• hMICROSCOPIA ELECTRONICA

• Microscopul electronic foloseste flucurile de electroni pentru obtinerea unor imagini de pana la 10.000 ori mai mari decat in microscopia optica.

• Microscopul electronic de transmisie (conventional sau de inalt voltaj) contine catodul sau sursa de electroni, anodul, un system de electromagneti, un support pentru obiect, un ecran de captarea a imaginii si un dispozitiv de fotografiere a imaginii. La examinare, sectiunile cu densitate mare apar inchise la culoare, iar cele de densitate mica apar clare.

• Microscopul electronic de scanning, se diferentiaza prin faptul ca electronii nu trec prin preparat ci sterg suprafata acestuia

• CELULA CA SISTEM BIOLOGIC

Celula este primul system biologic cu apacitate de auto-reproducere, unitatea elementara a lumii vii, produs al evolutiei,cu structura complexa, in relatie de autonomie si echilibru dynamic cu mediul inconjurator, avand ca proprietati esentiale metabolismul, autoreproducerea, cresterea si dezvoltarea. Celula ca system:

• Este un system deschis pentru ca are in permanenta schimburi de energie si substanta cu mediul exterior

• Are character istoric, aparand la un anumit moment in decursul evolutiei materiei vii

• Are character informational pentru ca receptioneaza, acumuleaza, prelucreaza si transmite informatii prin codul genetic

• Prezinta trei categorii de programe: pentru sine (asigurand autoconservarea), pentru sistemele component (gen pentru organite), pentru sistemele superioare (tesuturi, organe)

• Are functie de autoreglare sau feed-back prin care isi controleaza procesele interne

• Este alcatuita din component mai mult sau mai putin diferite (heterogenitate celulara)

• Ca intreg, prezinta insusiri noi, pe care izolat, partile component nu ar putea sa le indeplineasca (integralitatea celulara)

• CELULA EUCARIOTA SI PROCARIOTA

• Procariotele sunt reprezentate de bacterii si alge albastre verzi. Sunt mai mici decat celulele eucariote si lipsite de membrane celulara, cu organite putine sau absente si nucleu neseparat de citoplasma. Prezinta un cromozom unic in citoplasma reprezentat de un AND neconjugat cu protein. Nu prezinta citoschelet, si sunt lipsite de endocitoza si exocitoza. Nu prezinta aparat mitotic, inmultindu-se prin sciziparitate.

• Eucariotele sunt reprezentate de protiste, fungi, plante, animale. Sunt mai mari decat procariotele. Au system de membrane intracelulare care delimiteaza componentele si organitele. Nucleul este distinct, contine genomul cu mai multi cromozomi. Molecla de AND este conjugate cu protein. Prezinta citoschele si desfasoara procese de endocitoza si exocitoza. Prezinta aparat mitotic, divizandu-se prin mitoza si meioza.

• MEMBRANELE CELULARE-MODELE TEORETICE

Membranele celulare sunt structure complexe care delimiteaza celula sau un teritoriu cellular.

Exista trei categorii:

• Membranele plasmatice sau plasmalema – confera individualitate celulei

• Citomembranele sau endomembranele: membrane nucleului, reticulului endoplasmatic, complexului golgi

• Membranele speciale: membranele tecilor de mielina

Modelul initial susitine existent unui dublu strat lipidic al membrane.

Modelul paucimolecular sustine ca dublul strat lipidic este tapetat pe ambele fete de straturi de proteine, formand o lamina externa si o lamina interna.

Modelul unit completeaza teoriile anterioare prin aceea ca pe fata externa se gasesc glucide, lipsind de pe fata interna

Modelul mozaicului sustine ca si lipidele si proteinele se misca intamplator in dublul strat lipidic.

Modelul actual este adeptul ideii ca bistratul lipidic membranar este asimetric si fluid, iar pe fetele hidrofile proteinele suntdistribuite asimetric.

• PLASMALEMA

Este structura de baza a membranelor, fiind alcatuita din bistratul lipidic asociat cu proteine. La microscop prezinta doua benzi dense (cu portiunile hidrofile) separate de o banda clara (acizii grasi hidrofobi).

Contine lipide reprezentate de fosfolipide, cholesterol si glicolipide, grupate neuniform pe suprafata membrane, in petice sau calote, sub forma fluida.

Proteinele tapeteaza bistratul lipidic asimetric. Se identifica proteine transmembranare (intrinseci) cuprinse in bistratul lipidic, si protein membranare periferice (extrinseci) situate de o parte si de alta a bistratuli lipidic.

• GLICOLEMA SAU GLICOCALIXUL

Reprezinta componenta externa glicoproteica a membranei, formata dintr-o zona interna si o zona externa, alcatuita dintr-o tesatura de lanturi proteice, pe care sunt ancorate fragmente de glucide. Ca functii:

• Participa la realizarea adezivitatii intercelulare

• Asigura specificitate si individualitate biochimica celulei

• Depoziteaza ionii de calciu

• Intervine in schimburile ionice transmebranare

• Participa la transmiterea informatiei despre celula

• CITOSCHELETUL

Reprezinta o retea de proteine situate pe fata interna a membranei celulare, legata de plasmalema, care confera membrane :

• Elasticitate prin dispunerea in retea

• Rezistenta prin complexele proteice

Dintre protein:

• Predomina spectrina, moleculele solitare fiind foarte flexibile

• Anchirina este un polipeptid care leaga spectrina de protein benzii 4-1

• Actina sub forma de mici fragmente fibrilare

• Protein benzii 4-1

• Calmoduline care sunt protein cu locuri de legare a calciului

Intre tipurile de protein legatura se face prin fosforilare, mediate de gelsolina (o protein dependent de calciu)

• DIFERENTIERI ALE MEMBRANEI CELULARE PERIFERICE

Diferentierile pot fi tranzitorii sau permanente. Cele tranzitorii apar si dispar in raport cu momentele functionale ale celulei, avand aspect de invaginari sau expansiuni. Dintre acestea pseudopodele faciliteaza aderarea leucocitelor, iar valurile si membranele ondulante se formeaza in mediu lichid, nu adera si se intalnesc in fagocitoza.

Diferentierile permanente sunt reprezentate de microvili, cili si flageli.

Microvilii sunt expansiuni cu rol in procesul de absorbtie prin marirea suprafetei de contact si numarul mare de receptori, dispusi solitar sau grupat. Cilii pot fi mobili sau rigizi. Cilii mobili sau vibratili sunt formati din tija cu 10 perechi de microtubuli (1 centrala si 9 periferice), corpuscul bazal care coordoneaza miscarea cililor si radacina cu rolul de a ancora cilul in citoplasma. Cilii rigizi sau stereocilii sunt lipsiti de microtubule centrali. Flagelul are 10 perechi de microtubule (1 centrala si 9 periferice)

• JONCTIUNI DE ADEZIVITATE SAU DESMOZOMI

Confera o mare rezistenta mecanica tesuturilor si organelor, intalnite in tesuturile epiteliale. Se prezinta sub trei forme:

• Desmozomi in pata prezenti in tes.epiteliale de acoperire. Cuprind plasmaleme adiacente, un material proteic dens, densificari intracelulare in forma de disc, linkeri care se desprind din materialul proteic dens, si elemente citoscheletale reprezentate de microfilamente de actina sau cheratina

• Desmozomii in banda se gasesc la polul apical al celulelor epiteliale. Densificarile intracelulare au aspect de banda sau de panglica

• Hemidesmozomii reprezinta o variant a desmozomilor in pata, prezentand numai jumatate din structura acestora.

• JONCTIUNI IMPERMEABILE

Sunt dispuse in panglica si oblitereaza spatial intracellular pentru ca membranele adiacente se sudeaza. Ele impiedica scurgerea fluidelor printer cellule inclusive a micromoleculelor. Au aspect diferite in functie de tesutul epithelial in care se gasesc: in tubul contort proximal al nefronului contin 1-2 siruri de proteione transmembranare, la nivelul mucoasei vezicii urinare sunt formate din 6 siruri.

Asigura flexibilitate si siguranta si contribuie la formarea unor bariere chimice si fizice intercelulare.

Jonctiunile focale sunt o variant a jonctiunilor impermeabile, in care membrane celulei se apropie de substratul de adezivitate.

• JONCTIUNILE DE COMUNICARE

Permit trecerea unor molecule mici dintr-o celula in alta si sunt de doua tipuri: permeabile si sinapse.

Jonctiunile permeabile de tip gap se realizeaza prin conexoni (structure proteice) situati de o parte si de alta a bistratului lipidic. Reprezinta principal cale de comunicare intre cellule, facilitand schimbul rapid de molecule.

Sunt necesare mai ales in situatiile in care celulele trebuie sa actioneze simultan, in grup, cum este cazul celulelor embrionare, pe cale de diferentiere sau in celulele muscular.

• RECEPTORII DE MEMBRANE

• De natura endogena

• Mediatorii chimici locali: actioneaza in imediata lor vecinatate, sunt captati rapid si distrusi.

• Hormonii: sunt produsi de glandele endocrine. Receptorii pentru hormonii hidrofili se ataseaza de receptorii din membrane periferica, iar cei pentru hormonii hidrofobi traverseaza membrane celulei tinta si se leaga de receptorii membranelor intracelulare

• Neurotransmitatorii: sunt produsi de neuroni si eliberati la nivelul sinapselor. Receptorii pentru ei sunt situati in membrane postsinaptica a celulelor nervoase sau a celulelor muscular.

Hormonii si neurotransmitatorii sunt considerate mesageri de ordinal I.

• Substantele imunogene: sunt reprezentate de antigene (receptorii sunt codificati genetic si pot recunoaste structurile “self”), anticorpi (sunt receptori Fc, pentru fractiunea cristalizabila a Imunoglobulinei G) si componentele complementului (receptorii leaga cea de a treia component de suprafata celulei)

• De natura exogena

• Receptori pentru virusuri

• Receptori pentru antigene “non-self” care determina transformarea limfocitelor B dupa contactul cu antigenul

• Receptori pentru toxine microbiene

• Receptori pentru lectine(acestea sunt extrase din tesuturile vegetale sau animale)

• SCHIMBURILE PRIN MEMBRANA-TRANSPORTUL PASIV

Realizeaza trecerea moleculelor mici in sensul gradientului de concentratie fara consum de energie. Se poate realize prin:

• Difuziune simpla: lent, process dependent numai de forte fizice. Moleculele liposolubile difuzeaza prin bistratul lipidic, iar cele hidrosolubile trec prin porii hidrofili din substrat

• Difuziune facilitate: rapid, permitand trecerea unor substante greu solubile in lipide si cu masa molecular mare. Se realizeaza cu ajutorul unor molecule proteice din membrane la o viteza direct proportional cu concentratia.

• SCHIMBURILE PRIN MEMBRANA-TRANSPORTUL ACTIV

Se realizeaza impotriva gradientului de concentratie, cu consum de energie furnizata de

metabolismul cellular.

• Transp.activ prin pompe ionice: realizat de protein care folosesc direct energia din ATP avand proprietati de descompunere a acestuia. Pompele ionice sunt complexe protein-enzime care transporta ionii impotriva gradientului de concentratie (pompa Na-K, pompa de Ca)

• Transp.activ cuplat (contratransportul) foloseste energia gradientelor ionice, substantele de transportat fiind cuplate cu unii ioni.

• Translocarea de grup este intalnita la unele bacteria care folosesc ca sursa de energie fosfoenolpiruvatul.

• FAGOCITOZA

Exocitoza = celulele descarca in mediul extracellular produsele secretate

Endocitoza = celulele preiau din mediul extracellular molecule mari realizand nutritia, purificarea mediului extracellular si apararea imunitara prin fagocitoza sau pinocitoza.

