat de un invelis alcatuit din 3 molecule de histone H2a si H2b ce fac legatura dintre nucleozomi prin asa numitii linkeri.... acesti linkeri sunt formati din ADN care trece de la un nucleozol la altul dar si din molecule de histone H1.

Ultrastructura spatiilor intercromatiniene – in spatiile intercromatiniene se gasesc urmatoarele componente ultrastructurale, fibrile pericromatiniene – ele se afla la periferia cromatinei sunt probabil molecule de ADN heterogen precum si precursor de ADN mesager.

Granule pericromatiniene ele se afla la periferia maselor de cromatina sunt formate din ARN mesager si proteine

Granule intercromatiniene care repr forme de tranzit ale ARN-ului fie mesager fie ARN ribozomal spre invelisul nuclear marcat de proteine.

6. NUCLEOLUL - STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA, FUNCTIIeste o formatiune corpusculara intranucleara prezenta numai in interfaza a carei functie

principala este biogeneza ribozomilor ( exceptie ribozomii mitocondriali) nucleolul are o importanta vitala pt celula asa cum reiese din faptul ca mutantii anucleolari nu sunt viabili. In absenta nucleolului nu se formeaza ARNm si ARN de transfer nu trece in citoplasma deci nu se poate face sinteaza de proteine.

Raspandire: sunt prezenti in toate celulele eucariote cu exceptie hematia matura.Dimensiuni: 1-2 microni mai mari la celulel cu sinteza de proteine intensa.Nucleul celulelor somatice contine cate un nucleol pt fiecare set cromozomial deci nr lor

este direct proportional cu gradul de ploidie, este de asteptat ca in majoritatea celulelor umane sa gasim 2 nucleoli, forma adesea rotunda sau usor alungita

Aseazare: centrala in nucleu dar poate varia in functie de momentul de activitate al celulei, poate stabilii contacte cu invelisul nuclear.

In coloratie uzuala apare ca un corpuscul usor bazofil, deoarece heterocromatina si nucleoli apar intens bazofili, identificare nucleolilor in nucleii heterocromatici este incerta.

25

In alcatuirea lui intra 4 componente: 1 parsfibroza (partea fibrilara ) este form din filament ce au o grosime de 50 A si o latime ce variaza între 300-400 A , filament grupate intr-o retea.

2 pars granulose( partea granular) este formata din granule de diam 200 A , aspectul acestora este asem cu cel al ribozomilor. Aceasta parte este dominant .

3 pars cromozoma ( partea cromozomiala ) este alc din filament de aprox 100 A , aflate la perifeia nucleolului , aceste filmente form asa numita cromatina perinucleara , dar exista si portiuni care paratreund in int nucleolului sub formA DE benzi si se numesc cromatina intranucleolara.

Ultima parte este partea amorfa(astructurata) este omogena si de densitate medie la fluxul de elecroni.

Toate cele 4 componente pot fi distinse clar in acelasi nucleol numai in cazuri rare. Proportia celor 4 componente variaza de la un tip de celule la alta, dar variaza si cu stadiul functional al celulei. Nucleolul nu este delimitat de endomembrane si nu contine endomembrana.

Compozitia chimica: din pct de vedere chimic compomentele sunt:· ADN-3 %· ARN-7%· Protein-90% din greutatea uscataIn realitate, exista o mixture de AND, ARn si complexe de ARN-proteine dar se mai gasesc

in cantitati f mici si saruri minerale, Ca, Mg, Zn si cobalt. De asemenea se pot intali urme f fine de lipide.

AND nucleolar a fost evidentiat prin metoda Feulgen. In realitate el este mascat de catre ARN. ARN-ul nucleolar este foarte bine reprezentat deoarece in nucleol se sintetizeaza ARN ribosomal si probabil ca acesta este statia intermediara obligatory pt ARN mesager, de transfer in drumul spre citoplasma. ARN nucleolar se evidentiaza prin metoda citochimica Brachet sau verde metal pironona care evidentiaza acizii nucleic: Adn se coloreaza in verde si ARN in celula rosu.

PROTEINELE NUCLEOLARE: in cea mai mare parte ele sunt enzime implicate in exenimentele metbolice nucleolare in primul rand in sinteza si maturarea ARNr(ARN polimeraza, convertaza, reneaza, NAD sintetaza). Bazofilia nucleolului la MO se datoreaza continutul relativ mare de ADN si ARN. Partea fibroasa si granulara sunt formate din ARN(si sunt digerata de reneaza). Partea cromozomiala si amorfa sunt formate de AND, prima fiind generate de deneaza, iar cea amorfa care contine si protein e digerata de proteie.

Roluri: rol in sinteza ARNm si biogeneza ribozomilor. ADN joaca rol de matrita pt sinteza ARN ribosomal. Reglarea sintezei de ARN robozomal in nucleol depinde de cantitatea de ribozomi din citoplasma. Alt rol este in sinteza si transferul ARN mesager si de transfer in citoplasma. Mecanismul interventiei nucleolui in circulatia ARN mesager si de transfer nu este pe deplin elucidate. Se presuune ca nucleolul ar putea fi o statie inermeira obligatoriei drumul spre citoplama.

NUCLEOLUL IN CELULELE CANCEROASE: nucleolul prezinta pt citopatologi un component subcelular foarte important pentru a eticheta o celula drept canceroasa. Modificarile lui in celulele canceroase presupune modificari de volum(hipertrofia este constanta), modificarea numarului creste nr nucleolilor frecvent si modificarea formei sale. De retinut ca modificarile nucleolui sunt consecinta si nu cauza malignizarii.

FACTORII CE INFLUENTEAZA NEGATIV NUCLEOLII: animiticele de tipul actinomicinei, toxinele microbiene, factorii fizici(caldura, razele X, razele ultraviolete), stimulatorii(unele infectii cu adenovirus).

26