1

MORFOLOGIA ŞI ANATOMIA PLANTELOR

CELULA VEGETALĂCelula este unitatea structurală şi funcţională fundamentală a

organismelor vii

Forma celulelor este foarte variată:

În cazul organismelor unicelulare, celulele pot fi ovale, sferice, cilindrice, eliptice, cubice, spiralate, curbate etc.

La plantele superioare, forma celulelor depinde de tipul tesutului din care fac parte, de funcţiile îndeplinite etc., putând fi: poligonale, reniforme, stelate, sferice, halteriforme etc.

După raportul dintre lungimea şi lăţimea lor, celulele sunt: parenchimatice (L / l ≤ 2) şi prozenchimatice (L / l > 2)

Mărimea celulelor este, în general de ordinul zecilor sau sutelor de microni (1 micron = 10 -3 mm)

2

organisme pluricelulare

organisme unicelulare

Numărul celulelor

Ulothryx sp.Citrullus vulgaris

Euglena sp. Chlorella sp.

Structura celulei

Celula este alcătuită din mai multe unităţi structurale şi funcţionale numite organite.

Organitele vii ale celulei formează protoplasma, iar cele lipsite de viaţă formează paraplasma.

-Peretele celular-Vacuolele şi alte incluziuni lichide-Incluziunile ergastice solide (grăuncioarele de amidon, aleuronă, cristalele celulare),

-Citoplasma,-Nucleul-Reticulul endoplasmatic (RE)-Plastidele-Condriozomii-Ribozomii (granulele lui Palade)-Dictiozomii (aparatul Golgi)-Sferozomii-Lizozomiietc.

ParaplasmaProtoplasma

3

1. CITOPLASMAeste masa fundamentală a celului vii, care se prezintă ca un sistem coloidal complex şi

în care sunt incluse toate celelalte organite.

Rol: înglobează toate organitele celulei cu excepţia peretelui celular; este sediul unor importante procese biochimice şi fiziologice de care depinde viaţa celulei

Compoziţie chimică foarte complexă: apă, substanţe minerale (majoritatea elementelor chimice cunoscute, în stare liberă sau combinată), substanţe organice (proteine, lipide, glucide, biocatalizatori, antibiotice etc.)

Ultrastructura citoplasmei: hialoplasmă, membrane plasmatice (plasmalema şi tonoplastul), peroxizomii, glioxizomii şi microtubulii

Hialoplasma (citoplasma fundamentală) este substanţa fundamentală a citoplasmei, care înglobează organitele celulare şi la nivelul căreia se desfăşoară toate procesele vitale caracteristice citoplasmei.

Plasmalema este o membrană extrem de subţire (75 Å), care delimitează citoplasma la contanctul cu peretele celular. Tonoplastul este o membrană asemănătoare cu plasmalema, care separă citoplasma de sucul celular (delimitează vacuolele).

Cele două membrane sunt semipermeabile, reglând schimbul de substanţe dintre celulă şi mediu. În structura lor se află o pătură bistratificată şi impermeabilă de lipide bipolare, în care sunt înglobate molecule proteice cu rol de transport selectiv.

4

peroxizomi microtubuli

Peroxizomii sunt formaţiuni foarte mici (se văd doar la microscopul electronic), de formă sferică, care intervin în procesul de respiraţie celulară.

Glioxizomii se deosebesc de peroxizomi prin faptul că ei participă la realizarea ciclului glioxilic (transformarea grăsimilor în glucide).

Microtubulii sunt microfilamente extrem de subţiri, cu rol în procesele de mişcare celulară.

5

2. RETICULUL ENDOPLASMATICEste un sistem complex de canale, vezicule, cisterne, ramificate şi interconectate, care străbat celula de la membrana nucleară până la plasmalemă.