Fagocitoza este realizata de catre fagocite, care, in functie d emarimea particulei inglobate pot fi microfage sau macrophage mobile sau fixe. Fagocitele prezinta pe suprafata receptori prin intermediul carora recunosc ceea ce este self (si in cadrul selfului ceea ce este sanatos de ceea ce este alterat) de ceea ce este non-self (antigene). Recunoasterea antigenelor este facilitate de opsonine care formeaza complexe antigen-opsonine.

Fagocitoza se desfasoara in patru etape:

• Chemotaxia: proprietatea unei cellule mobile de a se deplasa prin tesuturi catre particule tinta ca raspuns la diversi stimuli

• Opsonizarea consta in acoperirea bacteriilor sensibilizate de anticorpi pentru a fi fagocitate

• Ingestia are loc dupa opsonizare, si se finalizeaza prin formarea fagozomului dup ace particular a fost inconjurata de pseudopode

• Digestia are loc in lizozomi prin sisteme dependente sau independente de oxygen

• PINOCITOZA

Exocitoza = celulele descarca in mediul extracellular produsele secretate

Endocitoza = celulele preiau din mediul extracellular molecule mari realizand nutritia, purificarea mediului extracellular si apararea imunitara prin fagocitoza sau pinocitoza.

Pinocitoza reprezinta endocitoza particulelor in faza fluida prin intermediul pinozomilor.

• Pinocitoza fara receptori este cea mai frecventa. Contactul particulelor din fluide activeaza niste situsuri anionice la care membrane celulara raspunde invaginandu-se si formand niste cripte. Membranele din vecinatatea criptelor se alipesc si apar pinozomii care fuzioneaza cu lizozomii formand pinolizozomii care vor digera particulele. Se distinge o macropinocitoza care transporta particulele mari si o micropinocitoza care transporta particulele mici

• Pinocitoza mediate de receptori se foloseste de receptori mobile care recunosc si leaga de membrane particule diferite. Grupandu-se, receptorii formeaza caveolele acoperite care fixeaza complexele particular-receptor pentru a fi inglobate. Particulele inglobate pot fi degradate in lizozomi sau eliminate pe cealalta fata a celulelor.

• MORFOLOGIA SI FUNCTIILE NUCLEULUI

Functii:

• Stocheaza informatia genetic in ADNul nuclear

• Reprezinta central de comanda, control si coordonare a celulei eucariote, fiind prevazut cu un program (ADN) si o memorie (ARN)

Caractere morfologice:

• Raspandit in majoritatea celulelor, exceptie facand hematiile si trombocitele

• Au forma variata indicand de regula forma celulei: sferic-ovoidal, alungit, turtit aplatizat, lobat, forma fiind influentata si de activitatea celulei

• De obicei este plasat central, dar se poate gasi si excentric, medio bazal, sau bazal

• Ca numar, celulele pot fi mononucleata sau multinucleate. Multinuclearitatea se produce fie prin multiplicare nuclear repetata fara diviziunea citoplasmei (rezulta un plasmodiu), fie prin fuzionarea celulelor mononucleate (formand un sincitiu)

• Greutatea specifica este influentata de continutul in apa si de starea fiziologica a celulei

• Ph –ul este usor alcalin

• Este compus din: membrane nuclear, nucleoplasma, cromatina si nucleol

• MEMBRANA NUCLEARA

Este o structura lipoproteica care imparte celula in nucleu (care contine genomul si structurile implicate in transcriptie) si citoplasma (care contine organitele celulare). Apare formata dintr-o foita externa si o foita interna separate de cisterna perinucleara.

Membrane nucleara este intrerupta de pori circulari care impreuna cu structurile adiacente formeaza complexul por care cuprinde:

• 2 inele sau annuli asezate pe ambele fete ale porului (fata nuclear si fata citoplasmatica) fiecare inel fiind format din granule proteice

• 8 conuri orientate dinspre peretele porului spre lumen

• O particular central, inconstant prezenta

• Pachete de filament nucleoplasmatice.

Membrane nuclear delimiteaza continutul nucleului de cel al citoplasmei, regleaza schimburile dintre nucleu si citoplasma, formeaza membranele reticulului endoplasmatic, mentine si stabilizeaza cromatina si sustine organitele

• NUCLEOPLASMA

Este un mediu de natura proteica in care plutesc nucleoli si cromatina. Cuprinde doua component:

• Matricea nuclear propriu-zisa reprezinta exhivalentul citoscheletului, fiind formata dintr-o retea de protein stabile. Cuprinde matricea fibrilara, componentele fibrilare ale invelisului nuclear (lamina densa interna si complexul por care formeaza complexul lamina-por) si component fibrilara a nucleolului.

• Fractiunea labila a matricei.

Ca functii: mentine forma nucleului in sinteza de AND si ARN, asigura flexibilitatea nucleului, influenteaza contractilitatea, si asigura support pentru depozitarea granulelor ribozomale.

• COMPLEXUL LAMINA-POR

Matricea propriu-zisa a nucleoplasmei este formata din matricea fibrilara, componentele fibrilare ale invelisului nuclear si component fibrilara a nucleolului. Componentele fibrilare ale invelisului sunt reprezentate de lamina densa interna si complexul por. Lamina densa interna are aspectul unei retele de fibrile, si impreuna cu complexul por formeaza complexul lamina-por care intra in structura scheletului nuclear. Complexul lamina-por este format din protein predominant acide si o nucleozid trifosfataza implicate in transportul ARN catre citoplasma.

• CROMATINA

Este reprezentata de materialul intranuclear, respectiv forma de existent a cromozomilor in interfaza in celula aflata intre doua diviziuni. Dpdv chimic, contine AND, mici cantitati de ARN, protein histonice si nehistonice.

Cantitatea de AND din nucleu este constanta pentru o anumita specie si reprezinta genomul specie respective.

Histonele sunt protein bazice prezente numai in genomul eucariotelor, cu masa molecular mica si sarcina electrica pozitiva. Au rol major in impachetarea ADNului in nucleu.

Aspectul morphologic al cromatinei este asemanator in nuclei apartinand aceluiasi tip de cellule, dar variaza in functie de tipul cellular si stadiul functional al celulei.

• EUCROMATINA

Reprezinta cromatina functional, active, purtatoare de gene structural pe care se face transcriptia mesajuli genetic.

Poate fi:

• Eucromatina active pe care transcriptia se efectueaza continuu

• Eucromatina permisiva, potential active care devine inactive cand intervin semnale modulatoare (ex. hormonii)

Raportul dintre eucromatina si heterocromatina se exprima prin raportul dintre transcriptibil si netranscriptibil, permitand realizarea relatiei dintre genotip si fenotip.

• HETEROCROMATINA

Este cromatina condensate, netranscriptibila, inactive metabolic. Poate fi:

• Constitutive: gentic inactive, lipsita de gene structural. Pe ea nu se face niciodata transcriptie

• Facultative: cromationa condensate care contine gene structural represate (inactive) pe care transcriptia s-a efectuat sau nu intr-o perioada anterioara sau se va putea efectua daca se transforma in eucromatina sub influenta unui agent depressor.

In functie de cromozomii in care s egaseste poate fi:

• Autozomale: in perechile de cromozomi autozomi

• Gonozomala: numai in cromozomii care determina sexul: cromatina X la female si

cromatina Y la masculi.

Cromatina X sau corpusculul Barr este prezenta si detectabila la toate femelele cu exceptia opossumului, unde este prezenta la ambele sexe. Lipseste la toti masculii normali.

Cromatina Y sau corpusculul F apare la masculii normali. La indivizii care prezinta doi cromozomi Y se observa doi corpusculi F astfel putandu-se diagnostic anomaliile cromozomiale (trisomia XYY)

• CROMOZOMII

Pot fi interfazici, neobservabili la microscop si mitotic sau metafazici usor observabili in cursul metafazei. Structural, cei metafazici sunt formati din:

• Cromatide = cele doua jumatati genetic identice care formeaza fiecare cromozom, fiecarei cromatide ii corespunde o molecula de AND

• Centromerul = regiunea cea mai ingusta unde cele doua cromatide se unesc, cu continut scazut de AND. Majoritatea cromozomilor sunt monocentrici.

• Kinetocorii = doi pentru un cromozom, reprezinta locul prin care fiecare cromatida se ataseaza de microtubulii fusului de diviziune

• Constrictiile secundare sunt zone care nu retin colorantul bazic

• Satelitul = un corpuscul atasat de restul cromozomului printr-un filament.

Dimensiunile variaza, intalnindu-se cromozomi gigant si pitici. Numarul este constant pentru aceeasi specie. Compozitia chimica cuprinde AND, protein (histonice si nehistonice) si cantitati reduse de AR. In functie de pozitia centromerului se intalnesc cromozomi: telocentrici- lipsiti de brate scurte, acrocentrici-cu brate scurte slab vizibile, submetacentrici – un brat scurt si unul lung, metacentrici-cu bratele aproximativ egale.

• CARIOTIPUL

Reprezinta totalitatea caracterelor morfologice ale cromozomilor dintr-o celula diploid, in care perechile de cromozomi omologi sunt asezati in ordinea descrescanda a lungimii.

Identificarea fiecarei perechi se face prin tehnici de bandare cu fluorescent prin care se obtin benzile Q, sau prin tehnici de bandare bazate pe tratarea cromozomilor cu diferiti agenti fizici si chimici urmate de coloratia Giemsa prin care se obtin benzile G, benzile R si benzile C.

Determinarea cariotipului este importanta pentru diagnosticul unor boli congenitale, dirijarea imperecherilor, diagnosticul unor boli ale sangelui precum leukemia, diagnosticul de paternitate (prin masurarea lungimii cromozomului Y care trebuie sa fie aceiasi ca la fat) sau pentru diagnosticul diferential intre unele tumori maligne si benign.

• NUCLEOZOMII

Un nucleozom reprezinta un octamer histonic format din opt molecule de histone, cate doua molecule de H2A, H2b, H3 si H4 care determina infasurarea duplexului de AND si nu contine protein nonhistonice. Histona H1 nu intra in structura nucleozomului, fiind situate lateral de aceasta, in contact cu intrarea sau iesirea ADNului din nucleozom.

Molecula de AND este continua de-a lungul cromozomului, prezentand portiuni infasurate pe nucleozomi si portiuni ce fac legatura intre doi nucleozomi succesivi, denumite AND-linkeri. De ADNlinker se leaga o molecula de histona H! prin forte ionice, realizandu-se astfel o insiruire a nucleozomilor unul dupa altul, ca margelele pe ata, formandu-se filamentul subtire de cromatina. La randul ei fibra de cromatinase pliaza formand bucle de marimi variabile.

s-a calculate ca ADNul infasurat pe un nucleozom este prea scurt pentru a corespunde unei gene structurale. Gena este formata din aproximativ 1000 de perechi de nucleotide, in timp ce ADNul infasurat pe un nucleozom are 200.

• NUCLEOLUL

Este o component intranucleara cu aspect corpuscular, prezenta in interfaza cu functie principal in biogeneza ribozomilor. In el se desfasoara principalele procese din nucleu (replicare, transcriptie, transport)jucand rolul unui intermediary intre cromozomi si citoplasma.

In timpul diviziunii celulare se dezintegreaza si reapare dupa terminarea acesteia.

Are continut redus de apa si este lipsit de membrane.

In nuclei celulelor somatic exista in mod obisnuit 2 nucleoli, cate unul pentru fiecare set cromozomial. Numarul creste in raport direct cu gradul de poliploidie. Numarul si volumul nucleolilor depend de starea functional a celulelor. Cu cat celula este mai active in sinteza proteinelor, cu atat raportul este mai mare. Pe acest principiu se stabileste varsta celulelor. Celula tanara prezinta un nucleu mare cu nucleol mare si citoplasma putina, spre deosebire de cea adulta a carui nucleol este mic si citoplasma abundenta.

Din punct de vedere al densitatii, nucleolul este cea mai densa structura din celula din cauza continutului redus de apa si ridicat de substanta uscata.

