Structura celulei

1

STRUCTURA CELULEI

STRUCTURA CELULEI

Planul lecţiei:Planul lecţiei:1. Membranele biologice.1. Membranele biologice.2. Citoplasma şi organitele 2. Citoplasma şi organitele ei.ei.

Liceul Academiei de Științe a Moldovei

3

Celulă animală

Mitocondrie

Flagel

Membrană nucleară

CromatinăNucleol

Nucleu

RE rugos

Ribozomi

Membrana plasmatică

RE netedAparatul Golgi

Lizosom

Microtubuli

Microfilamente

Centrioli

Peroxizom

4Celulă vegetală

Cloroplaste

Membranele tilacoizilor

Grăuncioare de amidon

MitocondriiRE neted

Aparatul GolgiVezicule

golgieneRibosomi

RE

rugos

Plasmodesme

Citoschelet

Peretele celular

Membrana celulară

VacuolăMembrană nucleară NucleuNucleolPeroxizomi

5

I.Membranele biologice

– structuri bidimensionale, alcătuite din proteine şi lipide, care posedă permeabilitate selectivă şi asigură compartmentarea materiei vii.

6

I. Membranele biologice

Au fost propuse mai multe modele referitor la structura membranelor

biologice.

Modelul acceptat, a fost cel propus de Singer şi Nicolson (1978), care a fost numit modelul mozaic – fluid al

membranelor biologice.

7

I. Membranele biologiceModelul mozaic-fluid

(structura membranelor biologice)

Glucide

Fibre

Glicoproteină

Glicolipidă

Citoschelet Colesterol

Proteină periferic

ă

Proteină integrat

ă

Citoplasmă

8

I. Membranele biologiceProprietăţile membranelor biologice:

9

I. Membranele biologiceDiversitatea membranelor

biologice:

Membrana citoplasmatică.

Membranele componenţilor

celulari.

Membrane speciale.

10


Membrana citoplasmatică (palsmalema)

- Structură periferică a citoplasmei, care separă conţinutul citoplasmatic de mediul extern şi realizează interacţiunea între aceste două medii.

Grosimea plasmalemei variază între 5 – 10 nm.

11


Semnificaţiile biologice ale membranei citoplasmatice

Menţine integritatea celulei.

Apără conţinutul celular de acţiunea factorilor mediului extern.

Recepţionează semnalele venite din mediul extern – “recunoaşte” factorii chimici.

12


Semnificaţiile biologice ale membranei citoplasmatice

Asigură transportul selectiv, graţie structurii sale semipermiabile, astfel asigurând:

celula cu substanţe nutritive; menţinerea pH-ului şi

concentraţiei ionice optice pentru activitatea selectivă a enzimelor celulare;

evacuarea deşeurilor metabolice din interiorul celulei; etc.

13


Membranele organitelor celulare

-În funcţie de numărul lor, ele pot fi clasificate în:

Membrane simple (unitare); Membrane duble;Membrane speciale.

14


Membrane speciale

Teaca de mielină, care înconjoară axonii neuronilor;

Discurile segmentului extern al celulelor cu bastonaşe din retină;

Membrana virusurilor.

15


Peretele celular (PC)Peretele celular (PC)

Celulele procariote, micotice, vegetale

şi unele celule animale (epiteliale) sunt

acoperite cu un strat rigid, dens, deseori

pluristratificat – peretele celular.

16


Peretele celular (PC)Peretele celular (PC)

PC este format din 2 componenţi:

matrice – structură amorfă,

gelatinoasă, care reprezintă baza peretelui

celular.

sistemul fibrilar inclus în matrice.

17


Celuloza

Pectine

Hemiceluloze

Polipeptide

Glucani

Xilani

Agarul

Lignina

Chitina

Structura chimică a PC la Structura chimică a PC la eucarioteeucariote

18


În funcţie de compoziţia chimică,

bacteriile aparţin la 2 categorii

principale de celule, care coincid cu

modul de colorare Gram:

Gram – pozitive şi Gram – negative.

