Rezumat Biologie celulara si moleculara

1. TEORIA SISTEMICA. LOCUL CELULEI IN IERARHIZAREA SISTEMELOR BIOLOGICE

- Celula: unitatea elementara a lumii vii- Metode si teorii de studiu al materiei vii:

o Metoda scolastica- Evul Mediuo Metoda analitica (carteziana)o Metoda reductionistao Metoda istorica (darwiniana)o Teoria sintetica a evolutieio Teoria sistemica

- Teoria sistemica: INTREAGA MATERIE ESTE ORGANIZATA IN SISTEME IERARHIZATE. ORICE SISTEM ESTE ALCATUIT DIN SUBSISTEME SI LA RANDUL SAU DEVINE PARTE COMPONENTA A UNUI SISTEM MAI CUPRINZATOR.

o Definitia lui Bertalanffy: un sistem reprezinta un ansamblu de elemente aflate in interactiune (1960)

o Clasificarea sistemelor: in fct de schimburile pe care le realizeaza cu mediul inconjurator- sisteme izolate: nu fac schimburi (ipotetice – repr starea ideala a unui sistem)- sisteme inchise: schimb energetic, fara schimb de materie (vas de apa ermetic inchis); energie minima, entropie maxima- sisteme deschise: schimb de materie si energie (CELULA)

- Locul celulei in organizarea ierarhica a lumii viio Ierarhia sistemelor rezulta din faptul ca orice sistem este alcatuit din

subsisteme si la randul sau intra in alcatuirea unui alt sistem, mai vasto 2 nivele de organizare: - supraindividual: BIOSFERA (=mai multe ecosisteme) – BIOCENOZA (+ biotop= ecosistem)– SPECIE - individual: ORGANISM – SISTEME – APARATE – ORGANE – TESUTURI – CELULA – ORGANITE – MACROMOLECULE – MOLECULE – ATOMI – PARTICULE SUBATOMICE

24. SEMNALIZAREA INTERCELULARA: modalitati de semnalizare, tipuri majore de

semnale induse

Modalitati de semnalizare- Comunicarea de vecinatate

o Semnalizarea contact-dependenta Prezenta la celulele embrionare si la celulele care asigura raspunsul

imunitaro Semnalizarea paracrina

Actioneaza asupra celulelor tinta prin mediatori chimici localio Semnalizarea autocrina

Celula secreta in spatiul intercelular molecule de semnalizare care se pot intoarce spre a se lega pe proprii receptori – in timpul diferentierii celulare

- Comnunicarea la distantao Semnalizarea sinaptica:

Prin intermediul neurotransmitatoriloro Semnalizarea endocrina

Prin intermediul hormonilor – secretati in sange si apoi vehiculati la mare distanta spre celulele “tinta”

Diferente intre calea sinaptica si cea endocrina- celulele “tinta” prezinta receptori care le permit sa extraga si sa fixeze in mod

specific anumiti hormoni- in transmiterea sinaptica, comunicarea este conditionata de contactul intre

terminatiile nervoase si celulele tinta. Numai celula care se afla in contact cu terminatia nervoasa este expusa actiunii neurotransmitatorului

- daca celulele endocrine trebuie sa utilizeze mai multi hormoni pentru comunicare, celula nervoasa poate utiliza acelasi neurotransmitator pentru a comunica cu mai multe celule tinta

- viteza de transmitere a caii endocrine este mai mica decat cea sinaptica- toate aceste diferente conduc la concluzia ca semnalizarea sinaptica este mult mai

precisa decat semnalizarea endocrina

25. RECEPTORII CELULARI: definitie, clasificare, localizare, exemple

Definitie: dispozitive proteice specializate pentru a lega mesageri specifici. Clasificare: - Dupa originea mesagerului cu care interactioneaza:

o Receptori pentru substante endogene Pt neurotransmitatori – situati in mb postsinaptica a celulelor

musculare sau nervoase. Ex: receptori pt acetilcolina, noradrenalina, serotonina, histamina, GABA etc.

Pt hormoni – localizare intracelulara diferita In fct de natura hormonului (hidrofili sau hidrofobi)

Receptori implicati in reactiile imunitare

Pt antigene endogene – pe celulele implicate in raspunsul imun (limfocitele T) si pe suprafata tuturor celulelor din organism

Pt anticorpi – pe suprafata eozinofilelor si a mastocitelor Pt complement – celulele sistemului fagocitar Pt factori de crestere – EGF (factor de crestere epidermic);

PDGF (factor de crestere derivat din plachetele sanguine)o Receptori pentru substante exogene

Pt virusuri – fiecare tip de virus isi are receptori specifici pe celulele “tinta” (HIV pe limfocitul T; Epstein-Barr pe limfocitul B; virusul rabic in jonctiunea neuromusculara)

Pt antigene non-self – la suprafata limfocitelor B Pt lecitine Pt droguri Pt toxine bacteriene

- Dupa modul de activareo Cuplati la canale ionice (receptori ionotropici)o Legati la proteina Go Cuplati cu o enzima

26. MESAGERII: definitie, clasificare, localizare, exemple. Citokinele

Definitie: substante chimice vechiculate pe cale nervoasa sau umorala care ajung la celulele tinta, se cupleaza cu receptori si determina raspunsul celular

Tipuri de mesaje induse: - de supravietuire: cand nu mai exista semnale se instaleaza apoptoza (moartea

celulara programata)- diferentiere- diviziune

Raspunsul celular: depinde de natura chimica a mesagerului- Mesageri hidrosolubili: determina raspunsuri rapide si de scurta durata- Mesageri liposolubili : determina raspunsuri tardive, dar de lunga durata

Dupa modul de actiune- Agonisti: activeaza receptorul (hormoni, neurotransmitatori, mesageri exogeni)- Antagonisti: blocheaza receptorii celulari (medicamentele)

Citokinele- Imunitatea naturala si specifica este mediata de imunohormoni de natura proteica

numiti citokine- Indeplinesc urmatoarele functii:

o Mediatori ai imunitatii naturaleo Regulatori ai activitatii, cresterii si diferentierii limfociteloro Activatori ai celulelor inflamatoare nespecificeo Stimulatori ai cresterii si diferentierii leucocitelor

- Exemple:

o Interleukina I – actioneaza ca factor activator al proliferarii limfocitelor T si al cresterii si diferentierii limfocitelor B

o Interleukina II – responsabila de trecerea limfocitelor T din faza G in faza S a ciclului celular

o Interferonii – peptide cu actiune antivirala nespecifica care inhiba replicarea virusurilor, au activitate antiproliferativa si imunoreglatorie. Sunt identificate 3 clase:

α interferoni β interferoni γ interferoni

27. EFECTELE LEGARII LIGAND-RECEPTOR: semnalizarea prin intermediul

proteinei G

Definitie: Proteina G sau “proteina trimerica reglatoare” este o proteina care mediaza interactiunea dintre receptor si proteina tinta. Este compusa din 3 lanturi polipeptidice diferite, numite α, β si γ.

- Lantul α leaga si hidrolizeaza GTP si activeaza adenilatciclaza.- Lanturile β si γ formeaza un complex care are rolul de a ancora proteina Gs

(stimulatoare) pe fata citoplasmatica a mb plasmatice. Efectele contactului ligand-receptor- Modificari structurale ale membranei: rearanjarea receptorilor in “plaje” sau

“cupole”- Modificari functionale ale membranei

o Modificari de permeabilitate pt ionii de Na, K, Ca se produc la legarea neurotransmitatorilor de mb postsinaptica si au rol in transmiterea si generarea influxului nervos

o Formarea mesagerului de ordin II – AMPc, GMPc si Ca pe calea AMPc, enzima activata produce un mediator solubil

(inozitoltrifosfat) care elibereaza Ca din RE.o Modificari specifice metabolismului celular

Mesagerii de oridin II traduc semnalele extracelulare in semnale intracelulare si declanseaza o cascada de reactii enzimatice care vor sfarsi prin raspunsul celular la comanda primita (glicogenogeneza, sinteza de acizi nucleici, contractia musculara)

28. MICROTRANSPORTUL PASIV

Ca sistem biologic deschis, celula realizeaza in mod permanent schimburi de energie si materie cu mediul extracelular, membrana celulara constiuind bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular datorita proprietatii de

permeabilitate selectiva. Dupa dimensiunea materialului care traverseaza periferia celulara, transportul se clasifica in: microtransport (transport transmembranar – apa, ioni si molecule) si macrotransport (transport in masa, prin intermediul veziculelor – endocitoza si exocitoza)

Microtransportul se clasifica si el la randul lui in : microtransport pasiv si activ. Microtransportul pasiv

- Se realizeaza fara consum de energie, in sensul gradientului de concentratie pt substante si gradient electrochimic pentru ioni. El se supune legilor de difuziune si osmoza

- Se realizeaza pe doua cai:o Difuziune simpla

moleculele hidrofobe: viteza de transport depinde de marimea moleculei si de gradul de solubilitate in lichide

moleculele hidrofile: au nevoie de proteine transportoare ionofori

- de tip canal- de tip mobil

proteine de tip canal cu deschidere comandata- canale cu poarta comandate de ligand- canale cu poarta comandata de voltaj- canale cu poarta comandata de ioni- canale cationice cu deschidere comandata de un stimul

mecanico Difuziune facilitata

are viteza de 100.000 de ori mai mare decat difuziunea simpla mod de transport pentru AA, glucoza, glicogen, uree realizat de proteine cu capacitate de modificare conformationala

(permeaze) – la nivelul hepatocitului sunt 800.000 de permeaze pt glucoza, fiecare realizand transportul a 180 de molecule/secunda.

29. MICROTRANSPORTUL ACTIV

Ca sistem biologic deschis, celula realizeaza in mod permanent schimburi de energie si materie cu mediul extracelular, membrana celulara constiuind bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular datorita proprietatii de permeabilitate selectiva. Dupa dimensiunea materialului care traverseaza periferia celulara, transportul se clasifica in: microtransport (transport transmembranar – apa, ioni si molecule) si macrotransport (transport in masa, prin intermediul veziculelor – endocitoza si exocitoza)

Microtransportul se clasifica si el la randul lui in : microtransport pasiv si activ. Microtransportul activ

- se realizeaza cu consum de energie, impotriva gradientului de concentratie pt substante si gradient electrochimic pentru ioni. Se mai numeste si transport metabolic dependent

- dupa modul de utilizare a energiei se clasifica in:

o Transport activ primar modul de transport transmembranar al ionilor se desfasoara cu consum de ATP prin pompe ionice cu proprietati

ATP-azice dupa natura ionilor :

pompe pentru anioni (Cl, I etc) pompe pentru cationi (Mg, Ca etc)

dupa numarul ionilor pompe pentru un singur ion (Ca in celula musculara, Cl in

celula parietala gastrica, I in tireocite) pompe pentru 2 ioni (Na/K ATP-aza)

Na-K ATP-aza Formata din 2 subunitati – catalitica si structurala Subunitatea catalitica prezinta pe fata externa un situs de

legare a K, iar pe fata interna un situs de legare a Na La fiecare ciclu scoate 3 Na si baga 2 K pe seama

consumului unei molecule de ATP Etapele functionarii

1. legarea Na pe fata citoplasmatica2. fosforilarea3. eliberarea Na in exterior4. legarea K din exterior pe situsul specific5. defosforilarea6. readucerea proteinei la conformatia initiala si

eliberarea K la interior roluri

- mentinerea presiunii osmotice si echilibrului acido-bazic

- participa la pasajul influxului nervoso Transport activ secundar (transcelular)

mod de transport al glucozei si AA in simport cu Na (la nivelul celulelor absorbtiei intestinale) si al Na-Cl, Na-H in antiport la nivelul nefrocitelor

glucoza patrunde intracelular folosind energie inmagazinata in gradientul Na

o Transportori ABC Fiecare membru al familiei de proteine contine 2 domenii de legare

a ATP Ex: MDR – multidrug resistance (proteina de rezistenta multipla la

medicamente)

30. FAGOCITOZA

Ca sistem biologic deschis, celula realizeaza in mod permanent schimburi de energie si materie cu mediul extracelular, membrana celulara constiuind bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular datorita proprietatii de

permeabilitate selectiva. Dupa dimensiunea materialului care traverseaza periferia celulara, transportul se clasifica in: microtransport (transport transmembranar – apa, ioni si molecule) si macrotransport (transport in masa, prin intermediul veziculelor – endocitoza si exocitoza); dupa natura materialului endocitat se disting doua tipuri de endocitoza: fagocitoza si pinocitoza

Fagocitoza – reprezinta mecanismul prin care celulele inglobeaza din mediul extracelular particule solide. - Termenul provine din limba greaca , fagein=a devora.- Indeplineste multiple roluri

o Rol de aparare – contra nonself-ului (bacterii, virusuri)o Rol de curatire – contra self-ului alterat (celule degenerate, imbatranite,

moarte)o Rol de nutritie – pt celulele fagocitare (in urma procesului de fagocitoza

rezulta produsi finali – AA, monozaharide etc – pe care celulele cu rol fagocitar ii utilizeaza in propriul metabolism)

- Celulele cu rol fagocitar. Dupa dimensiunile particulei endocitate se clasifica ino Microfage: polimorfonuclearele neutrofile din sangeo Macrofage : iau nastere din celula stem de unde trec in sange unde raman

aprox 60 de ore dupa care ajung in tesutul conjunctiv unde se transforma in macrofage tisulare si isi desfasoara activitatile specifice. Totalitatea macrofagelor din organism alcatuiesc “sistemul fagocitar mononuclear”. In acest sistem se disting trei compartimente celulare:

Compartimentul medular: monoblaste, monocite medulare Compartimentul sanguin: monocite sanguine Compartimentul tisular: macrofage tisulare (libere si fixe)

- Etapele fagocitozei1. chemotactismul – miscare dirijata in directia unui stimul

chemostatic2. opsonizarea – recunoasterea particulei ce urmeaza a fi

fagocitate3. acolarea – atasarea fagocitelor de particule4. emiterea de pseudopode – inglobarea5. Digestia intracelulara – realizata de lizozomi

31. PINOCITOZA SI TRANSCITOZA

Ca sistem biologic deschis, celula realizeaza in mod permanent schimburi de energie si materie cu mediul extracelular, membrana celulara constiuind bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular datorita proprietatii de permeabilitate selectiva. Dupa dimensiunea materialului care traverseaza periferia celulara, transportul se clasifica in: microtransport (transport transmembranar – apa, ioni si molecule) si macrotransport (transport in masa, prin intermediul veziculelor – endocitoza si exocitoza); dupa natura materialului endocitat se disting doua tipuri de endocitoza: fagocitoza si pinocitoza

Pinocitoza – procesul de transport in masa a unei cantitati variabile de fluid tisular impreuna cu macromoleculele pe care acesta le contine- Provine din limba greaca, pinein=a bea- Dupa mecanisemele care stau la baza procesului de inglobare a fluidului tisular,

se deosebesc 2 forme:o Pinocitoza independenta de receptori

Este forma de inglobare a substantelor din mediul extracelular in vezicule formate din invelisul celular, fara fixarea prealabila a substantelor la nivelul receptorilor membranari

Dupa modul de formare, veziculele de pinocitoza sunt de doua categorii:

Endocitoza in faza lichida: formarea veziculelor invelite de clatrine

Transcitoza: formarea veziculelor neacoperite de clatrineo Pinocitoza cuplata la receptori

Captarea colesterolului in celulele animale – pinocitoza LDL Implicatii medicale: hipercolesterolemie familiala – producere

exagerata de receptori pentru LDL (acumulare anormala de colesterol liber in citoplasma); formarea placilor aterosclerotice – malsinteza receptorilor pt LDL

Transcitoza – forma particulara a pinocitozei, independenta de receptori- Se desfasoara la nivelul celulelor endoteliale prin 2 moduri

o Transcitoza distributivao Transcitoza conectiva

34. CITOSCHELETUL CELULAR: microfilamentele de ACTINA

- actina este prezenta preponderent in celula musculara, dar se gaseste in proportie de 5-30% si in restul celulelor corpului.

- 6 izoforme diferite de actina:o Tipul α scheletalo Tipul α cardiaco Tipul α vascularo Tipul δ(delta) enterico Tipul β citoplasmatico Tipul δ citoplasmatic

- Intracelular se gaseste sub 2 formeo forma monomerica (actina G) – prezinta locusuri de atasare pt Ca,

miozina, ATP si a proteinelor asociateo forma polimerizata (actina F). Polimerizarea se desfasoara in urmatoarele

faze: faza de “lag” faza de polimerizare faza de echilibru

- modul de formare al microfilamentelor este influentat de o serie de proteine asociate:

o profilina, timozina – impiedica polimerizarea actinei Go gelsonina – determina fragmentarea microfilamenteloro filamina – favorizeaza organizarea microfilamentelor in retea

tridimensionala, prin legarea nodurilor reteleio fimbrina si vilina – leaga microfilamentele in manunchiuri

- in celulele nemusculareo fiecare microfilament de actina F este alcatuit din 2 lanturi de monomeri

G, insirati ca “perlele intr-un sirag”o au urmatoarele roluri

structural (de sustinere) – formeaza suportul prelungirilor dinamic – miscarile celulare

- in celulele musculareo actina F este asociata cu proteine reglatoare formand impreuna

filamentele subtiri. Aceste proteine sunt tropomiozina si troponina tropomiozina – localizata in santul dublului helix al actinei F,

conferind stabilitate si o structura compacta a acesteia troponina – complex de polipeptide

troponina T – se ataseaza de tropomiozina troponina I – se ataseaza de actina si de troponina C –

inhiba contractia actina-miozina troponina C – rol in legarea ionilor de Ca

35. CITOSCHELETUL CELULAR: microfilamentele de MIOZINA

- miozina, la fel ca si actina a fost descrisa pentru prima data in celulele musculare, dar astazi se stie ca aceasta proteina este o componenta constanta a tuturor tipurilor de celule

- microfilamentele de miozina se formeaza prin polimerizarea unei proteine structurale si contractile, miozina.

- In citosol, miozina se gaseste sub forma monomerica sau polimerizata- Este alcatuita din 2 lanturi grele si din 2 perechi de lanturi usoare- Lantul greu: are o portiune alungita α helicoidala si un cap globular- Lanturile usoare: sunt asociate cu capetele globulare.- Sub actiunea proteazelor, molecula de miozina este fragmentata, ceea ce permite

studiul organizarii diferitelor lanturi polipeptidiceo Tripsina: scindeaza miozina in 2 fragmente inegale: meromiozina usoara

(LMM) care reprezinta coada miozinei si meromiozian grea (HMM)o Papaina: HMM poate fi subdivizata in subunitatea globulara S1 si

fragmentul helicoidal S2, care leaga S1 de LMM- In celulele nemusculare:

o Microfilamentele de miozina formeaza agregate subtiri, obtinute prin polimerizarea a 10-20 de molecule de miozina si poarta numele de miozina I – intervine in miscarile care au la baza mecanismul contractiei actina-miozina

- In celulele musculareo Miozina reprezinta mai mult de jumatate din totalul proteinelor

constituente.o Filamentele se groase se formeaza prin polimerizarea a aprox 300-400 de

molecule de miozinao In miofibrile, filamentele groase se gasesc dispuse paralel cu

microfilamentele subtiri de actinao Fiecare filament de miozina este inconjurat de 6 microfilamente de actina

- La organizarea sarcomerului, participa o serie de proteine asociateo Titinao Nebulinao Tropomodulinao Capul Z

36. CITOSCHELETUL CELULAR: FILAMENTELE INTERMEDIARE

- filamentele intermediare poarta aceasta denumire deoarece diametrul lor de aproximativ 10 nm este intermediar diametrului microfilamentelor de actina (7nm) si diametrul microtubulilor (25nm)

- polimerizarea proteinelor fibrilare are loc prin impletirea lor ca intr-o franghie, astfel ca filamentele intermediare odata ansamblate nu se mai depolimerizeaza.

- Filamentele intermediare au o organizare structurala comuna, continand un domeniu central α helixde aproximativ 310 AA, flancat de domenii amino si carboxil terminale. Domeniul central are rol in ansamblarea filamentului in timp ce domeniile terminale determina functiile specifice ale filamentelor intermediare

- Nu prezinta polaritate, sunt insolubile in solutii fiziologice, dar se dizolva la variatii mari de pH.

- Tipuri:o Tipul epitelial

Cuprinde filamentele de keratina (tonofilamente) Cea mai complexa clasa de filamente intermediare Cuprind keratinele de tip I (acide) si de tip II (alcaline) Au rol structural si asigura rezistenta mecanica a celulelor

epiteliale si derivatilor lor (par, piele, unghii) Implicatii medicale:

Mutatiile genelor raspunzatoare de sinteza keratinelor – epidermoliza buloasa simpla

Evidentierea filamentelor de keratina este utila in diagnosticul cancerelor epiteliale

o Tipul axonal Cuprinde neurofilamentele – cele mai importante structuri de la

nivelul axonului, dendritelor si regiunilor perinucleare ale neuronului

Formate din 3 polipeptide: NF-L, NF-M, NF-H Implicatii medicale:

Anomalii ale acumularii si ansamblarii neurofilamentelor: scleroza laterala amiotrofica

o Tipul vimentina Prezinta aceeasi morfologie dar contin proteine diferite

Vimentina – celule mezenchimale Desmina – celule musculare Sinemina – asociata cu desmina si vimentina Proteinele acide ale filamentelor gliale

o Tipul nuclear Reprezentat de laminele nucleare. (A, B si C) Are rolul de a mentine forma si stabilitatea anvelopei nucleare

37. CITOSCHELETUL CELULAR: MICROTUBULII

Organizare moleculara- Se formeaza prin polimerizarea proteinei numita tubulina- Tubulina este un heterodimer alcatuit din subunitatea α si β care sunt neidentice- In cursul ansamblarii microtubulilor, dimerii de tubuline polimerizeaza si fomeaza

protofilamente- Din 13 protofilamente se formeaza peretele unui microtubul

Polimerizarea si depolimerizarea microtubulilor- Microtubulii in crestere prezinta polaritate structurala- La capatul +, subunitatile se adauga cu o viteza mai mare decat la capatul –- Polimerizarea microtubulilor este acompaniata de hidroliza GTP la GDP- Polimerizarea tubulinei este un proces de autoansamblare care se petrece spontan

la temperatura de 37oC, in timp ce la 5oC are loc dezansamblarea. - In structura microtubulilor, pe langa tubuline mai intra si alte proteine denumite

MAPs (proteine asociate microtubulilor). Aceste proteine se leaga de monomerii de tubulina si determina polimerizarea acestora. Cele mai importante MAPs sunt proteinele tau.

- Polimerizarea tubulinei este influentata de medicamente: Colchinina, Vinblastin, Vincristin. Etc.

Raspandire- Se pot gasi liberi in citoplasma sau formeaza ansambluri de microtubuli in unele

structuri celulare cum ar fi: axinemele cililor si flagelilor, fibrele fusului de diviziune, centrioli.

- Au capacitate rapida de ansamblare si dezasamblare. - Media de viata a microtubulilor este de 10 minute

Functii- Functie mecanica de mentinere a formei celulare- Morfogeneza (cresterea prelungirilor in cursul diferentierii neuronului)- Fixeaza organitele si le modifica pozitiei in citoplasma- Rol de organizator al citoscheletului- Rol in miscarea celulara

38. MICROVILII

- sunt prelungiri citoplasmatice ale majoritatii celulelor epiteliale- numarul si forma microvililor este corelata cu capacitatea de absorbtie a celulelor- rolul microvililor este de a mari suprafata de absorbtie si de a interveni in mod

activ in procesul absorbtiei, impingand substantele absorbite spre interiorul celulei.