• ULTRASTRUCTURA NUCLEOLULUI

Nucleolul este format din patru componente:

• Component filamentara cuprinde filament dispuse in pachete care formeaza o retea. Contine ADNul pe care se sintetizeaza ARNul ribosomal si produsul primar al acestei sinteze

• Component granular este dominant, alcatuita din granule care reprezinta precursorii ribozomilor.

• Component cromozomiala este dispusa la periferie sau avansand spre interior sub forma de benzi

• Component astructurata umple spatial dintre granule si fibre.

Nucleolul nu contine membrane si nu este delimitat de membrane. Se deosebesc nucleoli reticulari in care se disting cele 4 componente, nucleoli compacti in care nu se disting, si nucleoli inelari in care component granular si filamentoasa formeaza un inel.

ARNul din nucleol este in principal ARN ribosomal in diverse faze de maturare.

• FUNCTIILE NUCLEOLULUI

• In sinteza de ADNr, ADNul nucleolar joaca rolul de matrita,reprezentand organizatorul nucleolar. ADNul nucleolar contine cistroni denumiti ADNr reponsabili pentru transcriptia ARNr.

• Reglarea sintezei de ARNr in nucleol se realizeaza printr-un mechanism de feed-back. Excesul de ribozomi actioneaza ca inhibitor al genelor de ADNr, care determina sinteza de ARNr. Distrugerea ribozomilor va declansa incetarea inhibitiei si cresterea sintezei de ARNr cu formarea de noi ribozomi

• Transferul de ARNmesager, deci a mesajului genetic si de ARN transport din nucleu in citoplasma nu poate avea loc decat in prezenta unui nucleol functional. Se crede ca nucleolul joaca rol de statie intermediara in tranzitul ARNm si ARNt spre citoplasma.

• Pregatirea si desfasurarea mitozei nu poate avea loc fara prezenta nucleolului in interfaza.

• MATRICEA CITOPLASMATICA

Reprezinta mediul intern al celulei in care sunt gazduite organitele celulare. La microscopul

electronic s-au diferentiat citoscheletul matriceal format din microfilamente, microtubule si o retea de microtrabecule. Astfel, matricea prezinta doua component: una fluida denumita citosol, si una solida sub forma unei retele bogate in protein structural si enzyme.

Matricea mentine forma celulei, este sediul de desfasurare a unor procese metabolice, contine sau depoziteaza glycogen, lipide si ioni, si adaposteste organitele celulare si incluziunile citoplasmatice.

Organitele citoplasmatioce pot fi mai mari (complexul Golgi, mitocondriile) sau mai mici (ribozomii, lizozomii, peroxizomii, reticulul endoplasmatic, microtubulii si microfilamentele)

Organitele asigura miscarea intracelulara, deplasarea celulei, producerea de energie, digestia intracelulara, si sinteza de molecule.

• MICROFILAMENTE SI MICROTRABECULE

Microfilamentele sunt component ale citoscheletului prezente in citoplasma tuturor celulelor, formate din molecule de protein in special de actina si miozina. Au character dynamic deoarece procesele de polimerizare si depolimerizare se desfasoara concomitant si continuu. Ele se asambleaza si dezasambleaza rapid in celula.

Microfilamentele intermediaresunt prezente la periferia celulei, sunt mult mai stabile, o data asamblate nu se mai depolimerizeaza. Se disting: filament de cheratina, de vimentina sau neurofilamente. Identificarea lor este necesara pentru diagnosticul tumorilor maligne (carcinoamele au filament de cheratina, sarcoamele de vimentina)

Microtrabeculele sunt structure fibrilare mai subtiri care formeaza o retea ce strabate inreaga citoplasma, interconectand microfilamentele si microtubulii. Acestea mentin pozitia in spatial intracellular al citoscheletului si organitelor. In ochiurile retelei se gasesc apa si ioni care protejeaza celula in cazul fluctuatiilor continutului in apa. Cand apa patrunde in celula se dilate, iar in cazul deshidratarii se contracta.

• MIOFIBRILA STRIATA

in celula muscular actina si miozina intra in alcatuirea miofilamentelor de actina si de miozina. Miofilamentele se dispun ordonat, in sensul lungimii, paralele intre ele si formeaza miofibrilele.

Cea mai precisa organizare si dispunere a moleculelor de actina si miozina se intalneste in miofibrila striata. Miofibrila striata reprezinta o succesiune alternanta de benzi sau discuri. Un disc intunecat, anizotrop alterneaza cu un disc clar, izotrop.

Discul intunecat este traversat prin mijlocul lui de o zona clara (stria H) care este strabatuta de o linie intunecata (linia M).

Discul clar este si el traversat de o linie intunecata (linia Z). in fibrele mai intens solicitate, discul clar poate fi traversat suplimentar de linia accesorie N.

Intre doua linii Z successive se delimiteaza un sarcomer, care reprezinta unitatea fundamental de structura si functie a miofibrilei. S-a constatat ca filamentele de miozina sunt dispuse in mijlocul sarcomerului, in zona discului intunecat, in timp ce filamentele de actina se gasesc in zona discului clar.

• MISCARI CELULARE BAZATE PE SISTEMUL ACTINA-MIOZINA

• miscari din timpul contractiei muscular

• miscarea de locomotive ameboidala

• miscarile din microvili si curentii citoplasmatici

miscarea se produce prin alunecarea filamentelor de actina si miozina unul peste altul. Pentru aceasta se desface puntea dintre miozina si actina, si se reface puntea cu monomerul urmator din filamentul de actina.

Energia necesara este furnizata de hidroliza ATPului. Relaxarea se produce prin desfacerea simultana a tuturor puntilor dintre filamentele de actina si miozina, ceea ce permite glisarea filamentelor.

• CONTRACTIA FIBRELOR MUSCULARE STRIATE

Contractia se produce prin glisarea filamentelor de actina printer cele de miozina fara a se modifica lungimile lor. Ca rezultat al glisarii se scurteaza lungimea sarcomerului, iar prin insumarea scurtarii tuturor sarcomerelor se ajunge la scurtarea fibrei muscular.

Contractia se declanseaza in momentul in care excitarea nervului motor determina aparitia unui potential de actiune in sarcolema. Semnalul electric se transmite prin tubii transverse si ajunge la reticulul sarcoplasmic determinand eliberarea unei cantitati mari de ioni de calciu care declanseaza contractia.

Cand capul miozinei atinge actina este eliberat ADP si gruparea fosfat rezultand glisarea filamentului si contractia muscular. Dupa acest moment de capul miozinei se leaga o molecula de ATP, producandu-se desprinderea miozinei de actina. Miozina hidrolizeaza ATPul in ADP si gruparea fosfat, iar capatul miozinei isi recapata conformatia initiala.

Dupa terminarea contractiei ionii de calciu sunt recaptati in cisternele reticulului sarcoplasmic printr-o enzima ceea ce produce relaxarea muschiului.

• CONTRACTIA FIBRELOR MUSCULARE NETEDE

Muschiul neted este lipsit de striatii, iar filamentele de actina si miozina nu formeaza miofibrile, nefiind dispuse strict ordonat. Miozina din celulele muscular netede (leiocite) se deosebeste de cea din fibrele striate prin activitatea ATPazica de zece ori mai mica fiind direct legata de ionii de calciusi prin faptul ca in leiocite miozina poate interactiona cu actina numai daca lanturile usoare sunt fosforilate. Fosforilarea si defosforilarea sunt mediate de enzyme. Enzima de fosforilare se numeste kinaza lanturilor usoare si este activate de complexul Ca-calmodulina. Contractia muschiului neted poate fi produsa prin actiune nervoasa sau hormonala si este mult mai lenta. In toate celulele nemusculare, miozina se aseamana cu cea din muschiul neted.

• MICROTUBULII

Pot aparea grupati sau singulari in citoplasma. Peretele microtubulului este format din 13 siruri de tubuline care polimerizeaza rezultand dimeri de tubulina. Energia necesara asamblarii microtubulilor este furnizata de GTP si nu de ATP. Microtubulii prezinta polaritate, si indeplinesc rol structural si dynamic.

Rolul structural consta in mentinerea formei celulelor si a prelungirilor sale, organizarea citoscheletului, dispunerea filamentelor de actina.

Rolul dynamic consta in participarea la realizarea miscarilor celulei, a cililor si a flagelilor, asigurarea unei serii de miscari intracitoplasmatice, si a transportului unor molecule si substante.

Ei intra in alcatuirea centriolului, a fusului de diviziune , a cililor si a flagelului.

• CENTRIOLII

Reprezinta structure microtubulare stabile. In majoritatea celulelor central cellular este situate in apropierea complexului Golgi si contine unul sau doi centrioli inconjurati de material pericentriolar. Fiecare centriol este dispus perpendicular pe congenerul sau si este format din 9

triplete de microtubule. Central este lipsit de microtubule. Central cellular are functie de organizator temporar, spatial si vectorial al microtubulilor si intervine in directionarea miscarilor de locomotive ameboidala.

• CILII SI FLAGELUL

Reprezinta expansiuni celulare permanente formate din citoplasma si membrane celulara, dispuse la polul apical al celulei. In structura cililor microtubulii sunt prezenti in axonema. Cilii pot fi vibratili sau nevibratili. Cei vibratili au axonema formata din doi microtubule axiali inconjurati la periferie de 9 dublete de microtubule.

Flagelul este de obicei unul singur pentru fiecare celula si are structura asemanatoare cu cilii mobile dar mai complexa.

Cilii nevibratili au aceiasi structura cu cilii mobile, cu deosebirea ca lipsesc cei doi microtubule centrali din axonema.

Miscarea cililor si a flagelului se realizeaza prin alunecarea unui dublet periferic in raport cu dubletul vecin lui. Dineina prezinta o functie similara miozinei, prezentand activitate ATPazica, incat prin scindarea ATPului furnizeaza energia necesara miscarii. Cilii au miscari ciclice in doi timp, in timp ce flagelul realizeaza o miscare ondulatorie sinusoidala sau elicoidala. In conditii patologice pot aparea tulburari functionale ale cililor, iar absenta dineinei produce sindromul cililor imobili, o boala genetic care se caracterizeaza prin tulburari respiratorii sau sterilitate.

• MITOCONDRIILE

Sunt organite specializate in producerea de energie, in care energia este eliberata prin oxidarea unor substrate si transformata in energie chimica (ATP)prin fosforilare oxidative. Sunt prezente in toate tipurile d ecelule cu exceptia eritrocitului adult.

In ultrastructura intra doua membrane care delimiteaza doua compartimente. Membrane externa este neteda in timp ce membrane interna prezinta din loc in loc pliuri sau invaginari denumite criste. Numarul, dispozitia si marimea cristelor variaza in functie de activitatea metabolic. Intre cele doua membrane se delimiteaza un compartiment extern, iar membrane interna delimiteaza un compartiment intern numit matricea mitocondriala. La nivelul membrane interne s-au evidentiat aprticule elementare care contin enzima F1-ATP-aza ce participa la sinteza ATP.

Mitochondria are autonomie genetic partial intrucat poseda un cromozom ce contine programul genetic (ADNul mitocondrial) si este capabila sa-si sintetizeze singura, fara ajutorul nucleului unele protein-enzime.

Este sediul metabolismului cellular aerob dependent de oxygen care include ciclul acidului citric, oxidarea acizilor grasi si fosforilarea oxidative. In mitocondrii metabolismul glucozei este complet, oxidarea mergand pana la CO2 si H2O. participarea la procesele metabolice este posibila datorita unor enzyme localizate la nivelul membrane interne, respective in criste.