Structura chimică a PC la Structura chimică a PC la procarioteprocariote

19

I. Membranele biologicePC la bacterii (organisme procariote)

are o structură specială cu componentul de bază peptidoglicanul sau mureina.

20


Funcţiile peretelui celular:Funcţiile peretelui celular:

Conferă o anumită formă celulei; Reprezintă un sistem de susţinere

mecanică; Participă la endocitoză (fagocitoză

şi pinocitoză);

21

II. Citoplasma şi organitele ei

1. CitoplasmaCitoplasma

Citoplasma Citoplasma (din gr. “kytos” = cavitate, celulă; “plasma” = formaţiune, substanţă) reprezentă conţinutul intern al unei celule (protoplasma), cuprins între membrana celulară şi membrana nucleară.

Ea este alcătuită din:matrice citoplasmatică;citoschelet;organite citoplasmatice.

22


HIALOPLASMAHIALOPLASMA

Hialoplasma (din gr. “hyalos” = sticlă, transparent) reprezintă faza solubilă a celulei (mediul celular în care se află organitele celulare şi diferite incluziuni).

23


Funcţiile hialoplasmei:Funcţiile hialoplasmei:

Hialoplasma furnizează materie pentru construcţia membranelor celulare, microtubulilor, filamentelor şi microfilamentelor.

Asigură legarea şi interacţiunea chimică între toate structurile celulare.

24


Funcţiile hialoplasmei:Funcţiile hialoplasmei:

Realizează transportul intracelular;

Serveşte ca depozit pentru substanţele de rezervă – amidon, glicogen, picături de grăsimi.

25


CITOSCHELETULCITOSCHELETUL

Citoscheletul reprezintă o reţea densă de microtubuli (filamente subţiri), care străbat toată hialoplasma, fixând organitele celulare.

Citoscheletul formează carcasul celulei, orientează enzimele în activitatea lor şi poate servi ca receptori la factorii mediului extern.

26

CITOSCHELETULCITOSCHELETUL

O R G A N I T E C E L UL A R E

28


NUCLEULNUCLEUL

Nucleul (din latină “nucleus” = sâmbure) este un organit celular caracteristic tuturor celulelor eucariote şi constituie materialul genetic celular.

Dimensiunile nucleului variază între 5-10 μm.

În celulele procariote el lipseşte, iar funcţiile de bază – păstrarea şi transmiterea informaţiei genetice – sunt îndeplinite de o structură, numită nucleoid.

29

7

4

1

6

5

23


Structura nucleuluiStructura nucleului

1.Membrana externă

2.Membrana internă

3.Spaţiu perinuclear

4.Pori5.Nucleol6.Cromozomi7.Cromatină

30


Funcţiile nucleuluiFuncţiile nucleului

Nucleul este depozitul informaţiei ereditare.

ADN-ul nuclear este organizat din gene, care reglează întreaga activitate celulară.

Diviziunea nucleului se află la baza înmulţirii celulare, deci, şi a reproducerii.

În nucleolii nucleari are loc sinteza ARNr şi asamblarea unităţilor ribosomale.

31


MITOCONDRIILEMITOCONDRIILE

Mitocondriile (din greacă “mitos” = fir, “chondros” = grăunte) sunt nişte organite celulare caracteristice tuturor celulelor eucariote.

Lipsesc în celulele lignificate şi în cele cu metabolismul anaerob: celulele organismelor parazite, cu viaţă intracelulară. De asemenea, lipsesc în celulele procariote şi eritrocitele mature.

32


MITOCONDRIILEMITOCONDRIILE

Mitocondriile au fost descoperite în 1888 de către Kolliker şi Varburg.

Dimensiunile mitocondriilor sunt relativ constante şi variază între 0,3-1,0 nm lăţime şi 0,3-10 nm lungime.

