NIVELURI DE ORGANIZARE

NIVELURI DE ORGANIZARE

CELULA

Celula reprezint unitatea de baz morfo- funcional i genetic a organizrii materiei vii. Ea poate exista:

singur, ca n cazul organismelor unicelulare (procariote, unele protiste, unii fungi) solitare sau coloniale

n grupuri, constituind esuturi, n cazul organismelor pluricelulareFORMA celulelor este n strns corelaie cu funcia i specializarea lor. iniial toate celulele au form globuloas, ulterior: unele i pstreaz forma globuloas: ovulul, celulele cartilaginoase, celulele adipoase, unele celule sangvine (leucocitele); devin fusiforme: fibrele musculare netede, neuronii olfactivi devin stelate: neuronii devin cubice: celule epiteliale secretoare, de acoperire devin cilindrice: celulele epiteliului de absorbie, fibrele musculare striate scheletice. DIMENSIUNILE:

variaz n funcie de :

specializare

starea fiziologic a organismului

condiiile mediului extern

vrst

media se consider de 20-30 m.

hematia are un diametru de 7,5 m.

ovulul are un diametru de 150-200 m.

fibra muscular striat scheletic are o lungime de 5-15 cm.

FUNCIILE CELULEI:

1. metabolism

2. autoreproducere

3. autoconservare

4. integralitate

5. echilibru dinamic

6. excitabilitate

STRUCTURA: prezint trei componente principale:

1. membran

2. citoplasm

3. nucleu

MEMBRANA CELULAR (MEMBRANA PLASMATIC, PLASMALEMA) reprezint nveliul extern al celulei

poate prezenta prelungiri:

permanente: cilii, cu rol senzorial (neuronii olfactivi, celulele senzoriale auditive sau de echilibru), sau n captarea unor substane (epiteliul traheal), flagelii, cu rol locomotor (spermatozoizii), microvilii, cu rol de mrire a suprafeei de absorbie (epiteliul absorbant al mucoasei intestinale, epiteliul tubilor renali contori proximali),

desmozomii, corpusculi de legtur care solidarizeaz celulele epiteliale temporare, neordonate cum ar fi pseudopodele (leucocitele).

are rol n individualizarea celulei

confer forma celulei

separ structurile interne ale celulei de mediul extracelular realizeaz schimb de materie, energie i informaie cu mediul extracelularStructura membranei dup modelul mozaicului fluid:

Membrana are o structur de dublu strat fosfolipidic, n care sunt imersate proteine.

Fiecare molecul de fosfolipid prezint:

un capt hidrofil, polar, care este orientat ctre citoplasm sau ctre mediul extracelular

un capt hidrofob, nepolar, care este orientat ctre zona central a membranei

Fosfolipidele sunt astfel dispuse nct poriunea lor hidrofil formaez un bistrat, n interiorul cruia se afl cuprins poriunea hidrofob. Acest miez hodrofob restricioneaz pasajul transmembranar al moleculelor hidrosolubile i al ionilor. Printre fosfolipide, sau de o parte i de alta a celor dou straturi se afl proteinele, care nu sunt uniform distribuite i care ndeplinesc mai multe roluri funcionale:

1. proteine de susinere, constituind un fel de armtur a membranei,

2. proteine marker, care recunosc celulele de acelai tip

3. proteine receptori, care sunt sensibile la stimulii din mediul extracelular (de ex. proteinele receptor ale mediatorilor chimici, situate n mmembrana componentei postsinaptice),

4. proteine canal, care permit transportul transmembranar,

5. proteine enzime, care catalizeaz anumite reacii chimice.

Att fosfolipidele ct i proteinele se asociaz, pe faa extern, cu molecule de glucide, puternic ncrcate negativ, constituind glicolipide sau glicoproteine.

Membranele celulelor animale pot prezenta i molecule de colesterol.

Toate aceste molecule sunt n micare, cea ce explic noiunea de fluid.

PROPRIETILE MEMBRANEI:

Membrana prezint permeabilitate selectiv, permind trecerea anumitor substane, n funcie de necesitile celulei.

Transportul celular este transmembranar (A) i vezicular(B).