Energia este generate prin actiunea enzimelor oxido-reductorii mitocondriale si prin procesul fosforilarii active. Enzima ATPaza scindeaza molecula de ATP si elibereaza energia. In cursul acestor reactii membrane externa ramane nemodificata, in timp ce membrane interna permite miscari ale apei si ionilor. In stare de contractie mitochondria isi micsoreaza volumul. In stare de balonare acumuleaza o cantitate mare de apa, isi mareste volumul, se sterg cristele iar cele doua membrane ajung in contact una cu cealalta.

• RIBOZOMII

Sunt organite celulare intracitoplasmatice prezente in toate celulele cu exceptia eritrocitului adult. Pot fi liberi, solitary sau grupati in citoplasma.

Ultrastructural este format din doua subunitati inegale, una mica si una mare. Cele doua subunitati sunt separate cand nu participa la sinteza de protein, cand concentratia ionilor de magneziu scade sau in prezenta unor inhibitori de protein. In cursul proceselor de sinteza a proteinelor ribozomii se dispun de a lungul unei molecule de ARNmesager formand un poliribozom. Dupa ce protein a fost sintetizata, lantul poliribozomal se rupe, iar ribozomii se disperseaza.

Chimic, cuprinde ARNribozomal si protein in parti aproximativ egale, cantitati mici de apa si ioni metalici de magneziu si calciu.

Functia consta in sinteza proteinelor. Cei atasati membrane reticulului endoplasmatic sintetizeaza proteinele de export, in timp ce poliribozomii liberi, neatasati sintetizeaza protein de structura si unele protein special.

• RETICULUL ENDOPLASMATIC

Este un organit intracellular implicat implicat in activitatile de sinteza si secretie celulara, format dintr-un complex de membrane intracelulare ce delimiteaza un complex de canalicule. Este present in toate celulele cu exceptia eritrocitului adult.

Ultrastructural cuprinde saci, cistern, tubi si vezicule anastomozate intre ele si delimitate de o endomembrana. Unele portiuni prezinta ribozomi si sunt denumiti RER (reticul endoplasmatic rugos) in timp ce altele sunt lipsite de ribozomi si sunt numite REN (reticul endoplasmatic neted). Membrane REN se continua cu membrane RER, dar in RER predomina cisternele in timp ce in REN sunt mai frecvente tuburile si canalele.

RER prezinta pe fata externa a membrane ribozomi individualizati sau grupati de care se leaga prin subunitatea mare. Prezinta o mare plasticitate si este specializat in sinteza de protein.

REN apare mai dezvoltat in celulele care sintetizeaza hormone steroizi, produc glucide in cantitate mare, formeaza pigment sau elaboreaza acid clorhidric.

Chimic, contin protein si lipide.

Functiile commune se refera la realizarea unui vast system microcirculator, asigurarea unui support pentru celelalte organite si mentinerea formei celulei, si participarea la realizarea unor schimburi active.

RER are ca functie de baza sinteza proteinelor de export dar si a proteinelor de membrane.

REN intervine in procesele de detoxifiere datorita enzimelor citomembranare, participa la realizarea contractiei muscular, participa la fotoreceptie in celulele pigmentare din retina, intervine in metabolismul lipidelor si glucidelor si participa la sinteza hormonilor steroizi.

• COMPLEXUL GOLGI

Este un organit cellular comun, prezent in toate tipurile de cellule cu exceptia eritrocitului adult. Pozitia variaza dupa tipul si activitatea celulei.

Ultrastructural cuprinde pachete de saci golgieni asezate in stiva, microvezicule si macrovezicule delimitate de endomembrane fara ribozomi. Sacii golgieni sunt polarizati prezentand o fata cis proximala, imatura, in stransa relatie cu RER; si o fata trans distal matura orientate catre membrane celulara. Structurile complexului golgi se gasesc in miscare continua in sensul migrarii de la fata imatura spre fata de maturare incat microveziculele vor forma sacii, iar din acestia vor lua nastere macroveziculele si veziculele secretorii. Microveziculele se gasesc pe fata imatura cis intre RER si sacii golgienii (component majora), iar macroveziculele pe fata matura trans. Acestea din urma se formeaza din dilatatiile laterale ale sacilor golgieni.

Functiile complexului golgi se leaga de secretia intracelulara(prelucrarea produsilor din RE, sinteza de noi component, ambalarea produsilor sub forma de vezicule), fabricarea de endomembrane pentru veziculele secretorii si plasmalema, sinteza complexelor hidratilor de carbon, formarea proteoglicanilor sulfatati si a glicoproteinelor sulfatate, maturarea lipoproteinelor si a albuminelor, formarea lizozomilor primary pe fata CIS si formarea acrozomului in spermiogeneza.

• CICLUL SECRETOR

Reprezinta succesiunea de etape parcurse de proteinele de export din momentul sintezei si pana la momentul eliberarii lor.

• Sinteza si segregarea proteinelor de export la nivelul RER. Initial sunt sintetizate de

polizomii neatasati membranelor RE, formati din ribozomi dispusi de-a lungul unei molecule de ARNm. Din momentul atasarii de membrane RER, se formeaza un orificiu in membranele RER$ prin care lanturile polipeptidice trec in spatial endoplasmatic

• Transportul intracellular al proteinelor cu ajutorul microveziculelor

• Condensarea si maturarea proteinelor in structurile golgiene cu formarea de aggregate osmotic inactive

• Depozitarea intracelulara sub forma veziculelor secretorii

• Exocitoza – procesul prin care veziculele secretorii sunt trecute in mediul extracellular.

Prin exocitoza sunt eliberati hormone, enzyme, imunoglobuline, lipoproteine, neurotransmitatori, constituent ai serului si laptelui dar si produsi terminali nefolkositori sau daunatori celulei.

• LIZOZOMII

Sunt prezenti in citoplasma tuturor celulelor cu exceptia eritrocitului adult. Ultrastructural prezinta membrane lizozomala si matrice lizozomala. Membrane delimiteaza lizozomii si actioneaza ca o bariera intre enzimele digestive si citosol. In functie de natura matrici (omogena, granular sau heterogena)se disting lizozomi primary si secundari.

Lizozomii primary au matricea omogena, viata scurta si nu sunt angajati in procesele digestive.

Lizozomii secundari sunt heterogenic, prezentand si structure granulare si membranoase, cu viata mai lunga si implicate in activitatile digestive. Se formeaza din fuziunea lizozomilor primary cu veziculele de endocitoza.

Dpdv chimic contin un numar mare de enzyme-hidrolaze acide. Cea mai mare parte a enzimelor este localizata in matrice, insa exista si enzyme localizate numai in membrane, sau cu dubla localizare si in membrane si in matrice.

Lizozomii pot fi comparati cu niste saci sinucigasi ce contin enzyme eliberate in mediul intracellular care odata eliberate produc liza celulei.ph-ul optim pentru activitatea enzimelor este asigurat de membrane lizozomilor. In functie de natura materialului asupra caruia actioneaza digestia lizozomala poate fi: heterofagia, autofagia si crinofagia.

• HETEROFAGIA

Este un tip de digestive lizozomala, cand lizozomii actioneaza asupra materialelor exogene inglobate prin endocitoza. Se digera intracellular substante nutritive, bacteria, virusuri.

In urma proceselor de endocitoza se formeaza fagozomi, pinozomi sau receptozomi care sunt antrenati prin miscarile din citoplasma in interiorul celulei. Spre ei se indreapta chimiotactil lizozomi primary si prin fuzionarea lor rezulta heterolizozomii.

Ca urmare a actiunii enzimelor lizozomale se obtin produsi de digestive micromoleculari care vor traversa membrane lizozomala ajungand in citoplasma unde vor fi folositi fie ca materie prima fie ca sursa de energie.

• AUTOFAGIA SI CRINOFAGIA

Este procesul de digestive intracelulara a propriilor organite celulare uzate sau epuizate cu ajutorul enzimelor lizozomale. Initial sunt inconjurate d eun invelis de izolare provenit din RE sau aparatul Golgi formandu-se vezicule autofagice. Autofagozomii fuzioneaza cu lizozomii primary rezultand lizozomi secundari in care se produce digestia. Procesele de autofagie sunt accelerate in inanitie si in inactivitate.

Crinofagia reprezinta un aspect particular de autofagie observant in celulele secretorii exocrine si endocrine. In cazul in care in celula se acumuleaza un surplus de vezicule secretorii care nu ajung sa fie exocitate, acest surplus va fi digerat cu ajutorul lizozomilor primary care vor fuziona cu veziculele secretorii formand crinofagozomii.

• PEROXIZOMII

Au un continut bogat in peroxidaze, respective enzyme care catalizeaza reactia de formare (oxidaza) si descompunere (catalaza) a peroxidului de hydrogen. In functie de talia lor se deosebesc macroperoxizomi si microperoxizomi.

Ultrastructural prezinta o membrane si o matrice fin granular. La unii peroxizomi matricea prezinta o zona central numita cristaloid.

Se formeaza direct din RE prin dilatarea si desprinderea unor parti terminale ale cisternelor, care sunt positive pentru catalaza sau, mai frecvent, se formeaza prin RE-complexul Golgi.

Ca functii:

• Intervin in metabolismul peroxidului de hydrogen:initial cu ajutorul oxidazelor se foloseste oxigenul molecular cu obtinerea peroxidului de hydrogen toxic, care ulterior,

prin catalaza este descompus in apa si oxygen

• Intervin in metabolismul acizilor nucleici

• Participa la reglarea metabolismului glucozei

• Participa la betaoxidarea acizilor grasi

• Produc acetilcoenzima A

• Produc caldura intervenind in termoreglare

Peroxizomii sunt afectati in unele boli congenital, fie prin absenta catalazei fie prin reducerea si alterarea continutului enzymatic. S-a observant ca lipsesc total in tumorile cu proliferare rapida, si cresterea numarului in unele infectii virale (hepatita)

• INCLUZIUNILE CELULARE

Sunt prezente inmatricea citoplasmatica in care pot fi depozitati temporar sau permanent diferiti produsi ai metabolismului. Pot fi substante de rezerva, produsi de elaborare sau de dezasimilatie.

• Proteinele se depoziteaza ca substante de rezerva in fibrele muscular, hepatocite si vitelusul oului

• Lipidele sunt frecvente in hepatocite si celulele producatoare de hormone steroizi. In tesutul adipos formeaza o bula mare care ocupa aproape in intregime celula.

• Glucidele se depoziteaza sub forma de glycogen in special in hepatocite si fibrele muscular

• Vitaminele se evidentiaza in epitelii

• Incluziile minerale de fier, cupru, calciu apar granulate

• Produsii de elaborare apar sub forma de granule de zimogen, mucigen, hormone si pigmenti

• Pigmentii de origine endogena: carotenoizii asociati cu lipidele, cromolipoizii rezultati in urma dezasimilatiei in neuroni, hepatocite, melanici cel mai cunoscut fiind melanina din melanocitelepielii si irisului

• Pigmentii de origine exogena provin din mediul extern si sunt incorporate prin aer sau prin juraje producand impregnarea tesuturilor

• CICLUL CELULAR

Reprezinta perioada de timp cuprinsa intre momentul aparitiei unei cellule si momentul

terminarii propriei diviziuni. Cuprinde doua mari faze:

• Diviziunea celulara

• Interfaza, perioada dintre doua diviziuni successive

Sinteza ARN si a proteinelor are loc in toata interfaza, in timp ce sinteza de AND are loc numai intr-o anumita perioada numita perioada sintetica.

Un ciclu cellular complet cuprinde 4 perioade:

• G1 –intervalul de 5 ore de la sfarsitul mitozei pana la inceputul sintezei de AND

• S perioada sintezei de AND

• G2 pana la sfarsitul sintezei de AND si inceputul diviziunii

• M (mitotica) diviziunea celulara

La celulele eucariote ciclul cellular dureaza 10-25 de ore, G1 avand durata cea mai variabila, in timp ce S si G2 sunt cele mai constante.