Peretele lor este format din 2 membrane: externă şi internă, ultima formând criste, care împart mitocondriile în secţiuni, umplute cu o substanţă semilichidă omogenă - matrice.

33


3

124

3

5

6

79 8

45

1. Membrana externă

2. Membrana internă

3. Spaţiu intermembranar

4. Matrice 5. Criste6. Oxizomi7. ADN8. Ribozomi9. Proteine

Structura Structura mitocondriilormitocondriilor

34


Funcţiile mitocondriilorFuncţiile mitocondriilor

În mitocondrii se desfăşoară etapa finală de biodegradare a substanţelor de rezervă, ciclul Krebs, din care rezultă energie, CO2 şi H2O.

În prezenţa ribosomilor din matricea mitocondrială şi a ARN-ului mitocondrial are loc biosinteza unor proteine specifice mitocondriale.

În mitocndrii are loc biosinteza acizilor graşi. În matricea mitocondrială se desfăşoară procesul

de β-oxidare. Are loc etapa a III a procesului de fotorespiraţie.

35


PLASTIDELEPLASTIDELE

Plastidele (din limba greacă “plastos” = format, ”lidion” =

diminutiv) sunt nişte organite

celulare caracteristice doar regnului vegetal.

36


Clasificarea plastidelorClasificarea plastidelor

Cloroplaste, care conţin clorofilă şi sunt implicate în fotosinteză.

Cromoplaste, care conţin carotină şi xantofilă şi se găsesc în flori, fructe, unele frunze.

Leucoplaste, care nu conţin pigmenţi şi în care se depozitează amidonul.

37


Clasificarea plastidelorClasificarea plastidelor

În funcţie de substanţele depozitate

plastidele pot fi clasificate în:

Amiloplaste, care acumulează amidon.

Proteoplaste, care acumulează

proteine.

Oleoplaste, care acumulează lipide.

38


Stuctura plastidelorStuctura plastidelor

2

2

3

1

7

5

6

7

4

1. Membrana

externă

2. Membrana

internă

3. Spaţiu

intermembranar

4. stromă

5. Tilacoizii granei

6. Grană

7. Tilacoizii stromei

39


Funcţiile plastidelorFuncţiile plastidelor

Participă în procesul de fotosinteză. Participă în biosinteza proteinelor

specifice cloroplastelor. Participă în biosinteza unor aminoacizi. Cromoplastele conferă culoare florilor

şi fructelor, creând condiţii pentru polenizare şi răspândirea seminţelor.

Leucoplastele servesc ca depozit pentru stocarea substanţelor de rezervă.

Etc.

40


RibosomiiRibosomii

Ribosomii (din latină “ribos” = boabă“ “soma”

= corp) au fost descoperiţi pentru I dată de

savantul român Gh. Palade (1953), din care

cauză mai sunt numiţi şi granulele lui Palade.

41


RibosomiiRibosomii

Numărul ribosomilor în celulă este

variabil, dar deosebit de mare (de la 10

000 până la câteva milioane).

Ribosomii sunt alcătuiţi din două

subunităţi:

-subunitatea mare şi

-subunitatea mică.

42


Reprezentarea schematică a unui ribosomReprezentarea schematică a unui ribosom

BB

AA

AA – subunitatea mare BB – subunitatea mică

43


Semnificaţia biologică a ribosomilorSemnificaţia biologică a ribosomilor

Ribosomii sunt componenţii esenţiali

în valorificarea informaţiei genetice,

reprezentând fabrici de proteine.

44


ReReticulul endoplasmatic (RE)ticulul endoplasmatic (RE)

Reticulul endoplasmatic (din latină

“reticulum” = plasă cu ochiuri mici, gr.

“endon” = înăuntru) reprezintă o reţea

de canale, cisterne şi vezicule, care

străbate citoplasma de la nucleu până la

plasmalemă.