Suprafaţa RE poate fi rugoasă (asociată cu ribozomi) sau netedă (fără ribozomi)

Rol.: -transportul intra- şi inter-celular al diferitelor substanţe;

-sinteza unor proteine

-formarea peretelui celular

- formarea plasmodesmelor

- formarea sferozmilor

Reticulul endoplasmatic neted

Reticulul endoplasmatic rugos

3. NUCLEULEste un organit mai refringent (dens şi întunecat) decât citoplasma, care apare în

celulă ca un corpuscul mai întunecat.

Nucleul este caracteristic doar celulei eucariote. Celulele procariote (bacterii, alge albastre) sunt lipsite de nucleu. La eucariote, se află de regulă un singur nucleu în celulă, dar uneori celulele pot fi binucleate sau polinucleate.

celula eucariotăcelula procariotă

6

nucleu

Structura nucleului:-membrana nucleară,-carioplasma

-cariolimfa, -nucleolii -cromatina

pori nucleari

Membrana nucleară este dublă, formată dintr-o foiţă internă şi una externă şi este străbătută din numeroşi pori, prin care se realizează schimbul de substanţe dintre nucleu şi citoplsamă.

Cariolimfa este masa fundamentală a nucleului, care înglobează nucleolii şi cromatina.

Nucleolul este un corpuscul fără membrană proprie, mai dens decât restul nucleului şi deci mai întunecat.

Rol:

-în mecanismul diviziunii celulare,

-în sinteza ARN şi a proteinelor nucleare

7

Cromatina este materialul genetic din nucleu şi se prezintă sub forma unor granule sau filamente dispuse în reţea.

Este alcătuită din acizi nucleici (ADN, ARN) şi proteine asociate acestora

tipuri de cromatină

În timpul diviziunii celulare (profaza), prin spiralizarea şi condensarea puternică a filamentelor de cromatină rezultă cromozomii.

CROMOZOMII sunt vizibili în celulă doar în timpul diviziunii celulare.

În profaza mitozei, cromozomii apar formaţi dintr-o masă fundamentală, amorfă (matrix), în care sunt dispuse două filamente identice, spiralate, numite cromatide.

O cromatidă este alcătuită din două filamente numite semicromatidesau cromoneme, dublu spiralizate.

În anumite zone, de-a lungul cromonemelor, se află nişte porţiuni mai întunecate (mai puternic spiralizate), numite cromomere.

Cele două cromatide sunt unite între ele la nivelul unei constricţii (constricţia primară), unde se află centromerul – formaţiune cu rol în fixarea şi migrarea cromozomilor pe fusul de diviziune)

ADNcromatide

constricţie primară

8

Unii cromozomi prezintă, pe lângă constricţia primară şi o constricţie secundară, fără centromer (fără rol cinetic), continuată cu o formaţiune numită satelit.

După poziţia centromerului, cromozomii pot fi: metacentrici (centromer median), submetacentrici (centromer subterminal) şi acrocentrici (centromer terminal)

satelitForma cromozomilor este variată: I, L, X, Z, U, V etc.

9

Numărul cromozomilor în celulă este constant la fiecare specie.

Numărul total de cromozomi dintr-o celulă somatică formează garnitura cromozomicăşi are simbolul 2n (celulă diploidă).

Fiecare cromozom dintr-o garnitură diploidă prezintă o pereche de aceeaşi mărime, formă şi cu acelaşi conţinut ereditar, aşadar cromozomii se află în perechi (cromozomi omologi sau autozomi).

La unele plante (dioice), pe lângă cromozomii omologi se află şi unii cromozomi lipsiţi de pereche, numiţi heterozomi sau cromozomi sexuali.

Sporii şi gameţii (formaţi în urma diviziunii meiotice), conţin doar jumătate din numărul de cromozomi ai unei garnituri cromozomice; acest număr se numeşte număr haploid şi se notează cu n (celule haploide).