In raport cu modul in care parcurg ciclul cellular se disting cellule:

• Care nu se mai pot divide dupa parturitie fiind oprite in G1:neuronii, celulele muscular

• Cu capacitate scazuta de diviziune (hepatocite) dar care in anumite conditii se pot divide rapid

• Care se divid rapid (celulele maduvei osoase hematogene sau din linia germinativa spermatogena). Acestea se pot gasi in doua compartimente: unul proliferative cu cellule care se divid rapid, si unul neproliferativ in care celulele se divid numai in anumite conditii

•

• MITOZA

Organismele unicelulare se inmultesc prin diviziune directa (amitoza) cele mai frecvente forme fiind sciziparitatea, inmugurirea si clivajul. Diviziunea indirecta cuprinde procese complexe si se poate realize prin mitoza sau meioza.mitoza se desfasoara in 4 faze:

• Profaza (cuprinde si o faza intermediara, prometafaza):

In citoplasma:

• Devine vizibil al doilea centrozom, si are loc dublarea centriolilor

• Are loc separarea centriolilor, intre ei realizandu-se un fus de diviziune

In nucleu:

• Dispare nucleolul

• Se condenseaza cromatina

In prometafaza:

• Dispare nucleolema

• Cromozomii incep sa interactioneze cu fibrele fusului de diviziune

• Metafaza:

• Cromozomii sunt dispusi cu axul lung perpendicular pe axul fusului, realizand o placa metafazica

• In placa metafazica cromozomii se despica, dublandu-se numarul acestora. Daca fusul este distrus nu se mai produce diviziunea, pe acest fapt bazandu-se utilizarea unor citostatice.

• Anafaza se caracterizeaza prin deplasarea cromatidelor devenite cromozomi fii spre cei doi poli ai celulei

• Telofaza incepe in momentul in care cele dopua grupe cromozomiale ajung la cei doi poli si fuzioneaza formand cate un spirem. Se refac nucleoli si nucleul isi recapata structura din interfaza.

In urma mitozei dintr-o celula mama rezulta doua cellule fiice, avand aceeasi cantitate de AND si acelasi numar de cromozomi cu celula mama si se disting:

• Mitoze homotipice cand celulele fiice sunt asemanatoare intre ele si cu celula mama

• Mitoze heterotipice cand celulele fiice seaman intre ele dar nu cu celula mama

• Mitoze asimetrice cand una din celulele fiice seaman cu mama, ioar cealalta este diferita

• Mitoze de intinerire cand celula mama da nastere la cellule fiice cu potentialul formelor tinere ale celulei mama.

•

• MEIOZA

Se caracterizeaza prin faptul ca reduce la jumatate numarul de cromozomi, incat plecandu-se de la cellule diploid se ajunge la cellule haploid care contin cate un cromozom din fiecare pereche de omologi si numai un cromozom de sex. Este alcatuita din doua diviziuni care se succed fara ca intre ele sa se mai sintetizeze ADN:meioza I si meioza II.

Meioza I,reductionala cuprinde:

• Profaza I cu cinci etape:

• Leptonema: se produce condensarea cromatinei incat cromozomii devin vizibili. Fiecare cromozom este duplicat si format din 2 cromatide surori.

• Zigonema: are loc sinapsa cromozomilor, respectiv cromozomii omologi, unul din setul matern si unul din setul patern se alipesc dar nu fuzioneaza

• Pachinema: are loc fenomenul de crossing-over prin care se rupe o cromatida maternal si una paterna in acelasi punct si are loc sudarea incrucisata a fragmentelor. Se realizeaza un schimb de gene cu rol in ereditate

• Diplonema: cromozomii rezultati dupa crossing over incep sa se desparta, ramanand insa legati la nivelul chiasmelor.

• Diachinesis: inceteaza sinteza de ARN, cromozomii se condenseaza si se detaseaza de invelisul nuclear

• In prometafaza I se formeaza fusul de diviziune

• In metafaza I cromozomii se detaseaza de fibrele fusului de diviziune si formeaza placa metafazica

• In anafaza I se produce deplasarea cate unui cromozom intreg din fiecare cromozom bivalent. Diferenta fata de anafaza din mitoza consta in faptul ca nu se despart si nu migreaza separate cromatidele fiecarui cromozom

Meioza II , nereductionala se desfasoara ca o mitoza obisnuita cuprinzand profaza II cu prometafaza II, metafaza II, anafaza II si telofaza II.

23.ADN-CODUL GENETIC

ADNul este o macromolecula compusa din doua lanturi de nucleotide, rasucite unul in jurul celuilalt intr-o structura dublu-elicoidala. Fiecare lant are o parte constantaformata din dezoxiriboza legate prin punti diesterice, si o parte variabilareprezentata de secventa bazelor (doua baze purinice –adenina si guanina si doua baze pirimidinice – timina si citozina). Fiecare lant este polarizat iar cele doua lanturi sunt mentinute impreuna prin legaturi de hydrogen. Fiecare lant actioneaz ca o matrita pentru formarea unui lant nou, complementar cu el insusi.

Replicarea ADNului este semiconservativa, incat in fiecare molecula de AND nou formata unul din lanturi provine din molecula mama, si incepe intotdeauna in acelasi punct denumit origine. Mecanismul replicarii cuprinde:

• Despachetarea lanturilor de AND din molecula parental

• Sintetizarea pe fiecare lant prin actiunea ARNpolimerazei a cate unui primer de ARN

• Sintetizarea primerului cu ajutorul ADNpolimerazei

• Formarea fragmentelor OKAZAKI

• Excizia fragmentului de ARN sub actiunea ARNpolimerazei

• Legarea fragmentelor deADN nou formate prin actiunea ADNligazei.

Aparitia mutatiilor este rezultatul unor greseli care apar in procesul de replicare a ADNului. Pot sa apara mutatii punctiforme prin inlocuirea unui singur nucleotide, sau mutatii mai complexe: deletii (lipsa unor secvente de ADN), insertii (secvente de nucleotide in plus)

Codul genetic reprezinta relatia dintre secventa bazelor de AND si secventa aminoacizilor in protein. Cuprinde 64 de secvente a cate 3 nucleotide denumite codoni care determina legarea unui aminoacid intr-o protein. Codul genetic este degenerate (pt ca legarea unui aminoacid este determinate de mai multi codoni), prezinta 3 codoni non-sens (care nu leaga nici un acid ci determina terminarea lantului polipeptidic) si este universal (fiind acelasi in toate celulele de la bacteria la om)

24.ARNt

Informati genetic stocata sub forma secventei de baze in AND este transcrisa in secventa de baze din ARNm si tradusa in secventa aminoacizilor din protein. Sinteza unei molecule de protein se face la nivelul ribozomilor unde se citeste informatia genetic de pe ARNm, participand si o serie de protein solubile, si aminoacizi legati de ARNt care prezinta un punct de legare a aminoacidului si un loc de recunoastere a matritei de ARNm denumit anticodon.

Moleculele de ARNt prezinta patru regiuni cu baze dispuse in dublu helix denumite tulpini si patru regiuni fara baze denumite bucle, avand o dispunere spatial in forma literei L. regiunile dublu helicoidale sunt perpendicular un ape alta si contin fiecare cate 10 perechi de baze.

Legarea aminoacidului de ARNt este catalizata de o enzima denumita aminoacil-ARN-sintetaza. Molecula de ARN are o structura asemanatoare la toate vietuitoarele, si este o molecula universal ca si codul genetic.

25. MECANISMUL BIOSINTEZEI PROTEINELOR

1. faza de initiere incepe o data cu formarea compusului formil-metionil-ARNt prin legarea metioninei de un ARNt specific si prin blocarea gruparii amino prin formilare, complex care prezinta un loc P (de la peptidil) si un loc A (de la aminoacid).

2. faza de elongare se realizeaza in 3 timpi:

• Initierea consta in legarea pe locul A din ribozom a unui aminoacid ARNt ce corespunde codonului din ARNm

• Formarea legaturii peptidice se produce cu ajutorul unei enzyme peptidil transferaza, pe locul P ramanand un ARNt descarcat iar pe locul A un dipeptidil ARNt

• Translocarea presupune ca ARNt ul decsarcat sa paraseasca locul P, dipeptidil ARNt se muta de pe locul A pe locul P, iar ARNm se deplaseaza cu trei nucleotide.

3. faza de terminarese declanseaza la sfarsitul fazei de elongare cand in locul A ajunge unul din cei trei codoni nonsense.

Compozitia lantului polipeptidic sintetizat de un ribozom este determinat in mod exclusive de ARNm si nu de felul ribozomului. In acest mod aceiasi ribozomi pot sintetiza lanturi polipeptidice diferite.

In practica medicala sunt folosite antibiotic care inhiba biosinteza proteinelor actionand pe subunitatea mica sau mare sip e ribozomii de diferite tipuri. Unele toxine microbiene inhiba biosinteza proteinelor la eucariote.

26. MECANISMELE DIFERENTIERII CELULARE

Diferentierea celulara debuteaza in momentul fecundarii cand se formeaza zigotul. Celulele cu potential maxim de diferentiere sunt numite cellule pluripotente, care din punct de vedere genetic au toate genele active. Factorii determinant extracelulari oblige celulele pluripotente sa aleaga un anumit traseu evolutiv transformandu-se in cellule determinate.

Din punct de vedere cantitativ si calitativ, genotipul celulelor pluripotente si determinate este identic, insa determinarea si diferentierea celulara represeaza un numar variabil de gene. Cu cat varsta embrionului este mai avansata, numarul genelor represate este mai mare.

Diferentierea celulara se realizeaza cu ajutorul factorilor inductor care initial actioneaza asupra unor cellule determinate. In organismul adult nu mai exista cellule pluripotente, dar fiecare tesut si fiecare organ mai are inca reserve de cellule stem incomplete differentiate (cu exceptia tesutului nervos si muscular cardiac).la mamifere celula diferentiata pastreaza aceasi cantitate de AND cu celula pluripotenta.

Exista doua etape de diferentiere:

• Etapa diferentierii intracelulare se produce in interiorul celulei si presupune modificari structural successive care determina aparitia formei si structurilor specific celulei differentiate

• Eapa diferentierii intercelulare se refera la modificarile unui grup de cellule care etermina aparitia unor diferente intre caracterele celulelor initiale si caracterele celulelor provenite din celulele initiale

27. CARACTERISTICILE CELULELOR DIFERENTIALE

• Specializarea functional este principalul obiectiv al diferentierii

• Morfologia (forma si structura) specifica in sensul dezvoltarii mai accentuate a organitelor

• Compozitia chimica specifica datorita acumularii unor protein specific

• Adezivitatea pe substrat fapt ce permite formarea de tesuturi si organe

• Interrelatia cu alte cellule prin care se realizeaza solidaritatea in cadrul unui tesut

• Inhibitia capacitatii de diviziune. Celulele differentiate sunt greu divizibile (isi pot regal ritmul de diviziune in functie de necesitati) sau indivizibile

• Inhibitia de contact prin care celulele sunt oprite din migrare si proliferare

28. CARACTERISTICILE CELULELOR NEDIFERENTIATE

• Nu au functii specific, pot indeplini un singur rol, acela de a genera diverse tipuri de cellule specializate

• Nu au structure specific, toate sunt asemanatoare cu nucleu mare si citoplasma redusa cantitativ

• Nu au compozitie chimica specifica

• Prezinta adezivitate pe substrat, atunci cand vin in contact se recunosc adera si formeaza tesuturi si organe

• Jonctiunea cu alte cellule se realizeaza prin jonctiuni de tip gap

• Prezinta o mare capacitate de diviziune

• Prezinta inhibitie de contact, atunci cand iau contact cu alte tipuri de cellule se opresc din migrare

Celulele mature pot suferi procesul de modulatie (in anumite conditii pot sa apara modificari structural si functionale minore si reversibile care le fac sa semene cu celula tanara din care au provenit) sau de mutatie (transformarea unei cellule differentiate in celula nediferentiata)

29. IMBATRANIREA SI MOARTEA CELULELOR

Celulele imbatranite sufera modificari morfologice, se reduce volumul cellular, scade ritmul mitotic, modificari ale nucleului (picnoza-retractarea si condensarea nucleilor, cariorexis-

fragmentarea nucleului, carioliza-dizolvarea nucleului) si vacuolizarea citoplasmei si acumularea in citoplasma de pigmenti de uzura.