45



Cavităţile RE au diametrul de 20 – 50

nm şi sunt mărginite de o membrană

închisă cu grosimea de 6 – 7 nm.

46



Conţinutul intern al cavităţilor RE - matricea

– un lichid lipsit de structură definită, conţine

proteine solubile, fosfolipide, enzime etc.

Gradul de dezvoltare a RE depinde de nivelul

maturizării funcţionale şi de specializarea

celulei. De exemplu, eritrocitele sunt lipsite de

RE, iar celulele secretorii au RE bine dezvoltat.

47


RE rugos (REr) sau granular – are suprafaţa externă a membranelor acoperită cu ribosomi, care pot fi solitari sau formează îngrămădiri sub formă de spire, struguri, etc.

RE neted (REn) sau agranular nu conţine ribosomi pe suprafaţa externă şi se presupune că este secundar în raport cu REr, deoarece provine de la acesta.

48


Reprezentarea schematică a REgReprezentarea schematică a REg

1.Nucleul

2.Membrana

nucleară

3.Por nuclear

4.Cisternele REg

5.Ribosom

5

4

32

1

49


Funcţiile RE rugosFuncţiile RE rugos

Sinteza proteinelor de secreţie. Depozitarea, transportarea şi

eliminarea proteinelor de secreţie. Sinteza proteinelor integrale şi

periferice ale membranelor. Glicolizarea (legarea glucidelor de

proteine) şi modificarea

proteinelor. Geneza membranelor celulare. Etc.

50


Funcţiile RE netedFuncţiile RE neted

Sinteza lipidelor. Biosinteza polizaharidelor. Detoxificarea medicamentelor,

toxinelor, poluanţilor etc. Metabolizarea substanţelor străine. Etc.

51


Aparatul GolgiAparatul Golgi ( (AGAG))

Aparatul Golgi a fost

descoperit în 1898 de

către histologul italian

Camillio Golgi în

ganglionul spinal de

pisică. Structura fină a AG

a fost stabilită cu ajutorul

microscopului electronic

după anul 1954.

52


Aparatul GolgiAparatul Golgi ( (AGAG))

AG prezintă un sistem de dictiozome.

Fiecare dictiozom este format din 5-10

cisterne (sacule) membranare aranjate

în teanc, de la care pornesc tuburi, ce

formează o reţea de vezicule secretorii –

veziculele golgiene.

53


Pentru fiecare dictiozom sunt caracteristice Pentru fiecare dictiozom sunt caracteristice 2 zone (faţete sau poli) funcţional diferite:2 zone (faţete sau poli) funcţional diferite:

1.Zona distală – zona cisternelor “maturizate” şi

destrămării lor în vezicule golgiene, are formă

concavă şi este orientată spre plasmalemă.

2.Zona proximală – zona generativă, convexă,

orientată spre RE de la care vin vezicule pline cu

proteine, lipide (vezicule de tranziţie). În această

zonă ele se contopesc, astfel formându-se saculele

AG.

54


Compoziţia chimică a AGCompoziţia chimică a AG

Aparatul Golgi conţine proteine,

lipide, polizaharide, mucopolizaharide

şi o serie de enzime.

55


Reprezentarea schematică a AGReprezentarea schematică a AG

1. Dictiozomi

2. Cisterne

3. Vezicule

golgiene

2

1

3

Zona proximală

Zona distală

56


Funcţiile AGFuncţiile AG

Acumularea şi secreţia substanţelor sintetizate de RE.

Modificarea chimică a mucopolizaharidelor, polizaharidelor, proteinelor.

Evacuarea substanţelor sintetizate în celulă. Generator de lizozomi şi vacuole (celula

vegetală). Participarea la reînnoirea şi regenerarea

plasmalemei.

57


VacuoleleVacuolele

Vacuolele (din latină “vacuus”

= gol) reprezintă un spaţiu

situat în citoplasma unei celule

şi delimitat de o membrană

numită tonoplasttonoplast.