Structura- In MO – la polul apical – platou striat (la nivelul enterocitelor) si margine in perie

(la nivelul nefrocitelor) Ultrastructura

- Microvilul este format dintr-um miez de 20-30 de filamente de actina, solidarizate de membrana plasmatica printr-un complex de proteine cum ar fi calmodulinele si miozina I. Microfilamentele de actina sunt solidarizate intre ele prin 2 proteine: fimbrina si vilina

- La polul bazal, filamentele de actina din microvili se termina intr-o retea perpendiculara de filamente denumita buton terminal. Aceasta structura este alcatuita din filamente de actina, proteine de legare a actinei (spectrina II si miozina II) si filamente intermediare. Proteinele de legare a actinei au rolul de a mentine microvilul in pozitie verticala

- Miscarea intregului manunchi de filamente de actina, ca si contractia intregului microvil, se realizeaza prin intermediul interactiunii actina-miozina din reteaua terminala, precum si prin interactiunea miozinei cu filamentele axiale

39. CILII SI FLAGELUL: rol, organizare moleculara, localizare, implicatii medicale

- cilii si flagelul sunt organite ectocitoplasmatice care au un mecanism molecular de miscare identic: interactiunea dintre tubulina si dineina

CILII- Sunt prelungiri multiple localizate la suprafata celulelor epiteliale din trahee, bronhii

si oviduct.

- In arborele traheo-bronsic, cilii sunt implicati in curatirea mucusului, iar la nivelul oviductului au rol in deplasarea oului spre cavitatea uterina

- Miscarea cililor este regulata si sincrona, se propaga in valuri succesive ca “intr-un lan de grau batut de vant”

- Structura si ultrastructurao Componentele structurale:

Portiunea libera (cilul propriu-zis) Corpusculul bazal (originea cilului) Radacinile cilului

o In MO: la baza cilului, sub membrana celulara se observa o bada fina care se coloreaza bazofil, determinata de prezenta corpusculilor bazali.

o In ME: portiunea libera a cilului este formata dintr-un complex de structuri

microtubulare denumit axonema. Contine microtubuli si proteine care ajuta la miscare. Pe sectiune transversala, microtubulii din axonema sunt aranjati in dispozitia “9+2”.

Microtubulii centrali sunt completi (13 protofilamente) Fiecare dublet periferic este alcatuit dintr-un microtubul complet

(subfibra A – 13 protofilamente) de care este atasat pe o parte un microtubul incomplet (subfibra B – 11 protofilamente)

Pe langa microtubuli, axonema cuprinde si alte proteine necesare pt o functionare normala a cililor:

Dineina – are activitate ATP=azica si apare la intervale regulate de 24 nm

Nexina Fibre radiare

o Motilitatea cilului Bratele de dineina determina motilitatea axonemei, iar nexina si fibrele

radiare transforma activitatea dineinei intr-o miscare de incovoiere a cililor.

FLAGELUL- La om, singura celula care poseda flagel este spermatozoidul. - Flagelul are o miscare ondulatorie, sinusoidala, care determina inaintarea

spermatozoidului- Ultrastructura:

o Are o ultrastructura asemanatoare cu cilul, “9+2”, dar mai complexa- Implicatii medicale

o Absenta dineinei – “sindromul cililor imobili” – sindrom Kartagener Aceasta boala genetica este asociata cu afectiuni respiratorii cronice si

inversia viscerelor (situs inversus) Barbatii cu sintrom Kartagener sunt sterili

40. CENTRUL CELULAR, ASTERUL, FUSUL DE DIVIZIUNE

Centrul celular (centrozomul)- Este alcatuit din 2 centrioli cu lungimi de 0.4-0.5 μ dispusi perpendicular unul pe

celalalt- Fiecare centriol este alcatuit din 9 triplete de microtubuli- Este inconjurat de un meterial pericentriolar dens format din P si ARN- La inceputul divizunii, perechile de centrioli se separa si formeaza cei 2 poli ai

fusului de diviziune- Rol:

o Functia principala este de centru organizator al microtubuliloro Coordoneaza motilitatea celulara in special timpul diviziunii celulareo Reprezinta sediul de nuclee a microtubulilor care vor forma asterii si

fibrele fusului de diviziuneo Rol de protectie a depolimerizarii capatului microtubulilor

41. RIBOZOMII: definitie, ultrastructura, organizare moleculara, forme de existenta in

citoplasma, origine, rol

Definitie- Sunt organite intracitoplasmatice nespecifice, nedelimitate de endomembrane, cu rol

esential in coordonarea traducerii codului genetic prin interactiunea lor cu ARNm si cu celelalte molecule necesare biosintezei proteinelor

- Au fost descrise de G.E. Palade in 1953, de aceea se mai numesc si “granulele lui Palade”.

- Sunt prezenti in toate celulele, cu exceptia hematiei, dar mai abundenti in celulele secretorii ale glandelor endocrine si exocrine.

Structura- Sunt alcatuiti din 2 subunitati: Subunitatea mare care prezinta o adancitura sub forma

de sa in care se dispune subunitatea mica, cele 2 subunitati asociindu-se pe o catena de ARNm.

Forme de existenta in citoplasma- Subunitati libere- Atasati pe catena de ARNm, impreuna cu care alcatuiesc poliribozomi.- Poliribozomi atasati la membranele reticului endoplasmic cu care formeaza RER. Organizare moleculara:- A fost elucidata prin tehnica imunologica si prin tehnica de imprastiere a neutronilor- Ribozomii contin:

o 50% ARN cu rol in activitatea catalitica a ribozomiloro 50% proteine structurale (50 de tipuri in subunitatea mare si 30 in subunitatea

mica) si functionale Origine

- Sinteza precursorilor ribozomali are loc in nucleol- Majoritatea tipurilor de ARN ribozomal provin dintr-un precursor comun, ARN 45S Functiile ribozomilor- Ribozomii atasati de membranele RE sinstetizeaza proteine de “export” reprezentate

de hormoni, anticorpi, enzime- Ribozomii liberi intervin in sinteza proteinelor de structura care participa la diviziune,

la cresterea celulara si inlocuirea organitelor imbatranite

42. RETICULUL ENDOPLASMIC: structura, ultrastructura, organizare moleculara, tipuri de

reticul si roluri comune celor doua zone

Definitie:- Este un organit intracitoplasmatic nespecific, prezent in toate celulele, cu exceptia

hematiei adulte, angajat in procesele de sinteza si secretie celulara. Structura- In MO au fost evidentiati sub denumiri diferitem in functie de coloratia utilizata si

tipuri celular cercetat:o “corpusculi Nissl” – in neuroni, coloratie albastru de toluidinao “corpi Berg” – in hepatocite, coloratie albastru de toluidinao “ergastoplasma” – celule pancreatice, zona bazofilao “corpi tigroizi” – neuroni, coloratie prin impregnare argentica

Ultrastructura- In ME apare ca un sistem complex de membrane organizat in canalicule si cisterne, al

caror lumen prezinta continuitate cu spatiul perinuclear Tipuri de reticul- Reticul endoplasmic neded (REN)

o Nu are ribozomi atasatio Mai bine reprezentat in celulele care sintetizeaza hormoni sterozi, pigmenti, in

celulele cu conuri si bastonase, celule musculare, hepatocite- Reticul endoplasmic rugos (RER)

o Are ribozomi atasati – aspect de “om de zapada” (rugos)o Joaca un rol important in sinteza proteineloro Reprezentarea RER este mai importanta in celulele specializate in sinteza

heteroproteinelor: celule pancreatice, plasmocite, hepatocite, neuroni Roluri comune celor doua zone- Suport mecanic al citoplasmei si de compartimentare a acesteia- Vechiculeaza o serie de substante: proteine, lipide.- Reprezinta o imensa suprafata de schimb intre lumenul RE si citoplasma- Rol in biogeneza membranelor

43. RETICULUL ENDOPLASMIC RUGOS: organizare moleculara, roluri generale si specifice

in diferite tipuri celulare

- a primit aceasta denumire din cauza existentei pe suprafata externa a numerosi ribozomi atasati – aspect de “om de zapada” (rugos)Functii specifice

Transferul lanturilor polipeptidiceo RER participa la sinteza proteinelor destinate exportului, precum si a unor

proteine structurale destinate membranelor organitelor citoplasmatice. Din aceste motive, RER este mai bine reprezentat in celulele pancreatice unde secreta enzime digestive si hormoni, in plasmocite unde sunt sintetizate imunoglobulinele sau in hepatocite.

o Sinteza lanturilor polipeptidice se desfasoara la nivelul poliribozomilor atasati de membranele RER prin subunitatile mari, de unde trec in canaliculele si cisternele reticulului

o Dupa initierea biosintezei proteice, proteina care contine aceasta secventa va orienta ribozomul petnru atasarea la mb RE. Orientarea si traversarea mb RE de proteinele care prezinta secventa semnal implica existenta a cel putin 2 componente:

O particula de recunoastere Receptorul pentru SRP

Glicozilarea proteinelor in REo aditia covalenta a zaharidelor la proteine este una din functiile importante

ale RE deoarece majoritatea proteinelor din lumen sunt glicozilate inainte de a fi transportate la aparatul Golgi, la lizozomi sau la mb plasmatica

o radicalii oligozaharidici se leaga de moleculele proteice prin 2 modalitati: oligozaharidele O-linkate – se leaga la gruparea hidroxil a unei

serine sau treonine din lantul polipeptidic oligozaharidele N-linkate – se leaga la gruparea amino a unei

asparagine din lantul polipeptidic

44. RETICULUL ENDOPLASMIC NETED: organizare moleculara, roluri generale si specifice

in diferitele tipuri celulare

- REN este format din canalicule tubulare cu diametrul de 20-30 nm, fara ribozomi atasati.

Functii specifice Realizeaza etape din metabolismul lipidelor

o Fiind implicat in biosinteza lipidelor, REN este foarte bine reprezentat in celulele din corticosuprarenale si gonade care sintetizeaza hormoni steroizi, recum si in celulele din mucoasa intestinala cu rol in absorbtie.

o In REN-ul celulelor intestinale, din substantele absorbite se sintetizeaza trigliceridele care se pot evidentia chiar in lumenul REN sub forma de chilomicroni

o Membranele reticulului poseda sisteme enzimatice care catalizeaza reactii importante din cadrul metabolismului diverselor lipide: AG, fosfolipide, colesterol si derivatii sai

Sinteza fosfolipidelor: are loc sub actiunea enzimelor localizate in mb RE. Din 2 molecule de AG + glicerol-P rezulta o molecula de acid fosfatidic, care ulterior, prin modificari biochimice, va genera celelalte fosfolipide de mb (fosfatidilcolina, f..etanolamina, f..serina si f..inozitol)

Elongarea si desaturarea acizilor gasi: este catalizata de o oxidaza care utilizeaza o molecula de oxigen si o molecula de NADH.

Biosinteza colesterolului si a derivatiilor sai: transformarea colesterolului in acizi biliari si hormoni steroizi se realizeaza prin hidroxilari si necesita prezenta oxigenului si a NADPH-ului.

Detoxifiereao Detoxifierea reprezinta metabolizarea substantelor endogene sau exogene

(medicamente, substante toxice, poluanti) in vederea neutralizarii efectelor nocive si a usurarii eliminarii lor.

o Reactiile prin care substantele sunt detoxifiate sunt: oxidare, hidroliza, reducere sau conjugare.

Alte rolurio Degradarea glicogenului hepatico Transformarea bilirubinei indirecte in bilirubina directao Formarea sistemului sarcoplasmatic, cu rol in stocarea Cao Fotoreceptieo Sinteza melaninei

45. APARATUL GOLGI: structura, ultrastructura, organizare moleculara, origine

Structura si ultrastructura- a fost descris de Cammilla Golgi ca o retea perinucleara observat in ganglionul spinal de pisica. - Aparatul Golgi este organit intracitoplasmatic nespecific, delimitat de

endomembrane, prezent in toate celulele cu exceptia hematiei adulte.- In MO are aspect de retea perinucleara- In ME prezinta 3 compartimente distincte:

Compartimentul CIS – reprezentat de zona dinspre reticulul endoplasmatic – vezicule de tranzitie (microvezicule): transporta

produsii sintetizati la nivelul reticulului endoplasmic; mb veziculelor formeaza sacii golgieni

Compartimentul median – format din sacii golgieni: au o dispozitie paralela si sunt asezati in stative de 3-12

Compartimentul TRANS – reprezentat de zona dinspre plasmalema – vezicule de secretie (macrovezicule): contin produsul de sinteza al reticulului endoplasmic, maturat in aparatul Golgi.

Biogeneza- fata pe care se formeaza noi saci golgieni este denumita fata de formare- fata pe care sacii cei mai vechi se fragmenteaza in vezicule este denumita

fata de maturare- timpul de formare a unui sac golgian este de 3-4 minute- innoirea sacilor golgieni este un proces etapizat care se desfasoara in

directia cis-trans.

46. APARATUL GOLGI: functii. Etapele ciclului secretor

Functiio Rol central in secretia celulara

Etapele “Ciclului Secretor”1. sinteza lanturilor polipeptidice la nivelul poliribozomilor atasati

RER2. transferul si segregarea proteinelor de export la nivelul RER3. transferul proteinelor in REN4. formarea de vezicule de tranzitie5. prelucrarea biochimica a proteinelor la nivelul sacilor Golgi6. desprinderea de vezicule de secretie la nivelul zonei trans Golgi7. depozitarea veziculelor in citoplasma 1-4 ore8. exocitoza

o Prelucrarea biochimica a produsilor de secretie Glicozilarea proteinelor Glicozilarea glicolipidelor Sulfatarea Clivajul proteolitic specific

o Concentrarea produsilor de secretie: la nivelul veziculelor de secretie sau la periferia sacilor golgieni

o Rol in biogeneza membraneloro Rol in sinteza lizozomilor

47. MITOCONDRIA: stuctura, ultrastructura, organizare moleculara, origine

Toate vietuitoarele necesita o mare cantitate de energie pentru asigurarea functiilor lor biologice: sinteze, transport de substante, mentinerea temperaturii corporale si a presiunii osmotice etc… In celulele animale, aproape toata energia necesara mentinerii vietii este produsa de mitocondrii, niste organite citoplasmatice al caror ansamblu alcatuieste condriomul.

Structura si ultrastructurao In MO

Forma: in general alungita. 3 forme statice: granulara, siraguri de granule si forma alungita (de bastonas)Dimensiuni: intre 1 si 5 µ.Numar: hepatocitul – pana la 1000 de mitocondrii; nefrocitul – 300; spermatozoidul – 24;Dispozitie intracelulara: “salturi mitocondriale” – explicate prin atasarea lor la microtubuli; in general, mitocondriile se aglomereaza acolo unde nevoile energetice ale celulei o cer

o In MEUltrastructura mitocondriei este adaptata ideal functiei de producere a ATP.Formata din: Mb externa, Spatiu perimitocondrial, Mb interna, Matrice mitocondriala

Organizarea molecularao Membrana externa: trilaminata, de natura lipoproteica, contine 60% proteine

(porina) si 40% lipide (fosfolipide, colesterol)o Spatiul perimitocondrial: are rol activ in transportul substantelor din citosol in

matrice si invers. In cazuri patologice, in acest spatiu se acumuleaza materiale organice de tipul sarurilor de calciu.

o Membrana interna: trilaminata, de natura lipoproteica cu invaginari numite criste mitocondriale (confera o crestere a suprafetei de reactie)

o Lipidele: reprezinta 20% - cardiolipinao Proteinele: reprezinta 80% - in fct de roluri:

Constituentii lantului respirator si enzimele asociate: NADH dehidrogenaza, ubiquinona, citocromi)

ATP-aza mitocondriala Transportori specifici

o Matricea mitocondriala: contine enzime implicate in oxidarea piruvatului si a acizilor grasi, precum si cele mai multe dintre enzimele care participa la realizarea ciclului citric. Tot la nivelul matricei sunt localizate genomul mitocondrial, ARN si ADN mitocondrial.

48. MITOCONDRIA: functii

- mitocondriile sunt adevarate “termocentrale celulare” care convertesc si elibereaza energia inmagazinata in substante organice simple intr-un compus macroergic, ATP.

- La nivelul mb interne mitocondriale are loc finalizarea glicolizei aerobe (fiecare molecula de glucoza produce 36 de molecule ATP, comparativ cu glicoliza anaeroba unde o molecula de glucoza genereaza doar 2 molecule de ATP)

Fosforilarea oxidativa Teoria cuplajului chemi-osmotic. Se realizeaza in 2 etape:

1. transportul electronilor activeaza pompa care pompeaza protonii in spatiul perimitocondrial

2. gradientul de protoni este utilizat de ATP sintetaza pentru producerea de ATP Oxidarea de substrat- mecanismul de furnizare a energiei presupune oxidarea prin dehidrogenare a

alimentelor (glucide, lipide, proteine), oxidare care se realizeaza in 3 etape: citoplasmatica, matriciala si membranara

primul nivel de degradare (etapa citoplasmatica)AGL sunt convertiti la acetil-coAGlucoza este convertita la piruvat prin calea Embden Meyerhoff

Al doilea nivel de degradare (etapa matriciala)Oxidarea acetil-coA, pe parcursul fiecarei ture a ciclului citric, determina formarea urmatoarelor componente:

2 CO2 – ce urmeaza a fi eliminat din celula 3 NADH 1FADH2

cele 3 molecule de NADH si molecula de FADH2 transfera cate 2 electroni pe moleculele acceptor aflate la nivelul mb interne mitocondriale, fapt ce va determina reducerea oxigenului si producerea apei (in cadrul lantului respirator) si concomitent producerea de ATP

Lantul respirator (etapa membranara): reprezinta un lant transportor de electroni localizat la nivelul mb interne. Determina formarea apei si pomparea protonilor spre spatiul perimitocondrial

Fosforilarea oxidativa: finalitatea acestui proces este sinteza ATP-ului. Oxidarea unei molecule de NADH produce 3 ATP, iar 1 molecula de FADH2 furnizeaza 2 ATP.

Factori care influenteaza fosforilarea oxidativa: Realizarea gradientului electrochimic optim Integritatea mb interne Interventia factorilor chimici: inhibitorii transferului de

electroni, decuplantii fosforilarii oxidative si inhibitorii transferului de energie.

Producerea de precursori pentru diferite biosinteze Precursori ai neoglucogenezei

Acidul oxaloaceticAcidul lacticAcidul -cetoglutaric

Precursori ai biosintezei acizilor grasiAcetil-CoA

Precursori ai urogenezeiAmoniacul

Precursorii biosintezei AA si porfirinelorUnii intermediari ai ciclului Krebs, care provin din degradarea AA, reprezinta in acelasi timp precursori pentru sinteza de noi AA. Ex: glutamina, prolina, ac glutamic

49. MITOCONDRIA: modificari patologice si implicatii medicale

Modificari de ultrastructura mitocondriala Gigantismul mitocondrial

Talia depaseste 15 µApare in stari fiziologice (hiperactivitate) sau patologice:

Hepatita virala, tumori ovariene, miopatii Tumefactia sau turgescenta:

Cresterea globala a taliei, largirea spatiului perimitocondrial, scaderea nr-lui de cristeApare in cursul hipoxiei, carentelor proteice si de vitamina B2, hepatita virala si febra galbena

Retractia mitocondrialaSe caracterizeaza prin scaderea volumului si densificarea matricei

Distrugerea mitocondriilorIsi pierd cristele, membrana se fragmenteaza si continutul se raspandeste in citoplasma

Acumulari intramitocondriale de produsi citoplasmaticiGlicogenul sau alte incluziuni mitocondriale

Maladiile mitocondriale- maladiile mitocondriale sunt boli metabolice datorate deficientei unei enzime localizata in unul dintre compartimentele mitocondriale. Cauze: Anomalii de trasnport intramitocondrial Anomalii de utilizare intramitocondriala a substraturilor Anomalii ale lantului respirator (citopatii)- ADN –ul mitocondrial poate suferi frecvent mutatii care afecteaza functia

celulara, functia organitului si conduc la aparitia unor boli particulare, cum sunt: bolile neurologice degenerative (Parkinson si Alzheimer), neuropatia optica ereditara Leber, miopatia mitocondriala etc.

Mitocondria si cancerul Variatii numerice Alterari structurale Cresterea dimensiunilor mitocondriale

Mitocondria si ischemia cardiaca

- ischemia cardiaca este caracterizata de diminuarea fluxului sanguin coronarian, deci de diminuarea aportului de substraturi si oxigen. Aceste deficite conduc in mod direct la scaderea productiei intracelulare de ATP

- in mod normal, cantitataea de ATP necesara asigurarii contractiei timp de 24 de ore este de 5 kg.

- atunci cand survine ischemia, acizii grasi devin aproape in exclusivitate substratul energogen al celulei cardiace. In acest caz, acetil-CoA se acumuleaza in mitocondrie si inhiva piruvat dehidrogenaza. Calea de oxidare a glucozei in acest caz este blocata.

- Tratament: trimetazina

50. LIZOZOMII: structura, ultrastructura, organizare moleculara, origine, roluri generale

- lizozomii sunt organite implicate in digestia intracelulara.- Au fost descoperiti prin tehnica de fractionare celulara de Christian de Duve

in1950 Structura si ultrastructura

- sunt prezenti in toate celulele cu exceptia hematiei adulte, dar mai bine reprezentait in celulele implicate in mecanisme de aparare nespecifica (microfage si macrofage)

- in MO – coloratii bazice (azur II, APT Dragan) sau metode de evidentiere a fosfatazei acide (Gomori)

- in ME – apar delimitati de o mb trilaminata. Organizare moleculara

- mb lizozomala – de natura lipoproteica. Proteinele mb sunt reprezentate de:o proteine transportoare – pt produsii rezultati in urma digestieio pompa de protoni – mentine pH la 5o proteine mb glicozilate: asigura protectia impotriva actiunii litice a

enzimelor lizozomale- matricea - continut crescut in hidrolaze acide. Enzimele se caracterizeaza prin

latenta, devenind active la un pH de 5 si inactive la pH de 7,2. Origine

- formarea lizozomilor este un proces complex realizat in multiple etape:o producerea endozomilor tardivi – mecanism realizat cu participarea

aparatului de sinteza si secretie celularao formarea lizozomilor – matricea endozomului tardiv are pH de 6 si contine

precursorii inactivi ai enzimelor. Momentul cand endozomii tardivi dau nastere la lizozomi este atunci cand pH scade la 5.

- in functie de provenienta, materialele care urmeaza a fi degradate sunt livrate lizozomilor pe trei cai:

o endocitoza macromoleculelor odata cu lichidul extracelular (pinocitoza)o autofagiao fagocitoza

Roluri generale- datorita continutului enzimatic, lizozomii intervin in viata celulara asigurand

digestia produsilor nutritivi ingerati in celule, degradarea sau stocajul deseurilor provenite din metabolismul celular, cat si distrugerea organitelor celulare a caror durata de viata este limitata.

51. LIZOZOMII: roluri specifice in diferite tipuri celulare, implicatii medicale

Roluri generale:- datorita continutului enzimatic, lizozomii intervin in viata celulara asigurand


Roluri specifice in diferite tipuri celulare- celulele sistemului fagocitar mononuclear

o sunt celule specializate in apararea si curatirea organismuluio ele endociteaza elemente celulare imbatranite si microorganisme straine,

care apoi sunt distruse prin actiunea enzimelor eliberate de lizozomi.- Celulele tubilor contorti distali ai nefronului

o Sunt celule specializate in reabsorbtia apei, AA, glucozei si a unei mari cantitati de minerale continute in urina primara; in acest caz, lizozomii asigura degradarea proteinelor reabsorbite

- Celulele secretoare ale glandelor endocrineo In acest tip celular lizozomii realizeaza digestia secretiilor hormonale

excedentare (crinofagie)- Spermatozoizi

o In cursul procesului de spermiogeneza, lizozomii spermatidelor fuzioneaza si formeaza acrozomul.

