Celula - unitatea structurala si functionala a vietii

CELULA - UNITATEA STRUCTURALA SI FUNCTIONALA A VIETII

1. STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA SI ROLUL COMPONENTELOR CELULEI (enuntarea functiei fara descrierea mecanismelor):

- procariote: structura;

- eucariote:

- invelisul celulei:

- membrana celulara (model mozaic fluid);

- perete celular;

- citoplasma:

- fundamentala;

- structurata - organite celulare: reticul endoplasmatic, ribozomi, mitocondrii,

aparat Golgi, lizozomi, centrozom, plastide, vacuole;

- nucleu - membrana nucleara, nucleoli, carioplasma-cromatina (acizii nucleici - tipuri si rol).

2. DIVIZIUNE CELULARA: - importanta, clasificare:

- ciclul celular;

- indirecta (cariochinetica);

- cromozomi si fus de diviziune - alcatuire si rol;

mitoza (faze, importanta);

- meioza (etape, faze, importanta).

Celulele pot fi clasificate in : procariote

eucariote ( animala si vegetala )

CELULA PROCARIOTA

Celula procariota este unitatea de structura caracteristica regnului MONERA care cuprinde BACTERIILE si ALGELE ALBASTRE - VERZI.

"PRO"- inainte de

"CARION" - nucleu

Celula procariota nu are nucleu adevarat, tipic, materialul genetic este imprastiat in citoplasma.

Dimensiuni: microscopice - 0,2 - 50 microni.

Forma: sferica, bastonas, spirala, virgula, etc

Structuri accesorii:

Organite de miscare - flageli,cili

Capsula gelatinoasa   - este insotita adesea de mucus(polizaharide) si impreuna formeaza glicocalixul care confera bacteriilor o serie de avantaje ca: atasare mai buna de substrat , protectia la uscaciune, rezistenta la apararea imuna a gazdei

Membrana

Rigida si foarte selectiva

Este de natura lipoproteica

Prezinta mezozom(cu rol respirator)

Este permeabila doar pentru fragmente de ADN si enzime extracelulare care sunt sintetizate la suprafata ei

Citoplasma

Prezinta:

Substante organice - proteine, lipide, glucide, fosfolipide, ARN, etc.

Substante anorganice - ioni de metale grele: Mg

Incluziuni de substante de rezerva.

In citoplasma se gasesc organite celulare:

RIBOZOMI

VACUOLE

GRANULE DE SUBSTANTE

Organizarea materialului genetic

Lipseste anvelopa nucleara.(membrana nucleului)

Material genetic imprastiat in citoplasma.=NUCLEOID

ADN si ARN - un singur cromozom.( atasat de membrana prin mezozom).

CELULA EUCARIOTA

se clasifica in animala si vegetala

STRUCTURA CELULEI EUCARIOTE : MEMBRANA

CITOPLASMA

NUCLEU

s retea tridimensoCCITAnala de canalicule, cisterle, clPERETELE CELULAR

- invelis rigid

- prezent la celulele vegetale (unde predomina celuloza), celulele algelor (unde predomina celuloza), celulele fungale ( unde predomina chitina)

- lipseste la celulele animale

- confera individualitate fiecarei celule, mentine forma celulei si contribuie la solidarizarea celulelor in tesuturi specializate

Functii:

rol protector

functia informationala (receptioneaza stimuli externi si informeaza permanent celula cu privire la conditiile de mediu)

functia de control asupra schimburilor de substante pe care celula le realizeaza cu mediul

I. MEMBRANA CELULARA (MEMBRANA PLASMATICA , PLASMALEMA)

-inveleste celula

-organizata dupa 'Modelul mozaicului fluid'( membrana celulara este fluida, are consistenta uleiului vegetal ; lipidele si proteinele sunt intr-o permanenta miscare)

-structura : FOSFOLIPIDO - PROTEICA (2 straturi de lipide -strat bimolecular lipidic- intre care se insera proteine: integrate si periferice);

Fosfolipidele sunt formate din 2 acizi grasi (pol hidrofob ) legati la un capat de o grupare fosfat (pol hidrofil);

-proprietati:- semipermeabila;