58


VacuoleleVacuolele

Numărul şi forma vacuolelor depinde de

maturitatea fiziologică şi specializarea

celulară.

În celulele tinere pot fi câteva vacuole mici

(vacuole primare), care odată cu maturizarea

şi diferenţierea celulei se contopesc formând o

vacuolă, localizată în centrul celulei, care

ocupă aproximativ 80%.

59


Aspectul Aspectul exterior al exterior al vacuolelorvacuolelor

60


VacuoleleVacuolele

Conţinutul vacuolar reprezintă suc celular

– soluţie apoasă de substanţe organice şi

neorganice, a cărui conţinut calitativ şi

cantitativ depinde de:

-tipul de plantă,

-organ,

-ţesut,

-starea fiziologică celulară.

61

III. Citoplasma şi organitele ei

Funcţiile vacuolelorFuncţiile vacuolelor

Menţine turgescenţa şi asigură regimul de apă celular.

Reprezintă depozit pentru produsele metabolismului cu rol de substanţe de rezervă şi toxice.

Sucul vacuolar conţine pigmenţi antocianici de culoare roşie, albastră, etc., care determină culoarea petalelor, fructelor, etc.

Sucul vacuolar conţine enzime hidrolitice, deci vacuolele au rol de lizozomi secundari în celulele vii şi de autofagozomi în celulele moarte.

62


LizosomiiLizosomii

Lizosomii (din greacă “lysis” = distrugere, “soma” = corp) reprezintă structuri celulare monomembranare, descoperite în anul 1958 de C. De Duve, prezente în majoritatea celulelor eucariote, predominând în cele animale.

63


LizosomiiLizosomii

Lizosomii reprezintă saci

membranari simpli, care

încorporează aproximativ 60

tipuri de enzime, în deosebi

hidrolaze acide.

64


Structura lizosomilorStructura lizosomilor

Morfologic şi funcţional

există 4 tipuri de lizosomi:

1.Lizosomii primari.

2.Lizosomii secundari.

3.Lizosomii terţiari.

4.Autolizosomi.

65


LizosomiiLizosomii

1.Membrana2.Complexul enzimatic

2

1

66


LizosomiiLizosomii

1.Membrana2.Strat

bilipidic3.Enzime

hidrolitice4.Glicoprotei

ne de transport

1

243

67


Funcţiile lizosomilorFuncţiile lizosomilor

Participă la descompunerea biopolimerilor celulari de natură endo- şi exogenă.

Reprezintă depozit pentru enzime.

Serveşte drept depozit pentru reziduurile nedigerate.

68


PeroxisomiiPeroxisomii

Peroxisomii – lizosomi, care conţin enzima catalaza. Sunt frecvenţi întâlniţi în celulele protozoarelor, levurilor, endospermului, ţesuturilor verzi, ficatului şi rinichilor.

Peroxisomii sunt generaţi de RE.

69


Rolul biologic al peroxisomilorRolul biologic al peroxisomilor

Reducerea H2O2 H2O + ½O2

Apără celula de produsul toxic al

metabolismului H2O2.

70


Centrosomul sau centriolii (din greacă “kendrom” = centru, “soma” = corp) reprezintă un organit celular amembranar prezent în citoplasma celulelor animale şi a plantelor inferioare.

Termenul de centrioli a fost propus Termenul de centrioli a fost propus de de T. BauvericT. Bauveric în 1895. în 1895.

CentrosomCentrosomulul

71


CentrosomulCentrosomul

Centrosomul este localizat lângă

nucleu şi constă din doi centrioli

perpendiculari.

Structura fină a centriolilor a fost

elucidată cu ajutorul microscopului

electronic.

72



Fiecare centriol este format din 9

triplete de microtubuli. Cei 2 centrioli

formează o diplosomă. În jurul fiecărui

centriol se localizează centrosfera – zonă

cu structură fibrilară.

