CELULA PROCARIOT este caracteristic bacteriilor i algelor albastre-verzi (cianobacteriilor). Celula procariot are dimensiuni microscopice (de ordinul micronilor) i prezint caracteristici proprii: materialul genetic (ADN) nu este delimitat printr-o membran, fiind localizat direct n citoplams; ADN-ul nu este ascoiat cu proteine de tipul histonelor; peretele celular conine aproape ntodeauna murein (un peptidoglican = polizaharid); se multiplic, de obicei, prin sciziparitate (mprire n 2). Peretele celular conserv integritatea celulei fa de creterea presiunii osmotice interne, menine forma celulei i este suport de fixare pt cili i flageli. Este alctuit dintr-o reea de molecule de murein (un peptidoglican) care poate fi ncojurat de o membran lipoproteic puternic ncrcat negativ. Exist i procariote lipside de perete celular (micoplasmele). Plasmalema este alctuit din fosfolipide i proteine, dup modelul mozaicului fluid asemntor celui de la eucariote. Citoplasma este un sistem coloidal complex, care se comport ca un gel, n care elementele componente au poziii fixe deoarece lipsesc curenii citoplasmatici. Mezozomii sunt invaginri neregulate (1-2) ale plasmalemei, cu rol n ancoraqrea moleculei ADN n celul, dar pot avea i alte funcii (de ex respiraie). Nucleoidul (procarion, genofor) este alc din ADN, ARN i proteine. ADN-ul este reprezentat printr-o singur molecul circular, cu plieri f strnse n 2 rnduri de bucle succesive. Putem afirma c bacteriile au un singur cromozom circular. El are o lungime de 1000 ori mai mare dect diametrul celulei, conine o macromolecul de ADN circular cu aprox 40-50 bucle i superrsuciri (circa 400 perechi nucleotide/bucl) care sunt meninute prin intermediul unor molecule de ARN. n afara cromozomului circular bacterian se pot afla n citoplasma celulei bacteriene una sau mai multe structuri ereditare adiionale numite plasmide. Plasmida este o molecul circular de ADN bicatenar ea reprezint un micicromozom ce poart 6-8 gene i care se replic independent de cromozomul bacterian. Exemple de plasmide: factorul de sex, factorul de rezisten la antibiotice. Ribozomii (granulele lui Palade) sunt alc din ARN (75%) i proteine (25%), fiind particule nucleo-proteice. Sunt numeroi i au rol n sinteza proteinelor realizat pe baza informaiei genetice din ADN copiat de ctre ARNm. Aparatul fotosintetic este prezent la unele bacterii, care pot realiza fotosinteza oxigenic sau anoxigenic. Acest aparat este reprezentat de ctre cromatofori = vezicule relativ sferice, lamele de forme i mrimi diferite sau saci membranoi = tilacoide. Incluziunile sunt substane inerte depuse n citoplasm cu rol de rezerv: glicogen, amidon, volutin, sulf etc. Vacuolele sunt structuri sferice, cu un nveli lipopriteic unistratificat (tonoplast), care apar n faza de cretere activ a celulei. Sporii sunt structuri speciale de rezisten, ntlnite la eubacterii, de obicei ntr-un singur exemplar. Sunt alc. Din 3 tunici (exina, stratul mijlociu, inteina), cortex, sporoplasma i nucleoplasma. Magnetozomii sunt incluziuni cu fier ntlnite la unele bacterii acvatice cu rol n orientarea acestora sub ap. Se prezint ca o mas de filamente lipopolizaharidice pe suprafaa bacteriilor Gram-negative. Capsula n jurul peretelui celular poate exista o structur numit capsul sau strat mucos, format din polizaharide, cu aspect gelatinos i consisten vscoas. Cilii i flagelii sunt organite de locomoie prezente n special la bacteriile alungite: bacili, vibrioni, spirili. Pilii (fimbriile) sunt structuri filamentoase cu dimensiuni mai mici dect cele ale cililor i mult mai numeroase.CELULA EUCARIOT Celula este unitatea structural, funcional i genetic a tuturor organismelor vii. Studiul morfologiei, anatomiei i fiziologiei celulelor este