Rolul nucleului:

-depozitează şi conservă informaţia ereditară sub forma moleculelor de acizi nucleici ce constituie cromatina şi cromozomii;

-asigură transmisia nealterată a informaţiei genetice la celulele-fiice rezultate prin diviziunea unei celule-mamă, ca urmare a fenomenului de replicare a ADN;

-dirijează toate procesele vitale din celulă, prin fenomenele de transcripţie şi translaţiea informaţiei genetice conţinute.

10

4. PLASTIDELESunt organite vii caracteristice celulei eucariote vegetale (lipsesc la procariote, în celulele animale, precum şi la ciuperci).

Clasificare (după rolul îndeplinit şi culoarea lor):

Plastide colorate: -fotosintetic active: cloroplaste, feoplaste, rodoplaste

-fotosintetic inactive: cromoplaste

Plastide incolore: leucoplaste

A. CLOROPLASTELE sunt plastidele verzi, ca urmare a conţinutului în clorofilă. Sunt prezente în celulele frunzelor şi a tuturor celorlalte organe verzi ale plantelor.

Pot fi sferice, ovoidale, lenticulare, cu dimensiuni de 1-4 / 4-10 microni.

La unele alge, cloroplastele au forme particulare (de panglică spiralată, de stea, clopot etc.), fiind numite şi cromatofori.

cloroplaste

cromatofori

cromatofori

Spirogyra Zygnema

Rolul cloroplastelor: la nivelul lor se desfăşoară funcţia de fotosinteză

Ultrastructura cloroplastelor:

-membrană dublă externă;

-stroma (subst. fundamentală);

-lamele (tilacoide) stromatice rezultate prin invaginarea foiţei interne a membranei;

-grana constituită din formaţiuni discoidale suprapuse, ce conţin pigmenţii fotosintetici

11

membrana dublă

Tilacoide

stromatice

stroma

grana

nucleucloroplastă

Înmulţirea cloroplastelor prin diviziune directă

12

Originea plastidelor în proplastide şi transformarea plastidelor prin acumulare sau pierdere de pigmenţi

cromoplaste

feoplastă B. FEOPLASTELE sunt plastide galbene sau brune, prezente la algele galbene, aurii, brune, diatomee. Îşi datorează culoarea predominării pigmenţilor xantofilă (galbenă) şi fucoxantină (brună).

C. RODOPLASTELE sunt plastidele roşii, întâlnite la algele roşii. Îşi datorează culoarea predominării pigmenţilor ficoeritrină (roşie) şi ficocianină (albastră).

D. CROMOPLASTELE au culoarea roşie, galbenă, portocalie datorită pigmenţilor: carotina, xantofila, licopenul.

Sunt frecvente în mezofilul petalelor, pericarpul fructelor coapte (ex. la ardei, roşii), tegumentul seminţelor, unele rădăcini (ex. la morcov).

Rol biologic indirect: atragerea prin coloritul viu imprimat, a păsărilor, insectelor sau a altor animale care realizează astfel, polenizarea încrucişată şi răspândirea fructelor şi seminţelor

13

E. LEUCOPLASTELE

Sunt plastide incolore, mici, granulare, prezente atât în organele aeriene, cât şi în cele subterane.

Se pot transforma în cloroplaste sau cromoplaste prin acumularea pigmenţilor caracteristici şi structurarea corespunzătoare.

Se pot transforma în amiloplaste (grăuncioare de amidon), dacă în stroma lor se acumulează amidonul

amiloplaste (grăuncioare de amidon) în celulele tuberculului de cartof

5. CONDRIOZOMII

Sunt organite vii prezente în toate celulele eucariote, cu dimensiuni de 0,2-2 microni, de formă sferică sau ovală (mitocondrii), sau alungite (condrioconte).

Ultrastructura condriozomilor:-membrană dublă externă;-stroma (subst. fundamentală);-lamele (criste, tubuli) rezultate prin invaginarea foiţei interne a membranei;-pe suprafaţa cristelor sau a tubulilor se află nişte corpusculi sferici, pedicelaţi, numiţi oxizomi, la nivelul cărora se află enzimele fosforilării oxidative şi ale transferului de electroni, ce intervin în procesele de respiraţie celulară (oxido-reducere).

