Capitolul 1

INTRODUCERE ÎN BIOLOGIA

CELULARĂ ŞI MOLECULARĂ

1.1 Definiţia şi obiectul Biologiei Celulare şi Moleculare

Biologia Celulară şi Moleculară este ramura ştiinţelor biologice care se ocupă cu studiul structurii şi funcţiilor

celulei, ca unitate fundamentală în alcătuirea organismelor.

1.2 Evoluţia cunoştinţelor despre celule

Robert HOOKE 1635-1703

Secţiune prin plută 450× (1665)

în Latină, cella = cameră cellula = cămăruţă

Antony van LEEUWENHOEK (1632-1723)

Cunoştiinţele despre celule au evoluat:→pe linia tehnicilor şi metodelor de studiu;→pe linia progreselor conceptuale

Robert BROWN (1773-1858)

Prima generalizare: nucleul este o componentă constantă a tuturor celulelor

A doua generalizare:

Concepţia primitivă despre celulă:o masă de materie vie (protoplasmă) formată din nucleu (cu nucleol) şi citoplasmă.

La periferie, celula are o membrană citoplasmatică numită plasmalemă.

1839 Teoria celulară Matthias SCHLEIDEN (1804-1881) Theodore SCHWANN (1810-1882)

1 În forma clasică, cuprindea 3 idei:

→ corpul tuturor vieţuitoarelor este format din celule şi substanţe produse de celule→ celulele au viaţa lor proprie→ viaţa celulelor este subordonată vieţii în ansamblu a organismului

Teoria celulară modernă include alte 2 teze:2. Toate celulele provin din celule preexistente “omnis cellula e cellula”

Rudolf L. K. VIRCHOW (1821-1902)

3. Toate celulele care alcătuiesc un organism pluricelular provin dintr-o singură celulă, celula ou.În ultimele decenii această teză a fost modificată prin apariţia clonării

La sfârşitul secolului 19: citologia clasică

studii la microscopul optic pe celule fixate şi colorate

Diviziunea celulară (mitoă şi meioză)Cromosomii (în Greacă chroma=culoare, soma=corp)

Organitele celulare

Rudolph Virchow - bazele Histopatologiei: Patologia Celulară

Rudolf Ludwig Karl VIRCHOW (1821-1902)

În secolul 20:- culturi de ţesuturi- microchirurgia celulei

- Microscopia electronică

Putere superioară de mărireRezoluţie mai bună

Citologia clasică → Citologia modernă

Citologia modernă → Biologia celulară (1960).

Biologia celulară → Biologia celulară şi moleculară (1975)Metode şi technici fizice şi biochimice de biologie moleculară:- Difracţia razelor X (distanţe interatomice, structura 3D a moleculelor mari)- Metode cu neutroni (RMN, RES)- Studiul secvenţelor DNA- Studiul structurilor secundare, terţiare cuaternare a proteinelor şi acizilor nucleici

Conceptual: molecularizarea biologiei celulare: biologie moleculară → studierea materiei vii prin prisma relaţiei structură-funcţie la nivel molecular

Biotehnologii complexe

1.3 Definiţia actuală a biologiei celulare şi moleculare

Este ramura ştiinţelor biologice care studiază structura şi funcţiile celulei în mod complex şi unitar, plecând de la aspectele vizibile la microscopul optic (morfologie), la aspectele vizibile la microscopul electronic (ultrastructură), şi coborând apoi la nivel molecular în profunzimea fiecărei componente a celulei pentru a studia relaţia dintre structură şi funcţie; în final, se reconstituie imaginea celulei în toată complexitatea ei, iar celula este integrată şi în nivele superioare de organizare a materiei vii.

1.4 Importanţa mentru medicină a biologiei celulare şi moleculare

Gheorghe MARINESCU(1863-1938)

Contribuţii în neurocitologieA publicat la Paris, în 1909 monografia “La Cellule Nerveuse” -

1.5 Contribuţii româneşti în dezvoltarea biologiei celulare şi moleculare

Victor BABEŞ(1854-1926)

→ imunizarea pasivă (principiul seroterapiei) → peste 40 noi microorganisme (Babesia)→ corpusculii Babes-Negri în celulele nervoase la animale şi oameni decedaţi prin turbare

→ corpii Babeş-Ernst în bacilul difteric → A postulat posibilitatea relaţiilor antagoniste dintre microorganisme (antibioză). → A publicat (cuVictor Cornil) primul tratat de microbiologie, la Paris în 1886: “Les bactéries et leur rôle dans l'anatomie et l'histologie pathologiques des maladies infectieuses”

Ion CANTACUZINO(1863-1934)

Factorul stimulator al secreţiei celulare în diferite lichide biologice

A fondat Institutul de seruri şi vaccinuri în Bucureşti (Institutul Cantacuzino)

România → a doua ţară care a introdus vaccinarea profilactică împotriva tuberculozei

→ Ribosomii→ Ultrastructura mitocondriei → Calea secreţiei celulare→ Transportul prin vezicule în endoteliul capilar→ Reciclarea membranelor celulare şi aspecte ale biogenezei membranelor celulare

http://www.ad-astra.ro/benga/

Gheorghe BENGA

Capitolul 2

NOŢIUNI GENERALE DESPRE CELULE

2.1 Celule procariote şi eucariote

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/Average_prokaryote_cell-_en.svg

2.2 Numărul, forma şi dimensiunile celulelor eucariote

In organismul uman: milioane de miliarde (1015)Hematiile → zeci de mii de miliarde (1013) din care10 milioane mor zilnic Celulele gliale (1012): de 10 ori mai numeroase decât hepatocitele si neuroniiHepatocitele şi neuronii → sute de miliarde (1011); câteva milioane mor zilnic

Forma depinde de vârstă şi rolul specificLegea adaptabilităţii formei la funcţie

Dimensiuni medii de 20-30 µm (1 µm = 10-6 m)Neuroni din scoarţa cerebeloasă (3-6 µm), limfocite (4-5 µm) Neuroni giganţi din cortexul frontal (125-150 µm), ovulul (250 µm)

Volumul de 300 - 15.000 µm3

Legea constanţei volumului

RBC: 6 µm (şoarece), 8 µm (om), 9 µm (elefant)

Şi celulele din ficatul acestor specii au dimensiuni foarte apropiate