- Fenomene de autofagieo Lizozomii sunt implicati in remanierea tisulara din cursul vietii fetale cum

sunt perforarea pupilei si disparitia mb interdigitale- Remanierea osoasa

Implicatii medicale1. Boli datorate unei activitati scazute a hidrolazelor

o boli determinate genetic absenta sau malsinteza uneia din hidrolazele lizozomale determina

imposibilitatea digestiei substratului si acumularea acestuia pana la intoxicarea functiilor citoplasmei si moartea celulei.

Maladiile pot fi clasificate in functia de natura substratului Lipidoze Glicogenoze

o Boli dobandite in timpul vietii

Hemosiderozele – acumularea de hemosiderina (pigment rezultat din degradarea hemoglobinei)

Antracoza – acumularea de praf de carbune Sideroza – acumularea de particule de fier Argiria – apare in cazul administrarii in cantitati mari a

medicamentelor care contin saruri de argint2. Albinismul

o Melanocitele produc melanina pe care o stocheaza in lizozomi, numiti melanozomi. In cazul in care exocitoza pigmentului este blocata apare hipopigmentarea pielii, maladie genetica cunoscuta sub numele de albinism

52. PEROXIZOMII

- sunt organite celulare implicate in numeroase functii metabolice esentiale- sunt mai numerosi in ficat, rinichi, SNC si SNP, retina

Ultrastructura- sunt inconjurati de o singura membrana trilaminata, mozaicata- matricea este densa, cu aspect granular si bogata in enzime oxidative- datorita concentratiei enzimatice foarte ridicata, matricea peroxizomala prezinta o

zona centrala densa, numita “cristaloid” cu o structura ordonata, cristalina, alcatuit din uratoxidaza

Organizare moleculara:- atat proteinele care participa la fomarea mb cat si enzimele matriciale sunt

sintetizate de poliribozomi liberi din citoplasma si apoi importate in peroxizomi.- Pana la ora actuala au fost identificate 23 de proteine structurale numite peroxine

si aprox 60 de enzime. Biogeneza

- noii peroxizomi se formeaza din precursori peroxizomali, prin cresterea si fisiunea acestora.

Functii- peroxizomii utilizeaza oxigenul molecular si peroxidul de hidrogen pentru a

realiza reactii oxidative1. Producerea H2O2 cu scop de detoxifiere

- Peroxizomii utilizeaza O molecular pentru a elimina atomii de H din substante organice specifice; aceste reactii oxidative conduc la formarea peroxidului de hidrogen (H2O2)

- Reactiile oxidative se desfasoara in special in ficat si rinichi unde are loc procesul de detoxifiere a diferitelor molecule toxice care intra apoi in circulatia sanguina

- Apa oxigenata este toxic celular deoarece formeaza radicali liberi care influenteaza negativ proteinele si acizii nucleici. Din aceasta cauza, H2O2 in exces este oxidata de catalaza.

2. Oxidarea acizilor grasi3. Sinteza plasmalogeniilor

Implicatii medicale- defectele de import ale proteinelor peroxizomale duc la suntrom hepato-

cerebro-renal Zellweger- alterarea functiei de oxidare a acizilor grasi conduce la aparitia bolilor

numite adrenoleucodistrofii – boli genetice caracterizate prin manifestari neurologice determinate de distrugerea progresiva a substantei albe din sistemul nervos si a medulosuprarenalei

- maladia Refsum – acumularea de sange si tesuturi a acidului fitanic

53. CICLUL CELULAR

Definirea conceptului- una dintre caracteristicile fundamentale ale celulelor care alcatuiesc organeismele

vii este reproducerea celulara.- Celulele se reproduc in cadrul unui ciclu de duplicare si divizare, numit ciclu

celular. Fazele ciclului celular

- ciclul celular reprezinta perioada de timp cuprinsa intre terminarea diviziunii ce a dat nastere unei celule pana in momentul in care aceasta celula isi desavarseste propria diviziune.

- Astfel, ciclul celular are 2 faze distincte:o Diviziunea celulara (M-mitoza)o Perioada dintre 2 diviziuni succesive numite interfaza (aici au loc sinteze

de ADN, ARN si proteine)- Ciclul celular este alcatuit din 4 faze succesive

o G1 – perioada cuprinsa intre sfarsitul mitozei si inceputul sintezei de ADN.

Se caracterizeaza prin sinteza de ARN si proteine. Materialul nuclear este 2n, iar cei 46 de cormozomi sunt

unicromatidieni Daca celulele din G1 nu intra in procesul de replicare a ADN-ului,

ele pot trece intr-o perioada de pauza a ciclului celular – G0o S – perioada in care se sintetizeaza ADN-ul prin replicare dupa model

semiconservativ Cromozomii devin bicromatidieni Materialul nuclear corespunde 4n

o G2 – perioada cuprinsa intre sfarsitul sintezei de ADN si inceputul mitozei.

Caracterizata de transcriptia materialului genetic si biosinteza proteinelor necesare derularii mitozei.

Materialul genetic este 4no M – este perioada de diviziune sau mitoza

Materialul nuclear si citoplasmatic este impartit intre cele 2 celule fiice

La finalul mitozei continutul in ADN devine 2n pentru fiecare celula fiica

Clasificarea tipurilor celulare in functie de parcurgerea ciclului celular- celule care si-au pierdut capacitatea de a se divide, fiind oprite in faza G0

(neuronii si celulele musculare striate)- celule care au capacitate scazuta de a se divide, dar care in conditii speciale isi

accelereaza ritmul mitotic (celule din ficat, rinichi, plamani, glande endocrine)- celule care au capacitate mare de diviziune (epiderm, maduva hematogena,

celulele linei spermatice ) Durata ciclului celular

- perioada G1 este cea mai lunga perioada a ciclului si variaza in functie de tipul celular, in timp ce faza S poate varia de la cateva minute pentru celulele embironare pana la cateva ore la celulele somatice. Fazele G2 si M sunt mai scurte

- durata ciclului celular este variabila in fct de specie si tip celular (embrionii de muste 8 minute, levurile 2 ore, celulele epiteliale intestinale 12 ore, iar hepatocitele 1 an)

Punctele de control ale ciclului celular- punctul de control G1- Punctul de control G2- Punctul de control al metafazei

Sistemul de control al ciclului celular- are rolul de a activa in timp util enzimele si proteinele responsabile de realizaarea

fiecarui proces, precum si de a le dezactiva odata ce procesul s-a incheiat- principala clasa de proteine apartinand sistemului de control este reprezentata de

serin-treonin kinaze (Cdk) deoarece sunt dependente de cicline (enzime capabile sa activeze proteinele tinta prin fosforilare)

54. CARACTERELE GENERALE ALE NUCLEULUI INTERFAZIC

- nucleul este prezent in toate celulele, cu exceptia hematiei adulte circulante, indeplinind urmatoarele functii:

o prin intermediul ADN-ului asigura sinteza, conservarea si transmiterea informatiei genetice

o prin intermediul proceselor de transcriptie si translatie asigura reglarea si controlul proceselor vitale.

Caracterele morfologice (in MO)- fiind o strucutra predominant acida, evidentierea caracterelor morfologice ale

nucleului se realizeaza cu coloranti bazici. Studiul acestor caractere se realizeaza prin coroborarea urmatorilor parametri:

o forma rotund ovalara – ovul, limfocit, timocit alungita – celulele musculare striate scheletale sau musculare

netede

lobata sau polilobata – polimorfonucleare nucleu inmugurit – megacariocite forma neregulata – celula maligna

o numarul anucleate – hematia adulta mononucleate – marea majoritate a celulelor binucleate – 7-8% din hepatocite multinucleate – osteoclastele, fibra musculara striata scheletala

o asezarea centrala excentrica – in celulele cu polaritate functionala periferica – adipocitul alb

o dimensiunile variaza de la 4 µ la spermatozoid pana la 20 µ la nucleul ovulului

o raportul nucleo/citoplasmatic Rn/c = Vn/Vc-Vn, unde Vn=volumul nuclear si Vc=volumul

celular Cuprins intre 1/3 si 1/20.

Ultrastructura- in interfaza, nucleul celulelor eucariote este alcatuit din:

o invelis nuclear o nucleoplasmao cromatinao nucleol

55. MEMBRANA NUCLEARA: ultrastructura, compozitie chimica, roluri. Implicatii medicale ale

laminelor nucleare

Ultrastructura- structura fundamentala a invelisului nuclear este apare in ME format din 2

membrane concentrice (externa si interna) care se afla in continuitate una cu cealalta, precum si cu reticulul endoplasmic

- cele 2 membrane sunt separate intre ele de un spatiu, numit spatiu perinuclear, care comunica cu lumenul reticulului endoplasmatic.

- In locurile in care mb externa fuzioneaza cu mb interna se formeaza porii nucleari- Membrana externa – este trilaminata, prezinta ribozomi atasati si se continua cu

reticulul endoplasmatic- Membrana interna – este lipsita de ribozomi, aderenta de nucleoplasma- Lamina nucleara – fata interna a mb nucleare este tapetata de o retea

bidimensionala proteica, numita lamina nucleara. o Proteinele care alcatuiesc lamina nucleara sunt filamente intermediare

numite laminele A, B si C.

o Implicatii medicale Distrofia musculara Dreifuss – mutatia genelor pentru lamininele

A Lipodistrofia de tip Dunningan – pierderea progresiva a tesutului

adipos la nivelul trunchiului si membrelor, concomitent cu cresterea depunerilor de lipide la nivelul fetei si spatelui

Displazia acro-mandibulara Maladia Charcot Marie Tooth – neuropatie periferica caracterizata

prin atrofie musculara si abolirea reflexelor osteotendinoase Progeria (sau sindromul prematur Hutchinson) – accelerarea

procesului de imbatranire; determinata de diminuarea cantitativa a lamininei A sau prin alterari calitative a proteinei numita progerina

Compozitie chimica- 30 % lipide- 65 % proteine- 4 % ARN- 1 % ADN

Roluri- schimburi nucleo-citoplasmatice – prin intermediul protilor nucleari- participarea la realizarea reactiilor metabolice – fiind o forma particulara de

reticul endoplasmic, membrana nucleara prezinta un echipament enzimatic asemanator cu al acestuia si realizeaza reactii metabolice cvasiidentice

56. CROMATINA: clasificare, organizare moleculara, vizualizare in MO si ME, rol

- in interfaza, cromatina este forma relaxata, desfasurata a cromozomilor. In timpul diviziunii celulare, cromatina se reorganizeaza, se condenseaza, luand aspectul carateristic cromozomilor

Clasificare- Eucromatina – activa dpdv transcriptional

o in MO se coloreaza slab bazofil, datorita gradului scazut de spiralizareo se subclasifica in

eucromatina activa eucromatina permisiva

- Heterocromatina – inactiva dpdv transcriptional, reprezinta 90% din cromatina nucleara

o in MO se coloreaza intens bazofil, datorita gradului crescut de spiralizareo se subclasifica in:

heterocromatina constitutiva heterocromadina facultativa: cromatina Barr

Organizare Moleculara:- nucleul contine aproape toata informatia genetica sub forma de ADN

- ADN-ul este format din 4 nucleotide: 2 contin baze purinice (A si G), iar 2 contin baze pirimidinice (T si C).

- Structura de baza a ADN este formata din 2 lanturi polinucleotidice care stabilesc legaturi de H intre A si T si intre G si C. cele 2 catene sunt antiparalel, complementare si rasucite, formand un dublu helix cu un diametru de 2 nm

- Nucleotidele nu sunt aranjate la intamplare, ci in asa fel incat 3 litere sa formeze un cuvant, care sa semnifice un AA. Fiecare “cuvant” poarta numele de codon.

- ADN cromozomial asociat cu proteinele nucleare si resturi de ARN formeaza cromatina.

- Dpdv biochimice proteinele asociate ADN se clasifica in:o Proteine nonhistonice:

proteine structurale care intra in structura cromozomilor, proteine reglatoare implicate in reglarea genelor enzime de tipul ARN si ADN polimeraze

o Proteine histonice Bogate in arginina si lizina Sarcina puternic pozitiva si caracter bazic 5 tipuri de histone: H1, H2a, H2b, H3, H4

57. CROMATINA: clasificare. Cromatina Barr








Cromatina Barr- a fost descrisa de Barr si Bertram si mai poarta denumirea de cromatina sexuala

sau corpuscul Barr- este prezenta in 20% din celulele sexului feminin si in mod normal lipseste la

sexul masculin

nucleozom

- reprezinta o heterocromatinizare inerfazica a unuia din comozomii X care devine inaciv dpdv genetic; inactivarea se produce la 15 zile de la fecundatie la embrionul de sex feminin

- se poate pune in evidenta in celulele mucoasei bucale unde apare atasata de membrana interna a nucleului, in neuroni unde este atasata nucleolului si in pmn neutrofile, unde are forma unui “bat de toba”.

- Evidentierea corpusculului Barr este utilizata in orientarea diagnosticului anomaliilor cormozomiale de tip sindrom Turner, sindrom triploX si sindrom Klinefelter.

58. ORGANIZAREA MOLECULARA SI SUPRAMOLECULARA A CRIMATINEI:

nucleozomul, fibra A si fibra B

- nucleozomul este unitatea de baza a cromatinei si prin repetare formeaza structura filamentului de cromatina, conferind aspectul de “margele pe sarma”, observat in microscopie electronica

- nucleozomul este format dintr-un miez proteic numit octamer pe care se dispune o dubla spira de ADN dublu catenar.

- Octamerul poarta aceasta denumire deoarece este format din 8 molecule, cate doua din fiecare din proteinele histonice H2a, H2b, H3 si H4. Histona H1 este implicata in legarea nucleozomilor.

- Lungimea ADN-ului care inconjoara octamerul este de 146 de perechi de nucleotide, iar filamentul total de ADN din alcatuirea nucleozomului, de aproximativ 200 de perechi de nucleotide.

- La ora actuala, din multele modele de dispunere al nucleozomilor propuse, modelul “in zig-zag” este considerat cel mai coerent.

59. NUCLEOLUL

- nucleolul este un organit nuclear prezent in toate celulele eucariote cu exceptia primelor blastomere care nu realizeaza biosinteza proteica

- este prezent pe intreaga perioada a interfazei Morfologie

- In MO se coloreaza intents bazofil sau intens argentofil- Numarul – in raport direct cu gradul de ploidie (1-2 in celulele diploide, si pana la

10-12 in celulele maligne)- Dimensiunea – 1-7µ (aproximativ 1/3 din volumul nucleului)- Pozitionarea – centrala sau excentrica, in functie de momentul functional

Ultrastructura- centru fibrilar

- componenta firilara densa – formata din ADN cromozomial care joaca rol de organizator nucleolar

- componenta granulara – reprezentata de precursorii ARN-urilor ribozomale- componenta amorfa – umple spatiul dintre celelalte componente

Organizare moleculara - ADN – 3%- ARN – 7 %- Proteine – 90%

Rolul nucleolului- rolul principal al nucleolului este biogeneza ribozomilor. In nucleol se intetizeaza

tipurile de ARN ribozomal care participa la formarea subunitatilor ribozomale care trec prin porii nucleari in citoplasma unde se matureaza, formandu-se ribozomii capabili de sinteza proteica

Factori care influenteaza activitatea nucleolului- substante inhibitoare: caldura, razele X si UV, toxine microbiene si agenti

chimici.- Substante stimulatoare: pilocarpina sau infectii virale cu adenovirusuri

63. Translatia (biosinteza proteica): etape si factori inhibitori

- are loc in citoplasma, la nivelul poliribozomilor, cu respectarea urmatoarelor reguli:

> c% intracitoplasmatica a ionilor de Mg++ trebuie sa atinga pragul de 10-3

> ARNm este citit in directia 5’-3’> sinteza se desf. de la capatul amino spre cel carboxil al lantului

polipeptidic> natura lantului sintetizat este determinata exclusiv de ARNm si nu de

natura ribozomului

Etape:

a) FAZA DE INITIERE – este formarea complexului de initiere care cuprinde - ARNm

- subunitatile ribozomale

- ARNt initiator

- se realizeaza in etape succesive:

1. La EK, ARNt initiator transporta metionina; la sf. sintezei lantului polipeptidic, metionina va fi eliberata de o proteaza specifica, ceea ce explica faptul ca nu toate proteinele incep cu metionina.

2. ARNt initiator se ataseaza pe subunitatea mica ribozomala impreuna cu niste proteine: “factori de initiere la EK” si a unei molecule de GTP.

3. Subunitatea mica se ataseaza pe ARNm si se deplaseaza in directia 5’-3’, in cautarea primului codon AUG.

4. La nivelul codonului AUG, pierde factorii de initiere si consuma GTP pt. a atasa subunitatea mare.

5. Subunitatea mare se ataseaza in asa fel incat ARNt initiator sa se plaseze pe locusul P (peptidil), locusul A (aminoacil) fiind inca liber.

6. In citoplasma, un alt ARNt fixeaza specific un AA impreuna cu care formeaza un aminoacil-ARNt, care se va atasa pe locusul A.

7. Subunitatea mare se deplaseaza spre capatul 3’, fenomen numit translocare.

8. Intre metionina si primul AA are loc formarea primei legaturi peptidice, catalizata de peptidil transferaza.

b) FAZA DE ELONGARE

- consta in insertia succesiva de AA si formarea de leg. polipeptidice intre acestia- mecanismul se desf. in cicluri de atasare a unui nou aminoacil-ARNt pe locusul

A, translocarea subunitatii mari si formarea leg. polipetidice- la sfarsitul oricarui ciclu, locusul A ramane liber

c) FAZA DE TERMINARE

- pe locusul A ajunge un codon pt. care in citoplasma nu exista ARNt cu anticodon complementar

- exista 3 codoni nonsens: UAA, UAG, UGA (codoni stop)

Factori inhibitori:

1. Eritromicina – blocheaza translocatia pe ribozomi

2. Puromicina – determina terminarea prematura a lantului polipeptidic

3. Ciclohexamida – blocheaza translocarea pe ribozomi

4. Anizomicina – inhiba activitatea peptidil transferazei

5. Tetraciclina – blocheaza legarea aminoacil-ARNt la situsul A al ribozomului

6. Streptomicina – blocheaza trecerea de la initiere la elongatia lantului polipeptidic prin actiunea sa pe subunitatea mica sau produce citirea gresita a ARNm

7. Cloramfenicol – blocheaza activitatea peptidil transferazei

8. Mitomicina – impiedica separarea catenelor complementare a AND

9. Acidul nalidixic – inhiba AND-giraza

10. Rifampicina, α-amanitina – blocheaza sinteza ARN prin inhibarea ARN-polimerazei

11. Neomicina, kanamicina – determina erori in citirea codului genetic

12. Toxina difterica – inhiba translocarea

64. Mitoza: schema generala, tipuri, faze si aspecte morfologice

Schema generala:

- este mecanismul ce asigura transmiterea si conservarea informatiei genetice stocata in ADN-ul celular, fenomen realizabil datorita autoreplicarii semiconservative a ADN

- la EK, cromozomii se duplica in timpul fazei S a ciclului celular- in timpul mitozei are loc condensarea materialului genetic si individualizarea

cromozomilor care devin vizibili- fiecare cromozom este format din 2 cromatide identice unite la nivelul

centromerului- o celula diploida prezinta 2 garnituri de cromozomi omologi, garnituri ce provin

din gametul masculin si cel feminin, ascocierea lor fiind realizata in urma fecundarii- cromozomii omologi sunt asemanatori, nu identici- prin mitoza se transmite de la celula mama la celulele fiice (2) aceeasi cantitate

si calitate a informatiei genetice dinaintea duplicarii cromozomilor- la sfarsitul mitozei, fiecare celula fiica se afla la inceputul unui ciclu celular (faza

G1)

Tipuri (clasificare):

1. In functie de modificarile membranei nucleare

- mitoza deschisa = fragmentarea progresiva a invelisului nuclear, componentele celor 2 compartimente se amesteca

- mitoza inchisa = nu se rupe invelisul nuclear

2. In functie de participarea complexelor centriolare si a asterilor

- complexul centriolar = ansamblul format dintr-un centrozom si materialul pericentriolar care il inconjoara

- aster/centrosfera = ansamblul format de un complex centriolar si fibrele asterine ce il inconjoara

- din acest motiv, acest tip de mitoza poarta denumirea de mitoza asterala- la vegetalele inferioare, complexele centriolare si asterii sunt absenti, rezultand mitoza anastrala

3. In functie de partajarea materialului genetic la cele 2 celule fiice

- mitoza homoplastica/homotipica = celule fiice identice intre ele si cu celula mama

- mitoza heteroplastica/heterotipica = celulele fiice difera intre ele dpdv genetic si citoplasmatic

- mitoza homoheteroplastica/homoheterotipica = una din celulele fiice este identica cu celula mama, iar cealalta difera

- mitoza de diferentiere/de intinerire = celule fiice cu grad redus de diferentiere fata de celula mama

Faze + aspecte morfologice:

A. Profaza (inainte de fragmentarea invelisului nuclear)

1. Modificari citoplasmatice:- la sfarsitul interfazei, centrul celular se gaseste in imediata apropiere a

nucleului

- din materialul pericentriolar se polimerizeaza progresiv microtubuli, care se dispun in jurul centrozomului formand un aster

- se polimerizeaza inca o categorie de microtubuli- cei doi asteri formati migreaza in directii opuse microtubulilor a.î. la sfarsitul

profazei cele 2 complexe centriolare vor fi plasate la polii celulei- are loc scaderea vascozitatii citoplasmei- depresionare progresiva a membranei nucleare- dezorganizare progresiva a RE si gruparea mitocondriilor la periferia

nucleului

2. Modificari nucleare:- creste volumul nucleului- cromozomii apar ca filamente alungite cu spiralizare minora- condensarea materialului genetic se accentueaza progresiv- incepe fragmentarea invelisului nuclear si a nucleolilor

B. Profaza (dupa fragmentarea invelisului nuclear=premetafaza)

- diferentierea progresiva a cinetocorilor care devin functionali si se comporta ca centri organizatori ai microtubulilor; microtubulii care se polimerizeaza de la acest nivel = microtubuli cinetocorieni/cromozomali

- cromozomii isi modifica pozitia astfel incat cinetocorii lor sa se orienteze spre cei 2 poli ai fusului de diviziune

- microtubulii cinetocorieni se alungesc progresiv determinand migrarea asincrona a cromozomilor spre planul ecuatorial al fusului de diviziune

C. Metafaza

- cromozomii se aliniaza pe placa ecuatoriala- spiralizarea cromozomiala este maxima, iar mobilitatea minima- fusul de diviziune este complet format si simetric in raport cu planul ecuatorial- microtubulii care participa la formarea fusului: polari, cinetocorieni, liberi- RE=dezorganizat, mitocondriile se aglomereaza in jurul fusului de diviziune- permeabilitatea membranei scade

D. Anafaza

= clivajul longitudinal al cromozomilor la nivelul centromerului, stadiu caracterizat prin doua evenimente distincte:

1. migrarea cromozomilor spre poli, determinata de scurtarea progresiva a microtubulilor cinetocorieni

2. alungirea fusului de diviziune prin alungirea microtubulilor polari

- debutul anafazei: clivajul si migrarea cromozomilor

- anafaza terminala: alungirea fusului si continuarea deplasarii cromozomilor spre poli

E. Telofaza

- cele doua garnituri cromozomiale au atins polii fusului de diviziune- au loc doua evenimente majore

> reconstituirea nucleilor celor 2 celule fiice> finalizarea citodierezei

1. Modificari nucleare:- invelisul nuclear incepe sa se reformeze- volumul nucleului la sfarsitul telofazei este mic- cromozomii se despiralizeaza- nucleolul se reformeaza