Rolul condriozomilor: producerea energiei necesare tuturor proceselor vitale din celulă, prin descompunerea substratului nutritiv

14

6. RIBOZOMII (granulele lui Palade)

Ribozomii sunt organite vii, foarte mici (cca. 100 Å), de natură ribonucleoproteică, bogate în ARN, prezente în citoplasmă, nucleu, cloroplaste, condriozomi, liberi sau asociaţi între ei sau cu RE rugos.

La nivelul ribozomilor se desfăşoară procesul de translaţie a informaţiei genetice, adică de sinteză a proteinelor celulare specifice.

Sunt constituiţi dintr-o subunitate mică şi una mare, care se ansamblează între ele

15

7. DICTIOZOMIIDictiozomii sunt formaţiuni lamelare, constituite din numeroase discuri suprapuse şi

unite în partea lor centrală, cu marginile libere, ondulate şi puţin recurbate. De la marginea liberă a discurilor se detaşează mereu vezicule mici, sferice, care migrează în citoplasmă.

Rol: în rocesul de secreţie celulară şi de sinteză a polizaharidelor, având astfel un rol important în sinteza peretelui celular în timpul citochinezei; în transportul intracelular a substanţelor

Totalitatea dictiozomilor din celulă formează Aparatul Golgi.

16

Sferozomi (picături lipidice- L)

7. SFEROZOMII 8. LIZOZOMII

Sferozomii sunt organite foarte mici (0,4-1,6 microni, la nivelul cărora se sintetizează lipide. Ei rezultă din porţiuni terminale ale RE, care se umflă, şi treptat, pe măsură ce acumulează tot mai multe lipide, se detaşează complet de RE.

Lizozomii sunt organite foarte mici (1-0,4-1 microni), cu o membrană simplă, ce conţin enzime hidrolitice (în afară de lipază), cu rol în digestia intracelulară. Sunt implicaţi în nutriţia celulei vegetale.

9. PERETELE CELULAREste un organit specific celulei vegetale (lipseşte la celulele animale), care delimiteaza celulela, îi conferă o anumită formă şi o protejează de acţiunea factorilor externi.

Celulele prevăzute cu perete se numesc dermatoplaste spre deosebire de cele fără perete rigid numite gimnoplaste.

dermatoplaste

17

Structura peretelui celular:

-membrana primară – de natură celulozică; se formează pe timpul creşterii celulei;

-membrana secundară – de natură celulozică, se formează după încetarea creşterii celulei, adăugându-se peste membrana primară, către interiorul celulei;

-membrana terţiară – de natură necelulozică (amorfă).

Între pereţii celulelor învecinate se află lamela mediană, de natură pectică

Membrana primară şi cea secundară sunt constituite din macromolecule de celulozădispuse în microfibrile, care apoi formează macrofibrile aşezate în reţea. Acestea sunt înglobate într-o materie amorfă alcătuită din apă, hemiceluloză, substanţe pectice şi alte substanţe (taninuri, lignina, caloza, suberina, cutina, răşini SiO2, CaCO3 etc.)

MACROFIBRILĂ

18

Dispunerea în reţele regulate a microfibrilelor de celuloză în cadrul

membranei primare

Peretele celular este străbătut de numeroşi pori prin care se face schimbul de substanţe între celulele vecine.

Punţile de protoplasmă care trec de la o celulă la alta prin porii din pereţii celulari poartă numele de plasmodesme.

pori

19

Formarea peretelui celular are loc la sfârşitul diviziunii celulare, cu participarea fusului de diviziune, a agaratului Golgi şi a RE.

Mai întâi se formează o membrană primitivă (lamela mediană), constituită din substanţe pectice aduse de către veziculele golgiene.

