Citoplasma Fundamentala(Prezentare Catalin)

download Citoplasma Fundamentala(Prezentare Catalin)

of 65

Transcript of Citoplasma Fundamentala(Prezentare Catalin)

Citoplasma

Prof. Mogo Ctlin

Competene derivate:C1 - Defineste si cunoaste caracteristicile citoplasmei celulare. C2 - Enumera elementele componente ale citoplasmei. C3 - Caracterizeaza citosolul (hialoplasma, matrix ciotoplasmatic).

a) Citoplasma definiie:

- reprezint mediul intracelular, situat ntre membrana celular i nucleu, al unei celule, constituind masa fundamental a acesteia; - citoplasma reprezint masa celular extranuclear. Citoplasma din jurul nucleului se numete endoplasm, iar cea de la periferia celulei ectoplasm; - din punct de vedere structural i funcional, citoplasma formeaz un tot indisolubil. Pentru o mai bun nelegere a structurii citoplasmei, aceasta se mparte n dou componente: citoplasma fundamental (sau hialoplasma sau matricea citoplasmatic); formaiunile difereniate, structurate ale citoplasmei reprezentate de organitele celulare i incluziunile citoplasmatice.

- n citoplsm, se gsesc organitele celulare comune att celulei vegetale ct i celei animale (cum sunt: reticulul endoplasmatic (R.E.), ribozomii (sau granulele lui Palade), mitocondriile, aparatul Golgi (sau dictiozomii), lizozomii, vacuolele i peroxizomii) precum i organite celulare specifice (adica sunt intalnite fie in celula vegetala fie in cea animala) (cum sunt: centrozomul (sau centrul celular), plastidele (din care fac parte: cloroplastele, cromoplastele i leucoplastele), neurofibrilele, corpusculii Nissl, miofibrilele, cilii i flagelii); - organitele celulare sunt structuri specializate din citoplasma celular, care ndeplinesc funcii specifice i posed membran proprie;

2. Citoplasma alctuire:- este alcatuita din : citosol (citoplasma fundamental), se mai numeste si hialoplasm sau matrix citoplasmatic; organite celulare (citoplasma structurat).- sau altfel spus citoplasma este alcatuita din doua parti: hialoplasma (sau matrice citoplasmatic sau citoplasm fundamental sau matrix citoplamatic) care la rndul ei este format din: - citosol; - citoschelet. granuloplasma i incluziuni ergastice. Granuloplasma este formata din organite celulare citoplasmatice ancorate de citoschelet.

Organitele celulare (sau organite citoplasmatice) sunt de diferite mrimi, unele din ele de ordinul micrometrilor, observabile la microscopul optic (complexul Golgi, mitocondriile, centrul celular numit i centrozom, ergastoplasma), i altele mai mici, de ordinul nanometrilor, care pot fi observate numai la microscopul electronic (ribozomii, reticulul endoplasmic neted i rugos, microfilamente, microtubuli). Unele organite intracitoplasmatice nu sunt delimitate de endomembrane 6 nm (ribozomi, centrioli, microtubuli, microfilamente) i se afl n permanent proces de polimerizare-depolimerizare; altele apar delimitate de endomembrane (complexul Golgi, mitocondriile, peroxizomii, lizozomii, reticulul endoplasmic).

a) Organite celulare comune att celulei vegetale ct i celei animale (deci sunt ntlnite n toate tipurile de celule): Reticulul endoplasmatic (R.E.) Ribozomii (sau granulele lui Palade sau corpusculii lui Palade) Mitocondriile Aparatul Golgi (sau dictiozomi) Lizozomii Peroxizomii Vacuolele b) Organite celulare specifice (saunt ntlnite fie n celula animal fie n celula vegetal): Centrozomul (sau centrul celular) Plastidele din care fac parte: leucoplastele, cloroplastele i cromoplastele Neurofibrele Corpusculii Nissl Miofibrele Cilii si flagelii Incluziunile citoplasmatice (incluziunile citoplasmatice au un caracter temporar n celule i sunt localizate n citoplasm. n categoria incluziunilor ntr substanele de rezerv, produii de secreie i pigmenii.)