- polarizata electric

Functii:

rol protector;

functia informationala (receptioneaza stimuli externi si informeaza permanent celula cu privire la conditiile de mediu) ;

functia de control asupra schimburilor de substante pe care celula le realizeaza cu mediul

II. CITOPLASMA

masa celulara din jurul nucleului;

-solutie= apa + proteine;

-alcatuita din : citosol (citoplasma fundamentala, hialoplasma) si organite celulare (citoplasma structurala, granuloplasma);

CITOSOLUL - solutie apoasa de consistenta gelatinoasa;

contine 90% apa + subst. organice si anorganice

la microscopul electronic se poate observa citoscheletul(o retea complexa de fibre proteice)

ORGANITELE CELULARE

A. COMUNE TUTUROR CELULELOR

B. SPECIFICE ANUMITOR CELULE

A. ORGANITE COMUNE TUTUROR CELULELOR

RETICOLUL ENDOPLASMATIC

APARATUL GOLGI(DICTIOZOMII)

RIBOZOMII

LIZOZOMII

MITOCONDRIA

RETICOLUL ENDOPLASMATIC -sistem de canalicule(tuburi) care fac legatura intre membrana si nucleu;

rol in transportul substantelor in celula;detoxifica celula de substante toxice; regleaza nivelul de calciu in celula musculara;

2 tipuri RETICOLUL ENDOPLASMATIC NETED (fara ribozomi pe suprafata)-rol in sinteza de lipide;

RETICOLUL ENDOPLASMATIC RUGUOS( cu ribozomi pe suprafata sa )- rol in sinteza de proteine;

dezvoltarea reticulului este direct proportionala cu intensitatea celulei

APARATUL GOLGI(DICTIOZOMII)

saci aplatizati

rol in producerea secretiilor celulare;transporta si transforma substantele chimice pe care le contine

totalitatea dictiozomilor dintr-o celulula= aparatul golgi

este bine dezvoltat in celulele glandulare

RIBOZOMII sunt formatiuni sferice,

formati din 2 subunitati :MARE si MICA;

rol in sinteza proteinelor specifice.

sunt fie liberi in citoplasma, fie atasati de reticulul endoplasmic rugos.

se gasesc in numar mare in celula procariota

Lizozomii sunt ca niste vezicule ce contin enzime hidrolitice (enzimele hidrolitice=substante cu rol in digestie)

rol in digestia intracelulara.

se afla in cantitate mare in leucocite (globulele albe ale sangelui ; leucocitele fagociteaza si digera particulele cu ajutorul enzimelor din lizozomi).

Aparatul Golgi un ansamblu de saci aplatizati numiti cisterne din care se desprind permanent vezicule

se afla in apropierea nucleului

rol in elaborarea produsilor de secretie ai celulei.

Mitocondriile sunt formatiuni sferice sau ovalare,

formate din invelis = membrana dubla, una externa neteda si alta interna ce se invagineaza, formand criste pe care se prind enzime oxido-reducatoare cu rol in respiratia celulara si matrix ce contine enzime, ADN, ARN, ribozomi .

Sunt sediul respiratiei celulare unde compusii organici sunt oxidati, iar energia rezultata este convertita in legaturi macroergice ale moleculelor de ATP

rol- in oxidarea celulara( respiratia celulara)

B. ORGANITE SPECIFICE ANUMITOR CELULE

CENTROZOMUL

PLASTIDELE

VACUOLA

Centrozomul (centrul celular) este situat in apropierea nucleului

prezent in toate celulele ce se divid( lipseste la celula nervoasa = neuron)

format din 2 CENTRIOLI inconjurati de centrosfera

rol in formarea fusului de diviziune (inmultirea celulara).