Peste aceasta, protoplaştii celor două celule fiice depun straturi succesive de celuloză, formându-se astfel, membrana primară;

Anumite porţiuni ale acestei membrane, străbătute de terminaţii ale RE, rămân neîngroşate şi vor constitui porii din pereţii celulari, prin care celulele vor putea comunica între ele.

După încetarea creşterii în volum a celulei, peste membrana primară se depun alte straturi de celuloză, ce formează membrana secundară.

Creşterea peretelui celular are loc:

în suprafaţă (cât timp celula este tânără), prin intercalarea unor noi microfibrile în ochiurile reţelei de celuloză, lărgite datorită presiunii exercitate de protoplast,

în grosime (după încetarea creşterii în suprafaţă), prin suprapunerea de noi pături de celuloză peste cele existente.

Modificări secundare a peretelui celular.

După formarea sa, peretele celular poate suferi o serie de modificări secundare şi anume: cutinizarea cerificarea, suberificarea, mineralizarea, lignificarea, gelificarea şi lichefierea.

Cutinizarea constă în impregnarea şi acoperirea peretelui extern al celulelor epidermice cu o substanţă grasă numită cutină, secretată de către celulă şi care în contact cu aerul se întăreşte, formând o peliculă impermeabilă, numită cuticulă.

Cerificarea este depunerea unui strat de ceară pe suprafaţa peretelui extern al celulor epidermice

cuticula

ceară (pruină)

20

Suberificarea constă în depunerea unei substanţe grase (suberina) pe faţa înternă a membranei primare. Prin suberificare, aceste membrane devin impermeabile şi elastice, dar celulele mor, luând naştere un ţesut protector mort numit suber.

suber

Lignificarea este procesul de impregnare a membranei cu lignină; aceasta ocupă spaţiile dintre microfibrile, cimentându-le puternic. Membranele lignificate sunt dure, rezistente şi se găsesc în special în celulele ţesutului mecanic şi în îngroşările vaselor de lemn

Mineralizarea constă în impregnarea membranei cu diferite substanţe minerale (SiO2 la Poaceae; CaCO3 la Cucurbitaceaeetc), ceea ce duce la creşterea durităţii şi rezistenţei membranei.

Gelificarea se realizează datortă unor supersecreţii de substanţe pectice, care se depun în membrană. În stare uscată, aceasta are un aspect cornos, iar în prezenţa apei se umflă şi se transformă în mucilagiu (ex. la celulele tegum. seminţelor de in, gutui etc.)

Lichefierea este procesul prin care, sub acţiunea unor fermenţi, membrana celulară dispare complet, ca de exemplu, la formarea traheelor sau a laticiferelor articulate.

îngroşări din lignină

21

10. VACUOLAVacuola se prezintă sub forma unei vezicule delimitată faţă de citoplasmă prin tonoplast, iar în interior conţine un lichid numit suc vacuolar, format din apă şi diverse substanţe minerale (cloruri, sulfaţi etc.) şi organice (proteine, alcaloizi, glicozizi, antociani oxalaţi etc.) dizolvate în apă.

În celulele tinere, vacuolele sunt mici şi numeroase; pe măsura creşterii celulei, vacuolele se unesc între ele, devenind din ce în ce mai puţine şi mai mari.

În cele din urmă, în celula matură se află o singură vacuolă mare, centrală, care împinge spre periferie toate organitele protoplasmei; spre exemplu, într-o astfel de celulă, nucleul este situat periferic şi are o formă lenticulară, datorită presiunii la care este supus de către vacuolă.