ORGANITELE CELULARE

Materialul de rezerv (sau substanele de rezerv) este reprezentat de glicogen, lipide, proteine i vitaminele. Granulele de glicogen sunt depozitate n celulele hepatice, fibrele musculare, epiteliile mucoasei uterine etc. Granule lipidice sunt dispersate n citoplasm sub form de trigliceride sau sub form de picturi sferice de diferite mrimi. Celulele care depoziteaz lipidele sunt celulele corticosuprarenalei, celulele corpului galben din ovar, nefrocitele i hepatocitele. Granulele de proteine i cele de vitamine sunt reduse. Proteinele se depoziteaz n fibrele musculare, celulele hepatice i vitelus. Vitamina C se concentreaz n fibra muscular, hepatocite, glandele suprarenale i gonade, iar vitamina A n epitelii. Produii de secreie sunt elaborai de diferite tipuri de celule. De exemplu: granulele de zimogen de acinii pancreatici; mucusul de celulele caliciforme; hormonii de glandele endocrine; granule de pigmeni se acumuleaz i rmn o perioad n celulele n care s-au produs dup care sunt eliminai. Un alt tip de incluziuni l reprezint pigmenii. De exemplu: carotenoizi (luteina din celulele corpului galben, iodopsina i rodopsina celulelor retiniene) cromolipoizi (neuroni, hepatocite, miocard, celulele Leydig), melanici (celulele pigmentare ale pielii, coroid, procesele ciliare, iris, stratul pigmentar al retinei), hemoglobina, mioglobina etc. Produii de dezasimilaie rezultai n urma catabolismului se pot acumula n citoplasm constituind incluziuni.

Clasificarea organitelor celulare dupa funcia pe care o indeplinesc: ORGANITELE: nm=nanometrii I. micrii celulare: microfilamentele de: - actin 6 nm(nanometrii) - miozin 10 nm *) sistemul actin-miozin (A-M) microtubulii 25 nm *) sistemul motil microtubul-dinein\ (M-D) II. generatoare de energie: mitocondriile (M) 0,5-1-3 m III. sintezei i secreiei: ribozomii (R) sau granulele lui Palade - 15-30 nm reticulul endoplasmatic: - rugos sau granular (RER sau REG) - neted (REN) complexul (sau aparatul) Golgi (CG) sau dictiozomii IV. digestiei celulare: lizozomii (L) - 200-800 nm peroxizomii (P) - 300-500 nm

Clasificarea organitelor celulare din punct de vedere structural: organite celulare delimitate de membran (sau endomembran) sunt: mitocondriile, reticulul endoplasmatic rugoz i neted, aparatul Golgi, lizozomi, lizozomii, peroxizomi, vezicule de endo i exocitoz; organite celulare nedelimitate de membran sunt: ribozomi, citoschelet, sisteme de microtubuli i filamente.

Sistemul endomembranelor reprezint ansamblul

format din reticulul endoplasmic (sau endoplasmatic), complexul Golgi (sau dictiozomi) i nveliul nuclear care se afl n continuitate structural i funcional (fig. 3.1). (vezi figura 3.1. n pdf-ul cu numele Citoplasma (curs-net))

Celula eucariot

Organitele celulare

Mitocondria

Ribosomi- compoziie

Centriol - structur

Centrozom

Cilii structur

Deplasarea (micarea) cililor i flagelilor

Cili

Reticulul endoplasmatic

Reticulul endoplasmatic granular (sau rugoz)Ribosomi

Vacuole

vacolos

Lizozomi

Aparat (sau complex ) Golgi(sau dictiozomi)

Centriolul

Ribozomul

Peroxizomul

Mitocondria

Nucleul

PlastideleSo organelas tpicas das clulas vegetais com membrana dupla, com presena de DNA; Cromoplastos = contm pigmentos Leucoplastos = armazenam material de reserva ( incolores) Estrutura: Envelope, os tilacides e o estroma; Estroma=regio preenchida com material viscoso; Tilacides=Vesculas achatadas, mergulhadas no estroma; Granum= pilha de tilacides Grana= conj. de todos os granum

b) Citoplasma - generaliti:- este subtanta fundamentala a celulei; - se gaseste situata intre membrana celulara si membrana nucleara; - altfel spus, citoplasma se gaseste intre nucleu (nucleoid la procariote; Ex: bacteriile) si membrana celulara; - in citoplasma sunt situate toate organitele celulare (care sunt structuri foarte mici), fiecare cu functie importanta si specifica; - in citoplasma se gaseste nucleul care gazdueste cromozomii (cromozomul (din limba greac chromo=nuan i soma=corp, obiect) reprezint macromolecule de ADN, care conine mai multe gene i secvene de nucleotide, cu rol n pstrarea informaiei ereditare a celulei); - la organismele procariote nucleul nu este delimitat de o membrana nucleara; - la organismele eucariote nucleul are: un invelis nuclear, nucleoplasma, 1-2 nucleoli (nucleul contine ADN, ARN, proteine).