Astfel, centrosomul este constituit din

diplosomă şi centrosferă.

73


Centrosom

2 centrioli

Centrioli

Microtubuli

9 seturi de tripleţi de microtubuli

Secţiune transfersală

prin centrosom

Microtubuli

Secţiune transfersală

prin centrosom


74


Funcţiile centrosomuluiFuncţiile centrosomului

Participă la diviziunea celulară

formând fusul de diviziune (acromatic).

Determină structura “scheletului”

celular şi al organitelor de mişcare a

celulei (flagelilor, cililor).

75


În afară de organitele menţionate,

în celulă mai există şi alte organite

subcelulare, cum ar fi: glioxizomii,

sferozomii, veziculele proteice etc.

76


Celulele procariote au o

organizare structurală mai simplă,

dar un potenţial ecologic şi

fiziologic comparabil cu cel al

celulelor eucariote.

77

Celulă procariotă

Capsulă

PeptidoglicanAlţi componeţi

membranari

Perete celular

Membrana plasmatică

Nucleoid

Ribosomi

Citoplasmă

78

Celula procariotă Celula eucariotă

Compararea structurii şi componenţei celulei vegetale şi animale

Celula Vegetală Celula Animală

80


Deosebirile dintre celula vegetalăvegetală şi cea animalăanimală

Nr. d/o Deosebirea

Celulavegeta

lăanimal

ă1. Cloroplaste + -2. Leucoplaste + -3. Cromoplaste + -4. Lizosomi - +5. Perete celular + -6. Vacuole + -

81


Deosebirile dintre celula procariotăprocariotă şi eucariotăeucariotă

Nr. Celula procariotăprocariotă Celula eucariotăeucariotă1. Dimensiuni ~ 1–10

μmDim. ~ 10–100 μm

2. Nu are nucleu bine diferenţiat (nucleoid – moleculă de ADN superspiralizată inelară).

Are unul sau mai multe nuclee.

3. Lipseşte membrana nucleară.

Este prezentă membrana nucleară dublă.

4. Lipseşte nucleolul Sunt prezenţi unul sau mai mulţi nucleoli.

82



Nr. Celula procariotăprocariotă Celula eucariotăeucariotă5. Este prezent un

singur “cromozom” bacterian (nucleoidul)

Materialul ereditar este concentrat în mai mulţi cromozomi.

6. Lipseşte diviziunea mitotică şi meiotică (se divid simplu).

Sunt caracteristice mitoza şi meioza.

7. Citoplasmă cu structură simplă

Citoplasmă cu structură complexă cu membrane intracitoplasmatice şi citoschelet.

83



Nr. Celula procariotăprocariotă Celula eucariotăeucariotă8. Lipsesc o serie de

organite:-Mitocondriile-RE-AG-Plastidele-Lizosomii

În diferite tipuri de celule eucariote acest organite sunt prezente.

9. Lipseşte diviziunea mitotică şi meiotică (se divid simplu).

Sunt caracteristice mitoza şi meioza.

84



Nr. Celula procariotăprocariotă Celula eucariotăeucariotă10. Sunt prezenţi

mezosomi (invaginări ale membranei plasmatice) în care are loc sinteza ATP-ului.

Nu s-au identificat în celulele eucariote.

11. Pot forma capsule (învelişuri polizaharidice).

Nu se caracterizează prin formarea capsulelor.

12. Pot exista şi în lipsă de oxigen.

Nu pot exista în lipsă de oxigen

Structura moleculară a virusurilor

Virusurile - o categorie specifica de agenti infectiosi, structural si fiziologic fundamental diferiti de oricare dintre microorganismele cunoscute.

85

Bacteriofagii sunt virusuri adaptate la viata parazitara in celulele bacteriene si care prin multiplicare produc liza

acestora.

86

Virusul HIV

88

VĂ MULŢUMES

C PENTRU ATENŢIE!

Structura celulei

Documents

Transcript of Structura celulei