A. TRANSPORTUL TRANSMEMBRANARPoate fi clasificat n funcie de dou criterii:

a. consumul de energie pentru realizarea lui

b. necesitatea proteinelor membranare transportoare (crui)

a. La nivelul membranei se realizeaz dou mecanisme de transport:

1. pasiv, care se realizeaz fr consum de energie, n sensul gradientelor fizico-chimice difuziunea, difuziunea facilitat i osmoza;2. activ, care se realizeaz cu consum de energie, rezultat din hidroliza ATP-ului, n sens opus gradientelor fizico-chimice.b. 1. mecanisme care nu necesit proteine transportoare: difuziunea, osmoza. 2. mecanisme care necesit transportori: difuziunea facilitat i transportul activ. Are 3 proprieti: este specific, este saturabil i, pentru aceeai protein transportoare poate aprea competiia ntre moleculele de transportat. Difuziunea reprezint mecanismul prin care moleculele unui gaz sau semisolid trec dintr-un mediu cu o concentraie mai mare, ntr-un alt mediu cu o concentraie mai mic, pn la egalizarea concentraiilor. De exemplu, prin difuziune strbat membranele celulare O2, CO2, hormonii steroidici, etanolul, ureea. Ionii trec prin membran la nivelul canalelor ionice.Difuziunea facilitat necesit proteine transportoare care au o configuraie 3D special, astfel nct permit trecerea moleculelor cu dimensiuni mari, n gradient de concentraie. De exemplu, monozaharidele.Osmoza reprezint mecanismul prin care moleculele de ap trec dintr-un mediu cu o concentraie mai mic, deci cu un volum mai mare de ap, ntr-un mediu cu o concentraie mai mare, deci cu un volum mai mic de ap, printr-o membran semipermeabil (mai permeabil pentru solvent dect pentru solvat), pn la egalizarea concentraiilor celor dou soluii.

Transportul activ: Ionul de sodiu Na+ este principalul ion extracelular, concentraia acestuia fiind mult mai mare la exteriorul celulei, dect n interior. Membrana celular respinge, prin mecanism activ ionii de Na+ care difuzeaz n celul, conform gradientelor de concentraie. Aceste mecanism activ are loc la nivelul pompelor ionice de Na+/K+, care expulzeaz permanent Na+ i reintroduc K+, n proporie de 2 Na+ la 3 K+. Membrana plasmatic nu permite ieirea ionilor negativi din celul, dar le permite intrarea.

Datorit acestor proprieti membrana este polarizat electric, fiind ncrcat pozitiv pe faa extern i negativ pe cea intern.

B. TRANSPORTUL VEZICULAR

Endocitoza reprezint mecanismul prin care sunt nglobate materiale extracelulare cu ajutorul veziculelor formate prin invaginarea membranei celulare, urmat de transferul intracelular al acestor materiale. Ex. fagocitoza, prin care sunt nglobate particule solide i pinocitoza, prin care sunt nglobate particule lichide.

Exocitoza reprezint mecanismul prin care sunt transferate extracelular materiale intracelulare, prin fuzionare a veziculelor care le conin cu membrana. De exemplu, eliberarea mediatorului chimic n fanta sinaptic.NUCLEUL

Reprezint cel mai mare organit al citoplasmei.

POZIIA:

n celulele tinere este dispus central, n cele mature spre periferie

n cazul celulelor adipoase este dispus periferic, datorit coninutului crescut de lipide citoplasmatice

n cazul fibrelor musculare striate scheletice, nucleii sunt turtii i dispui periferic, sub sarcolem

NUMRUL:

majoritatea celulelor sunt uninucleate (prezint un singur nucleu)

exist i celule binucleate, de ex. celulele hepatice

exist i celule polinucleate, de ex. fibra muscular striat scheletic, osteoclasteleDIMENSIUNILE:

n general, nucleul reprezint 1/3 sau din volumul celular

FORMA:

corespunde, n general, formei celulei

celulele tinere prezint un nucleu sferic

celulele mature un nucleu elipsoidal

celulele polinucleate prezint nucleii turtii, dispui sub membrana plasmatic

unele celule au nuclei lobai, de ex. leucocitele granulocite

STRUCTUR:

1. membran nuclear (nucleolem sau cariolem):

dubl

prevzut cu pori

2. citoplasm nuclear (nucleoplasm sau carioplasm):

o parte fluid, numit cariolimf

o parte solid, reprezentat de cromatina nuclear, un filament lung i nclcit, alctuit din ADN, ARN, proteine, lipide, ioni de Ca2+ i Mg2+. Prin spiralizarea i condensarea cromatinei se individualizeaz cromozomii, pe durata diviziunii celulare.

3. nucleol:

pot fi unul sau pot fi mai muli

are rol n diviziunea celulei i n biogeneza ribozomilor.ROL:

este centrul coordonator al tuturor proceselor celulare

este sediul informaiei genetice, stocate n ADN (peste 95% din totalul informaiei genetice celulare)CITOPLASMA

Reprezint masa fundamental, localizat ntre membrana celular i nucleu.