2. Modificari citoplasmatice:- microtubulii telofazici: cei polari se depolimerizeaza, iar cei interzonali se

apropie si fuzioneaza, rezultand un fascicul- creste vascozitatea- citodiereza: partajarea citoplasmei in cele 2 celule fiice, incepe la sfarsitul

anafazei si continua pe tot parcursul telofazei

65. Mitoza: factori stimulatori si inhibitori

Factori stimulatori:

*proprii celulari:a) raportul nucleo-citoplasmatic:

- volumul citoplasmei creste mult mai rapid decat cel al nucleului, nucleul devenind incapabil de a controla un volum de citoplasma mult crescut, iar celula este obligata sa intre in diviziune

b) semnalele citoplasmatice:- un nucleu preluat dintr-un neuron adult si introdus intr-un zigot care a

fost enucleat, creste si intra in faza S, deci s-a presupus ca citoplasma zigotului contine factori capabili de a initia diviziunea

*extracelulari:

a) reglarea proliferarii celulare in organism – se manifesta prin mai multe aspecte:

- hepatectomia partiala stimuleaza proliferarea celulelor hepatice, proliferare care se opreste cand masa ficatului a fost restabilita

- localizarea celulelor asigura un control asupra ritmului mitotic- hormonii, factorii de crestere, vitaminele = controlul proliferarii

celulelor in vivo

b) factori exogeni (influenteaza viteza de derulare a ciclului celular)> fizici> chimici

- cresterea temp. accelereaza ritmul mitozei, iar absenta luminii il incetineste

- radiatia X determina blocajul sintezei de ADN

Factori inhibitori:

a) “Orologiul biologic” – limiteaza puterea de diviziune a celulelor (celulele se divid de un nr. limitat de ori, determinat genetic)

b) Substante chimice (inhibitori ai mitozei)> inhibarea replicarii> inhibarea transcriptiei si/sau traducerii> inhibarea polimerizarii aparatului mitotic

66. Meioza: schema generala, tipuri, faze si aspecte morfologice

Schema generala:

- este un mecanism particular de diviziune celulara care porneste de la o celula mama diploida si conduce la formarea a 4 celule fiice haploide, numite gameti

- conduce la constituirea unor linii celulare in care nucleii celulelor fiice contin acelasi numar si acelasi tip de cromozomi

- realizeaza simpla continuitate a caracterelor ereditare de la o generatie celulara la alta

Faze si aspecte morfologice:

A. Meioza I

Profaza I: (lunga, poate dura ani, fiind divizata in 5 stadii succesive)

a) leptoten: - spiralizarea cromatinei (laxa, cu exceptia cromomerilor) - telomerele raman atasate pe foita interna a membranei nucleare

printr-o plica de atasare - cromozomii sunt bicromatidici

b) zigoten: - cromozomii omologi intra in contact, la inceput din loc in loc, apoi pe toata suprafata lor

- fiecare asociere dintre 2 cromozomi omologi = un bivalent - are loc continuarea spiralizarii materialului genetic

c) pachiten: - stadiu foarte lung, continua spiralizarea cromozomilor - are loc crossing-over-ul (amestec al informatiei gentice) - transmiterea incrucisata a informatiei gentice este realiz. la nivelul

chiasmelor de o fractiune proteica numita: nodul de recombinare

d) diploten: - cromozomii ce formeaza un bivalent se indeparteaza unul de celalalt

- separarea nu este completa, cromozomii omologi ramanand atasati la nivelul chiasmelor, acolo unde a avut loc crossing-over-ul

e) diachinezis: - cei 2 cromozomi omologi tind sa se departeze din ce in ce mai mult si ating stadiul maxim de spiralizare, fenomen ce poarta denumirea de terminalizare (pt. ca odata cu separarea completa a cromozomilor ce formeaza un bivalent, se incheie profaza I)

Metafaza I:- dispare nucleolul si invelisul nuclear, formandu-se fusul de diviziune

Anafaza I:- are loc migrarea cromozomilor spre polii fusului de diviziune

Telofaza I:- cromozomii au atins polii- incepe polimerizarea fusului de diviziune- are loc refacerea nucleolilor si a invelisului nuclear- are loc despiralizarea materialului genetic- citodiereza

B. Meioza II

Profaza II:- cromozomii incep sa se spiralizeze si sa formeze fiecare cate 2 cromatide unite

la nivelul unui centromer

Metafaza II:- se formeaza fusul de diviziune- cromozomii ating gradul maxim de spiralizare si se dispun in plan ecuatorial

Anafaza II:- centromerii se dubleaza- are loc clivajul longitudinal- cromozomii monocromatidici migreaza spre polii fusului de diviziune

Telofaza II:- refacerea nucleolilor si a invelisului nuclear- despiralizarea materialului genetic- depolimerizarea fusului de diviziune- realizarea citodierezei

Importanta:- permite realizarea:

> schimbului de material ereditar> segregarea aleatorie in fiecare celula sexuala a cromozomilor de origine

materna si paterna

- favorizeaza diversificarea caracterelor ereditare in cadrul speciilor

67. Ovogeneza si dezvoltarea foliculilor ovarieni

1. Faza de multiplicare:- dupa localizarea la nivelul ovarelor, ovogoniile incep sa se multiplice prin mitize

equationale- la om, multiplicarea are loc pana intr-a 15-a saptamana de viata intrauterina a

fatului de sex feminin

2. Faza de crestere si premeioza:

- este o perioada indelungata ce incepe din viata fetala- debuteaza intre a 4-a si a 7-a luna de viata intrauterina- din totalul ovogoniilor, doar ~2 milioane intra in faza de crestere si poarta

numele de ovocite de ordin I- la nastere, nr. de ovocite de ordin I = 500.000, la 7 ani = 300.000 si doar 500

intra in faza de maturare pe parcursul vietii sexual active a femeii- de la pubertate pana la menopauza, grupuri succesive de ovocite de ordin I

intra intr-un ciclu sexual de 28 de zile, completandu-si cresterea si atingand maturitatea- in timpul fazei de crestere, ovocitul de ordin I ajunge la 140 µ, crestere datorata

unei importante activitati metabolice si acumularii a diferite materiale de natura exogena

- ovocitele de ordin I sunt celule diploide, la inceputul fazei de crestere ele intrand in premeioza (profaza I) si apoi ajungand in diploten, unde raman blocate

- in premeioza, nucleul ovocitului de ordin I este voluminos, prezinta nucleoli mari, nucleoplasma abundenta, iar apoi prin spiralizare rezulta cromozomi bivalenti

3. Faza de maturare:- este continuarea meiozei

a) prima diviziune meiotica (rezulta 2 celule haploide)- 1 celula cu talie mare = ovocitul de ordin II- 1 celula cu talie mica = primul globul polar- la sfarsitul acestei diviziuni are loc ovulatia = expulzia ovocitului de ordin

II si captarea sa de pavilionul trompei uterine (de regula o data la 28 zile)

b) a doua diviziune meiotica- ovocitul parcurge aceasta diviziune pana in metafaza, unde ramane

blocat- continuarea si finalizarea celei de-a doua diviziuni are loc numai in cazul

in care ovocitul de ordin II este activat de catre un spermatozoid- ovocitul de ordin II care finalizeaza ce-a de-a doua diviziune va da

nastere la 2 celule haploide: ovotida si al doilea globul polar

4. Foliculii ovarieni:a) primordiali sau primari

- ovocitul de ordin I blocat in etapa diploten a primei diviziuni meiotice se inconjoara de un strat de celule foliculare si alcatuieste un folicul primordial

- un numar mare degenereaza si sunt resorbiti, iar un numar mic maturati (maturarea = cresterea are loc concomitent cu cresterea de volum a ovocitului de ordin I, rezultand un folicul plin/folicul primar limitat de o membrana – membrana Slavjanski)

b) secundari

- celulele foliculare continua sa se multiplice, iar tesutul conjunctiv se condenseaza in jurul membranei Slavjanski formand teci concentrice, luand nastere foliculul secundar

c) tertiari sau cavitari- in evolutie, celulele foliculare se separa generand un antrum/cavitate- ovocitul de ordin I este inconjurat de zona pellucida (15-20 µ)- in general, unul dintre acesti foliculi ajunge la maturitate

d) foliculul matur/folicul de Graaf- poate atinge 10-15 mm- proemina la suprafata ovarului- contine un ovocit de ordin I care si-a incheiat prima diviziune meiotica si

a dat nastere unui ovocit de ordin II si primului globul polar, care ramane atasat in zona pellucida a ovocitului de ordin II

e) ponta ovulara- maturarea foliculului are loc in prima parte a ciclului sexual- ovulatia se produce intr-a 14-a zi a ciclului menstrual, avand loc prin

ruperea tecilor foliculare si expulzarea ovocitului de ordin II si a lichidului folicular- restul foliculului va avea o evolutie diferita in functie de evolutia

ovocitului de ordin II: > daca ovocitul de ordin II se matureaza prin fecundare => corpul galben> daca nu se produce fecundatia => corpul alb

68. Spermatogeneza si spermiogeneza

1. Faza de multiplicare- spermatogeneza se desfasoara in tubii seminiferi testiculari- multiplicarea spermatogoniilor are loc continuu, din perioada fetala, apoi activa

la pubertate si pana la senescenta- pe masura ce se inmultesc, celulele sunt impine in lumenul tubului seminifer;

unele nu se mai multiplica, ci incep sa creasca => spermatocite de ordin I- la periferie tubii seminiferi prezinta celule cu rol de sustinere, nutritie si

maturare a celulelor sexuale = celule Sertoli

2. Faza de crestere- durata scurta- spermatocitele de ordin I cresc, dar comparativ cu ovocitele, acumularea

substantelor de rezerva este modesta

3. Faza de maturare- incepe la pubertate si consta in realizarea meiozei si spermiogenezei

a) Meioza- spermatocitele de ordin I repr. celulele de la care debuteaza meioza- dupa prima diviziune meiotica, fiecare spermatocit de ordin I da nastere

la 2 spermatocite de ordin II- cea de-a doua diviziune meiotica se produce rapid, fiecare spermatocit

de ordin II da nastere la 2 spermatide, deci per total fiecare spermatocit de ordin I da nastere la 4 spermatide surori

b) Spermiogeneza- spermatidele nu prezinta caracterele citologice necesare mobilizarii si

deplasarii in tractul genital feminin, din aceasta cauza vor suferi modificari structurale si morfologice in sensul adaptarii formei la functie, proces ce se numeste spermiogeneza (~23 zile)

- spermatidele si spermiile se grupeaza in jurul celulelor Sertoli- mecanismul presupune modificari morfologice ale celulei in sine si ale

organitelor intracitoplasmatice

69. Diferentierea celulara

= procesul prin care celulele cu aceeasi informatie genetica ajung sa difere considerabil una de cealalta

- toate tipurile celulare iau nastere din celula-ou (zigotul)- procesul de diferentiere presupune 2 fenomene care se desfasoara paralel:

> dezvoltarea unor structuri specifice care se perfectioneaza treptat> pierderea posibilitatilor de dezvoltare in alte directii

- este implicata in:> reproducere> cresterea si dezvoltarea organismului> regenerarea celulelor si tesuturilor uzate in cursul vietii> evolutia speciilor si adaptarea organismului la mediu

- se desfasoara pe tot parcursul vietii individului- cuprinde 3 perioade:

> ontogeneza> cresterea, dezvoltarea si maturitatea> imbatranirea si moartea

- incepe in momentul fertilizarii oului- in cursul embriogenezei, celulele pluripotente sunt obligate sa aleaga un traseu

evolutiv, proces care se petrece sub actiunea unor factori extrinseci/inductori, iar celulele asupra carora actioneaza acesti factori = celule determinate

- dpdv genetic, atat celulele pluripotente, cat si cele determinate prezinta un genom complet, identic

Diferentierea tesuturilor si organelor cu pornire de la foitele embrionare:

- ectoderm: epidermul, SN, organele senzoriale, epiteliul cavitatii bucale si anale, amniosul, corionul

- mezoderm: epiteliul renal, uter, vagin, trompe uterine, pleura, sistemul osos, aparatul cardiovascular, corticosuprarenala

- endoderm: tub digestiv, ficat, pancreas, epiteliul laringelui, bronhii, timus, trahee

Tipuri:a) diferentiere intracelularab) diferentiere extracelulara

70. Caracterele celulelor diferentiate si nediferentiate

A. Diferentiate1. Functia specifica – prezenta2. Forma si structura specifica – adaptate functiei

ex: hematia – forma biconcava pt. a inmagazina o cantitate optima de hemoglobina

neuronii – prelungiri axonice pt. mobilizarea neurotransmitatorilor la distanta fata de locul lor de producere

3. Compozitie chimica specifica – difera de la un tip celular la altul4. Adezivitatea de substrat – sta la baza formarii tesuturilor si organelor5. Jonctionarea – solidarizarea celulelor6. Inhibitia capacitatii de diviziune – cu cat gradul de diferentiere este mai avansat,

cu atat capacitatea de diviziune este mai scazuta; din acest punct de vedere, celulele se clasifica in:

> celule inalt specializate (nu se divid): neuronul, cel. musculara, hematia

> celule diferentiate (divizibile): hepatocitul

> celule tinere, incomplet diferentiate (divizibile pt. autointretinere): enterocitul

7. Inhibitia de contact – cand densitatea populatiei celulare atinge nivelul optim, se opreste proliferarea (ex: fenomenul cicatrizarii)

B. Nediferentiate1. Lipsa functiei specifice – celulele au o singura functie: dau nastere unor celule

specializate in urma unor determinari succesive2. Lipsa structurii si formei specifice – celulele seamana intre ele3. Lipsa compozitiei chimice specifice4. Prezinta adezivitate de substrat5. Jonctionarea – jonctiuni de tip GAP6. Capacitate de diviziune crescuta7. Inhibitia de contact – cand densitatea celulara atinge un anumit grad, atat

migrarea cat si diviziunea celulara inceteaza

71. Caractere de diagnostic ale celulelor in diferite etape de viata

1. Stadiul de celula tanara:- forma rotund-ovalara- ultrastructura simpla- nucleu mare, eucromatic- raport N/C in favoarea nucleului- citoplasma bazofila (datorita nr. crescut de ribozomi)

2. Stadiul de celula adulta:- morfologie, structura, ultrastructura, functie caracteristica tipului celular din

care face parte

3. Stadiul de imbatranire:- scade volumul celular- scade ritmul mitotic- modificari nucleare: picnoza, carioliza, cariorexis- scade bazofilia

4. Stadiul de agonie:- modificari nucleare: cariorexis, carioliza- dezorganizarea RE- eliberare de fosfolipide cu formarea de “figuri mielinice”- incetinirea curentilor citoplasmatici

- incetinirea miscarilor prin pseudopode

5. Moartea celulara:- proces instantaneu- pseudopodele se retrag, celula devine rotunda- colorarea difuza a nucleului si citoplasmei cu coloranti vitali- balonizarea/contractarea mitocondriilor- dezorganizarea RE- modificari nucleare: cariorexis, carioliza

72. Ipoteze si teorii cu privire la imbatranirea si moartea celulara (enumerare). Ipoteza “mortii

programate” Hayflick. Rolul telomerazei

a) Ipoteza cresterii frecventei erorilor genetice in sinteza de proteine

b) Teoria acumularii radicalilor liberi

c) Ipoteza existentei unor mutatii somatice

d) Ipoteza scaderii eficientei sistemului imun de supraveghere

e) Teoria mortii celulare programate- sustine ca fiecare tip de celula are inscris in programul genetic o anumita durata

de viata, dupa care celula moare- in sprijinul acestei teorii stau experimentele efectuate de Hayflick:

> el a cultivat fibroblastele din piele si a demonstrat ca cele provenite din tesutul embrionar se divid exact de 50 de ori, dupa care celula moare

> daca fibroblastele sunt recoltate de la persoane de varste diferite, numarul diviziunilor scade treptat, cu varsta

> daca culturile sunt inghetate (chiar mai multi ani), acestea se divid exact de atatea ori ca acelea de aceeasi generatie, neinghetate

> la ora actuala, aceste teorii sunt controversate

Rolul telomerazelor:- dupa un nr. definit de diviziuni celulare, celulele somatice intra in senescenta- acest nr. de diviziuni este controlat de de niste structuri numite telomere- telomerele se scurteaza la fiecare parcurgere a ciclului celular si determina

acumularea de anomalii genetice- in celulele germinale, scurtarea cromozomilor este evitata gratie unei enzime

numita telomeraza

- introducerea telomerazelor in celulele somatice creste considerabil durata lor de viata

73. Apoptoza: definitie, aspecte morfologice, diagnostic diferential cu necroza

Definitie:- apoptoza = moartea celulara programata, proces autoreglat genetic- este o forma de moarte celulara care permite inlocuirea celulelor lezate fara sa

antreneze mecanisme inflamatorii si fara sa produca leziuni la nivelul celulelor adiacente, intervenind in mentinerea normala a turn-over-ului celular

- procesul de mentinere a homeostaziei este asigurat de 2 mecanisme de importanta majora: proliferarea celulara si apoptoza

- in cursul embriogenezei, fenomenul de moarte celulara programata permite conturarea formei organelor prin eliminarea celulelor in exces

Aspecte morfologice:- apoptoza poate fi identificata in MO, dar mai ales in ME- criterii de diagnostic:

> modificari nucleare> citoplasma condensata> la suprafata celulei apar protuberante de diferite dimensiuni> corpii apoptotici – contin de regula un fragment nuclear cu cromatina

localizata in semicercuri periferice bine delimitate si o zona de citoplasma bine condensata, cu organite bine conservate

> degradarea corpilor apoptotici> corpii apoptotici care nu sunt fagocitati sufera modificari degenerative

asemanatoare cu cele din necroza

Diagnosticul diferential cu necroza:- se realizeaza prin analiza a doi parametri:

* modificari ultrastructurale:- masele de cromatina au contur neregulat- nucleul nu prezinta inmuguriri si nu formeaza fragmente

distincte invelite de membrana- membranele organitelor, cat si cea de suprafata se

fragmenteaza, iar organitele sufera modificari usor vizibile (ex: aparitia unor grupari dense in matricea mitocondriala)

* modificari suprastructurale:

- necroza afecteaza grupari de celule adiacente si de regula se insoteste de caractere inflamatorii

- celulele necrotice sunt fagocitate de celulele sistemului fagocitar mononuclear

1. TEORIA SISTEMICA. LOCUL CELULEI IN IERARHIZAREA SISTEMELOR BIOLOGICE

- Celula: unitatea elementara a lumii vii- Metode si teorii de studiu al materiei vii:

o Metoda scolastica- Evul Mediuo Metoda analitica (carteziana)o Metoda reductionistao Metoda istorica (darwiniana)o Teoria sintetica a evolutieio Teoria sistemica

- Teoria sistemica: INTREAGA MATERIE ESTE ORGANIZATA IN SISTEME IERARHIZATE. ORICE SISTEM ESTE ALCATUIT DIN SUBSISTEME SI LA RANDUL SAU DEVINE PARTE COMPONENTA A UNUI SISTEM MAI CUPRINZATOR.

o Definitia lui Bertalanffy: un sistem reprezinta un ansamblu de elemente aflate in interactiune (1960)

o Clasificarea sistemelor: in fct de schimburile pe care le realizeaza cu mediul inconjurator- sisteme izolate: nu fac schimburi (ipotetice – repr starea ideala a unui sistem)- sisteme inchise: schimb energetic, fara schimb de materie (vas de apa ermetic inchis); energie minima, entropie maxima- sisteme deschise: schimb de materie si energie (CELULA)

- Locul celulei in organizarea ierarhica a lumii viio Ierarhia sistemelor rezulta din faptul ca orice sistem este alcatuit din

subsisteme si la randul sau intra in alcatuirea unui alt sistem, mai vasto 2 nivele de organizare: - individual: BIOSFERA (=mai multe ecosisteme) – BIOCENOZA (+ biotop= ecosistem)– SPECIE - supraindividual: ORGANISM – SISTEME – APARATE – ORGANE – TESUTURI – CELULA – ORGANITE – MACROMOLECULE – MOLECULE – ATOMI – PARTICULE SUBATOMICE

24. SEMNALIZAREA INTERCELULARA: modalitati de semnalizare, tipuri majore de

semnale induse

Modalitati de semnalizare- Comunicarea de vecinatate

o Semnalizarea contact-dependenta Prezenta la celulele embrionare si la celulele care asigura raspunsul

imunitaro Semnalizarea paracrina

Actioneaza asupra celulelor tinta prin mediatori chimici localio Semnalizarea autocrina

Celula secreta in spatiul intercelular molecule de semnalizare care se pot intoarce spre a se lega pe proprii receptori – in timpul diferentierii celulare

- Comnunicarea la distantao Semnalizarea sinaptica:

Prin intermediul neurotransmitatoriloro Semnalizarea endocrina

Prin intermediul hormonilor – secretati in sange si apoi vehiculati la mare distanta spre celulele “tinta”

Diferente intre calea sinaptica si cea endocrina- celulele “tinta” prezinta receptori care le permit sa extraga si sa fixeze in mod

specific anumiti hormoni- in transmiterea sinaptica, comunicarea este conditionata de contactul intre

terminatiile nervoase si celulele tinta. Numai celula care se afla in contact cu terminatia nervoasa este expusa actiunii neurotransmitatorului

- daca celulele endocrine trebuie sa utilizeze mai multi hormoni pentru comunicare, celula nervoasa poate utiliza acelasi neurotransmitator pentru a comunica cu mai multe celule tinta

- viteza de transmitere a caii endocrine este mai mica decat cea sinaptica- toate aceste diferente conduc la concluzia ca semnalizarea sinaptica este mult mai

precisa decat semnalizarea endocrina

25. RECEPTORII CELULARI: definitie, clasificare, localizare, exemple

Definitie: dispozitive proteice specializate pentru a lega mesageri specifici. Clasificare: - Dupa originea mesagerului cu care interactioneaza:

o Receptori pentru substante endogene

Pt neurotransmitatori – situati in mb postsinaptica a celulelor musculare sau nervoase. Ex: receptori pt acetilcolina, noradrenalina, serotonina, histamina, GABA etc.

Pt hormoni – localizare intracelulara diferita In fct de natura hormonului (hidrofili sau hidrofobi)

Receptori implicati in reactiile imunitare Pt antigene endogene – pe celulele implicate in raspunsul imun

(limfocitele T) si pe suprafata tuturor celulelor din organism Pt anticorpi – pe suprafata eozinofilelor si a mastocitelor Pt complement – celulele sistemului fagocitar Pt factori de crestere – EGF (factor de crestere epidermic);

PDGF (factor de crestere derivat din plachetele sanguine)o Receptori pentru substante exogene

Pt virusuri – fiecare tip de virus isi are receptori specifici pe celulele “tinta” (HIV pe limfocitul T; Epstein-Barr pe limfocitul B; virusul rabic in jonctiunea neuromusculara)

Pt antigene non-self – la suprafata limfocitelor B Pt lecitine Pt droguri Pt toxine bacteriene

- Dupa modul de activareo Cuplati la canale ionice (receptori ionotropici)o Legati la proteina Go Cuplati cu o enzima

26. MESAGERII: definitie, clasificare, localizare, exemple. Citokinele

Definitie: substante chimice vechiculate pe cale nervoasa sau umorala care ajung la celulele tinta, se cupleaza cu receptori si determina raspunsul celular

Tipuri de mesaje induse: - de supravietuire: cand nu mai exista semnale se instaleaza apoptoza (moartea

celulara programata)- diferentiere- diviziune

Raspunsul celular: depinde de natura chimica a mesagerului- Mesageri hidrosolubili: determina raspunsuri rapide si de scurta durata- Mesageri liposolubili : determina raspunsuri tardive, dar de lunga durata

Dupa modul de actiune- Agonisti: activeaza receptorul (hormoni, neurotransmitatori, mesageri exogeni)- Antagonisti: blocheaza receptorii celulari (medicamentele)

Citokinele- Imunitatea naturala si specifica este mediata de imunohormoni de natura proteica

numiti citokine

- Indeplinesc urmatoarele functii:o Mediatori ai imunitatii naturaleo Regulatori ai activitatii, cresterii si diferentierii limfociteloro Activatori ai celulelor inflamatoare nespecificeo Stimulatori ai cresterii si diferentierii leucocitelor

- Exemple:o Interleukina I – actioneaza ca factor activator al proliferarii limfocitelor T

si al cresterii si diferentierii limfocitelor Bo Interleukina II – responsabila de trecerea limfocitelor T din faza G in faza

S a ciclului celularo Interferonii – peptide cu actiune antivirala nespecifica care inhiba

replicarea virusurilor, au activitate antiproliferativa si imunoreglatorie. Sunt identificate 3 clase:

α interferoni β interferoni γ interferoni

27. EFECTELE LEGARII LIGAND-RECEPTOR: semnalizarea prin intermediul

proteinei G

Definitie: Proteina G sau “proteina trimerica reglatoare” este o proteina care mediaza interactiunea dintre receptor si proteina tinta. Este compusa din 3 lanturi polipeptidice diferite, numite α, β si γ.