Plastidele - organite specifice celulei vegetale

au forma ovala si sunt delimitate de 2 membrane

tipuri : cloroplaste , cromoplaste , leucoplaste;

A. CLOROPLASTELE - dau culoare verde plantelor

alcatuite din : membrana dubla , stroma (substanta fundamental ce contine ADN, ARN, LIPIDE, ENZIME) si sistemul tilacoidal

sistemul tilacoidal cuprinde : vezicule turtite = tilacoide ce se aseaza ca monezile intr-un fisic formand structuri nunite grane; intre grane exista lamele intergranale

tilacoidele sunt acoperite de pigmenti fotosintetizanti( pigmenti clorofilieni - clorofila asi b si pigmenti carotenoizi - carotine si xantofile)

Proiect: Fiziologia analizatorului vizual Proiect: Ereditatea - perechi identice, mostenirea unui singur factor, factorul X, gene imperfecte, incrucisarea genetica, penetranta, poligene

rol - cloroplastul este sediul fotosintezei

B. CROMOPLASTELE sunt plastide nefotosintetizatoare

colorate datorita pigmentilor carotenoizi rosii, galbeni si portocalii

C. LEUCOPLASTELE sunt plastide incolore lipsite de pigmenti

rol- de depozitare

dupa tipul de substanta depozitata exista : amiloplaste( depoziteaza amidon) , lipidoplaste (depoziteaza lipide) , proteoplaste (depoziteaza proteine)

Vacuola - formatiuni pline de suc vacuolar

delimitate de o membrana simpla numita TONOPLAST

structura permanenta in celula vegetala

III. NUCLEUL

are o forma sferica situat in centrul celulei la celulele tinere si in lateral la cele senescente.

Majoritatea celulelor au un singur nucleu insa pot fi si celule : binucleate( 2 nuclee) - celulele hepatice, multinucleate- celulele musculare striate , anucleate (fara nucleu) - hematia adulta

are rol de a controla activitatea celulei

1. este delimitat de o membrana dubla numita si anvelopa nucleara : externa(prezinta pori)

interna.

Prin pori se realizeaza schimbul de substante dintre nucleu si citoplasma.

in interiorul acestei membraneI se gaseste:

2. nucleoplasma (citoplasma nucleului)

3.Cromatina -alcatuita din ADN + PROTEINE numite histone

- observata la microscopul electronic are aspectul unui sirag de perle, unde fiecare perla este o unitate repetituva numita nucleosom

In timpul diviziunii cromatina se condenseaza foarte intens formand cromozomii.

Cand celula nu se divide cromatina prezinta regiuni laxe-eucromatina( se coloreaza mai pal)

regiuni mai dense - heterocromatina (se coloreaza mai

intens

1-2 nucleoli - structuri rotunde cu rol de a fabrica ribozomi;

-au un continut ridicat de ADN si ARN;

RECAPITULARE

Structuri fara membrana : RIBOZOMII

Strucuri cu o membrana : aparat golgi . ribozimii , lizozomii , reticolul endoplasmatic

Structuri cu 2 membrane: mitocondria (din celula vegetala si animala) si cloroplastul(din celula vegetala)

ula--A. COMUNE TUTUROR CELULEA.re

FYATDIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIJH

re COMUNE DIV DIVIZIUNEA CELULARA

este procesul prin care celulele-mama mature,dau nastere la noi celule.

-poate fi : directa=AMITOZA (la procariote)

indirecta (la eucariote)

Diviziunea indirecta la eucariote se realizeaza prin diviziunea nucleului numita si CARIOKINEZA si prin diviziunea citoplasmei numita si CITOKINEZA.

Diviziunea nucleului se poate desfasura in 2 moduri: prin mitoza si prin meioza.

CICLUL CELULAR

este ansamblul transformarilor ce se produc din momentul formarii celulei prin diviziune pana in momentul unei noi diviziuni.

Cuprinde :

-diviziunea propiu-zisa (a nucleului si citoplasmei) rezulta 2-4 celule -fiice.

-interfaza -este etapa dintre 2 diviziuni celulare (reprezinta 90% din ciclul celular).

Interfaza cuprinde 3 etape:

presintetica(G1) (in limba engleza gap = gol, hiatus) se caracterizeaza prin aceeea ca pe parcursul ei nu se sintetizeaza acid dezoxiribonucleic(ADN), adica nu are loc procesul autoreplicarii

de sinteza(S) in limba engleza synthesis = sinteza) se caracterizeaza prin sinteza si dublarea cantitatii de ADN ( prin autoreplicare semiconservativa) din celula.

postsintetica(G2) este cea in care sinteza ADN-ului se opreste din nou.