Teoria erorilor sustine ca imbatranirea celulara este o consecinta a defectelor genetice in urma actiunii radiatiilor, sau agentilor mutageni

Teoria mortii programate sustine ca fiecare tip de celula are inscris in programul genetic o anumita durata de viata dupa care celula moare. Intre imbatranirea celulara si imbatranirea organismului este o mare diferenta, pentru ca organismul este format din mai multe sisteme, iar imbatranirea organismului este rezultatul imbatranirii fiecarui system in parte.

Moartea celulei se produce instantaneu, are loc retragerea pseudopodelor, colorarea nucleului si citoplasmei, balonarea si disparitia mitocondriilor, picnoza cariorexis si carioliza nuclear.exista trei tipuri de moarte celulara:

• Moartea celulara programata consta in autodistrugerea celulei prin activarea unui program genetic propriu si este specific dezvoltarii embrio-fetale

• Apoptoza, o moarte celulara lenta prin care organismul se elibereaza de anumite cellule care nu ii mai sunt utile

• Necroza este o moarte celulara violent. Se produce sub actiune patogena intense care depaseste capacitatea de adaptare a celulei. Celula se tumefiaza, lizozomii elibereaza hidrolazele acide iar celulele se lizeaza in totalitate provocand inflamatie in teritoriile invecinate.

• MEMBRANA BAZALA

Este situate sub celulele epiteliale sau in jurul unor cellule individuale. Prezinta in alcatuirea sa lamina lucida, lamina densa si lamina reticulate (care face trecerea la tesutul conjunctiv), toate trei suprapuse intre ele. Este produsa prin secretie de celulele ce se sprijina pe ea si se leaga prin hemidesmozomi. Laminina este una din primele protein ale matricei extracelulare.lamina bazala este formata dintr-o retea de laminina.

Functiile membrane bazale:

• Actioneaza ca un filtru semipermeabil selective, regland trecerea macromoleculelor

• Actioneaza ca o bariera celulara in epitelii, oprind trecerea fibroblastelor dar permitand trecerea macrofagelor, limfocitelor si prelungirilor nervoase

• Participa la regenerarea tesuturilor lezionate. In cazul jonctiunii neuromusculare, membrane bazala prezinta o portiune jonctionala cu rol central in refacerea sinapsei dupa lezarea nervului

• Participa la recunoasterea intercelulara si la ghidarea celulelor in timpul dezvoltarii embrionului

• Sunt capabile sa induca diferentierea celulara, sa determine polaritatea celulara, sa influenteze metabolismul cellular

• Constituie o cale specifica pentru migrarea celulelor

• FIBRELE DE COLAGEN

Sunt alcatuite din protein fibroase, constituite din molecule de collagen. Molecula de collagen este formata din trei lanturi polipeptidice rasucite in triplu helix, stabilizata prin punti de hydrogen si legaturi bisulfidice.

Principalele tipuri de collagen sunt:

• Colagenul de tip I, fibrilar este principalul collagen din piele, tendoane si oase, cu structura tipica in triplu helix.

• Colagenul de tip IV si VII formeaza retele.colagenul de tip IV ocupa o parte importanta din membrane bazala, in timp ce cel de tip VII formeaza dimeri, si sunt mai abundente in piele.

• Colagenul de tip I, II si III polimerizeaza sub forma de fibrile de collagen

• Colagenul de tip IV si V nu formeaza fibrile fiind afibrilar.

In mediul extracellular moleculele de collagen polimerizeaza formand microfibrile de collagen. Acestea se leaga intre ele formand fibrilele de collagen. In piele se dispun in retele, in tendoane se dispun in benzi paralele iar in osul matur si in cornee se dispun in lamele.

Fibrele de collagen sunt cilindrice, subtiri si sinuoase, denumite si fibre albe si nu se anastomozeaza intre ele, dar se pot grupa in benzi.

Colagenul este produs de fibroblaste (in tesutul conjunctiv), condroblaste (in cartilaj) si osteoblaste (in tesutul osos). Colagenul este produs intr-o etapa intracelulara si o etapa extracelulara. Fibrele se depun pe suprafata celulei care le-a produs.

• FIBRELE ELASTICE

Sau fibrele galbene sun tai subtiri decat cele de collagen, sunt monofibrilare, se ramifica si se anastomozeaza formand retele neregulate. Se gasesc in peretii vaselor sangvine, in pulmon, in piele si in tesutul conjunctiv lax. O data cu inaintarea in varsta se raresc provocand disfunctia organelor.

Fibrele elastic propriu-zise au ca si component principal elastina, o protein foarte hidrofila. Elastina este sintetizata ca proelastina de fibroblaste, eliminate in matricea extracelulara unde polimerizeaza in fibre elastic.

Moleculele de elastina sunt legate intre ele .

Fibrele oxitalanice reprezinta o varietate de fibre elastic, foarte rezistente la acizi. Sunt mai

groase si mai rigide si se gasesc in numar mare in ligamentele alveolo-dentare.

O forma aparte de fibre elastic o constituie fibrele de elaunina care se gasesc in jurul glandelor sudoripare si in derm.

• FIBRELE DE RETICULINA

Sunt foarte subtiri si nu se grupeaza in fascicule, dar sunt ramificate si formeaza retele.contin in principal molecule de collagen de tip III asociat cu glicoproteine, proteoglicani si alte tipuri de collagen. Iau nastere in fibroblaste unde are loc sinteza de molecule de colagende tip III care vor fi exocitate si polimerizate extracellular. Se gasesc in muschii netezi, in tesuturile hematopietice si limfopoietice, in jurul capilarelor iar in consitii patologice apar in tesuturi dupa lezionari.

Dispunerea in retea flexibila permite modificari de forma si volum a unor organe ca splina, ficatul, arterele, musculature uterina.

• GLICOZAMINOGLICANII

Sunt complexe poliglucidice neramificate compuse din unitati repetitive de diglucide in care unul este un aminoglucid iar cel de al doilea un acid uronic. Lanturile de poliglucide sunt intens hidrofile si inflexibile formand geluri. Sarcinile negative sunt foarte numeroase, osmotic active si retin o mare cantitate de apa.

Exceptie facand acidul hialuronic toti glicozaminoglicanii se leaga covalent de o protein formand proteoglicani.

Acidul hialuronic se gaseste in toate tesuturile fiind mai abundant la embrionii timpurii. Este cea mai simpla forma de glicozaminoglicani. Asigura rezistenta mecanica in tesuturi si articulatii, ocupa spatiile libere in timpul dezvoltarii embrionare si este produs in cantitati mari in timpul cicatrizarii leziunilor. Constituie un lubrefiant al lichidului articular.

• PROTEOGLICANII

Sunt compusi din lanturi de glicozaminoglicani legate covalent de un miez proteic. Miezul proteic este de obicei o glicoproteina. Proteoglicanii sunt mult mai mari decat glicoproteinele si au o heterogenitate fara limita.

Sinteza lor se realizeaza in fibroblaste . componenta proteica se sintetizeaza la nivelul ribozomilor din RER unde incepe si glicolizarea care va fi complete in structurile golgiene.

Ca functii:

• Mentin hidratat spatial intercellular

• Intervin in comunicarea chimica dintre cellule. Ei leaga diferite molecule semnal produse

de cellule, ca de exemplu unii factori de crestere modificandu-le activitatea. Legarea de un proteoglican controleaza activitatea unei protein prin limitarea sferei ei de actiune imobilizand protein la locul de producer, blocandu-I activitatea, creand un rezervor de protein.

• Confera vasco-elasticitate si rezistenta la presiune

• Modeleaza homeostazia tisulara

Glicozaminoglicanii si proteoglicanii se asociaza si formeaza complexe polimerice immense. Exista si proteoglicani intracelulari care ajuta la impachetarea si stocarea moleculelor secretate.

Sindecanii au rol de receptori pentru collagen, fibronectina si alte protein matriceale de care se leaga.

Fibronectina plasmatica, solubila este prezenta in sange si alte lichide din corp si intervine in coagularea sangelui, in vindecarea ranilor si in fagocitoza. Formele de fibronectina produse in timpul dezvoltarii embrionare difera de cele intalnite in fazele tarzii.dar daca cutisul adult este lezat se revine la fibronectina embrionara.

Condronectina este o glicoproteina serica care mediaza atasarea condrocitelor de colagenul de tip II din cartilaj.

• GLICOPROTEINELE STRUCTURALE

Sunt formate dintr-un miez proteic la care se ataseaza glucide cu structura ramificata, predominand miezul proteic. Sunt reprezentate de fibronectine, condronectine si laminine.

Fibronectina este o glicoproteina compusa din doua subunitati legate prin punti bisulfidice. Fiecare subunitate are o serie de domenii functionale distinct.fibronectina stimuleaza sinteza colagenului. In serul sangvin, in afara de fibronectina si condronectina se mai intalnesc si alte glicoproteine: factorul de etalare a fibroblastilor si acelulelor epiteliale, epibolina.

Refacerea moleculelor matricei extracelulare este continua. Se realizeaza un echilibru intre degradare si resinteza. O degradare rapida se produce in timpul involutiei uterine post partum. Degradari localizate sunt necesare cand unele cellule trec prin membrane bazala in tesuturi, iar celulele canceroase migreaza la distant dand metastaze. Degradarea este controlata prin secretia unor protease si cu ajutorul unor inhibitori.

• INTEGRINELE

Sunt o familie de protein transmembranare care leaga colagenul, fibronectina si laminina. Joaca un rol crucial pentru adeziunea si cooperarea celulelor cu matricea extracelulara. Unele integrine leaga numai o macromolecula, altele pot lega mai multe. Unele protein matriceale pot fi recunoscute si atasate de mai multe integrine.

Integrinele functioneaza ca linkeri transmembranari care mediaza interactiunea dintre citoschelet si matricea extracelulara. Cele mai multe integrine se leaga de filamentele de actina,

exceptie facand integrina α6β4 care se leaga de filamentele intermediare.

Celulele regleaza activitatea integrinelor pe care le produc. Astfel integrinele celulelor sangvine trebuie sa fie activate pentru a media adeziunea celulara. Acest fapt permite celulelor sangvine sa circule nestanjenite pana cand sunt activate rapid de un stimul specific, deoarece integrinele lor nu trebuie sintetizate, ele existand déjà sub forma inactive.

• SPERMATOGENEZA

Cuprinde procesele parcurse de spermatogonii pana devin cellule sexual mature, apte pentru fecundatie. Se desfasoara la nivelul epiteliului seminal din tubii seminiferi ai testiculului.

• Perioada germinativa are loc in timpul pubertatii. Gonocita primordial se divide mitotic rezultand o gonocita identical cu cea primordial si o spermatogonie A care se va divide si ea mitotic rezultand spermatogoniile B.

• Perioada de crestere se declanseaza cu pubertatea si consta in transformarea spermatogoniilor in spermatocite de ordinal I.

• Perioada de maturare: prin meioza spermatocitul de ordinal I se divide si genereaza doua spermatide de ordinal II. Spermatidele de ordinal II se vor divide mitotic, rezultand in final 4 spermatide dintr0un spermatocit de ordinal I sau doua spermatide dintr-un spermatocit de ordinal II. Fiecare spermatida va devein spermatozoid.