- Lantul α leaga si hidrolizeaza GTP si activeaza adenilatciclaza.- Lanturile β si γ formeaza un complex care are rolul de a ancora proteina Gs

(stimulatoare) pe fata citoplasmatica a mb plasmatice. Efectele contactului ligand-receptor- Modificari structurale ale membranei: rearanjarea receptorilor in “plaje” sau

“cupole”- Modificari functionale ale membranei

o Modificari de permeabilitate pt ionii de Na, K, Ca se produc la legarea neurotransmitatorilor de mb postsinaptica si au rol in transmiterea si generarea influxului nervos

o Formarea mesagerului de ordin II – AMPc, GMPc si Ca pe calea AMPc, enzima activata produce un mediator solubil

(inozitoltrifosfat) care elibereaza Ca din RE.o Modificari specifice metabolismului celular

Mesagerii de oridin II traduc semnalele extracelulare in semnale intracelulare si declanseaza o cascada de reactii enzimatice care vor sfarsi prin raspunsul celular la comanda primita (glicogenogeneza, sinteza de acizi nucleici, contractia musculara)

28. MICROTRANSPORTUL PASIV

Ca sistem biologic deschis, celula realizeaza in mod permanent schimburi de energie si materie cu mediul extracelular, membrana celulara constiuind bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular datorita proprietatii de permeabilitate selectiva. Dupa dimensiunea materialului care traverseaza periferia celulara, transportul se clasifica in: microtransport (transport transmembranar – apa, ioni si molecule) si macrotransport (transport in masa, prin intermediul veziculelor – endocitoza si exocitoza)

Microtransportul se clasifica si el la randul lui in : microtransport pasiv si activ. Microtransportul pasiv

- Se realizeaza fara consum de energie, in sensul gradientului de concentratie pt substante si gradient electrochimic pentru ioni. El se supune legilor de difuziune si osmoza

- Se realizeaza pe doua cai:o Difuziune simpla

moleculele hidrofobe: viteza de transport depinde de marimea moleculei si de gradul de solubilitate in lichide

moleculele hidrofile: au nevoie de proteine transportoare ionofori

- de tip canal- de tip mobil

proteine de tip canal cu deschidere comandata- canale cu poarta comandate de ligand- canale cu poarta comandata de voltaj- canale cu poarta comandata de ioni- canale cationice cu deschidere comandata de un stimul

mecanico Difuziune facilitata

are viteza de 100.000 de ori mai mare decat difuziunea simpla mod de transport pentru AA, glucoza, glicogen, uree realizat de proteine cu capacitate de modificare conformationala

(permeaze) – la nivelul hepatocitului sunt 800.000 de permeaze pt glucoza, fiecare realizand transportul a 180 de molecule/secunda.

29. MICROTRANSPORTUL ACTIV

Ca sistem biologic deschis, celula realizeaza in mod permanent schimburi de energie si materie cu mediul extracelular, membrana celulara constiuind bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular datorita proprietatii de permeabilitate selectiva. Dupa dimensiunea materialului care traverseaza periferia celulara, transportul se clasifica in: microtransport (transport transmembranar – apa,

ioni si molecule) si macrotransport (transport in masa, prin intermediul veziculelor – endocitoza si exocitoza)

Microtransportul se clasifica si el la randul lui in : microtransport pasiv si activ. Microtransportul activ

- se realizeaza cu consum de energie, impotriva gradientului de concentratie pt substante si gradient electrochimic pentru ioni. Se mai numeste si transport metabolic dependent

- dupa modul de utilizare a energiei se clasifica in:o Transport activ primar

modul de transport transmembranar al ionilor se desfasoara cu consum de ATP prin pompe ionice cu proprietati

ATP-azice dupa natura ionilor :

pompe pentru anioni (Cl, I etc) pompe pentru cationi (Mg, Ca etc)

dupa numarul ionilor pompe pentru un singur ion (Ca in celula musculara, Cl in

celula parietala gastrica, I in tireocite) pompe pentru 2 ioni (Na/K ATP-aza)

Na-K ATP-aza Formata din 2 subunitati – catalitica si structurala Subunitatea catalitica prezinta pe fata externa un situs de

legare a K, iar pe fata interna un situs de legare a Na La fiecare ciclu scoate 3 Na si baga 2 K pe seama

consumului unei molecule de ATP Etapele functionarii

7. legarea Na pe fata citoplasmatica8. fosforilarea9. eliberarea Na in exterior10. legarea K din exterior pe situsul specific11. defosforilarea12. readucerea proteinei la conformatia initiala si

eliberarea K la interior roluri

- mentinerea presiunii osmotice si echilibrului acido-bazic

- participa la pasajul influxului nervoso Transport activ secundar (transcelular)

mod de transport al glucozei si AA in simport cu Na (la nivelul celulelor absorbtiei intestinale) si al Na-Cl, Na-H in antiport la nivelul nefrocitelor

glucoza patrunde intracelular folosind energie inmagazinata in gradientul Na

o Transportori ABC Fiecare membru al familiei de proteine contine 2 domenii de legare

a ATP

Ex: MDR – multidrug resistance (proteina de rezistenta multipla la medicamente)

30. FAGOCITOZA


Fagocitoza – reprezinta mecanismul prin care celulele inglobeaza din mediul extracelular particule solide. - Termenul provine din limba greaca , fagein=a devora.- Indeplineste multiple roluri

o Rol de aparare – contra nonself-ului (bacterii, virusuri)o Rol de curatire – contra self-ului alterat (celule degenerate, imbatranite,

moarte)o Rol de nutritie – pt celulele fagocitare (in urma procesului de fagocitoza

rezulta produsi finali – AA, monozaharide etc – pe care celulele cu rol fagocitar ii utilizeaza in propriul metabolism)

- Celulele cu rol fagocitar. Dupa dimensiunile particulei endocitate se clasifica ino Microfage: polimorfonuclearele neutrofile din sangeo Macrofage : iau nastere din celula stem de unde trec in sange unde raman

aprox 60 de ore dupa care ajung in tesutul conjunctiv unde se transforma in macrofage tisulare si isi desfasoara activitatile specifice. Totalitatea macrofagelor din organism alcatuiesc “sistemul fagocitar mononuclear”. In acest sistem se disting trei compartimente celulare:

Compartimentul medular: monoblaste, monocite medulare Compartimentul sanguin: monocite sanguine Compartimentul tisular: macrofage tisulare (libere si fixe)

- Etapele fagocitozei1. chemotactismul – miscare dirijata in directia unui stimul

chemostatic2. opsonizarea – recunoasterea particulei ce urmeaza a fi

fagocitate3. acolarea – atasarea fagocitelor de particule4. emiterea de pseudopode – inglobarea5. Digestia intracelulara – realizata de lizozomi

31. PINOCITOZA SI TRANSCITOZA


Pinocitoza – procesul de transport in masa a unei cantitati variabile de fluid tisular impreuna cu macromoleculele pe care acesta le contine- Provine din limba greaca, pinein=a bea- Dupa mecanisemele care stau la baza procesului de inglobare a fluidului tisular,

se deosebesc 2 forme:o Pinocitoza independenta de receptori

Este forma de inglobare a substantelor din mediul extracelular in vezicule formate din invelisul celular, fara fixarea prealabila a substantelor la nivelul receptorilor membranari

Dupa modul de formare, veziculele de pinocitoza sunt de doua categorii:

Endocitoza in faza lichida: formarea veziculelor invelite de clatrine

Transcitoza: formarea veziculelor neacoperite de clatrineo Pinocitoza cuplata la receptori

Captarea colesterolului in celulele animale – pinocitoza LDL Implicatii medicale: hipercolesterolemie familiala – producere

exagerata de receptori pentru LDL (acumulare anormala de colesterol liber in citoplasma); formarea placilor aterosclerotice – malsinteza receptorilor pt LDL

Transcitoza – forma particulara a pinocitozei, independenta de receptori- Se desfasoara la nivelul celulelor endoteliale prin 2 moduri

o Transcitoza distributivao Transcitoza conectiva

34. CITOSCHELETUL CELULAR: microfilamentele de ACTINA

- actina este prezenta preponderent in celula musculara, dar se gaseste in proportie de 5-30% si in restul celulelor corpului.

- 6 izoforme diferite de actina:o Tipul α scheletalo Tipul α cardiaco Tipul α vascularo Tipul δ(delta) enterico Tipul β citoplasmatico Tipul δ citoplasmatic

- Intracelular se gaseste sub 2 formeo forma monomerica (actina G) – prezinta locusuri de atasare pt Ca,

miozina, ATP si a proteinelor asociateo forma polimerizata (actina F). Polimerizarea se desfasoara in urmatoarele

faze: faza de “lag” faza de polimerizare faza de echilibru

- modul de formare al microfilamentelor este influentat de o serie de proteine asociate:

o profilina, timozina – impiedica polimerizarea actinei Go gelsonina – determina fragmentarea microfilamenteloro filamina – favorizeaza organizarea microfilamentelor in retea

tridimensionala, prin legarea nodurilor reteleio fimbrina si vilina – leaga microfilamentele in manunchiuri

- in celulele nemusculareo fiecare microfilament de actina F este alcatuit din 2 lanturi de monomeri

G, insirati ca “perlele intr-un sirag”o au urmatoarele roluri

structural (de sustinere) – formeaza suportul prelungirilor dinamic – miscarile celulare

- in celulele musculareo actina F este asociata cu proteine reglatoare formand impreuna

filamentele subtiri. Aceste proteine sunt tropomiozina si troponina tropomiozina – localizata in santul dublului helix al actinei F,

conferind stabilitate si o structura compacta a acesteia troponina – complex de polipeptide

troponina T – se ataseaza de tropomiozina troponina I – se ataseaza de actina si de troponina C –

inhiba contractia actina-miozina troponina C – rol in legarea ionilor de Ca

35. CITOSCHELETUL CELULAR: microfilamentele de MIOZINA

- miozina, la fel ca si actina a fost descrisa pentru prima data in celulele musculare, dar astazi se stie ca aceasta proteina este o componenta constanta a tuturor tipurilor de celule

- microfilamentele de miozina se formeaza prin polimerizarea unei proteine structurale si contractile, miozina.

- In citosol, miozina se gaseste sub forma monomerica sau polimerizata- Este alcatuita din 2 lanturi grele si din 2 perechi de lanturi usoare- Lantul greu: are o portiune alungita α helicoidala si un cap globular- Lanturile usoare: sunt asociate cu capetele globulare.

- Sub actiunea proteazelor, molecula de miozina este fragmentata, ceea ce permite studiul organizarii diferitelor lanturi polipeptidice

o Tripsina: scindeaza miozina in 2 fragmente inegale: meromiozina usoara (LMM) care reprezinta coada miozinei si meromiozian grea (HMM)

o Papaina: HMM poate fi subdivizata in subunitatea globulara S1 si fragmentul helicoidal S2, care leaga S1 de LMM

- In celulele nemusculare: o Microfilamentele de miozina formeaza agregate subtiri, obtinute prin

polimerizarea a 10-20 de molecule de miozina si poarta numele de miozina I – intervine in miscarile care au la baza mecanismul contractiei actina-miozina

- In celulele musculareo Miozina reprezinta mai mult de jumatate din totalul proteinelor

constituente.o Filamentele se groase se formeaza prin polimerizarea a aprox 300-400 de

molecule de miozinao In miofibrile, filamentele groase se gasesc dispuse paralel cu

microfilamentele subtiri de actinao Fiecare filament de miozina este inconjurat de 6 microfilamente de actina

- La organizarea sarcomerului, participa o serie de proteine asociateo Titinao Nebulinao Tropomodulinao Capul Z

36. CITOSCHELETUL CELULAR: FILAMENTELE INTERMEDIARE

- filamentele intermediare poarta aceasta denumire deoarece diametrul lor de aproximativ 10 nm este intermediar diametrului microfilamentelor de actina (7nm) si diametrul microtubulilor (25nm)

- polimerizarea proteinelor fibrilare are loc prin impletirea lor ca intr-o franghie, astfel ca filamentele intermediare odata ansamblate nu se mai depolimerizeaza.

- Filamentele intermediare au o organizare structurala comuna, continand un domeniu central α helixde aproximativ 310 AA, flancat de domenii amino si carboxil terminale. Domeniul central are rol in ansamblarea filamentului in timp ce domeniile terminale determina functiile specifice ale filamentelor intermediare

- Nu prezinta polaritate, sunt insolubile in solutii fiziologice, dar se dizolva la variatii mari de pH.

- Tipuri:o Tipul epitelial

Cuprinde filamentele de keratina (tonofilamente) Cea mai complexa clasa de filamente intermediare Cuprind keratinele de tip I (acide) si de tip II (alcaline)

Au rol structural si asigura rezistenta mecanica a celulelor epiteliale si derivatilor lor (par, piele, unghii)

Implicatii medicale: Mutatiile genelor raspunzatoare de sinteza keratinelor –

epidermoliza buloasa simpla Evidentierea filamentelor de keratina este utila in

diagnosticul cancerelor epitelialeo Tipul axonal

Cuprinde neurofilamentele – cele mai importante structuri de la nivelul axonului, dendritelor si regiunilor perinucleare ale neuronului

Formate din 3 polipeptide: NF-L, NF-M, NF-H Implicatii medicale:

Anomalii ale acumularii si ansamblarii neurofilamentelor: scleroza laterala amiotrofica

o Tipul vimentina Prezinta aceeasi morfologie dar contin proteine diferite

Vimentina – celule mezenchimale Desmina – celule musculare Sinemina – asociata cu desmina si vimentina Proteinele acide ale filamentelor gliale

o Tipul nuclear Reprezentat de laminele nucleare. (A, B si C) Are rolul de a mentine forma si stabilitatea anvelopei nucleare

37. CITOSCHELETUL CELULAR: MICROTUBULII

Organizare moleculara- Se formeaza prin polimerizarea proteinei numita tubulina- Tubulina este un heterodimer alcatuit din subunitatea α si β care sunt neidentice- In cursul ansamblarii microtubulilor, dimerii de tubuline polimerizeaza si fomeaza

protofilamente- Din 13 protofilamente se formeaza peretele unui microtubul

Polimerizarea si depolimerizarea microtubulilor- Microtubulii in crestere prezinta polaritate structurala- La capatul +, subunitatile se adauga cu o viteza mai mare decat la capatul –- Polimerizarea microtubulilor este acompaniata de hidroliza GTP la GDP- Polimerizarea tubulinei este un proces de autoansamblare care se petrece spontan

la temperatura de 37oC, in timp ce la 5oC are loc dezansamblarea. - In structura microtubulilor, pe langa tubuline mai intra si alte proteine denumite

MAPs (proteine asociate microtubulilor). Aceste proteine se leaga de monomerii

de tubulina si determina polimerizarea acestora. Cele mai importante MAPs sunt proteinele tau.

- Polimerizarea tubulinei este influentata de medicamente: Colchinina, Vinblastin, Vincristin. Etc.

Raspandire- Se pot gasi liberi in citoplasma sau formeaza ansambluri de microtubuli in unele

structuri celulare cum ar fi: axinemele cililor si flagelilor, fibrele fusului de diviziune, centrioli.

- Au capacitate rapida de ansamblare si dezasamblare. - Media de viata a microtubulilor este de 10 minute

Functii- Functie mecanica de mentinere a formei celulare- Morfogeneza (cresterea prelungirilor in cursul diferentierii neuronului)- Fixeaza organitele si le modifica pozitiei in citoplasma- Rol de organizator al citoscheletului- Rol in miscarea celulara

38. MICROVILII

- sunt prelungiri citoplasmatice ale majoritatii celulelor epiteliale- numarul si forma microvililor este corelata cu capacitatea de absorbtie a celulelor- rolul microvililor este de a mari suprafata de absorbtie si de a interveni in mod

activ in procesul absorbtiei, impingand substantele absorbite spre interiorul celulei.

Structura- In MO – la polul apical – platou striat (la nivelul enterocitelor) si margine in perie

(la nivelul nefrocitelor) Ultrastructura

- Microvilul este format dintr-um miez de 20-30 de filamente de actina, solidarizate de membrana plasmatica printr-un complex de proteine cum ar fi calmodulinele si miozina I. Microfilamentele de actina sunt solidarizate intre ele prin 2 proteine: fimbrina si vilina

- La polul bazal, filamentele de actina din microvili se termina intr-o retea perpendiculara de filamente denumita buton terminal. Aceasta structura este alcatuita din filamente de actina, proteine de legare a actinei (spectrina II si miozina II) si filamente intermediare. Proteinele de legare a actinei au rolul de a mentine microvilul in pozitie verticala

- Miscarea intregului manunchi de filamente de actina, ca si contractia intregului microvil, se realizeaza prin intermediul interactiunii actina-miozina din reteaua terminala, precum si prin interactiunea miozinei cu filamentele axiale

39. CILII SI FLAGELUL: rol, organizare moleculara, localizare, implicatii medicale

- cilii si flagelul sunt organite ectocitoplasmatice care au un mecanism molecular de miscare identic: interactiunea dintre tubulina si dineina

CILII- Sunt prelungiri multiple localizate la suprafata celulelor epiteliale din trahee, bronhii

si oviduct.- In arborele traheo-bronsic, cilii sunt implicati in curatirea mucusului, iar la nivelul

oviductului au rol in deplasarea oului spre cavitatea uterina- Miscarea cililor este regulata si sincrona, se propaga in valuri succesive ca “intr-un

lan de grau batut de vant”- Structura si ultrastructura

o Componentele structurale: Portiunea libera (cilul propriu-zis) Corpusculul bazal (originea cilului) Radacinile cilului

o In MO: la baza cilului, sub membrana celulara se observa o bada fina care se coloreaza bazofil, determinata de prezenta corpusculilor bazali.

o In ME: portiunea libera a cilului este formata dintr-un complex de structuri

microtubulare denumit axonema. Contine microtubuli si proteine care ajuta la miscare. Pe sectiune transversala, microtubulii din axonema sunt aranjati in dispozitia “9+2”.

Microtubulii centrali sunt completi (13 protofilamente) Fiecare dublet periferic este alcatuit dintr-un microtubul complet

(subfibra A – 13 protofilamente) de care este atasat pe o parte un microtubul incomplet (subfibra B – 11 protofilamente)

Pe langa microtubuli, axonema cuprinde si alte proteine necesare pt o functionare normala a cililor:

Dineina – are activitate ATP=azica si apare la intervale regulate de 24 nm

Nexina Fibre radiare

o Motilitatea cilului Bratele de dineina determina motilitatea axonemei, iar nexina si fibrele

radiare transforma activitatea dineinei intr-o miscare de incovoiere a cililor.

FLAGELUL- La om, singura celula care poseda flagel este spermatozoidul. - Flagelul are o miscare ondulatorie, sinusoidala, care determina inaintarea

spermatozoidului- Ultrastructura:

o Are o ultrastructura asemanatoare cu cilul, “9+2”, dar mai complexa- Implicatii medicale

o Absenta dineinei – “sindromul cililor imobili” – sindrom Kartagener

Aceasta boala genetica este asociata cu afectiuni respiratorii cronice si inversia viscerelor (situs inversus)

Barbatii cu sintrom Kartagener sunt sterili

40. CENTRUL CELULAR, ASTERUL, FUSUL DE DIVIZIUNE

Centrul celular (centrozomul)- Este alcatuit din 2 centrioli cu lungimi de 0.4-0.5 μ dispusi perpendicular unul pe

celalalt- Fiecare centriol este alcatuit din 9 triplete de microtubuli- Este inconjurat de un meterial pericentriolar dens format din P si ARN- La inceputul divizunii, perechile de centrioli se separa si formeaza cei 2 poli ai

fusului de diviziune- Rol:

o Functia principala este de centru organizator al microtubuliloro Coordoneaza motilitatea celulara in special timpul diviziunii celulareo Reprezinta sediul de nuclee a microtubulilor care vor forma asterii si

fibrele fusului de diviziuneo Rol de protectie a depolimerizarii capatului microtubulilor

41. RIBOZOMII: definitie, ultrastructura, organizare moleculara, forme de existenta in

citoplasma, origine, rol

Definitie- Sunt organite intracitoplasmatice nespecifice, nedelimitate de endomembrane, cu rol

esential in coordonarea traducerii codului genetic prin interactiunea lor cu ARNm si cu celelalte molecule necesare biosintezei proteinelor

- Au fost descrise de G.E. Palade in 1953, de aceea se mai numesc si “granulele lui Palade”.

- Sunt prezenti in toate celulele, cu exceptia hematiei, dar mai abundenti in celulele secretorii ale glandelor endocrine si exocrine.

Structura- Sunt alcatuiti din 2 subunitati: Subunitatea mare care prezinta o adancitura sub forma

de sa in care se dispune subunitatea mica, cele 2 subunitati asociindu-se pe o catena de ARNm.

Forme de existenta in citoplasma- Subunitati libere- Atasati pe catena de ARNm, impreuna cu care alcatuiesc poliribozomi.- Poliribozomi atasati la membranele reticului endoplasmic cu care formeaza RER.