MitMitoza

MITOZA

=reprezinta diviziunea celulelor somatice diploide in urma careia rezulta doua celule diploide perfect identice cu celula mama. 

ROL- organismele pluricelulare cresc, se dezvolta si inlocuiesc celule si tesuturi imbatranite sau traumatizate;

In cardrul procesului de mitoza, diviziunea nucleului- cariokineza - decurge cu 4 faze:

u    profaza

u    metafaza

u    anafaza

u    telofaza

Acestea sunt precedate de pregatirea celulei in interfaza.

PROFAZA

Caracteristici:

Creste volumul nucleului,se dezorganizeaza M.N. si nucleolii;

Se individualizeaza cromozomii bicromatidici;

Deplasarea centriolilor la cei 2 poli;

Organizarea filamentelor fusului de diviziune;

e dezvoltat in celulele cu activitate metabolica intensa (ex. celule hepatice);

este de doua tipuri: neted (REN) si rugos sau granular (REG), cel rugos avand atasati pe suprafata sa ribozomi.

indeplineste urmatoarele roluri:

rol mecanic;

asigura transportul intracelular de substante

mmmagiugf

fgjkhi

gjklhoiu

rol in compartimentarea celulei;

RE2hjgsadNm are rol in sinteza lipidelor;

REG are rol in sinteza proteinelor.

METAFAZA2HH

CCGHCaracteristici:

Cromozomii bicromatidici situati in placa metafazica ,legati prin centromer de firele fusului de diviziunei la ecuatorul celulei;

La sfarsitul metafazei cromozomii bicromatidici(cromatidele perechi) se despart longitudinal,se formeaza cromozoni monocromatidici;

in este o retea tridimensionala de canalicule, cisterne si vezicule care face legatura intre membrana celulara si membrana nucleara;

este bine dezvoltat in celulele cu activitate metabolica intensa (ex. celule hepatice);

este de doua tipuri: neted (REN) si rugos sau granular (REG), cel rugos avand atasati pe suprafata sa ribozomi.

indeplineste urmatoarele roluri:

rol mecanic;

asigura transportul intracelular de substante

rol in compartimentarea celulei;

REN are rol in sinteza lipidelor;

REG are rol in sinteza proteinelor.

Tensa

3. ANAFAZA

Caracteristici:

Cromozonii monocromatidici migreaza spre cei doi poli fiind trasi de fibrele kinetocorale (fibrele fusului de diviziune);(ura transportul intracelular de substante

rol in compartimentarea celulei;

REN are rol in sinteza lipidelor;

4. TELOFAZA

Caracteristici:

Cromozomii se dezorganizeaza , iau forma de filamente de comatina;

Dispare fusul de diviziune,

se formeaza membrana nucleului si nucleolii;

apar cei 2 nuclei fii

Incepe diviziunea citoplasmatica CITOKINEZA si apare o membrana celulara despartitoare = iau nastere cele 2 celule-fiice.

IMPORTANTA

GENEREAZA CELULELE NECESARE PT. FORMAREA UNUI ORGANISM PLURICELUAR;

CELULELE -FIICE AU SETURI CROMOZOMALE IDENTICE CU CELULELE MAMA;

FURNIZEAZA CELULE PT REPARAT TESUTURI RANITE, IMBATRANITE;

REZULTA CELULE CARE POT RECONSTRUI FRAGMENTE SU CHIAR INTREG ORGANISMUL PARENTAL (CLONARE);

ORGANISMELE UNICELULARE SE POT INMULTI ASEXUAT GENERAND DESCENDENTI IDENTICI CU PARINTII.

REG are rol in sinteza proteinelor.

MEIOZA

= diviziunea prin care se formeaza gametii;

-reprezinta diviziunea celulelor reproducatoare diploide(2n) in urma careia rezulta patru celule hapolide( n) cu numarul de cromozomi redusi la jumatate fata de celula mama. 

meioza decurge cu 2 etape: meioza I ( etapa reductionala) si meioza II (etapa ecvationala);

MEIOZA I

1.Profaza I

- faza cea mai lunga;

creste volumul nucleului;

se dezorganizeaza M.N. si nucleolii;

Deplasarea centriolilor la cei 2 poli;

Organizarea filamentelor fusului de diviziune;