Citoplasma generaliti (continuare):- citoplasma este formata dintr-o parte fundamentala (citoplasma fundamentala, sau citosol) si din organite celulare (citoplasma structurata); - din punct de vedere fizico-chimic citoplasma este un coloid (particulele coloidului absorb apa; coagularea citoplasmei este letala); - citoplasma indeplineste functii vitale; - citoplasma, desi contine 70-80% apa, nu este deloc inactiva. Multiple reactii chimice au loc intre substantele dizolvate in apa. - configuratia moleculara a ADN-ului este de stocare a informatiei ereditare, dar si de transmitere a acesteia in ARN; - ADN-ul se gaseste in nucleu, iar ARN-ul in nucleu si citoplasma; - ADN-ul detine instructiunile care sunt duse de ARN in citoplasma, unde vor fi executate; - nucleul este centrul coordonator al celulei, dar si sediul ereditatii.

2. Citoplasma alctuire:- este alcatuita din : citosol (citoplasma fundamental), se mai numeste si hialoplasm sau matrix citoplasmatic; organite celulare (citoplasma structurat). - sau altfel spus citoplasma este alcatuita din doua parti: hialoplasma (sau matrice citoplasmatic sau citoplasm fundamental sau matrix citoplamatic) care la rndul ei este format din: - citosol; - citoschelet. granuloplasma i incluziuni ergastice.

Starile hialoplasmei sunt: - starea de sol (apoas) - este starea optim de functionare a hialoplasmei; - starea de gel (vscoas) Granuloplasma este formata din organite celulare citoplasmatice ancorate de citoschelet. Organitele provin din: mediul extern, introduse prin fagocitoza; ele au rezistat digestiei si au ramas ca simbionzi intracelulari. compartimentarea hialoplasmei de biomembrane, provenite din reticulul endoplasmatic si aparatul Golgi.

- este transparent si reprezinta substanta fundamentala a citoplasmei, care este o solutie apoasa de consistenta gelatinoasa in care alaturi de organitele celulare se scufunda diferite incluziuni. Hialoplasma (sau matrix citoplasmatic, sau matrice citoplasmatic sau citoplasma fundamentala): - este transparent si reprezinta substanta fundamentala a citoplasmei, care este o solutie apoasa de consistenta gelatinoasa in care alaturi de organitele celulare se scufunda diferite incluziuni. - citoplasma fundamental (sau hialoplasma) (numele de hialoplasm vine din limba greac de la cuvintul hialos=omogen) reprezint partea nestructurat a citoplasmei;

3. Citosolul (sau hialoplasma, sau matrix citoplasmatic)-generaliti:

Citosolul (sau hialoplasma, sau matrix citoplasmatic)-generaliti (continuare):- hialoplasma induce i menine forma celulei, constituie sediul n care se desfoar numeroase procese metabolice i reprezint un important depozit celular. - hialoplasma conine n proporie de 15-30% substane organice (proteine, glucide, lipide, nucleotide, acizi ribonucleici), 2-3% ioni anorganici (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cl-, PO43-, SO42-) i 70-85% H2O; - matricea citoplasmatic are dou faze: faza fluid (citosolul) format din ap, electrolii, molecule organice mici, proteine solubile; faza solid ce conine un numr mare de ansambluri moleculare care se comport ca structuri solide. n matricea citoplasmatic pot apare i diferite molecule de glicogen, lipide, pigmeni, ce se depoziteaz sub form de incluziuni citoplasmatice.

Studiul electronomicroscopic al celulei, a permis nlocuirea noiunii de hialoplasma cu cel de matrice citoplasmatic. Matricea citoplasmatic este format dintr-o fracie solubil, citoscheletul i reeaua microtrabecular (o reea de filamente cu diametrul de 6 nm, observat la nivelul celulei eucariote de K. Porter). Reeaua microtrabecular interconecteaz citoscheletul cu organitele celulare ntr-o singur unitate morfofuncional, citoplasma (Voicule i Puiu, 1997).