Organizare moleculara:- A fost elucidata prin tehnica imunologica si prin tehnica de imprastiere a neutronilor- Ribozomii contin:

o 50% ARN cu rol in activitatea catalitica a ribozomiloro 50% proteine structurale (50 de tipuri in subunitatea mare si 30 in subunitatea

mica) si functionale Origine- Sinteza precursorilor ribozomali are loc in nucleol- Majoritatea tipurilor de ARN ribozomal provin dintr-un precursor comun, ARN 45S Functiile ribozomilor- Ribozomii atasati de membranele RE sinstetizeaza proteine de “export” reprezentate

de hormoni, anticorpi, enzime- Ribozomii liberi intervin in sinteza proteinelor de structura care participa la diviziune,

la cresterea celulara si inlocuirea organitelor imbatranite

42. RETICULUL ENDOPLASMIC: structura, ultrastructura, organizare moleculara, tipuri de

reticul si roluri comune celor doua zone

Definitie:- Este un organit intracitoplasmatic nespecific, prezent in toate celulele, cu exceptia

hematiei adulte, angajat in procesele de sinteza si secretie celulara. Structura- In MO au fost evidentiati sub denumiri diferitem in functie de coloratia utilizata si

tipuri celular cercetat:o “corpusculi Nissl” – in neuroni, coloratie albastru de toluidinao “corpi Berg” – in hepatocite, coloratie albastru de toluidinao “ergastoplasma” – celule pancreatice, zona bazofilao “corpi tigroizi” – neuroni, coloratie prin impregnare argentica

Ultrastructura- In ME apare ca un sistem complex de membrane organizat in canalicule si cisterne, al

caror lumen prezinta continuitate cu spatiul perinuclear Tipuri de reticul- Reticul endoplasmic neded (REN)

o Nu are ribozomi atasatio Mai bine reprezentat in celulele care sintetizeaza hormoni sterozi, pigmenti, in

celulele cu conuri si bastonase, celule musculare, hepatocite- Reticul endoplasmic rugos (RER)

o Are ribozomi atasati – aspect de “om de zapada” (rugos)o Joaca un rol important in sinteza proteineloro Reprezentarea RER este mai importanta in celulele specializate in sinteza

heteroproteinelor: celule pancreatice, plasmocite, hepatocite, neuroni Roluri comune celor doua zone

- Suport mecanic al citoplasmei si de compartimentare a acesteia- Vechiculeaza o serie de substante: proteine, lipide.- Reprezinta o imensa suprafata de schimb intre lumenul RE si citoplasma- Rol in biogeneza membranelor

43. RETICULUL ENDOPLASMIC RUGOS: organizare moleculara, roluri generale si specifice

in diferite tipuri celulare

- a primit aceasta denumire din cauza existentei pe suprafata externa a numerosi ribozomi atasati – aspect de “om de zapada” (rugos)Functii specifice

Transferul lanturilor polipeptidiceo RER participa la sinteza proteinelor destinate exportului, precum si a unor

proteine structurale destinate membranelor organitelor citoplasmatice. Din aceste motive, RER este mai bine reprezentat in celulele pancreatice unde secreta enzime digestive si hormoni, in plasmocite unde sunt sintetizate imunoglobulinele sau in hepatocite.

o Sinteza lanturilor polipeptidice se desfasoara la nivelul poliribozomilor atasati de membranele RER prin subunitatile mari, de unde trec in canaliculele si cisternele reticulului

o Dupa initierea biosintezei proteice, proteina care contine aceasta secventa va orienta ribozomul petnru atasarea la mb RE. Orientarea si traversarea mb RE de proteinele care prezinta secventa semnal implica existenta a cel putin 2 componente:

O particula de recunoastere Receptorul pentru SRP

Glicozilarea proteinelor in REo aditia covalenta a zaharidelor la proteine este una din functiile importante

ale RE deoarece majoritatea proteinelor din lumen sunt glicozilate inainte de a fi transportate la aparatul Golgi, la lizozomi sau la mb plasmatica

o radicalii oligozaharidici se leaga de moleculele proteice prin 2 modalitati: oligozaharidele O-linkate – se leaga la gruparea hidroxil a unei

serine sau treonine din lantul polipeptidic oligozaharidele N-linkate – se leaga la gruparea amino a unei

asparagine din lantul polipeptidic

44. RETICULUL ENDOPLASMIC NETED: organizare moleculara, roluri generale si specifice

in diferitele tipuri celulare

- REN este format din canalicule tubulare cu diametrul de 20-30 nm, fara ribozomi atasati.

Functii specifice Realizeaza etape din metabolismul lipidelor

o Fiind implicat in biosinteza lipidelor, REN este foarte bine reprezentat in celulele din corticosuprarenale si gonade care sintetizeaza hormoni steroizi, recum si in celulele din mucoasa intestinala cu rol in absorbtie.

o In REN-ul celulelor intestinale, din substantele absorbite se sintetizeaza trigliceridele care se pot evidentia chiar in lumenul REN sub forma de chilomicroni

o Membranele reticulului poseda sisteme enzimatice care catalizeaza reactii importante din cadrul metabolismului diverselor lipide: AG, fosfolipide, colesterol si derivatii sai

Sinteza fosfolipidelor: are loc sub actiunea enzimelor localizate in mb RE. Din 2 molecule de AG + glicerol-P rezulta o molecula de acid fosfatidic, care ulterior, prin modificari biochimice, va genera celelalte fosfolipide de mb (fosfatidilcolina, f..etanolamina, f..serina si f..inozitol)

Elongarea si desaturarea acizilor gasi: este catalizata de o oxidaza care utilizeaza o molecula de oxigen si o molecula de NADH.

Biosinteza colesterolului si a derivatiilor sai: transformarea colesterolului in acizi biliari si hormoni steroizi se realizeaza prin hidroxilari si necesita prezenta oxigenului si a NADPH-ului.

Detoxifiereao Detoxifierea reprezinta metabolizarea substantelor endogene sau exogene

(medicamente, substante toxice, poluanti) in vederea neutralizarii efectelor nocive si a usurarii eliminarii lor.

o Reactiile prin care substantele sunt detoxifiate sunt: oxidare, hidroliza, reducere sau conjugare.

Alte rolurio Degradarea glicogenului hepatico Transformarea bilirubinei indirecte in bilirubina directao Formarea sistemului sarcoplasmatic, cu rol in stocarea Cao Fotoreceptieo Sinteza melaninei

45. APARATUL GOLGI: structura, ultrastructura, organizare moleculara, origine

Structura si ultrastructura- a fost descris de Cammilla Golgi ca o retea perinucleara observat in ganglionul spinal de pisica.

- Aparatul Golgi este organit intracitoplasmatic nespecific, delimitat de endomembrane, prezent in toate celulele cu exceptia hematiei adulte.

- In MO are aspect de retea perinucleara- In ME prezinta 3 compartimente distincte:

Compartimentul CIS – reprezentat de zona dinspre reticulul endoplasmatic – vezicule de tranzitie (microvezicule): transporta produsii sintetizati la nivelul reticulului endoplasmic; mb veziculelor formeaza sacii golgieni

Compartimentul median – format din sacii golgieni: au o dispozitie paralela si sunt asezati in stative de 3-12

Compartimentul TRANS – reprezentat de zona dinspre plasmalema – vezicule de secretie (macrovezicule): contin produsul de sinteza al reticulului endoplasmic, maturat in aparatul Golgi.

Biogeneza- fata pe care se formeaza noi saci golgieni este denumita fata de formare- fata pe care sacii cei mai vechi se fragmenteaza in vezicule este denumita

fata de maturare- timpul de formare a unui sac golgian este de 3-4 minute- innoirea sacilor golgieni este un proces etapizat care se desfasoara in

directia cis-trans.

46. APARATUL GOLGI: functii. Etapele ciclului secretor

Functiio Rol central in secretia celulara

Etapele “Ciclului Secretor”9. sinteza lanturilor polipeptidice la nivelul poliribozomilor atasati

RER10. transferul si segregarea proteinelor de export la nivelul RER11. transferul proteinelor in REN12. formarea de vezicule de tranzitie13. prelucrarea biochimica a proteinelor la nivelul sacilor Golgi14. desprinderea de vezicule de secretie la nivelul zonei trans Golgi15. depozitarea veziculelor in citoplasma 1-4 ore16. exocitoza

o Prelucrarea biochimica a produsilor de secretie Glicozilarea proteinelor Glicozilarea glicolipidelor

Sulfatarea Clivajul proteolitic specific

o Concentrarea produsilor de secretie: la nivelul veziculelor de secretie sau la periferia sacilor golgieni

o Rol in biogeneza membraneloro Rol in sinteza lizozomilor

47. MITOCONDRIA: stuctura, ultrastructura, organizare moleculara, origine

Toate vietuitoarele necesita o mare cantitate de energie pentru asigurarea functiilor lor biologice: sinteze, transport de substante, mentinerea temperaturii corporale si a presiunii osmotice etc… In celulele animale, aproape toata energia necesara mentinerii vietii este produsa de mitocondrii, niste organite citoplasmatice al caror ansamblu alcatuieste condriomul.

Structura si ultrastructurao In MO

Forma: in general alungita. 3 forme statice: granulara, siraguri de granule si forma alungita (de bastonas)Dimensiuni: intre 1 si 5 µ.Numar: hepatocitul – pana la 1000 de mitocondrii; nefrocitul – 300; spermatozoidul – 24;Dispozitie intracelulara: “salturi mitocondriale” – explicate prin atasarea lor la microtubuli; in general, mitocondriile se aglomereaza acolo unde nevoile energetice ale celulei o cer

o In MEUltrastructura mitocondriei este adaptata ideal functiei de producere a ATP.Formata din: Mb externa, Spatiu perimitocondrial, Mb interna, Matrice mitocondriala

Organizarea molecularao Membrana externa: trilaminata, de natura lipoproteica, contine 60% proteine

(porina) si 40% lipide (fosfolipide, colesterol)o Spatiul perimitocondrial: are rol activ in transportul substantelor din citosol in

matrice si invers. In cazuri patologice, in acest spatiu se acumuleaza materiale organice de tipul sarurilor de calciu.

o Membrana interna: trilaminata, de natura lipoproteica cu invaginari numite criste mitocondriale (confera o crestere a suprafetei de reactie)

o Lipidele: reprezinta 20% - cardiolipinao Proteinele: reprezinta 80% - in fct de roluri:

Constituentii lantului respirator si enzimele asociate: NADH dehidrogenaza, ubiquinona, citocromi)

ATP-aza mitocondriala Transportori specifici

o Matricea mitocondriala: contine enzime implicate in oxidarea piruvatului si a acizilor grasi, precum si cele mai multe dintre enzimele care participa la realizarea

ciclului citric. Tot la nivelul matricei sunt localizate genomul mitocondrial, ARN si ADN mitocondrial.

48. MITOCONDRIA: functii

- mitocondriile sunt adevarate “termocentrale celulare” care convertesc si elibereaza energia inmagazinata in substante organice simple intr-un compus macroergic, ATP.

- La nivelul mb interne mitocondriale are loc finalizarea glicolizei aerobe (fiecare molecula de glucoza produce 36 de molecule ATP, comparativ cu glicoliza anaeroba unde o molecula de glucoza genereaza doar 2 molecule de ATP)

Fosforilarea oxidativa Teoria cuplajului chemi-osmotic. Se realizeaza in 2 etape:

3. transportul electronilor activeaza pompa care pompeaza protonii in spatiul perimitocondrial

4. gradientul de protoni este utilizat de ATP sintetaza pentru producerea de ATP Oxidarea de substrat- mecanismul de furnizare a energiei presupune oxidarea prin dehidrogenare a

alimentelor (glucide, lipide, proteine), oxidare care se realizeaza in 3 etape: citoplasmatica, matriciala si membranara

primul nivel de degradare (etapa citoplasmatica)AGL sunt convertiti la acetil-coAGlucoza este convertita la piruvat prin calea Embden Meyerhoff

Al doilea nivel de degradare (etapa matriciala)Oxidarea acetil-coA, pe parcursul fiecarei ture a ciclului citric, determina formarea urmatoarelor componente:

2 CO2 – ce urmeaza a fi eliminat din celula 3 NADH 1FADH2

cele 3 molecule de NADH si molecula de FADH2 transfera cate 2 electroni pe moleculele acceptor aflate la nivelul mb interne mitocondriale, fapt ce va determina reducerea oxigenului si producerea apei (in cadrul lantului respirator) si concomitent producerea de ATP

Lantul respirator (etapa membranara): reprezinta un lant transportor de electroni localizat la nivelul mb interne. Determina formarea apei si pomparea protonilor spre spatiul perimitocondrial

Fosforilarea oxidativa: finalitatea acestui proces este sinteza ATP-ului. Oxidarea unei molecule de NADH produce 3 ATP, iar 1 molecula de FADH2 furnizeaza 2 ATP.

Factori care influenteaza fosforilarea oxidativa: Realizarea gradientului electrochimic optim Integritatea mb interne Interventia factorilor chimici: inhibitorii transferului de

electroni, decuplantii fosforilarii oxidative si inhibitorii transferului de energie.

Producerea de precursori pentru diferite biosinteze Precursori ai neoglucogenezei

Acidul oxaloaceticAcidul lacticAcidul -cetoglutaric

Precursori ai biosintezei acizilor grasiAcetil-CoA

Precursori ai urogenezeiAmoniacul

Precursorii biosintezei AA si porfirinelorUnii intermediari ai ciclului Krebs, care provin din degradarea AA, reprezinta in acelasi timp precursori pentru sinteza de noi AA. Ex: glutamina, prolina, ac glutamic

49. MITOCONDRIA: modificari patologice si implicatii medicale

Modificari de ultrastructura mitocondriala Gigantismul mitocondrial

Talia depaseste 15 µApare in stari fiziologice (hiperactivitate) sau patologice:

Hepatita virala, tumori ovariene, miopatii Tumefactia sau turgescenta:

Cresterea globala a taliei, largirea spatiului perimitocondrial, scaderea nr-lui de cristeApare in cursul hipoxiei, carentelor proteice si de vitamina B2, hepatita virala si febra galbena

Retractia mitocondrialaSe caracterizeaza prin scaderea volumului si densificarea matricei

Distrugerea mitocondriilorIsi pierd cristele, membrana se fragmenteaza si continutul se raspandeste in citoplasma

Acumulari intramitocondriale de produsi citoplasmaticiGlicogenul sau alte incluziuni mitocondriale

Maladiile mitocondriale- maladiile mitocondriale sunt boli metabolice datorate deficientei unei enzime localizata in unul dintre compartimentele mitocondriale. Cauze: Anomalii de trasnport intramitocondrial Anomalii de utilizare intramitocondriala a substraturilor Anomalii ale lantului respirator (citopatii)- ADN –ul mitocondrial poate suferi frecvent mutatii care afecteaza functia

celulara, functia organitului si conduc la aparitia unor boli particulare, cum sunt: bolile neurologice degenerative (Parkinson si Alzheimer), neuropatia optica ereditara Leber, miopatia mitocondriala etc.

Mitocondria si cancerul Variatii numerice Alterari structurale Cresterea dimensiunilor mitocondriale

Mitocondria si ischemia cardiaca- ischemia cardiaca este caracterizata de diminuarea fluxului sanguin

coronarian, deci de diminuarea aportului de substraturi si oxigen. Aceste deficite conduc in mod direct la scaderea productiei intracelulare de ATP

- in mod normal, cantitataea de ATP necesara asigurarii contractiei timp de 24 de ore este de 5 kg.

- atunci cand survine ischemia, acizii grasi devin aproape in exclusivitate substratul energogen al celulei cardiace. In acest caz, acetil-CoA se acumuleaza in mitocondrie si inhiva piruvat dehidrogenaza. Calea de oxidare a glucozei in acest caz este blocata.

- Tratament: trimetazina

50. LIZOZOMII: structura, ultrastructura, organizare moleculara, origine, roluri generale

- lizozomii sunt organite implicate in digestia intracelulara.- Au fost descoperiti prin tehnica de fractionare celulara de Christian de Duve

in1950 Structura si ultrastructura

- sunt prezenti in toate celulele cu exceptia hematiei adulte, dar mai bine reprezentait in celulele implicate in mecanisme de aparare nespecifica (microfage si macrofage)

- in MO – coloratii bazice (azur II, APT Dragan) sau metode de evidentiere a fosfatazei acide (Gomori)

- in ME – apar delimitati de o mb trilaminata. Organizare moleculara

- mb lizozomala – de natura lipoproteica. Proteinele mb sunt reprezentate de:o proteine transportoare – pt produsii rezultati in urma digestieio pompa de protoni – mentine pH la 5o proteine mb glicozilate: asigura protectia impotriva actiunii litice a

enzimelor lizozomale- matricea - continut crescut in hidrolaze acide. Enzimele se caracterizeaza prin

latenta, devenind active la un pH de 5 si inactive la pH de 7,2. Origine

- formarea lizozomilor este un proces complex realizat in multiple etape:o producerea endozomilor tardivi – mecanism realizat cu participarea

aparatului de sinteza si secretie celularao formarea lizozomilor – matricea endozomului tardiv are pH de 6 si contine

precursorii inactivi ai enzimelor. Momentul cand endozomii tardivi dau nastere la lizozomi este atunci cand pH scade la 5.

- in functie de provenienta, materialele care urmeaza a fi degradate sunt livrate lizozomilor pe trei cai:

o endocitoza macromoleculelor odata cu lichidul extracelular (pinocitoza)o autofagiao fagocitoza

Roluri generale- datorita continutului enzimatic, lizozomii intervin in viata celulara asigurand


51. LIZOZOMII: roluri specifice in diferite tipuri celulare, implicatii medicale

Roluri generale:- datorita continutului enzimatic, lizozomii intervin in viata celulara asigurand


Roluri specifice in diferite tipuri celulare- celulele sistemului fagocitar mononuclear

o sunt celule specializate in apararea si curatirea organismuluio ele endociteaza elemente celulare imbatranite si microorganisme straine,

care apoi sunt distruse prin actiunea enzimelor eliberate de lizozomi.- Celulele tubilor contorti distali ai nefronului

o Sunt celule specializate in reabsorbtia apei, AA, glucozei si a unei mari cantitati de minerale continute in urina primara; in acest caz, lizozomii asigura degradarea proteinelor reabsorbite

- Celulele secretoare ale glandelor endocrineo In acest tip celular lizozomii realizeaza digestia secretiilor hormonale

excedentare (crinofagie)- Spermatozoizi

o In cursul procesului de spermiogeneza, lizozomii spermatidelor fuzioneaza si formeaza acrozomul.

- Fenomene de autofagieo Lizozomii sunt implicati in remanierea tisulara din cursul vietii fetale cum

sunt perforarea pupilei si disparitia mb interdigitale- Remanierea osoasa

Implicatii medicale3. Boli datorate unei activitati scazute a hidrolazelor

o boli determinate genetic

absenta sau malsinteza uneia din hidrolazele lizozomale determina imposibilitatea digestiei substratului si acumularea acestuia pana la intoxicarea functiilor citoplasmei si moartea celulei.

Maladiile pot fi clasificate in functia de natura substratului Lipidoze Glicogenoze

o Boli dobandite in timpul vietii Hemosiderozele – acumularea de hemosiderina (pigment rezultat

din degradarea hemoglobinei) Antracoza – acumularea de praf de carbune Sideroza – acumularea de particule de fier Argiria – apare in cazul administrarii in cantitati mari a

medicamentelor care contin saruri de argint4. Albinismul

o Melanocitele produc melanina pe care o stocheaza in lizozomi, numiti melanozomi. In cazul in care exocitoza pigmentului este blocata apare hipopigmentarea pielii, maladie genetica cunoscuta sub numele de albinism

52. PEROXIZOMII

- sunt organite celulare implicate in numeroase functii metabolice esentiale- sunt mai numerosi in ficat, rinichi, SNC si SNP, retina

Ultrastructura- sunt inconjurati de o singura membrana trilaminata, mozaicata- matricea este densa, cu aspect granular si bogata in enzime oxidative- datorita concentratiei enzimatice foarte ridicata, matricea peroxizomala prezinta o

zona centrala densa, numita “cristaloid” cu o structura ordonata, cristalina, alcatuit din uratoxidaza

Organizare moleculara:- atat proteinele care participa la fomarea mb cat si enzimele matriciale sunt

sintetizate de poliribozomi liberi din citoplasma si apoi importate in peroxizomi.- Pana la ora actuala au fost identificate 23 de proteine structurale numite peroxine

si aprox 60 de enzime. Biogeneza

- noii peroxizomi se formeaza din precursori peroxizomali, prin cresterea si fisiunea acestora.

Functii- peroxizomii utilizeaza oxigenul molecular si peroxidul de hidrogen pentru a

realiza reactii oxidative4. Producerea H2O2 cu scop de detoxifiere

- Peroxizomii utilizeaza O molecular pentru a elimina atomii de H din substante organice specifice; aceste reactii oxidative conduc la formarea peroxidului de hidrogen (H2O2)

- Reactiile oxidative se desfasoara in special in ficat si rinichi unde are loc procesul de detoxifiere a diferitelor molecule toxice care intra apoi in circulatia sanguina

- Apa oxigenata este toxic celular deoarece formeaza radicali liberi care influenteaza negativ proteinele si acizii nucleici. Din aceasta cauza, H2O2 in exces este oxidata de catalaza.

5. Oxidarea acizilor grasi6. Sinteza plasmalogeniilor

Implicatii medicale- defectele de import ale proteinelor peroxizomale duc la suntrom hepato-

cerebro-renal Zellweger- alterarea functiei de oxidare a acizilor grasi conduce la aparitia bolilor

numite adrenoleucodistrofii – boli genetice caracterizate prin manifestari neurologice determinate de distrugerea progresiva a substantei albe din sistemul nervos si a medulosuprarenalei

- maladia Refsum – acumularea de sange si tesuturi a acidului fitanic

53. CICLUL CELULAR

Definirea conceptului- una dintre caracteristicile fundamentale ale celulelor care alcatuiesc organeismele

vii este reproducerea celulara.- Celulele se reproduc in cadrul unui ciclu de duplicare si divizare, numit ciclu

celular. Fazele ciclului celular

- ciclul celular reprezinta perioada de timp cuprinsa intre terminarea diviziunii ce a dat nastere unei celule pana in momentul in care aceasta celula isi desavarseste propria diviziune.

- Astfel, ciclul celular are 2 faze distincte:o Diviziunea celulara (M-mitoza)o Perioada dintre 2 diviziuni succesive numite interfaza (aici au loc sinteze

de ADN, ARN si proteine)- Ciclul celular este alcatuit din 4 faze succesive

o G1 – perioada cuprinsa intre sfarsitul mitozei si inceputul sintezei de ADN.

Se caracterizeaza prin sinteza de ARN si proteine. Materialul nuclear este 2n, iar cei 46 de cormozomi sunt

unicromatidieni Daca celulele din G1 nu intra in procesul de replicare a ADN-ului,

ele pot trece intr-o perioada de pauza a ciclului celular – G0o S – perioada in care se sintetizeaza ADN-ul prin replicare dupa model

semiconservativ Cromozomii devin bicromatidieni Materialul nuclear corespunde 4n

o G2 – perioada cuprinsa intre sfarsitul sintezei de ADN si inceputul mitozei.

Caracterizata de transcriptia materialului genetic si biosinteza proteinelor necesare derularii mitozei.

Materialul genetic este 4no M – este perioada de diviziune sau mitoza

Materialul nuclear si citoplasmatic este impartit intre cele 2 celule fiice

La finalul mitozei continutul in ADN devine 2n pentru fiecare celula fiica

Clasificarea tipurilor celulare in functie de parcurgerea ciclului celular- celule care si-au pierdut capacitatea de a se divide, fiind oprite in faza G0

(neuronii si celulele musculare striate)- celule care au capacitate scazuta de a se divide, dar care in conditii speciale isi

accelereaza ritmul mitotic (celule din ficat, rinichi, plamani, glande endocrine)- celule care au capacitate mare de diviziune (epiderm, maduva hematogena,

celulele linei spermatice ) Durata ciclului celular

- perioada G1 este cea mai lunga perioada a ciclului si variaza in functie de tipul celular, in timp ce faza S poate varia de la cateva minute pentru celulele embironare pana la cateva ore la celulele somatice. Fazele G2 si M sunt mai scurte

- durata ciclului celular este variabila in fct de specie si tip celular (embrionii de muste 8 minute, levurile 2 ore, celulele epiteliale intestinale 12 ore, iar hepatocitele 1 an)

Punctele de control ale ciclului celular- punctul de control G1- Punctul de control G2- Punctul de control al metafazei

Sistemul de control al ciclului celular- are rolul de a activa in timp util enzimele si proteinele responsabile de realizaarea

fiecarui proces, precum si de a le dezactiva odata ce procesul s-a incheiat- principala clasa de proteine apartinand sistemului de control este reprezentata de

serin-treonin kinaze (Cdk) deoarece sunt dependente de cicline (enzime capabile sa activeze proteinele tinta prin fosforilare)

54. CARACTERELE GENERALE ALE NUCLEULUI INTERFAZIC

- nucleul este prezent in toate celulele, cu exceptia hematiei adulte circulante, indeplinind urmatoarele functii:

o prin intermediul ADN-ului asigura sinteza, conservarea si transmiterea informatiei genetice

o prin intermediul proceselor de transcriptie si translatie asigura reglarea si controlul proceselor vitale.