Se individualizeaza cromozomii bicromatidici;

cromozomii perechi (matern si patern) se apropie si fiecare pereche de cz. are 4 cromatide formand = tetrade cromatidice sau bivalenti ;

apropierea cz. perechi face posibila atingerea cromatidelor in puncte numite chiasme;

au loc schimburi de fragmente de cromatide intre cz. perechi = recombinare intracromozomiala sau crossing-over;

2.Metafaza I

tetradele cromozomiale sunt dispuse in placa ecuatoriala ( metafazica);

se produce separarea cz. perechi , nu si separarea cromatidelor;

3. Anafaza I

-cate un cz. din fiecare pereche migreaza spre cate un pol;

cz. dintr-o pereche se orienteaza la intamplare spre un pol sau altul avand loc o recombinare genetica intercromozomala fenomen denumit si dansul cromozomilor;

Telofaza I

- cz. ajung la poli, se despiralizeaza si se refac nucleele;

MEIOZA II

-in aceasta etapa se desfasoara evenimentele unei mitoze;

Profaza II

creste volumul nucleului,

se dezorganizeaza M.N. si nucleolii;

se individualizeaza cromozomii bicromatidici;

organizarea filamentelor fusului de diviziune;

Metafaza II

Cromozomii bicromatidici situati in placa metafazica ,legati prin centromer de firele fusului de diviziunei la ecuatorul celulei;

La sfarsitul metafazei cromozomii bicromatidici(cromatidele perechi) se despart longitudinal,se formeaza cromozoni monocromatidici;

3. AnafazaII

Cromozonii monocromatidici migreaza spre cei doi poli fiind trasi de fibrele kinetocorale (fibrele fusului de diviziune);4

4. Telofaza II

cromozomii se dezorganizeaza , iau forma de filamente de comatina;

dispare fusul de diviziune,

se formeaza membrana nucleului si nucleolii;

apar cei 2 nuclei fii in fiecare celula-fiica intrata in meioza II;

celule fiice haploide ( n )

IMPORTANT !

In meioza II se desfasoara evenimentele unei mitoze,si
pentru ca nu s-au dublat cromatidele,rezultatul meiozei II este aparitia a 2
celule haploide din fiecare celula mama diploida.

Rezultate:-dintr-o celula mama diploida rezulta 2 celule fiice diploide,in

meioza I,dar recombinate,fiecare celula fiica dand apoi nastere la cate 2 celule

haploide (=gameti, celule sexuale),in total 4 gameti.

-in celulele animalelor meioza se desfasoara in organele sexuale- testicule si ovare;

- in testicule se formeaza spermatozoizii iar in ovare ,ovulele.

-prin unirea gametilor in timpul fecundatiei,se formeazacelula- ou sau zigotul, refacandu-se astfel garnitura diploida de cromozomi,caracteristica speciei.

Importanta meiozei

-mentinerea unui numar constant de cromozomi caracteristici fiecarei
specii,tocmai prin reducerea numarului de cromozomi la jumatate in timpul
sau;in caz contrar,numarul de cromozomi s-ar dubla in momentul fecundarii
si s-ar ajunge la un numar aberant de cromozomi;
-datorita noilor combinatii dintre cromozomii proveniti de la parinti,realizate
in timpul contopirii nucleilor celor 2 gameti,apar variatii individuale intre
membrii aceleiasi specii,adica biodiversitate sau variabilitate,foarte
importanta in evolutie.

MITOZA

Reprezinta calea de multiplicare a celulelor somatice;

Unealta a autoreinnoirii;

Conduce la formarea a doua celule fiice;

Acestea vor avea acelasi numar de cromozomi ca si celula mama;

2n ------------ 2n

2n

Cromozomii celulelor fiice vor fi identici, ca si continut informational, cu cei ai celuleimama, identitate care se observa si de la celula fiica la celula fiica.

MEIOZA

u    Reprezinta calea de formare a gametilor;

u    Unealta a autoreproducerii;

u    Conduce la formarea a patru celule fiice;

u    Acestea vor avea jumatate din numarul de cromozomi al celulei mama;

u   Cromozomii celulelor fiice sunt similari ca si continut cu cei ai celulei mama si nu identici.

crossing-over