Citosolul conine: - 90% ap; - restul alte tipuri de substante organice si anorganice ale materiei vii (ioni, saruri, glucide, aminoacizi, acizi grasi, nucleotide, vitamine); - in citosol, macromoleculele formeaza solutii coloidale caracterizate de alternanta unor regiuni predominant apoase (stare de sol) de obicei spre periferie, cu regiuni preponderent vscoase (stare de gel); - observat la microscop, citosolul prezinta o retea complexa de fibre proteice numita citoschelet.

Citoscheletul (sau schelet celular) generaliti:- citoscheletul este o structur proteic tridimesional dinamic care se gsete n citoplasm; - reprezint o structur subcelular, care are o forma unor tuburi i filamente, alctuite din molecule proteice specializate; - acesta confer celulei form proprie i susinere; - citoscheletul are rol n: locomoia celular; n transportul intracelular; n schimbul de substane cu mediul extern si cu alte celule; - este comun tuturor celulelor eucariote (celule cu nucleu), ca de exemplu neuronul; - structuri citoscheletale au fost descrise i pentru organismele procariote.

Citoscheletul: - este format dintr-o reea de filamente proteice; - filamentele proteice sunt reprezentate de: microfilamente; microtubuli; filamente intermediare. Aceste elemente (adic microfilamentele, microtubulii i filamentele intermediare) sunt interconectate ntr-o reea ce strbate ntreaga hialoplasm. - n citoschelet se mai gsesc i proteine asociate cu rol: de a regla procesele de polimerizare i depolimerizare ale filamentelor; de a conecta elementele de citoschelet n reea; de a lega de organitele celulare sau/i membrana plasmatic. - citoscheletul are capacitatea de a-i modifica structura n funcie de necesitile celulare. Aceast proprietate are la baz reaciile de polimerizare i depolimerizare ale microfilamentelor de actin i miozin. Prin urmare citoscheletul prezint o structur dinamic.

polimerizare=aciunea de a polimeriza i rezultatul ei; polimeriza=a se uni (spontan sau prin diverse reacii chimice) mai muli monomeri n polimeri, prin pstrarea compoziiei procentuale iniiale i aezarea atomilor n molecul; a face ca dou sau mai multe molecule s formeze un polimer. polimer=substan macromolecular a crei molecul este format prin unirea n lan a dou sau mai multe molecule de monomer; (etiologie: lb. gr. polys=numeros, meros =parte); monomer=substan chimic simpl, de obicei organic, cu greutate molecular mic i cu caracter instabil, care intr n constituia unui polimer; (etiologie: lb. gr. monos=unic, meros=parte )

Citoscheletul: Este o reea complex, tridimensional de filamente proteice i microtubuli care strbat ntreaga matrice citoplasmatic, ntretindu-se n toate direciile i de care depind forma celulei, micrile celulare, organizarea intern spaial a citoplasmei (meninerea n anumite poziii a organitelor celulare sau asocierea ntr-un mod specific a enzimelor anumitor ci metabolice) (fig. 3.2). Se consider c citoscheletul ar putea fi oasele i muchii celulei eucariote. n alctuirea citoscheletului intr: microfilamente de actin, microfilamente intermediare i microtubuli. Caracterul dinamic l asigur procesele de polimerizare i depolimerizare ale microfilamentelor de actin i ale microtubulilor. Aceste dou componente ale citoscheletului se asambleaz i se dezasambleaz rapid n celul, existnd n citosol un depozit permanent de monomeri (actinele G globulare i dimerii de tubulinalfa i beta). Microfilamentele intermediare sunt structuri mult mai stabile dect microfilamentele i microtubulii. Microfilamentele i microtubulii au polaritate, adic depolimerizarea i polimerizarea au viteze diferite la capete. Astfel, la un capt viteza polimerizrii este mult mai mare ca cea a depolimerizrii. Rezultatul este c la acest capt (notat cu +) microfilamentul de actin sau microtubulul se alungete. Dimpotriv, la captul opus (notat cu -), viteza depolimerizrii este mai mare.