realizat de ctre citologie. Celulele pot exista singure (organisme unicelulare, gamei etc.) sau grupate n esuturi, organe, organisme pluriceulare. Dimenisuni: majoritatea sunt microscopice (20-30 microni), dar exist i c. de dimensiuni mai mari, de ex. celula muscular striat poate avea L de 1mm-12 cm, axonul neuronului poate depli 1 m. Forma iniial a celulelor este cea sferic, specific celulei-ou (zigotul). n procesul ontogenezei celulele rezultate prin diviziuni succesive i adapteaz forma funciei pe care o ndeplinesc. Ex. celulele musculare netede devin fusiforme, cele striate devin cilindrice, neuronul capt forma stelat de cele mai multe ori, vasele conductoare se alungesc i capt form de tuburi etc. Structura: celulele cu structur tipic au membran (plasmalem), citoplasm i nucleu. Membrana este alctuit din 2 straturi fosfolipidice dispuse cu gruprile hidrofile (radicalii fosforici) spre exterior (mediul intercelular n care se afl lichidul interstiial) i interior (mediul intracelular citoplasma) i cu gruprile hidrofobe (aciziig grai) la mijloc, proteine (extrinseci, intrinseci, transmembranare), colesterol i glucide (ataate lipidelor glicolipide sau proteinelor glicoproteine). Citoplasma (citosolul) este alctuit dintr-o parte nestructurat (hialoplasma) i o parte structurat organite (structuri permanente) i incluziuni (structuri temporare). Hialoplasma este o mixtur de soluii i sisteme coloidale (faza de dispersie este apa, iar faza dispersat este reprezentat prin micelele organice), aflat n stare fluid (sol) sau semilichid (gel), n funcie de intensitatea proceselor metabolice care au loc n diferitele compartimente celulare. Acest amestec conine predominant ap, care prin structura sa, cu un pol pozitiv (H+) i unul negativ (HO-) se comport ca un dipol care determin atracia sau respingerea altor molecule, ceea ce i confer proprietatea de cel mai rspndit solvent din lumea vie. Organitele celulare: - n cazul celulei animale: pot fi prezente n toate celulele i se numesc comune: RE, ribozomii, lizozomii, ap Golgi, mitocondriile, centrozomulsau specficie anumitor celule: miofibrilele din cel. Musculare sau neurofibrilele i corpusculii Nissl din neuroni; - n cazul celulei vegetale organitelor din celula animal li se adaug peretele celular, plastide, vacuole i lipsete centrozomul. Reticulul endoplasmatic este ca un sistem de canale i vezicule aplatizate rspndite n ntreaga celul, care fac legtura ntre membrana nucleului i membrana celular, avnd ca rol principal transportul substanelor. Poate fi neted sau rugos (cu ribozomi pe suprafa). RER este implicat n sinteza citomembranelor i a proteinelor, iar REN n sinteza lipidelor i detoxifierea celulei. Ribozomii se mai numesc i granulele lui Palade. Sunt lipsii de membran proprie, sunt alc din ARN i proteine (nucleoproteine), pot exista liberi n citoplasm, ataai de membrana RE sau de membrana extern a nucleului i au rol n sinte4za proteinelor specifice unui anumit tip de celul. Aceast sintez se face pe baza informaiei genetice din ADN-ul nuclear, care este copiat (transcripie) de ctre ARN mesager, acesta migreaz prin porii nucleului n citoplasm pn la nivelul ribozomilor, unde are loc procesul de asamblare a aminoacizilor conrofm programului genetic, proces numit translaie. Lizozomii au aspectul unor vezicule i conin enzime hidrolitice implicate n procesele de degradare (digestie) celular = heterofagie. Au rol n hrnirea celulei dar mai ales n protecia acesteia mpotriva aciunii nocive a unor substane toxice sau ageni patogeni. Mitocondriile au membran dubl, cea extern este prevzut cu pori, iar cea intern cu criste la nivelul crora se afl enzimele implicate n procesele de respiraie celular (enzime oxidoreductoare). Aceste enzime catalizeaz