22

Rolul vacuolelor:

Depozitează tot excesul de apă din celulă, asigurând citoplasmei un grad de imbibiţie optim pentru desfăşurarea proceselor vitale;

Depozitează o serie de substanţe toxice (oxalaţi, alcaloizi, glicozizi etc.), făcându-i, astfel, inofensivi faţă de protoplasmă;

Asigură turgescenţa celulară, care contribuie la susţinerea organelor plantelor;

Prin diferenţa de presiune osmotică între sucul vacuolar şi soluţiile existente în mediul extracelular, vacuola permite schimbul de apă între celulă şi mediu

mucilagii (în tulpinile de Cactaceae)

uleiuri eterice (în frunzele de Magnolia)

tanininuri (în scoarţa de Quercus)

ALTE INCLUZIUNI LICHIDE

23

11. INCLUZIUNI ERGASTICE SOLIDE

Sunt formaţiuni solide produse de protoplasmă, de natură chimică variată (proteine, amidon, săruri organice sau minerale).

Există trei tipuri de incluziuni solide: Grăuncioarele de amidonGrăuncioarele de aleuronăCristalele celulare

GRĂUNCIOARELE DE AMIDON (AMILOPLASTELE) Sunt leucoplaste în care s-a depozitat amidonul, sub forma unor straturi succesive, în jurul unei zone de condensare numită hil (acesta poate avea un aspect punctiform, ca la cartof, grâu etc, sau se prezintă sub forma unei crăpături alungite şi ramificate, ca la fasole);Se întâlnesc în celulele seminţelor, tuberculilor, bulbilor, rizomilor, rădăcinilor etc. După structura lor, grăuncioarele de amidon sunt de trei tipuri: simple (tipul obişnuit); compuse (două sau mai multe grăuncioare simple strâns alăturate, fiecare având hil şi straturi proprii de amidon) şi semicompuse (două sau trei grăuncioare cu hil şi straturi proprii de amidon, inconjurate de câteva straturi comune). Adeseori, straturile succesive de amidon din jurul hilului, fiind mai bogate sau mai sarace în apă, apar la microscop mai întunecate, respectiv mai stralucitoare, caz în care se spune că grăuncioarele au o stratificare evidentă.

Forma (sferică, ovală, alungită etc), mărimea (3-100 µ) şi structura grăuncioarelor de amidon sunt constante la aceeaşi specie, dar diferă de la o specie la alta.

Amidonul este o substanţă glucidică complexă, rezultată prin polimerizarea câtorva mii de molecule de glucoză, fiind deci o substanţă nutritivă foarte importantă.

Tratat cu I în IK, amidonul se colorează în albastru-violet

amiloplaste (la Phaseolus vulgaris) amiloplaste (la Solanum tuberosum)

24

GRĂUNCIOARELE DE ALEURONĂ

grăuncioarele de aleuronă reprezintă substanţe proteice de rezervă, din seminţele multor plante, rezultate din deshidratarea şi fragmentarea vacuolelor incărcate cu substanţe proteice.

spre exemplu, în cotiledoanele seminţelor de fasole, grăuncioarele de aleuronă se prezintă ca nişte formaţiuni sferice, mici, imprăştiate în citoplasmă, printre grăuncioarele de amidon;

în seminţele de grâu grăuncioarele de aleuronă se află în celulele periferice ale albumenului, ce formează un strat conţinuu, imediat sub tegumentul seminal etc.

celule cu amiloplaste

celule cu aleuronă

Secţiune prin sămânţa de grâu (Triticum aestivum)

25

CRISTALELE CELULARE

Cristalele celulare constituie substanţe de excreţie;

În celulele plantelor se întâlnesc mai ales cristale de oxalat de calciu sau CaCO3;

Au formă foarte variată: aciculară, în forma de prismă, piramidă, romboedru, octoedruetc.