Prezint dou componente:

1. hialoplasma sau matrixul citoplasmatic, care conine organitele citoplasmatice;

2. citoscheletul, principalul suport al celulei.

Din punct de vedere fizic reprezint un coloid, care are dou faze:

faza de dispersie, reprezentat de ap;

faza dispersat, reprezentat de ansamblul de micele organice aflate n micare brownian.

n funcie de factorii de mediu (pH, temperatur, concentraia anumitor substane) prezint dou stri: de gel i de sol, reversibile. Celulele tinere prezint frecvent starea de sol, iar cele mature sau bolnave, starea de gel.

n citoplasm se afl organitele citoplasmatice:

delimitate de o membran dubl: nucleul, mitocondriile;

delimitate de o membran simpl: aparatul Golgi, lizozomii, reticulul endoplasmatic;

nedelimitate de membrane: ribozomii, centrozomul, cilii, flagelii.

1. MITOCONDRIILE

- sunt uzinele energetice ale celulelor

Form:

sferic

cilindric sau de bastona

Structur:a. membran dubl, cea intern fiind pliat sub forma unor creste sau criste, care au rolul de a mri suprafaa de aciune a enzimelor implicate n procesele de respiraie celular

b. strom sau matrix mitocondrial, care conine ribozomi, proteine, lipide i enzime cu rol respirator (redox)

c. material genetic propriu, reprezentat de ADN mitocondrial, cu rol n ereditatea extranuclear

Rol:

sunt sediul respiraiei celulare

sunt implicate n sinteza proteinelor

numrul lor este foarte mare n celulele care prezint intense procese metabolice, mari consumatoare de energie: celule musculare, hepatice, nervoase tc.

2. RETICULUL ENDOPLASMATIC

Localizare:

ntre membrana nuclear i membrana plasmatic, realiznd legtura dintre aceste dou structuri

Aspect / structur:

reea tridimensional de canalicule sau tubuoare, care traverseaz ntreaga citoplasm

conine la interior un lichid care circul

poate fi :

neted: REN

rugos, sau granular sau ergastoplasma, cu ribozomi ataai pe faa extern, citoplasmatic: REG

Roluri:

mecanic

compartimentarea celulei

diferenierea vacuomului (totalitatea vacuolelor)

transportul intracitoplasmatic al substanelor utile

schimbul de materie dintre nucleu sau citoplasm i mediul extracelular

REN are rol n sinteza glucidelor i a lipidelor

REG are rol n sinteza proteinelor specifice

3. APARATUL GOLGI (totalitatea dictiozomilor)

Localizare:

n vecintatea nucleului

Aspect / structur:

cisterne suprapuse = dictiozomi, care prezint la extremiti micro- i macrovezicule, care nmuguresc i se desprind, formnd n ciroplasm alte organite

Roluri:

elaborarea produilor de secreie

mpachetarea lipidelor i proteinelor care sosesc de la nivelul REN sau REG

diferenierea peretelui celular

4. RIBOZOMII (granulele / corpusculii Palade)

Localizare:

liberi n citoplasm

ataai feei externe a RE

ataai pe faa extern a membranei externe a nveliului nuclear

Aspect / structur:

corpusculi granulari, sferici

conin ARN ribozomal i proteine ribozomale

Roluri:

sinteza proteinelor

5. LIZOZOMII

Localizare:

sunt mai abundeni n celulele care fagociteaz (leucocite, macrofage, microglii, osteoclaste)Aspect / structur:

vezicule sferice

delimitate de o membran simpl

conin numeroase enzime hidrolitice

Roluri:

n digestia intracelular, elibereaz enzimele coninute la contactul cu substanele ce urmeaz a fi digerate

6. CENTROZOMUL (CENTRUL CELULAR)

Localizare:

n zona cea mai activ a citoplasmei, n vecintatea nucleului

lipsete din neuron i hematia adult, care nu se divid

Aspect / structur:

2 corpusculi sferici, perpendiculari unul pe cellalt

nconjurai de filamente proteice citoplasmatice care, mpreun cu o zon mai concentrat a citoplasmei formeaz asterul

Roluri:

n diviziunea celulei, ntre filamentele asteriene ale centrozomilor dublai formndu-se fusul de diviziune, la nivelul cruia se ancoreaz centromerii cromozomilor

capt

hidrofil

capt

hidrofil

PAGE 7