reaciile de oxidare aerob (ciclul Krebs) prin care substanele organice sunt descompuse complet n ap, dioxid de carbon i energie stocat n ATP. Deci, moleculele de ATP se sintetizeaz la nivelul mitocondriilor. Mitocondriile au aparat genetic propriu alctuit din ADN, ARN i proteine care asigur autodivizibilitatea i sinteza proteinelor specifice (enzimele respiratorii), independent de activitatea celular. Complexul Golgi este format din totalitatea dictiozomilor; este situat n apropierea nucleului i cuprinde 2 componente: dictiozomul i veziculele golgiene. Dictiozomul este format din 4-6 sacule aplatizate umflate la capete, dispuse n teanc, limitate de o membran simpl, unitar. Veziculele golgiene rezult din nmugurirea periferic a saculelorm de care apoi se detaeaz. Intervine n formarea fragmoplastului i a lamelei mediene a celulei n cursul citochinezei; la plante i fungi e implicat n biogeneza peretelui celular. Membrana veziculelelor golgiene intervine n rennoirea plasmalemei; la plnatele carnivore secret enzime digestive; are rol n elaborarea produilor de secreie i este f abundent n celulele secretoare. Centrozomul este format din 2 centrioli dispui perpendicular unul fa de altul i din centrosfer. Are rol n formarea fusului de diviziune i lipste n celulele care nu au nucleu sau care nu se mai divid (neuron, hematia adult, trombocit, ovul, spermatozoid). Vacuolele formeaz vacuomul celular. Sunt vezicule delimitate de o membran simpl numit tonoplast, care conin o soluie apoas numit suc vacuolar. Ele nu efectueaz transformri metabolice i iau natere din diviziunea celor existente sau din dilatri locale ale membranelor RE. Au rol n depozitarea apei, substanelor minerale i organice meninnd homeostazia celular dar i a unor substane toxice avnd astfel rol protector pt celul. Peretele celular este un nveli caracteristic algelor, fungilor i plantelor. Este definit ca un exoschelet avnd rol important n determinarea i meninerea formei celulare. Structura scheletic microfibrilar a peretelui celular este format din celuloz (la alge i plante) i chitin (la ciuperci). Pereii celulari prezint pori cu denumirea de punctuaiuni, prin care trec cordoane plasmatice numite plasmodesme care asigur conexiunea funcional a celulelor ce alctuiesc un esut. Peretele celular poate suferi modificri secundare, cum ar fi: lignificarea, suberificarea, cutinizarea, cerificarea, mineralizarea, gelificarea i lichefierea. Plastidele sunt organite specifice algelor i plantelor. D.p.d.v. funcional sunt de 2 tipuri: fotosintetizatoare (cloroplaste, rodoplaste, feoplaste) i nefotosintetizatoare (cromoplaste i leucoplaste). A. Plastidele fotosintetizatoare la nivelul lor are loc procesul de F deoarece conin pigmeni asimilatori. La algele verzi i la plante predomin clorofila (cloroplaste-cromatofori); la algele roii predomin ficoeritrina i ficocianina (rodoplaste); la algele brune predomin fucoxantina (feoplaste). Cloroplastele sunt mici granule lenticulare. La alge sunt numite cromatofori. Cloroplastele sunt alc din nveli, strom i sistem tilacoidal. Inveliul este reprezentat de o membran dubl ce nchide stroma incolor. Membrana extern este neted. Membrana intern emite creste, din care unele se prelungesc n lamele stromatice, dispuse paralel cu axa mare a organitului (contrar crestelor mitocondriale). ntre lamelele stromatice se formeaz pe alocuri un anumit nr de saci mici aplatizai, numii saculi granari dispui n teancuri. Acetia provin din dilatri ale lamelelor stromatice care se etaleaz paralel cu aceste lamele i care se detaeaz. Ansamblul format din saculele granare i poriunile de lamele stromatice care le mrginesc constituie aa-numitul granum vizibil la microscopul fotonic. Zonele granare sunt separate i legate