Transformarea spermatidei in spermatozoid se desfasoara in 4 etape:

• In perioada Golgi, nucleul spermatidei se desplaseaza la polul apical al celulei, iar complexul Golgi la polul anterior al nucleului. Centriolii se despart

• In perioada cap proacrozomul se detaseaza de complexul Golgi

• In perioada acrozomica vezicula acrozomala se transforma in acrozom si acopera jumatatea anterioara a nucleului. Centriolul distal se desparte intr-o jumatate proximala si una distal

• In perioada de maturare inelul Jensen al centriolului distal se indeparteaza delimitand lungimea piesei intermediare, se contureaza aspectul spermatozoidului matur, sip e masura ce se matureaza spermatozoidul incepe sa secrete acid hialuronic.

• SPERMATOZOIDUL

Este o celula haploid formata din cap si coada (flagel).

Capul spermatozoidului este format din :

• Nucleu cu cromatina deshidratata si condensate. Ocupa cea mai mare parte din cap. Din cromatina se formeaza cromozomii autozomi si heterozomi.

• Acrozomul este situate supranuclear. Se formeaza din complexul Golgi in timpul spermiogenezei. Este considerat un lizozom specializat care contine enzyme hidrolitice si o protein

• Capisonul cephalic acopera acrozomul . este o pelicula fina de citoplasma condensate care se interpune intre membrane periferica si acrozom.

• Perforatorul se afla intre acrozom si membrane nuclear avand rolul sa perforeze plasmalema ovocitului.

• Protuberantele bazale delimiteaza intre ele fosa de implantare

• Membrane periferica

Coada spermatozoidului (flagelul) este formata din:

• Gat foarte scurt, foarte fragil, rupandu-se frecvent. Centriolul proximal are peretele format din 9 triplete de microtubuli, iar dispozitivul fibrilar din 10 perechi de microtubuli (una central si 9 periferice)

• Piesa intermediara care furnizeaza energie spermatozoidului

• Piesa principal de noua ori mai lunga decat piesa intermediara, cuprinde filamentul axial, 9 fibre externe groase, teaca fibroasa, membrane plasmatica

• Piesa terminal

Mobilitatea se datoreaza prezentei tubilor in organizarea cozii. Suprimarea mobilitatii impiedica ireversibil fecundatia.

Puterea fecundanta (capacitatia) se dobandeste cand ajung in caile genital female, dupa o perioada de aclimatizare.

• OVOGENEZA

Reprezinta procesele prin care trece ovogonia pana devine ovul apt de fecundare si are loc in zona corticala a ovarului in foliculii ovarieni.

• Perioada germinativa are loc in timpul vietii embrionare. In perioada embrio-fetala in ovar se formeaza intreaga rezerva de celule sexule femele pentru toata viata. Ovocitele de ordinul I raman in stare de latenta pana la pubertate fiind blocate in profaza diviziunii meiotice.

• Perioada de crestere incepe imediat dupa nastere, se intinde de ani de zile . in cursul ei se produce si se acumuleaza vitelus. La pasari vitelogeneza se realizeaza intr-un interval lung cand se realizeaza 5-10% din vitelus, si unul scurt cand se realizeaza 90-95%.

• Perioada de maturare incepe la pubertate si presupune doua diviziuni: prima meiotica, din ovocitul de ordinul I rezulta ovocitul de ordinul II si primul globul polar, si o a doua diviziune mitotica, cand din ovocitul de ordinul II rezulta ovulul matur si al doilea globul polar.

Astfel, dintr-un ovocit primar rezulta un ovocit cu set haploi decromozomi si trei globuli polari.

Dehiscenta (ruperea)foliculara si eliberarea ovocitelor are loc cand ovocitul primar isi formeaza fusul de diviziune. Posibilitatile de supravietuire ale ovocitului secundar sunt de 24-48 de ore, iar a doua diviziune de maturare se realizeaza numai daca a avut loc penetratia zonei pelucide de catre spermatozoid. In momentul dehiscentei ovocitul secundar este inconjurat de ovolema (membrana vitelina) de zona pelucida si corona radiata.

• OVULA

Celula sexuala femela matura, haploida contine materialul genetic si materialul nutritiv necesar pentru perioada initiala de dezvoltare a embrionului.

Nucleul ovulei este veziculat, nucleolat cu cromatina fin granulara.

Citoplasma fin granulara contine mult ARN liber si nucleul vitelin.

Complexul Golgi este constituit din granule corticale si participa la formarea lichidului perivitelin.

Reticulul endoplasmatic este de tip neted.

Membrana vitelina a ovocitului prezinta numeroase preungiri temporare sub forma de microvilozitati. Zona pelucida se datoreaza acestor microvilozitati si a celulelor foliculare.

In functie de cantitatea de vitelus pe care o contin, ovulele pot fi:

• Oligolecite cu vitelus in cantitate mica si segmentatie totala si inegala. Apar la cefalocordate (amfioxus) si mamifere

• \lecite cu mai mult vitelus decat oligolecitele si segmentatie totala. Apare la batracieni

• \telolecite cu vitelus in cantitate mare si segmentatie partiala. Apare la pesti reptile si pasari

• \centrolecite: vitelusul nutritiv ocupa centrul celulei iar cel formativ la periferie, segmentatia intereseaza numai vitelusul formativ. Este specifica artropodelor.

• FECUNDATIA

Succesiunea de fenomene prin care cei doi gameti de sex opus (spermatozoidul si ovula) se contopesc si se asimileaza formand zigotul. Se realizeaza in trei faze:

• Faza de apropiere are loc datorita atractiei reciproce pentru ca membrana pelucida a ovulei contine glicoproteina fertilizina care reactioneaza cu proteina acida antifertilizina de pe suprafata spermatozoizilor. Spermatozoizii cu capacitate fecundanta produc disocierea celulelor foliculare din corona radiata cu ajutorul hialuronidazei, deschizand drumul spre zona pelucida in treimea superioara a oviductului. \

• Faza de penetratie consta in patrunderea catorva spermatozoizi prin zona pelucida in spatiul perivitelin. In urma contactului dintre acrozom si membrana pelucida se rupe membrana acrozomului eliberandu-se acrozina. Miscarile de traversare dureaza circa 5 minute. Ovocita reactioneaza prin realizarea celei de a doua diviziuni de maturare rezultand al doilea globul polar si ovula apta. Dupa patrunderea primilor spermatozoizi granulele din ovocit isi varsa continutul in spatiul perivitelin facand zona pelucida impermeabila si rezistenta la acrozina altor spermatozoizi. Astfel se evita polispermia. Numai spermatozoidul privilegiat patrunde in ovula. La taurine, ovine, canide si leporide in ovula patrunde numai capul spermatozoidului, iar la om si rozatoare patrunde in totalitate.

• \faza de amfimixie sau conceptie: capul spermatozoidului migreaza spre centrul ovulului unde se afla nucleul iar centriolul formeaza spermocentrul.. capul asimileaza citoplasma ovulei si devine pronucleu mascul. Nucleul ovulei se transforma in pronucleu femel, iar cei doi pronuclei se dizolva rezultand zigotul. Se reface setul diploid al zigotului.la Unele specii de nevertebrate (furnici albine)ovula se dezvolta

fara a avea loc fecundatia prin partenogeneza.

In patologie, apare himerismul (un spermatozoid face amfimixie cu nucleul ovulei iar altul cu nucleul globulului polar) si aberatiile cromozomiale (datorate greselilor din meioza si mitoza).

• SEGMENTATIA LA AMFIOXUS

au ovule de tip oligolecit si realizeaza o segmentatie inegala, totala de tip holoblastic.

1 faza de morula: incepe la cateva ore dupa fecundare cand zigotul intra in prima diviziune rezultand doua blastomere. Din a doua diviziune rezulta patru blastomere. Din a treia diviziune rezulta opt blastomere(4 mici si 4 mari). Prin diviziunile ulterioare numarul blastomerelor creste in proportie geometrica si se va forma morula, mai mare decat celula ou.

2. faza de blastula: blastomerele din interiorul morulei produc lichid blastocelic care le impinge la periferie intr-un singur strat, rezultand blastula. Volumul nu depaseste volumul initial al zigotului, si se produce determinarea prin pozitie, fiecare celula sau grup de celule incep sa sintetizeze specific.

3. faza de gastrula: se caracterizeaza prin proliferare intensa si prin deplasari ample de celule sau grupuri de celule, rezultand foitele embrionare. Spre sfarsitul fazei are loc o alungire a gastrulei.

In diferentierea si dezvoltarea embrionului intervin mediul extracelular, miscarile celulare morfogenetice si adezivitatea celulara.

• Faza de neurula: se caracterizeaza prin formarea din ectoblast a placii neurale, a canalului si a tubului neural, si a cordomezoblastului.

• FACTORII CARE INTERVIN IN DIFERENTIEREA SI DEZVOLTARERA EMBRIONULUI\

• Mediul extracelular: actioneaza un gradient de mediu in sensul ca lichidul extracelular este mai bogat in substante nutritive la periferie, si mai sarac in centrul masei de celule, dar mai bogat in produsi dde excretie in centru.

• Miscarile celulare sunt foarte intense, incep in faza de gastrula si permit celulelor sa ajunga in contact cu alt tip de celule cu care pot stabili interactiuni cu rol inductiv

• Adezivitatea celulara este mediata de proteine numite molecule de adezivitate care actioneaza selectiv modificand comportamentul celulelor angajate in miscari morfogenetice. Exista molecule de adezivitate interneuronale (N-CAM), molecule ale adezivitatii celulelor hepatice (L-CAM) si ale adezivitatii dintre neuron si nevroglie (NG-CAM). In functie de repartitia lor se pot indica tesuturile si structurile care se vor forma din fiecare regiune.

• NEURULATIA LA AMFIOXUS

Faza de neurula se caracterizeaza prin formarea din ectoblast a placii neurale, a canalului si a tubului neural.

• Formarea tubului neural: se formeaza placa sau lama neurala, ale carei celule se divid astfel incat placa neurala se indoaie si se invagineaza formand canalul neural, care se va inchide si isi va suda marginile formand tubul neural

• Formarea cordomezoblastului: se desfasoara concomitent cu formarea tubului neural si consta in formarea coardei dorsale in axul sagital dorsal al endoblastului. Concomitent se produce o ingrosare a celor doua margini laterale realizandu-se doua creste care se vor detasa de endoblast constituind a treia foita embrionara, mezoblastul, patrunzand pe fiecare parte printre ectoblast si endoblast.

Prin dezvoltarea mezoblastului rezulta:

• Somitele care flancheaza lateral tubul neural si coarda dorsala care vor metameriza si se vor diferentia miotoamele care se vor transforma in fibre musculare, si sclerotoamele din care se vor dezvolta oasele

• Nefrotomul genereaza mugurii embrionari ai aparatului urinar.

• Hipoblastul nu se metamerizeaza ci se delamineaza generand splachnopleura si somatopleura care vor da nastere membranelor seroase ale cavitatilor.

• Mezenchimul este un derivat mezoblastic care va da nastere sangelui, tesutului conjunctiv prorpiu-zis, sistemului macrofagocitar, monocitar si muschilor netezi.

• SEGMENTATIA LA PASARI

Ovula este de tip telolecit, iar segmentatia este partiala, discoidala. Ovulul este reprezentat numai de galbenus. Nucleul, impreuna cu cantitatea redusa de citoplasma activa care il inconjoara formeaza discul germinativ.. numai acesta va intra in segmentatie. Restul ovoplasmei este formata din vitelus alb formativ si galben nutritiv. Fecundarea are loc in portiunea initiala a oviductului sau pe suprafata ovarului, inainte de a fi acoperit cu albus si cochilie. Dupa fecundare devine zigot.

Inceputul segmentatiei presupune aparitia unui sant care separa cele doua celule fiice. A doua mitoza are santul si planul de separare perpendicular pe primul sant. A treia mitoza duce la aparitia a doua santuri ambele perpendiculare pe primul. Urmeaza alte diviziuni verticale in urma carora se va forma ectoblastul. Toate diviziunile se desfasoara simultan.