Caracterele morfologice (in MO)- fiind o strucutra predominant acida, evidentierea caracterelor morfologice ale

nucleului se realizeaza cu coloranti bazici. Studiul acestor caractere se realizeaza prin coroborarea urmatorilor parametri:

o forma rotund ovalara – ovul, limfocit, timocit alungita – celulele musculare striate scheletale sau musculare

netede lobata sau polilobata – polimorfonucleare nucleu inmugurit – megacariocite forma neregulata – celula maligna

o numarul anucleate – hematia adulta mononucleate – marea majoritate a celulelor binucleate – 7-8% din hepatocite multinucleate – osteoclastele, fibra musculara striata scheletala

o asezarea centrala excentrica – in celulele cu polaritate functionala periferica – adipocitul alb

o dimensiunile variaza de la 4 µ la spermatozoid pana la 20 µ la nucleul ovulului

o raportul nucleo/citoplasmatic Rn/c = Vn/Vc-Vn, unde Vn=volumul nuclear si Vc=volumul

celular Cuprins intre 1/3 si 1/20.

Ultrastructura- in interfaza, nucleul celulelor eucariote este alcatuit din:

o invelis nuclear o nucleoplasmao cromatinao nucleol

55. MEMBRANA NUCLEARA: ultrastructura, compozitie chimica, roluri. Implicatii medicale ale

laminelor nucleare

Ultrastructura- structura fundamentala a invelisului nuclear este apare in ME format din 2

membrane concentrice (externa si interna) care se afla in continuitate una cu cealalta, precum si cu reticulul endoplasmic

- cele 2 membrane sunt separate intre ele de un spatiu, numit spatiu perinuclear, care comunica cu lumenul reticulului endoplasmatic.

- In locurile in care mb externa fuzioneaza cu mb interna se formeaza porii nucleari- Membrana externa – este trilaminata, prezinta ribozomi atasati si se continua cu

reticulul endoplasmatic- Membrana interna – este lipsita de ribozomi, aderenta de nucleoplasma- Lamina nucleara – fata interna a mb nucleare este tapetata de o retea

bidimensionala proteica, numita lamina nucleara. o Proteinele care alcatuiesc lamina nucleara sunt filamente intermediare

numite laminele A, B si C.o Implicatii medicale

Distrofia musculara Dreifuss – mutatia genelor pentru lamininele A

Lipodistrofia de tip Dunningan – pierderea progresiva a tesutului adipos la nivelul trunchiului si membrelor, concomitent cu cresterea depunerilor de lipide la nivelul fetei si spatelui

Displazia acro-mandibulara Maladia Charcot Marie Tooth – neuropatie periferica caracterizata

prin atrofie musculara si abolirea reflexelor osteotendinoase Progeria (sau sindromul prematur Hutchinson) – accelerarea

procesului de imbatranire; determinata de diminuarea cantitativa a lamininei A sau prin alterari calitative a proteinei numita progerina

Compozitie chimica- 30 % lipide- 65 % proteine- 4 % ARN- 1 % ADN

Roluri- schimburi nucleo-citoplasmatice – prin intermediul protilor nucleari- participarea la realizarea reactiilor metabolice – fiind o forma particulara de

reticul endoplasmic, membrana nucleara prezinta un echipament enzimatic asemanator cu al acestuia si realizeaza reactii metabolice cvasiidentice

56. CROMATINA: clasificare, organizare moleculara, vizualizare in MO si ME, rol








Organizare Moleculara:- nucleul contine aproape toata informatia genetica sub forma de ADN- ADN-ul este format din 4 nucleotide: 2 contin baze purinice (A si G), iar 2 contin

baze pirimidinice (T si C). - Structura de baza a ADN este formata din 2 lanturi polinucleotidice care stabilesc

legaturi de H intre A si T si intre G si C. cele 2 catene sunt antiparalel, complementare si rasucite, formand un dublu helix cu un diametru de 2 nm

- Nucleotidele nu sunt aranjate la intamplare, ci in asa fel incat 3 litere sa formeze un cuvant, care sa semnifice un AA. Fiecare “cuvant” poarta numele de codon.

- ADN cromozomial asociat cu proteinele nucleare si resturi de ARN formeaza cromatina.

- Dpdv biochimice proteinele asociate ADN se clasifica in:o Proteine nonhistonice:

proteine structurale care intra in structura cromozomilor, proteine reglatoare implicate in reglarea genelor enzime de tipul ARN si ADN polimeraze

o Proteine histonice Bogate in arginina si lizina Sarcina puternic pozitiva si caracter bazic 5 tipuri de histone: H1, H2a, H2b, H3, H4

57. CROMATINA: clasificare. Cromatina Barr







heterocromatina constitutiva

nucleozom

heterocromadina facultativa: cromatina Barr Cromatina Barr

- a fost descrisa de Barr si Bertram si mai poarta denumirea de cromatina sexuala sau corpuscul Barr

- este prezenta in 20% din celulele sexului feminin si in mod normal lipseste la sexul masculin

- reprezinta o heterocromatinizare inerfazica a unuia din comozomii X care devine inaciv dpdv genetic; inactivarea se produce la 15 zile de la fecundatie la embrionul de sex feminin

- se poate pune in evidenta in celulele mucoasei bucale unde apare atasata de membrana interna a nucleului, in neuroni unde este atasata nucleolului si in pmn neutrofile, unde are forma unui “bat de toba”.

- Evidentierea corpusculului Barr este utilizata in orientarea diagnosticului anomaliilor cormozomiale de tip sindrom Turner, sindrom triploX si sindrom Klinefelter.

58. ORGANIZAREA MOLECULARA SI SUPRAMOLECULARA A CRIMATINEI:

nucleozomul, fibra A si fibra B

- nucleozomul este unitatea de baza a cromatinei si prin repetare formeaza structura filamentului de cromatina, conferind aspectul de “margele pe sarma”, observat in microscopie electronica

- nucleozomul este format dintr-un miez proteic numit octamer pe care se dispune o dubla spira de ADN dublu catenar.

- Octamerul poarta aceasta denumire deoarece este format din 8 molecule, cate doua din fiecare din proteinele histonice H2a, H2b, H3 si H4. Histona H1 este implicata in legarea nucleozomilor.

- Lungimea ADN-ului care inconjoara octamerul este de 146 de perechi de nucleotide, iar filamentul total de ADN din alcatuirea nucleozomului, de aproximativ 200 de perechi de nucleotide.

- La ora actuala, din multele modele de dispunere al nucleozomilor propuse, modelul “in zig-zag” este considerat cel mai coerent.

59. NUCLEOLUL

- nucleolul este un organit nuclear prezent in toate celulele eucariote cu exceptia primelor blastomere care nu realizeaza biosinteza proteica

- este prezent pe intreaga perioada a interfazei Morfologie

- In MO se coloreaza intents bazofil sau intens argentofil

- Numarul – in raport direct cu gradul de ploidie (1-2 in celulele diploide, si pana la 10-12 in celulele maligne)

- Dimensiunea – 1-7µ (aproximativ 1/3 din volumul nucleului)- Pozitionarea – centrala sau excentrica, in functie de momentul functional

Ultrastructura- centru fibrilar- componenta firilara densa – formata din ADN cromozomial care joaca rol de

organizator nucleolar- componenta granulara – reprezentata de precursorii ARN-urilor ribozomale- componenta amorfa – umple spatiul dintre celelalte componente

Organizare moleculara - ADN – 3%- ARN – 7 %- Proteine – 90%

Rolul nucleolului- rolul principal al nucleolului este biogeneza ribozomilor. In nucleol se intetizeaza

tipurile de ARN ribozomal care participa la formarea subunitatilor ribozomale care trec prin porii nucleari in citoplasma unde se matureaza, formandu-se ribozomii capabili de sinteza proteica

Factori care influenteaza activitatea nucleolului- substante inhibitoare: caldura, razele X si UV, toxine microbiene si agenti

chimici.- Substante stimulatoare: pilocarpina sau infectii virale cu adenovirusuri

63. Translatia (biosinteza proteica): etape si factori inhibitori

- are loc in citoplasma, la nivelul poliribozomilor, cu respectarea urmatoarelor reguli:

> c% intracitoplasmatica a ionilor de Mg++ trebuie sa atinga pragul de 10-3

> ARNm este citit in directia 5’-3’> sinteza se desf. de la capatul amino spre cel carboxil al lantului

polipeptidic> natura lantului sintetizat este determinata exclusiv de ARNm si nu de

natura ribozomului

Etape:

a) FAZA DE INITIERE – este formarea complexului de initiere care cuprinde - ARNm

- subunitatile ribozomale

- ARNt initiator

- se realizeaza in etape succesive:

1. La EK, ARNt initiator transporta metionina; la sf. sintezei lantului polipeptidic, metionina va fi eliberata de o proteaza specifica, ceea ce explica faptul ca nu toate proteinele incep cu metionina.

2. ARNt initiator se ataseaza pe subunitatea mica ribozomala impreuna cu niste proteine: “factori de initiere la EK” si a unei molecule de GTP.

3. Subunitatea mica se ataseaza pe ARNm si se deplaseaza in directia 5’-3’, in cautarea primului codon AUG.

4. La nivelul codonului AUG, pierde factorii de initiere si consuma GTP pt. a atasa subunitatea mare.

5. Subunitatea mare se ataseaza in asa fel incat ARNt initiator sa se plaseze pe locusul P (peptidil), locusul A (aminoacil) fiind inca liber.

6. In citoplasma, un alt ARNt fixeaza specific un AA impreuna cu care formeaza un aminoacil-ARNt, care se va atasa pe locusul A.

7. Subunitatea mare se deplaseaza spre capatul 3’, fenomen numit translocare.

8. Intre metionina si primul AA are loc formarea primei legaturi peptidice, catalizata de peptidil transferaza.

b) FAZA DE ELONGARE

- consta in insertia succesiva de AA si formarea de leg. polipeptidice intre acestia- mecanismul se desf. in cicluri de atasare a unui nou aminoacil-ARNt pe locusul

A, translocarea subunitatii mari si formarea leg. polipetidice- la sfarsitul oricarui ciclu, locusul A ramane liber

c) FAZA DE TERMINARE

- pe locusul A ajunge un codon pt. care in citoplasma nu exista ARNt cu anticodon complementar

- exista 3 codoni nonsens: UAA, UAG, UGA (codoni stop)

Factori inhibitori:

1. Eritromicina – blocheaza translocatia pe ribozomi

2. Puromicina – determina terminarea prematura a lantului polipeptidic

3. Ciclohexamida – blocheaza translocarea pe ribozomi

4. Anizomicina – inhiba activitatea peptidil transferazei

5. Tetraciclina – blocheaza legarea aminoacil-ARNt la situsul A al ribozomului

6. Streptomicina – blocheaza trecerea de la initiere la elongatia lantului polipeptidic prin actiunea sa pe subunitatea mica sau produce citirea gresita a ARNm

7. Cloramfenicol – blocheaza activitatea peptidil transferazei

8. Mitomicina – impiedica separarea catenelor complementare a AND

9. Acidul nalidixic – inhiba AND-giraza

10. Rifampicina, α-amanitina – blocheaza sinteza ARN prin inhibarea ARN-polimerazei

11. Neomicina, kanamicina – determina erori in citirea codului genetic

12. Toxina difterica – inhiba translocarea

64. Mitoza: schema generala, tipuri, faze si aspecte morfologice

Schema generala:

- este mecanismul ce asigura transmiterea si conservarea informatiei genetice stocata in ADN-ul celular, fenomen realizabil datorita autoreplicarii semiconservative a ADN

- la EK, cromozomii se duplica in timpul fazei S a ciclului celular- in timpul mitozei are loc condensarea materialului genetic si individualizarea

cromozomilor care devin vizibili- fiecare cromozom este format din 2 cromatide identice unite la nivelul

centromerului- o celula diploida prezinta 2 garnituri de cromozomi omologi, garnituri ce provin

din gametul masculin si cel feminin, ascocierea lor fiind realizata in urma fecundarii- cromozomii omologi sunt asemanatori, nu identici

- prin mitoza se transmite de la celula mama la celulele fiice (2) aceeasi cantitate si calitate a informatiei genetice dinaintea duplicarii cromozomilor

- la sfarsitul mitozei, fiecare celula fiica se afla la inceputul unui ciclu celular (faza G1)

Tipuri (clasificare):

1. In functie de modificarile membranei nucleare

- mitoza deschisa = fragmentarea progresiva a invelisului nuclear, componentele celor 2 compartimente se amesteca

- mitoza inchisa = nu se rupe invelisul nuclear

2. In functie de participarea complexelor centriolare si a asterilor

- complexul centriolar = ansamblul format dintr-un centrozom si materialul pericentriolar care il inconjoara

- aster/centrosfera = ansamblul format de un complex centriolar si fibrele asterine ce il inconjoara

- din acest motiv, acest tip de mitoza poarta denumirea de mitoza asterala- la vegetalele inferioare, complexele centriolare si asterii sunt absenti, rezultand mitoza anastrala

3. In functie de partajarea materialului genetic la cele 2 celule fiice

- mitoza homoplastica/homotipica = celule fiice identice intre ele si cu celula mama

- mitoza heteroplastica/heterotipica = celulele fiice difera intre ele dpdv genetic si citoplasmatic

- mitoza homoheteroplastica/homoheterotipica = una din celulele fiice este identica cu celula mama, iar cealalta difera

- mitoza de diferentiere/de intinerire = celule fiice cu grad redus de diferentiere fata de celula mama

Faze + aspecte morfologice:

A. Profaza (inainte de fragmentarea invelisului nuclear)

1. Modificari citoplasmatice:- la sfarsitul interfazei, centrul celular se gaseste in imediata apropiere a

nucleului- din materialul pericentriolar se polimerizeaza progresiv microtubuli, care se

dispun in jurul centrozomului formand un aster- se polimerizeaza inca o categorie de microtubuli- cei doi asteri formati migreaza in directii opuse microtubulilor a.î. la sfarsitul

profazei cele 2 complexe centriolare vor fi plasate la polii celulei- are loc scaderea vascozitatii citoplasmei- depresionare progresiva a membranei nucleare- dezorganizare progresiva a RE si gruparea mitocondriilor la periferia

nucleului

2. Modificari nucleare:- creste volumul nucleului- cromozomii apar ca filamente alungite cu spiralizare minora- condensarea materialului genetic se accentueaza progresiv- incepe fragmentarea invelisului nuclear si a nucleolilor

B. Profaza (dupa fragmentarea invelisului nuclear=premetafaza)

- diferentierea progresiva a cinetocorilor care devin functionali si se comporta ca centri organizatori ai microtubulilor; microtubulii care se polimerizeaza de la acest nivel = microtubuli cinetocorieni/cromozomali

- cromozomii isi modifica pozitia astfel incat cinetocorii lor sa se orienteze spre cei 2 poli ai fusului de diviziune

- microtubulii cinetocorieni se alungesc progresiv determinand migrarea asincrona a cromozomilor spre planul ecuatorial al fusului de diviziune

C. Metafaza

- cromozomii se aliniaza pe placa ecuatoriala- spiralizarea cromozomiala este maxima, iar mobilitatea minima- fusul de diviziune este complet format si simetric in raport cu planul ecuatorial- microtubulii care participa la formarea fusului: polari, cinetocorieni, liberi- RE=dezorganizat, mitocondriile se aglomereaza in jurul fusului de diviziune- permeabilitatea membranei scade

D. Anafaza

= clivajul longitudinal al cromozomilor la nivelul centromerului, stadiu caracterizat prin doua evenimente distincte:

1. migrarea cromozomilor spre poli, determinata de scurtarea progresiva a microtubulilor cinetocorieni

2. alungirea fusului de diviziune prin alungirea microtubulilor polari

- debutul anafazei: clivajul si migrarea cromozomilor- anafaza terminala: alungirea fusului si continuarea deplasarii cromozomilor spre poli

E. Telofaza

- cele doua garnituri cromozomiale au atins polii fusului de diviziune- au loc doua evenimente majore

> reconstituirea nucleilor celor 2 celule fiice> finalizarea citodierezei

1. Modificari nucleare:- invelisul nuclear incepe sa se reformeze- volumul nucleului la sfarsitul telofazei este mic- cromozomii se despiralizeaza- nucleolul se reformeaza

2. Modificari citoplasmatice:- microtubulii telofazici: cei polari se depolimerizeaza, iar cei interzonali se

apropie si fuzioneaza, rezultand un fascicul- creste vascozitatea- citodiereza: partajarea citoplasmei in cele 2 celule fiice, incepe la sfarsitul

anafazei si continua pe tot parcursul telofazei

65. Mitoza: factori stimulatori si inhibitori

Factori stimulatori:

*proprii celulari:a) raportul nucleo-citoplasmatic:

- volumul citoplasmei creste mult mai rapid decat cel al nucleului, nucleul devenind incapabil de a controla un volum de citoplasma mult crescut, iar celula este obligata sa intre in diviziune

b) semnalele citoplasmatice:- un nucleu preluat dintr-un neuron adult si introdus intr-un zigot care a

fost enucleat, creste si intra in faza S, deci s-a presupus ca citoplasma zigotului contine factori capabili de a initia diviziunea

*extracelulari:a) reglarea proliferarii celulare in organism – se manifesta prin mai multe

aspecte:- hepatectomia partiala stimuleaza proliferarea celulelor hepatice,

proliferare care se opreste cand masa ficatului a fost restabilita- localizarea celulelor asigura un control asupra ritmului mitotic- hormonii, factorii de crestere, vitaminele = controlul proliferarii

celulelor in vivo

b) factori exogeni (influenteaza viteza de derulare a ciclului celular)> fizici> chimici

- cresterea temp. accelereaza ritmul mitozei, iar absenta luminii il incetineste

- radiatia X determina blocajul sintezei de ADN

Factori inhibitori:

a) “Orologiul biologic” – limiteaza puterea de diviziune a celulelor (celulele se divid de un nr. limitat de ori, determinat genetic)

b) Substante chimice (inhibitori ai mitozei)> inhibarea replicarii> inhibarea transcriptiei si/sau traducerii> inhibarea polimerizarii aparatului mitotic

66. Meioza: schema generala, tipuri, faze si aspecte morfologice

Schema generala:

- este un mecanism particular de diviziune celulara care porneste de la o celula mama diploida si conduce la formarea a 4 celule fiice haploide, numite gameti

- conduce la constituirea unor linii celulare in care nucleii celulelor fiice contin acelasi numar si acelasi tip de cromozomi

- realizeaza simpla continuitate a caracterelor ereditare de la o generatie celulara la alta

Faze si aspecte morfologice:

A. Meioza I

Profaza I: (lunga, poate dura ani, fiind divizata in 5 stadii succesive)

a) leptoten: - spiralizarea cromatinei (laxa, cu exceptia cromomerilor) - telomerele raman atasate pe foita interna a membranei nucleare

printr-o plica de atasare - cromozomii sunt bicromatidici

b) zigoten: - cromozomii omologi intra in contact, la inceput din loc in loc, apoi pe toata suprafata lor

- fiecare asociere dintre 2 cromozomi omologi = un bivalent - are loc continuarea spiralizarii materialului genetic

c) pachiten: - stadiu foarte lung, continua spiralizarea cromozomilor - are loc crossing-over-ul (amestec al informatiei gentice) - transmiterea incrucisata a informatiei gentice este realiz. la nivelul

chiasmelor de o fractiune proteica numita: nodul de recombinare

d) diploten: - cromozomii ce formeaza un bivalent se indeparteaza unul de celalalt

- separarea nu este completa, cromozomii omologi ramanand atasati la nivelul chiasmelor, acolo unde a avut loc crossing-over-ul

e) diachinezis: - cei 2 cromozomi omologi tind sa se departeze din ce in ce mai mult si ating stadiul maxim de spiralizare, fenomen ce poarta denumirea de terminalizare (pt. ca odata cu separarea completa a cromozomilor ce formeaza un bivalent, se incheie profaza I)

Metafaza I:- dispare nucleolul si invelisul nuclear, formandu-se fusul de diviziune

Anafaza I:- are loc migrarea cromozomilor spre polii fusului de diviziune

Telofaza I:- cromozomii au atins polii- incepe polimerizarea fusului de diviziune- are loc refacerea nucleolilor si a invelisului nuclear

- are loc despiralizarea materialului genetic- citodiereza

B. Meioza II

Profaza II:- cromozomii incep sa se spiralizeze si sa formeze fiecare cate 2 cromatide unite

la nivelul unui centromer

Metafaza II:- se formeaza fusul de diviziune- cromozomii ating gradul maxim de spiralizare si se dispun in plan ecuatorial

Anafaza II:- centromerii se dubleaza- are loc clivajul longitudinal- cromozomii monocromatidici migreaza spre polii fusului de diviziune

Telofaza II:- refacerea nucleolilor si a invelisului nuclear- despiralizarea materialului genetic- depolimerizarea fusului de diviziune- realizarea citodierezei

Importanta:- permite realizarea:

> schimbului de material ereditar> segregarea aleatorie in fiecare celula sexuala a cromozomilor de origine

materna si paterna

- favorizeaza diversificarea caracterelor ereditare in cadrul speciilor

67. Ovogeneza si dezvoltarea foliculilor ovarieni

1. Faza de multiplicare:- dupa localizarea la nivelul ovarelor, ovogoniile incep sa se multiplice prin mitize

equationale- la om, multiplicarea are loc pana intr-a 15-a saptamana de viata intrauterina a

fatului de sex feminin

2. Faza de crestere si premeioza:- este o perioada indelungata ce incepe din viata fetala- debuteaza intre a 4-a si a 7-a luna de viata intrauterina- din totalul ovogoniilor, doar ~2 milioane intra in faza de crestere si poarta

numele de ovocite de ordin I- la nastere, nr. de ovocite de ordin I = 500.000, la 7 ani = 300.000 si doar 500

intra in faza de maturare pe parcursul vietii sexual active a femeii- de la pubertate pana la menopauza, grupuri succesive de ovocite de ordin I

intra intr-un ciclu sexual de 28 de zile, completandu-si cresterea si atingand maturitatea- in timpul fazei de crestere, ovocitul de ordin I ajunge la 140 µ, crestere datorata

unei importante activitati metabolice si acumularii a diferite materiale de natura exogena

- ovocitele de ordin I sunt celule diploide, la inceputul fazei de crestere ele intrand in premeioza (profaza I) si apoi ajungand in diploten, unde raman blocate

- in premeioza, nucleul ovocitului de ordin I este voluminos, prezinta nucleoli mari, nucleoplasma abundenta, iar apoi prin spiralizare rezulta cromozomi bivalenti

3. Faza de maturare:- este continuarea meiozei

a) prima diviziune meiotica (rezulta 2 celule haploide)- 1 celula cu talie mare = ovocitul de ordin II- 1 celula cu talie mica = primul globul polar- la sfarsitul acestei diviziuni are loc ovulatia = expulzia ovocitului de ordin

II si captarea sa de pavilionul trompei uterine (de regula o data la 28 zile)

b) a doua diviziune meiotica- ovocitul parcurge aceasta diviziune pana in metafaza, unde ramane

blocat- continuarea si finalizarea celei de-a doua diviziuni are loc numai in cazul

in care ovocitul de ordin II este activat de catre un spermatozoid- ovocitul de ordin II care finalizeaza ce-a de-a doua diviziune va da

nastere la 2 celule haploide: ovotida si al doilea globul polar

4. Foliculii ovarieni:a) primordiali sau primari

- ovocitul de ordin I blocat in etapa diploten a primei diviziuni meiotice se inconjoara de un strat de celule foliculare si alcatuieste un folicul primordial