Fibrele care intra in structura citoscheletului sunt: - microtubuli; menin forma celulei i particip la - microfilamente; realizarea micrilor celulei; - fibre intermediare.- microfilamentele conin o protein numit actin; - microtubulii conin o protein numit tubulin care este alctuit din dou proteine distincte: alfa i beta tubulina Citoschelet (sau schelet celular)

Citoschelet (sau schelet celular)

Microfilamenetele sunt formate din proteine fibrilare contractile (actin n principal i miozin). n citoplasma tuturor celulelor, cu excepia celulelor musculare se ntlnesc microfilamente izolate cu o distribuie relativ difuz i dinamic. n celulele musculare actina reprezint 20% din proteinele citoscheletului, iar n restul celulelor ea constituie ntre 5-10% din aceste proteine. Actina se prezint sub dou forme: actina G sau actina globular (forma monomeric) i actina F (forma polimerizat a actinei G). Filamentele de miozin sunt larg rspndite n celulele organismelor eucariote. Se cunosc dou tipuri de miozin: miozina de tip I - absent n celulele musculare, ea este implicat n fenomenele de motilitate celular; miozina de tip II (470.000 Da) - prezent n celulele musculare din muchii striai, netezi ct i alte tipuri celulare.

Microtubulii sunt substructuri celulare evideniate n citoplasma celulelor eucariote. n citoplasm ei sunt fie izolai - microtubuli citoplasmatici, fie fasciculai formnd formaiuni cu caracter efemer - fibrele fusului de diviziune, fie formaiuni permanente centrioli, corpusculi bazali i axonemele organitelor locomotorii (cili, flageli). Microtubulii sunt formaiuni lungi, cilindrice cu diametrul de aproximativ 25 nm. Peretele lor este format din 13 protofilamente dispuse paralele cu axul longitudinal. Protofilamentele sunt rezultatul asocierii unui numr variabil de heterodimeri ce poart numele de tubulin (100.000 Da). Tubulina este alctuit din dou proteine distincte alfa i beta tubulina (fiecare avnd 50.000 Da). Cele dou componente proteice ce compun heterodimerul sunt dispuse helicoidal n peretele microtubulului.

Filamentele intermediare au diametrele cuprinse ntre 812 nm. Iniial ele au fost puse n eviden n celulele muchilor striai, unde formeaz o matrice ce nconjoar i interconecteaz discurile Z. Ulterior au fost identificate i n alte tipuri celulare (celule epiteliale, mezenchimale, neuroni). Filamentele intermediare se pot ntlni i n ectoplasm, ancorate n structuri periferice (desmozomi) sau situate n prelungiri celulare (axoni). Filamentele intermediare sunt rezultatul polimerizrii subunitilor proteice. Proteinele ce formeaz filamentele intermediare sunt specifice pentru un anumit tip celular. La vertebratele superioare s-au identificat cinci tipuri moleculare distincte ce intr n constituia filamentelor intermediare: citocheratine (celule epiteliale); neurofilamente (celule nervoase); gliofilamente (celule gliale); desmina (celulemusculare); vimentina (celule mezenchimale). (Han Yoon i colab.,

Citoschelet structur:

Microtubul

Microfilament

Fibre intermediare

Citoscheletul (sau schelet celular)

Membrana celularReticul endoplasmatic Microtubuli

Mitocondria

Ribosomi

Microfilamente i filamente intermediare

Citoscheletul (sau schelet celular))Membrana plasmatic

Ribozomi Reticul endoplasmatic rugoz

MicrofilamenteFibre intermediare Microtubuli Mitocondrie

Microfilamente

Microfilament - structur

Celula - structur

Microfilamente

Filamante intermediare

Microtubuli

Microfilamente

Microtubuli

Filamante intermediare

Microtubuli

Filamante intermediare

Microfilamente

Microtubulii:

Microtubuli:

Citoscheletul (sau schelet celular))

Compoziia microtubului

Microtubuli

Microtubuli

Los microtbulos son tubos cilndricos de 20-25 nm en dimetro. Estn compuestos de subunidades de la protena tubulina, estas subunidades se llaman alfa y beta.

Formados por tubulina, en sus dos formas y , que al unirse, forman un heterodmero, unidad bsica de los microtbulos.Cada microtubulo se compone de de 13 protofilamentos, que es una larga fila hecha de heterodmeros

Rolul citoscheletului: - de a depozita substante cu rol vital; - este sediul unor procese metabolice; - prezinta curenti citoplasmatici care antreneaza in miscare organitele celulare.