Uneori, prin unirea în partea mediană a două sau mai multor cristale, rezultă corpusculi în formă de cruce, X, sau sub forma unor ursini (formaţiuni compacte, cu numeroase colţuri libere);

În celulele frunzelor de Ficus, se întâlnesc formaţiuni în forma unui strugure (cistoliţi), formate din granule de CaCO3 depuse pe un schelet celulozic.

cristale aciculare

cristal în formă de prismă

cistolit

ursin

26

DIVIZIUNEA CELULARĂExistenţa tuturor organismelor vii din natură este condiţionată de diviziunea

celulelor, care asigură succesiunea neîntreruptă a generaţiilor celulare, creşterea şi înmulţirea organismelor;

În funcţie de gradul de evoluţie al organismelor şi de stadiul lor ontogenetic, există mai multe tipuri de diviziune celulară: sciziparitatea, diviziunea directă, mitoza şi meioza.

A. SCIZIPARITATEA este caracteristică celulelor procariote şi constă în apariţia unui perete despărţitor în zona mediană a celulei-mamă, după ce, în prealabil, a avut loc replicarea materialului ereditar, cu formarea a două celule-fiice egale.

cromozom circular

B. DIVIZIUNEA DIRECTĂ (amitoza) se întîlneşte la celulele eucariote de la unele protiste (alge) şi constă în alungirea şi strangularea nucleului cu formarea a doi nuclei-fii; concomitent şi celelalte componente ale protoplasmei se împart în două părţi egale, rezultînd două celule fiice, fiecare cu cîte un nucleu

C. MITOZA

Mitoza este tipul obişnuit de diviziune a celulelor somatice la eucariote. În timpul mitozei, pornindu-se de la o celulă diploidă, rezultă două celule-fiice diploide (diviziune ecvaţională).

Mitoza se desfăşoară pe durata a patru faze şi anume: profaza, metafaza, anafaza şi telofaza.

27

Profaza:

cromozomii (bicromatidici) devin vizibili, ca urmare a spiralizării şi condensării puternice a cromatinei nucleare;

nucleolul şi membrana nucleară se dezorganizează; carioplasma deversează în citoplasmă;

începe procesul de clivare longitudinală a cromozomilor (separarea longitudinală a celor două cromatide);

se formează fusul de diviziune, constituit din filamente foarte subţiri, acromatice, dintre care unele se întind de la un pol al celulei la celălalt, iar altele leagă fiecare pol cu regiunea ecuatorială a celulei.

Metafaza:

se definitivează clivarea longitudinală a cromozomilor (fiecare cromozom se împarte în câte două cromatide, rezultând astfel un număr dublu de cromozomi monocromatidici);

cromozomii monocromatidici rezultaţi din clivarea fiecărui cromozom bicromatidic, se prind, prin intermediul centromerului, de filamentele fusului de diviziune şi se aşează faţă-în-faţă în zona ecuatorială a celulei (se formează ‘”placa ecuatorială”)

Anafaza: Cromozomii monocromatidici se deplasează spre cei doi poli ai

celulei, de-a lungul filamentelor fusului de diviziune: jumătate spre un pol şi cealaltă jumătate spre celălalt pol

Telofaza: Cromozomii monocromatidici ajunşi la polii celulei se despiralizează, refăcând

filamentele de cromatină;Membrana nucleară şi nucleolul reapar, astfel încât, la fiecare pol al celulei-

mamă se formează câte un nucleu cu un număr de cromozomi egal cu cel din celula-mamă (reţinem totuşi că aceştia sunt cromozomi monocromatidici)

După formarea celor doi nuclei fii, în regiunea ecuatorială a celulei apare un perete despărţitor (cu participarea dictiozomilor, a RE şi a fusului de diviziune), care împarte celula-mamă în două celule fiice, fiecare cu câte un nucleu diploid (citochineză).

***

Celula intră apoi într-o etapă de “repaos” aparent numită interfază, timp în care are loc procesul de replicare (autocopiere) a ADN, astfel încât în profaza unei noi mitoze fiecare cromozom va fi din nou bicromatidic (fiecare cromozom monocromatidic îşi sintetizează cea de-a doua cromatidă).