- un numar mare degenereaza si sunt resorbiti, iar un numar mic maturati (maturarea = cresterea are loc concomitent cu cresterea de volum a ovocitului de ordin I, rezultand un folicul plin/folicul primar limitat de o membrana – membrana Slavjanski)

b) secundari- celulele foliculare continua sa se multiplice, iar tesutul conjunctiv se

condenseaza in jurul membranei Slavjanski formand teci concentrice, luand nastere foliculul secundar

c) tertiari sau cavitari- in evolutie, celulele foliculare se separa generand un antrum/cavitate- ovocitul de ordin I este inconjurat de zona pellucida (15-20 µ)- in general, unul dintre acesti foliculi ajunge la maturitate

d) foliculul matur/folicul de Graaf- poate atinge 10-15 mm- proemina la suprafata ovarului- contine un ovocit de ordin I care si-a incheiat prima diviziune meiotica si

a dat nastere unui ovocit de ordin II si primului globul polar, care ramane atasat in zona pellucida a ovocitului de ordin II

e) ponta ovulara- maturarea foliculului are loc in prima parte a ciclului sexual- ovulatia se produce intr-a 14-a zi a ciclului menstrual, avand loc prin

ruperea tecilor foliculare si expulzarea ovocitului de ordin II si a lichidului folicular- restul foliculului va avea o evolutie diferita in functie de evolutia

ovocitului de ordin II: > daca ovocitul de ordin II se matureaza prin fecundare => corpul galben> daca nu se produce fecundatia => corpul alb

68. Spermatogeneza si spermiogeneza

1. Faza de multiplicare- spermatogeneza se desfasoara in tubii seminiferi testiculari- multiplicarea spermatogoniilor are loc continuu, din perioada fetala, apoi activa

la pubertate si pana la senescenta- pe masura ce se inmultesc, celulele sunt impine in lumenul tubului seminifer;

unele nu se mai multiplica, ci incep sa creasca => spermatocite de ordin I- la periferie tubii seminiferi prezinta celule cu rol de sustinere, nutritie si

maturare a celulelor sexuale = celule Sertoli

2. Faza de crestere- durata scurta- spermatocitele de ordin I cresc, dar comparativ cu ovocitele, acumularea

substantelor de rezerva este modesta

3. Faza de maturare- incepe la pubertate si consta in realizarea meiozei si spermiogenezei

a) Meioza- spermatocitele de ordin I repr. celulele de la care debuteaza meioza- dupa prima diviziune meiotica, fiecare spermatocit de ordin I da nastere

la 2 spermatocite de ordin II- cea de-a doua diviziune meiotica se produce rapid, fiecare spermatocit

de ordin II da nastere la 2 spermatide, deci per total fiecare spermatocit de ordin I da nastere la 4 spermatide surori

b) Spermiogeneza- spermatidele nu prezinta caracterele citologice necesare mobilizarii si

deplasarii in tractul genital feminin, din aceasta cauza vor suferi modificari structurale si morfologice in sensul adaptarii formei la functie, proces ce se numeste spermiogeneza (~23 zile)

- spermatidele si spermiile se grupeaza in jurul celulelor Sertoli- mecanismul presupune modificari morfologice ale celulei in sine si ale

organitelor intracitoplasmatice

69. Diferentierea celulara

= procesul prin care celulele cu aceeasi informatie genetica ajung sa difere considerabil una de cealalta

- toate tipurile celulare iau nastere din celula-ou (zigotul)- procesul de diferentiere presupune 2 fenomene care se desfasoara paralel:

> dezvoltarea unor structuri specifice care se perfectioneaza treptat> pierderea posibilitatilor de dezvoltare in alte directii

- este implicata in:> reproducere> cresterea si dezvoltarea organismului> regenerarea celulelor si tesuturilor uzate in cursul vietii> evolutia speciilor si adaptarea organismului la mediu

- se desfasoara pe tot parcursul vietii individului- cuprinde 3 perioade:

> ontogeneza> cresterea, dezvoltarea si maturitatea> imbatranirea si moartea

- incepe in momentul fertilizarii oului- in cursul embriogenezei, celulele pluripotente sunt obligate sa aleaga un traseu

evolutiv, proces care se petrece sub actiunea unor factori extrinseci/inductori, iar celulele asupra carora actioneaza acesti factori = celule determinate

- dpdv genetic, atat celulele pluripotente, cat si cele determinate prezinta un genom complet, identic

Diferentierea tesuturilor si organelor cu pornire de la foitele embrionare:

- ectoderm: epidermul, SN, organele senzoriale, epiteliul cavitatii bucale si anale, amniosul, corionul

- mezoderm: epiteliul renal, uter, vagin, trompe uterine, pleura, sistemul osos, aparatul cardiovascular, corticosuprarenala

- endoderm: tub digestiv, ficat, pancreas, epiteliul laringelui, bronhii, timus, trahee

Tipuri:a) diferentiere intracelularab) diferentiere extracelulara

70. Caracterele celulelor diferentiate si nediferentiate

A. Diferentiate1. Functia specifica – prezenta2. Forma si structura specifica – adaptate functiei

ex: hematia – forma biconcava pt. a inmagazina o cantitate optima de hemoglobina

neuronii – prelungiri axonice pt. mobilizarea neurotransmitatorilor la distanta fata de locul lor de producere

3. Compozitie chimica specifica – difera de la un tip celular la altul4. Adezivitatea de substrat – sta la baza formarii tesuturilor si organelor5. Jonctionarea – solidarizarea celulelor6. Inhibitia capacitatii de diviziune – cu cat gradul de diferentiere este mai avansat,

cu atat capacitatea de diviziune este mai scazuta; din acest punct de vedere, celulele se clasifica in:

> celule inalt specializate (nu se divid): neuronul, cel. musculara, hematia

> celule diferentiate (divizibile): hepatocitul

> celule tinere, incomplet diferentiate (divizibile pt. autointretinere): enterocitul

7. Inhibitia de contact – cand densitatea populatiei celulare atinge nivelul optim, se opreste proliferarea (ex: fenomenul cicatrizarii)

B. Nediferentiate1. Lipsa functiei specifice – celulele au o singura functie: dau nastere unor celule

specializate in urma unor determinari succesive2. Lipsa structurii si formei specifice – celulele seamana intre ele3. Lipsa compozitiei chimice specifice4. Prezinta adezivitate de substrat5. Jonctionarea – jonctiuni de tip GAP6. Capacitate de diviziune crescuta7. Inhibitia de contact – cand densitatea celulara atinge un anumit grad, atat

migrarea cat si diviziunea celulara inceteaza

71. Caractere de diagnostic ale celulelor in diferite etape de viata

1. Stadiul de celula tanara:- forma rotund-ovalara- ultrastructura simpla- nucleu mare, eucromatic- raport N/C in favoarea nucleului- citoplasma bazofila (datorita nr. crescut de ribozomi)

2. Stadiul de celula adulta:- morfologie, structura, ultrastructura, functie caracteristica tipului celular din

care face parte

3. Stadiul de imbatranire:- scade volumul celular- scade ritmul mitotic- modificari nucleare: picnoza, carioliza, cariorexis- scade bazofilia

4. Stadiul de agonie:- modificari nucleare: cariorexis, carioliza- dezorganizarea RE- eliberare de fosfolipide cu formarea de “figuri mielinice”- incetinirea curentilor citoplasmatici

- incetinirea miscarilor prin pseudopode

5. Moartea celulara:- proces instantaneu- pseudopodele se retrag, celula devine rotunda- colorarea difuza a nucleului si citoplasmei cu coloranti vitali- balonizarea/contractarea mitocondriilor- dezorganizarea RE- modificari nucleare: cariorexis, carioliza

72. Ipoteze si teorii cu privire la imbatranirea si moartea celulara (enumerare). Ipoteza “mortii

programate” Hayflick. Rolul telomerazei

a) Ipoteza cresterii frecventei erorilor genetice in sinteza de proteine

b) Teoria acumularii radicalilor liberi

c) Ipoteza existentei unor mutatii somatice

d) Ipoteza scaderii eficientei sistemului imun de supraveghere

e) Teoria mortii celulare programate- sustine ca fiecare tip de celula are inscris in programul genetic o anumita durata

de viata, dupa care celula moare- in sprijinul acestei teorii stau experimentele efectuate de Hayflick:

> el a cultivat fibroblastele din piele si a demonstrat ca cele provenite din tesutul embrionar se divid exact de 50 de ori, dupa care celula moare

> daca fibroblastele sunt recoltate de la persoane de varste diferite, numarul diviziunilor scade treptat, cu varsta

> daca culturile sunt inghetate (chiar mai multi ani), acestea se divid exact de atatea ori ca acelea de aceeasi generatie, neinghetate

> la ora actuala, aceste teorii sunt controversate

Rolul telomerazelor:- dupa un nr. definit de diviziuni celulare, celulele somatice intra in senescenta- acest nr. de diviziuni este controlat de de niste structuri numite telomere- telomerele se scurteaza la fiecare parcurgere a ciclului celular si determina

acumularea de anomalii genetice- in celulele germinale, scurtarea cromozomilor este evitata gratie unei enzime

numita telomeraza

- introducerea telomerazelor in celulele somatice creste considerabil durata lor de viata

73. Apoptoza: definitie, aspecte morfologice, diagnostic diferential cu necroza

Definitie:- apoptoza = moartea celulara programata, proces autoreglat genetic- este o forma de moarte celulara care permite inlocuirea celulelor lezate fara sa

antreneze mecanisme inflamatorii si fara sa produca leziuni la nivelul celulelor adiacente, intervenind in mentinerea normala a turn-over-ului celular

- procesul de mentinere a homeostaziei este asigurat de 2 mecanisme de importanta majora: proliferarea celulara si apoptoza

- in cursul embriogenezei, fenomenul de moarte celulara programata permite conturarea formei organelor prin eliminarea celulelor in exces

Aspecte morfologice:- apoptoza poate fi identificata in MO, dar mai ales in ME- criterii de diagnostic:

> modificari nucleare> citoplasma condensata> la suprafata celulei apar protuberante de diferite dimensiuni> corpii apoptotici – contin de regula un fragment nuclear cu cromatina

localizata in semicercuri periferice bine delimitate si o zona de citoplasma bine condensata, cu organite bine conservate

> degradarea corpilor apoptotici> corpii apoptotici care nu sunt fagocitati sufera modificari degenerative

asemanatoare cu cele din necroza

Diagnosticul diferential cu necroza:- se realizeaza prin analiza a doi parametri:

* modificari ultrastructurale:- masele de cromatina au contur neregulat- nucleul nu prezinta inmuguriri si nu formeaza fragmente

distincte invelite de membrana- membranele organitelor, cat si cea de suprafata se

fragmenteaza, iar organitele sufera modificari usor vizibile (ex: aparitia unor grupari dense in matricea mitocondriala)

* modificari suprastructurale:

- necroza afecteaza grupari de celule adiacente si de regula se insoteste de caractere inflamatorii

- celulele necrotice sunt fagocitate de celulele sistemului fagocitar mononuclear

12. CARACTERELE SISTEMELOR BIOLOGICE

1. CARACTERUL ISTORIC- pentru a putea explica organizarea si comportarea unui sistem biologic nu este

suficienta cunoasterea parametrilor sai actuali, ci trebuie cunoscute si istoria sistemului, trecutul lui si legaturile lui de inrudire; diversificarea- 600 milioane de ani

- Evolutia celulei : archebacterium (3.5 miliarde) – eucariote (amimale, fungi, plante, protiste-1.5)

2. CARACTERUL INFORMATIONAL- Sistemele biologice mostenesc de la sistemele precedente un important stoc informational la care se adauga propria informatie dobandita prin relatia cu mediul- Unitatea informationala a celulei este CODONUL (un codon semnifica un aminoacid)- In procesele de transmitere a informatiei in sau intre sistemele biologice, marirea stabilitatii si asigurarea fidelitatii mesajelor este determinata de repetarea lor.

3. CARACTERUL DE PROGRAM- un program reprezinta una din starile posibile pe care le poate realiza sistemul, in

limitele permise de organizarea sa.- Programe pentru sine: programe structurale si functionale care asigura

autoconservarea sistemului dat (capturarea, devorarea, digerarea hranei, apararea)

- Programe inferioare : programele subsistemelor componente- Programe superioare : asigura existenta sistemului superior in care este integrat

(reproducere)- dispar in culturi, in vitro-4. CARACTERUL DE ECHILIBRU DINAMIC (starea caracteristica sistemelor

biologice)- Echilibrul dinamic reprezinta starea continua de imbinare a stabilitatii si

schimbarii- Sistemele nebiologice evolueaza in sensul cresterii entropiei (dezorganizarii)- Sistemele biologice au un comportament antientropic- sta la baza evolutiei

cantitative

5. CARACTERUL DE INTEGRALITATE

- Integralitatea consta in faptul ca un sistem nu se reduce la suma insusirilor partilor sale componente, ci sistemul privit ca un intreg prezinta insusiri structurale si functionale noi, pe care partile componente luate izolat nu le au.

- Integralitatea apare ca rezultat al diferentierii structurale si functionale a partilor componente ale sistemului. Cu cat diferentierea partilor este mai mare, cu atat independenta lor va fi mai mica = creste gradul de integralitate a sistemului

6. CARACTERUL DE AUTOREGLARE (mentinerea homeostaziei, integralitatii, echilibrul dinamic)

Se realizeaza pe 3 cai (conexiuni):*directa- reglajul genic*inversa/ feed-back- ciclurile metabolice*structural- pe seama mb celulare (endo, ecto) care

compartimenteaza celula#conexiune indirecta: reglarea glucozei din sange, reglarea temperaturii corpului, a presiunii sangelui, miscarile respiratorii,, fluxul de lumina ce cade pe retina

7. CARACTERUL DE HETEROGENITATE- heterogenitatea reprezinta capacitatea sistemelor de a fi alcatuite din mai multe

componente- tendinta evolutiva a sistemelor biologice este in sensul cresterii heterogenitatii

interne.

3. CARACTERISTICILE CELULELOR PROCARIOTE

PROCARIOTE (PK) – gr PRO = primitiv; KARYON = sambure

Caracteristici

- Organisme : bacteriile si algele albastre verzi- Dimensiuni: intre 0.1 si cativa microni- Perete celular : rigid cu glicoproteine (mureina)- MB celulara : permeabila numai pt molecule mici. Permite transp unidirectional- Citoplasma : stare permanenta de gel- Curenti citoplasmatici : absenti- Nucleul : nucleoid – nu prezinta membrana si nucleol- Organizarea materialului genetic: molecula unica de AND, circular

(cromozomul bacterian) neasociata cu histone. In citoplasma se mai gasesc si structuri genetice extracromozomiale (plasmide)

- Diviziunea celulara : diviziune simpla, directa (amitoza)- Inmultirea sexuata : absenta (doar fenomen de parasexualitate – in mod

exceptional)- Aparatul mitotic: absent echipartitia materialului genetic- de catre mezozom- Mitocondrii: absente- Reticul endoplasmatic: absent- Aparat Golgi: absent- Ribozomi : 70S- Echipamentul enzimatic : integrate in mb citoplasmatica- Capacitate de a forma organisme multicelulare: absenta (PK sunt unicelulare

solitare sau coloniale)- Capacitate de diferentiere celulara : absenta- Organite de locomotie : unele bacterii au flageli cu proteine fibrilare

4. CARACTERISTICILE CELULELOR EUCARIOTE

EUCARIOTE (EK) – gr EU = bun; KARYON =sambure

Caracteristici

- Organisme: alge (exceptand cele albastre verzi), ciuperci, protozoare, celule vegetale si animale

- Dimensiuni: 3 µ - 18 cm- Perete celular : rigid la celula vegetala (cu celuloza) si absent la cea animala- MB celulara: permite transport bidirectional, selectiv, de tip microtransport si

macrotransport- Citoplasma: prezinta stari alternante sol-gel (in functie de momentul metabolic)- Curenti citoplasmatici: prezenti- Nucleu: in interfaza, prezinta o structura complexa: mb dubla cu pori, nucleoli,

cromatina si matrice nucleara- Organizarea materialului genetic: este in cantitate foarte mare si formeaza mai

multe grupe de linkage; ADN asociat cu histone; la materialul genetic nuclear se adauga informatia genetica localizata in mitocondrii

- Diviziunea celulara: diviziune indirecta (mitoza si meioza)- Inmultirea sexuata: prezenta. Formarea gametilor este precedata de diviziunea

reductionala. In urma procesului de fecundatie rezulta zigotul (diploid)- Aparat mitotic: prezent- Mitocondriile: prezente

- Reticul endoplasmic: prezent- Ribozomi: 80S in citoplasma, 70S in mitocondrii si cloroplaste- Aparat Golgi: prezent- Echipamentul enzimatic: incorporat in structuri specifice (mitocondrii,

cloroplaste, peroxizomi, lizozomi)- Capacitate de a forma organisme multicelulare: prezenta- Capacitate de diferentiere celulara: prezenta (caracteristica celulei EK)- Organite de locomotie: cili si flageli cu structura proteica complexa (9+2)

11,12. MORFOLOGIE CELULARA

Forma- Reprezinta rezultatul interactiunii genotip-mediu si depinde de diversi factori:

genetici, functionali, fizici, chimici, raporturile care se stabilesc intre celule, interni (vascozitatea proceselor de sinteza si acumulare de subst specific, formarea de organite celulare, tensiunea superficiala a plasmalemei, functie)

- Forma primara, sferica este prezenta la celula ou (zigot), la celulele tinere nediferentiate si la celulele din medii mai putin dense (maduva hematopoietica)

- Se clasifica in:o Celule cu forma variabila: celulele care se gasesc suspendate in mediu

lichid(LCR, sange, limfa) au de regula forme variabile datorita capacitatii lor de a emite prelungiri cu caracter temporar (ex: neutrofilele)

o Celule cu forma fixa: celulele diferentiate care se gasesc in alcatuirea tesuturilor si organelor realizeaza contacte stranse intre ele, de aceea au functie specifica si forma fixa, adaptata indeplinirii acesteri functii.

In tesutul epitelial: spatial intercelular mic, sub 20-30 nm, forme geometrice – cubice, piramidale, cilindrice, celule cu “con” sau “bastonas” (retina), “umbrella”/ “racheta de tenis” (vezica urinara)

In tesutul conjunctiv: forma de “fus” cu prelungiri (fibrocite), forma stelata (osteocite)

In tesutul muscular: forma de coloana polinucleata (celulele musculare striate), forma de “fus” (celulele musculare netede), forma de coloane scurte, mononucleata (celulele musculare cardiace)

In tesutul nervos: forma rotund-ovalara (neuronii pseudounipolari), stelate (neuronii multipolari din coarnele anterioare), piramidale (n. din scoarta cerebrala), forma de “para” sau de “cosulet” (n. Purkinje)

In Sange: forma de disc biconcav (hematia) Dimensiuni- Se determina prin metoda micrometrica si metoda stereologica- In mod obisnuit, dimensiunile celulelor de acelasi tip sunt constante indiferent de talia

individului, dar variaza in fct de varsta celulara si de activitatea metabolica a celulei.- Dupa diametre, celulele se impart in 3 categorii:

o Celule de talie mica: diametre sub 10μ ( limfocitele mici 5-6, neuronii moleculari3-4, eritrocitele, capul spermatozoidului 4-5)

o Celule de talie mijlocie: diametre cuprinse intre 10-30μ (majoritatea celulelor: hepatocite, enterocite, splenocite, nefrocite, tireocite etc.)

o Celule de talie mare: diametre peste 30μ (n pseudounipolari 40-60, n Purkinje 30-50,n piramidali 80-120, ovulul, celula musculara striata scheletala-100)

Volum- volumul celulelor umane variaza intre 300-15.000μ3 - Legea constantei volumului – dimensiunea organului nu este determinata de

volumul celulei, ci de numarul celulelor care intra in alcatuirea sa- Factori de influenta:

o Factori proprii celulari: Varsta celulei : celulele tinere contin o cantitate mai mare de apa,

ceea ce le confera un volum mai mare decat al celor imbatranite Functia celulara: influenteaza atat volumul celulei ca atare, cat si

volumul nucleului sau; pentru aprecierea starii functionale a unei celule la un moment dat pot fi utilizati 3 parametri:

Raportul nucleo-citoplasmatic- interdependenta Raportul dintre suprafata celulara si volumul celular (o

crestere a supr cisternei perinucleare la patrat antreneaza o crestere a volumului citoplasmei la cub)

Raportul metabolismului celularo Factori de suprafata

Rezistenta filmului lipoproteic al plasmalemei Rezistenta citoscheletului membranar si a colagenului extracelular

Numar- un adult-1017 ;la nastere, un copil de 3 kg este alcatuit din aprox 1012 celule- hepatocitele- 100 miliarde; neuronii- 100 miliarde; nevrogliile-1000 miliarde;

hematiile- >zeci de mii de miliarde

Durata de viata si turnover-ul celular- Viata celulelor variaza in fct de tipul celular, de la 10 min pana la intreaga durata

de viata a individului (celulele musculare cardiace au durata de viata echivalenta cu durata de viata a organismului, celulele epiteliului intestinal 3-4 zile, iar hematiile de 120 de zile). Intr-o zi au loc 35*1010 diviziuni, intr-un an 1014

- Ritmul de preschimbare a diferitelor niveluri de organizare a lumii vii poarta denumirea de turnover. Sta la baza continuitatii celulei vii.

- Turnover-ul se determina prin masurarea intervalului de timp scurs de la aparitia pana la consumul unor molecule organice (timp de injumatatire); tehnica utilizata este histoautoradiografia moleculelor organice marcate cu izotopi radioactivi (C14, H3, Ca45, P32).

- Timp de injumatatire: moleculele de AND si cromatina-215 zile; proteinele mitocondriale din celulele nervoase-16.4 zile, cele ale celulei musculare cardiac-12 zile, proteinele mecanocontractile ale celulei cardiac-21 zile.

13. COMPARTIMENTAREA INTERNA A CELULEI EUCARIOTE

- celula eucariota prezinta o compartimentare realizata de un sistem de endomembrane ce delimiteaza organitele si permite functionarea lor

- principalele compartimente intracelulare delimitate de endomembrane sunt:o Compartimentul nuclear: realizat de invelisul nuclear – membrana

nucleara realizeaza separarea proceselor nucleare (autoreplicarea ADN si transcriptia) de procesele citoplasmatice (traducerea informatiei genetice la nivelul ribozomilor)

o Compartimentul citoplasmatic Compartimentul plasmatic – reprezentat de citosol Compartimentul cisternal - reprezentat de matricele organitelor

citoplasmatice delimitate de endomembrane Compartimente special – matricea mitocondriala si cloroplastidiala

(capabile de biosinteza proteica proprie si diviziune)- Compartimentarea interna a celulei permite o specializare functionala a tuturor

organitelor celulare. Astfel:o Mb celulara: confera individualitate celulei, regleaza schimburile cu

mediul exterior, asicura adezivitatea si comunicarea directa cu celulele adiacente si receptia mesajelor venite de la distanta

o Nucleul: centrul genetic si reglator al proceselor celulareo REN: metabolismul lipidic si detoxifiereo RER: sinteza proteica pt exporto Aparatul Golgi: prelucreaza, matureaza si stocheaza produsii de sinteza si

secretieo Lizozomii: real apararea organismului, curatirea tesuturilor si hranirea

celulei prin heterofagie si autofagieo Peroxizomii: metabolismul apei oxygenate si detoxifiere celularao Mitocondriile: sediul de sinteza ATP, realizeaza respiratia celulara

Rezumat Biologie celulara si moleculara

Documents

Transcript of Rezumat Biologie celulara si moleculara