Ectoblastul este despartit de vitelus prin cavitatea subgerminala care reprezinta stadiul embrionar monoblastic. Discul embrionar prezinta o arie pelucida excentrica si o arie opaca. In

stadiul diblastic se formeaza endoblastul. Celulele se multiplica si formeaza hipoblastul. Procesul de separare a celulelor din hipoblast se numeste delaminare.

Evolutia embrionului se opreste prin mentinerea stadiului diblastic la 5-7 grade C, si se continua prin incubatie la 38-39. Procesele de multiplicare celulara se reiau la inceputul perioadei de gastrula, cu formarea nodulului posterior, a liniei primitive cu nodulul anterior, a mezodermului, a notocordului si regresia liniei primitive. la incheierea neurulei embrionul capata forma literei C si se delimiteaza de sacul vitelin de care va ramane atasat prin canalul vitelin.

• NEURULATIA LA PASARI

Evolutia embrionului se opreste prin mentinerea stadiului diblastic la 5-7 grade C, si se continua prin incubatie la 38-39. Procesele de multiplicare celulara se reiau la inceputul perioadei de gastrula, cu formarea nodulului posterior, a liniei primitive cu nodulul anterior, a mezodermului, a notocordului si regresia liniei primitive.

Dupa 24 de ore de incubatie discul embrionar prezinta o extremitate cefalica cu o proliferare numita nodul anterior si o extremitate caudala co proliferare numita nodul posterior. De la nodulul anterior prin proliferari se formeaza prelungirea cefalica care va genera cordomezoblastul, coarda dorsala si mezoblastul anterior.

La pasari mezoblastul se formeaza din ectoblast. Exista doua focare de mezoblastogeneza, la nivelul liniei primitive si la nivelul prelungirii cefalice, de unde ia nastere aproape in totalitate mezoblastul care invadeaza discul embrionar, generand coarda dorsala si mezoblastul anterior. Mezoblastul anterior formeaza lamele mezodermale care vor evolua in somite, nefrotoame si lame laterale. Lamele laterale prin clivaj formeaza cavitatea celomica care va delimita somatopleura si splachnopleura.

In neurulatie, ectoblastul de la nivelul prelungirii cefalice va genera placa neurala, santul neural, canalul neural si crestele neurale. In partea anterioara a extremitatii cefalice apare conul germinativ care constituie locul de diferentiere a gonocitelor.

la incheierea neurulei embrionul capata forma literei C si se delimiteaza de sacul vitelin de care va ramane atasat prin canalul vitelin. Corpul embrionului se formeaza in 2 etape: in prima tubul neural creste, iar in a doua coada si capul se delimiteaza de zona extraembrionara.

• SEGMENTATIA LA MAMIFERE

Oul este oligolecit, cu segmentatie totala, inegala, de tip asincron.prima diviziune duce la formarea unei macromere clare, si a unei micromere intunecate. Prima se divide macromera formand 3 blastomere, dintre care imediat unul se divide formand 4 blastomere (3 clare si una intunecate). Urmeaza diviziuni total neregulate pentru ca in final sa se edifice morula.

Micromerele invelesc macromerele generand trofoblastul. Macromerele se dispun central alcatuind embrioblastul embrionar.toate transformarile se petrec n spatiul delimitat de membrana pelucida care se va subtia si va disparea.celulele embrioblastului secreta un lichid in lecitocel si se va forma mugurele embrionar, astfel delimitand blastocistul. Acesta ajunge in cavitatea uterina si se fixeaza prin nidatie.

Din trofoblast se vor diferentia sincitiotrofoblastul si citotrofoblastul. Din trofoblast se va forma componenta fetala a placentei, iar din butonul embrionar-ectoblastul, endoblastul si mezoblastul

• NEURULATIA LA MAMIFERE

In prima etapa a gastrulatiei se formeaza ectoblastul si endoblastul iar in cea de a doua mezoblastul.

Din ectoblast se diferentiaza un grup de celule care se vor inmulti si vor genera endoblastul. Apare si pata embrionara. O data format endoblastul, butonul embrionar se cliveaza formand cavitatea amniotica. In stadiul incipient al gastrulatiei la extremitatea caudala a ariei embrionare se formeaza nodulul posterior care se continua cu linia primitiva. La mijlocul ariei embrionare linia primitiva prezinta nodulul anterior care se continua cu prelungirea cefalica. De pe partile laterale ale liniei primitive se va forma mezoblastul.

\mezoblastul embrionar prezinta o portiune cefalica si o portiune caudala nesegmentate, si la mijloc mezoblastul trunchiului care cuprinde:

• Zona dorsala care va genera somite (fiecare avand miotomul, sclerotomul si dermotomul)

• Zona intermediara care se segmenteaza in vezicule nefrogene

• \zona laterala care se cliveaza formand splachnopleura SI SOMATOPLEURA.

Concomitent, embrionul de forma literei C isi apropie capetele si delimiteaza cavitatea toraco-abdominala, iar ceea ce ramane din cavitatea blastocelica va forma extraembrionar vezicula vitelina (ombilicala)

• ANEXELE FETALE

• Vezicula vitelina deriva din endoderm. O data cu incurbarea embrionului se imparte in 2 compartimente: intestinul primitiv in corpul embrionului, si extraembrionar vezicula ombilicala. In etapele timpurii ale embriogenezei are rol de organ vasculo si hematoformator, si de rezervor de substante nutritive.

• Amniosul se formeaza din ectoderm si somatopleura. In lichidul amniotic pluteste embrionul si apoi fetusul caruia ii confera mobilitate si protectie.

• Alantoida se formeaza din endoderm si splachnopleura. Pe masura ce mugurele embrionar creste se interpune intre amnios si vezicula ombilicala. Ramane legata de locul de origine printr-un pedicul strabatut de canalul urac. Se dezvolta o bogata retea vasculara care va alcatuia a doua circulatie fetala formata din 2 artere si 2 vene

• Corionul cea mai externa, se formeaza din micromerele morulei. Dupa disparitia membranei pelucide vor forma trofoblastul care prezinta pe fata externa vilozitati coriale si care este format din:

• Sincitiotrofoblast extern de culoare mai inchisa. Marginea in perie prezinta microvilozitati, nuclei adesea grupati

• Citotrofoblast care la limita cu sincitiotrofoblastul prezinta numerosi desmozomi

\

\

• AMNIOSUL LA MAMIFERE SI PASARI

• Mamifere:se formeaza foarte timpuriu prin plicaturare (leporide, carnivore, suine, rumegatoare unde nidatia este de tip central) sau clivatie (hominide unde nidatia este interstitiala). Lichidul amniotic inghitit de fetus este resorbit in intestin, ajunge in circulatia fetala alantoidiana, si prin traversul placentei, in circulatia materna dar nu patrunde in caile respiratorii. Acumularea de lichid este mai lenta in a doua parte a gestatiei cand contine par si celule descuamate. Se dezvolta foarte mult, si are rol de protectie, trofic si de depozit pentru produsii de dezasimilatie

• Pasari: se formeaza de timpuriu prin plicaturare fiind complet inchis in ziua 3-4 de incubatie. Are un strat intern reprezentat de ectodermul extraembrionar si unul extern reprezentat de mezodermul extraembrionar. Este despartit de corion prin cavitatea celomica extraembrionara.secreta lichidul amniotic in care se acumuleaza urati produsi de rinichiul embrionar, fulgi si secretii din cavitatea bucala si tractul respirator. Din ziua a 5 a de incubatie este inghitit de pui

• ALANTOIDA LA MAMIFERE

Exista specii cu alantoida redusa, alantocorion care acopera in totalitate amniosul, amniocorion care acopera partial amniosul. Foita externa captuseste corionul. Are trei zone:

• Intraembrionara din care se formeaza vezica urinara

• Mijlocie din care rezulta canalul urac

• Extraembrionara intre amnios si corion

Lichidul alantoidian apare inainte ca rinichii fetali sa devina functionali. Este limpede apos, brun galbui. Contine albumina, fructoza si uree.are rol de rezervor de substante toxice si deseuri metabolice, furnizeaza mezenchim pentru vilozitatile coriale, pregateste si lubrefiaza tractul genital pentru parturitie, participa la formarea cordonului ombilical. Cordonul face legatura dintre placenta si fetus. La scroafa alantoida lipseste in mare parte la nivelul zonei centrale unde amniosul vine in contact cu corionul. La rumegatoare se gaseste pe cea mai mare parte a suprafetei exceptand zona centrala (alantocorion), la catea si pisica separa complet amniosul de corion (alantocorion)

24 ALANTOIDA LA PASARI

Incepe sa se formeze la 46 de ore de la incubatie, cand mugurele endodermic alantoidian paraseste aria embrionara devenind o vezicula plina cu lichid ce comunica cu intestinul primitiv printr-un pedicul strabatut de canalul urac. Se insinueaza intre sacul vitelin, amnios si corion, antrenand splachnopleura. Inconjoara albusul pe care il cuprinde intr-un sac. Din corion se formeaza canalul seroamniotic, printre alantoida si sacul vitelin prin care albusul este transferat in amnios si inghitit de pui. Asigura protectia embrionului, consumarea albusului, excretia metabolitilor prin canalul urac si respiratia prin circulatia alantocoriala

• CORIONUL LA MAMIFERE

Prezinta vilozitati coriale primare care se repartizeaza diferit in functie de specie devenind vilozitati coriale secundare care vor participa la constituirea placentei. Cele secundare pot fi raspandite difuz (complet la iapa, incomplet la scroafa), zonal la carnivore, grupat in cotiledoane la rumegatoare, discoidal la rozatoare si primate. La iapa este captusit in intregime de alantoida. La scroafa vilozitatile lipsesc la capetele sacilor corionici. La vaca se grupeaza in cotiledoane dispuse pe 4 randuri, iar la extremitati este necrotic ca si la scroafa. La catea si pisica initial este acoperit in totalitate cu vilozitati primare, cele secundare dezvoltandu-se numai din zona centrala.

• CORIONUL LA PASARI

Este anexa cea mai putin importanta. Se formeaza de timpuriu o data cu amniosul din partea externa a cutelor amniotice. Are origine ectodermica si partial mezodermica. Este impins de alantoida si ajunge in contact cu membranele cochiliere si cu alantoida realizand membrana corioalantoidiana. Asigura respiratia embrionului si schimburile de apa dintre embrion si mediul extraembrionar. Pe masura ce rezerva de vitelus este consumata, sacul vitelin se retracteaza si dispare inchizandu-se ombilicul. In momentul ecloziunii puiul sparge cu ciocul resturile de

alantoida, corion, membrane cochiliere si coaja calcaroasa.

• PARTICULARITATILE ANEXELOR FETALE LA PASARI

Sacul vitelin are o importanta mult mai mare deoarece ovula este de tip telolecit. Este prima anexa care se organizeaza. In ziua 5 de incubatie vitelusul e acoperit in intregime de endodermul si mezodermul extraembrionar. In mezodermul sacului vitelin se formeaza insulele sangvino si vasculoformatoare. Resorbtia vitelusului continua si in primele zile dupa ecloziune. Prin reteaua vasculara se realizeaza si transferul de anticorpi maternali existenti in vitelus dar si al unor proteine virale si virusuri.

Amniosul se formeaza de timpuriu prin plicaturare. Este despartit de corion prin cavitatea celomica extraembrionara.

Alantoida este plina cu lichid care comunica cu intestinul primitiv printr-un pedicul strabatut de canalul urac. Inconjoara albusul pe care il cuprinde intr-un sac.

Corionul este anexa cea mai putin importanta care se dezvolta o data cu amniosul. Este impins de alantoida si ajunge in contact cu membranele cochiliere si cu alantoida formand membrana corioalantoidiana.