28

(DIVIZIUNEA CELULARĂ)

profază

profază

anafază

anafază

telofază

metafază

interfază

29

Cazuri particulare de mitoză:

-înmugurirea constă în formarea unei expansiuni laterale în care migrează unul dintre nucleii rezultaţi prin diviziunea nucleului iniţial (se întâlneşte la drojdii);

-formarea liberă a celulelor constă în diviziunea succesivă a nucleului, fără ca pereţii despărţitori să apară în celula-mamă, rezultând astfel celule plurinucleate (spre exemplu la plasmodiile mixomicotelor)

-endomitoza constă în aceea că mitoza are loc fără ca membrana nucleară să se dezorganizeze, astfel încât toţi cromozomii monocromatidici rezultaţi în metafază rămân în interiorul aceluiaşi nucleu, care va avea, aşadar, un număr dublu de cromozomi faţă de profază. În acest mod, garnitura cromozomică a celulei se dublează (fenomen numit autopoliploidizare) (2n → 4n)

D. MEIOZA

Este tipul de diviziune prin care iau naştere sporii şi gameţii (celule specializate pentru înmulţire) la organismele eucariote.

Se desfăşoară în două etape succesive, fiecare cu câte 4 faze şi anume:

D.1. ETAPA I (REDUCŢIONALĂ) A MEIOZEI

În această etapă are loc diviziunea unei celule diploide cu formarea a două celule-fiice haploide (2n → n+n) şi se desfăşoară astfel:

Etapa II (ecvaţională): profaza II, metafaza II, anafaza II, telofaza II.

Etapa I (reducţională): profaza I,metafaza I, anafaza I, telofaza I

30

cromozomii (bicromatidici) devin vizibili, ca urmare a spiralizării şi condensării puternice a cromatinei nucleare;

nucleolul şi membrana nucleară se dezorganizează; carioplasma deversează în citoplasmă;

cromozomii omologi bicromatidici se apropie foarte mult unii de alţii, iar cromatidele unui cromozom se înfăşoară în jurul cromatidelor cromozomului omolog, unindu-se în punctele de contact (chiasme)

în timpul separării ulterioare a cromozomilor omologi are loc schimbul reciproc de segmente cromozomale între aceştia, fenomen numit crossing-over (rezultă, aşadar, cromozomi “hibrizi” sau recombinaţi)

se formează fusul de diviziune, constituit din filamente foarte subţiri, acromatice, dintre care unele se întind de la un pol al celulei la celălalt, iar altele leagă fiecare pol cu regiunea ecuatorială a celulei.

spre deosebire de profaza mitozei, în profaza I a meiozei nu mai are loc clivarea longitudinală a cromozomilor, aceştia rămânând bicromatidici.

PROFAZA I

dezintegrarea membranei nucleare şi apariţia fusului de diviziune

31

METAFAZA I

Cromozomii omologi (bicromatidici) se aşează faţă-în-faţă în zona ecuatorială a celulei, ataşându-se de filamentele fusului de diviziune.

ANAFAZA I

Cromozomii omologi (bicromatidici) migrează spre cei doi poli ai celulei: din fiecare pereche de cromozomi omologi câte un cromozom se îndreaptă spre un pol, iar celălalt spre celălalt pol.

TELOFAZA I

Cromozomii, ajunşi la cei doi poli ai celulei, se despiralizează, reconstituind filamentele de cromatină;

Se reface membrana nucleară şi nucleolul, luând naştere, astfel, la fiecare pol al celulei-mamă, câte un nucleu haploid (cu jumătate din numărul de cromozomi iniţial);

Formarea nucleilor haploizi este urmată (sau nu) de separarea lor în câte o celulă independentă, prin apariţia unui perete despărţitor în zona mediană a celulei-mamă.

32

În această etapă, cele două celule fiice haploide rezultate în etapa anterioară se divid formând câte alte două celule haploide (n → n+n), urmând aceleaşi transformări ca şi în cazul unei diviziuni mitotice.

D.2. ETAPA II (ECVAŢIONALĂ) A MEIOZEI