prin zonele intergranare. Stroma este incolor avnd aceeai structur ca i cea a hialoplasmei. Este de natur proteic, coninnd picturi de lipide i cteva granule de amidon acestea formndu-se la sfritul zilei, dar sunt hidrolizate n cursul nopii n glucoz care migreaz n plant. n strom s-au evideniat ribozomi, ARN, ADN. Membranele tilacoidale au structur lipoproteic dar se deosebesc de celelalte citomembrane prin prezena pigmenilor asimilatori organizai n fotosisteme. Un fotosistem este un set de molecule pigmentare, strict ordonate, care acioneaz asemenea unei antene captnd i dirijnd energia fotonilor spre o singur molecul de clorofil a care va participa direct la procesul de F. Datorit paratului genetic propriu, plastidele sunt autodivizibile i-i pot sintetiza singure proteinele necesare. Conform teoriei endosimbiozelor succesive, mitocondriile i plastidele deriv din celule procariote care au dezvoltat relaii puternice cu celulele eucariote. B. Plastidele nefotosintetizatoare Cromoplastele sunt plastide galbene, portocalii i roii care conin n stroma lor incolor pigmenii carotenoizi (xantofila, carotenul i licopenul). Aceti pigmeni se prezint sub form de granule, picturi, tubuli sau cristale. Ele provin din cloroplaste modificate pe msur ce orgnele plantei evolueaz. Aceste plastide sunt prezente n petalele de flori, n fructele crnoase, frunzele de toamn i mai rar n organele vegetative (rdcina de morcov). Indirect ele asigur rspndirea unor fructe i semine, precum i polenizarea deoarece atrag insectele i psrile prin culorile pe care le dau. Prin hidroliza (care are loc n mod natural n ficatul rumegtoarelor), carotenul se transform n vitamina A el constituie deci provitamina A. Leucoplastele sunt plastide incolore n care se depoziteaz diferite substane. n funcie de substanele coninute au denumiri specifice: amiloplaste (cu amidon), oleiplaste (cu uleiuri vegetale), proteinoplaste (cu proteine). Incluziunile celulare conin substane aflate temporar n celul: glicogen, amidon, lipide, pigmeni, oxalai etc. Granulele de amidon n timpul transformrii unui leucoplast n amiloplast, amidonul apare ca o granul mai refringent n centrul plastidei, unde susbtana fundamental s-a rarefiat. Granula de amidon crete prin pturi succesive dispuse n jurul unui punct central numit hil. Amidonul se poate forma i n citoplasm prin polimerizarea hexozelor. Amidonul poate fi evideniat prin iod, care coloreaz amiloza n albastru deschis i amilopectina n albastru violet deschis. Granulele de aleuron _ anumite vacuole se deshidrateaz n cursul maturizrii seminelor i se reduc la o granul proteic solid. Granula de aleuron este format din: o mas proteic fundamental omogen care conine sulf i acid fosforic, un cristaloid proteic, unul sau mai muli globoizi din fitat de calciu i magneziu. Granulele pot fi simple cnd au numia substan proteic i compuse cnd au i cristaloid i globoid. Cristalele minerale i organice cristalele minerale provin din sruri ale acizilor minerali, depuse n vacuol: sulfat de cupru, clorur de sodiu, diferite ioduri, cristale anorganice oxalat de calciu. Nulcleul are de obicei forma celulei (sferic, reticular sau ovoid), majoritatea celuleor fiind uninucleate. Exist i celule anucleate (hematia adult), binucleate (hepatocitul) sau polinucleate (celula muscular striat, osteoclastul). Nucleul este alctuit din:1. membran dubl (anvelop) care separ nucleul de citoplasm; 2. unul sau civa nucleoli sferici sau ovoizi; 3. cromatina substan cu aspect variabil, dispersat n nucleoplasm 4. (sucul celular) substan fundamental optic omogen. Anvelopa nuclear cuprinde 2 membrane simple (fiecare avnd grosimea de 7,5 nm) separate de un spaiu perinuclear clar. Membrana nuclear prezint pori ce ocup cam 25% din suprafaa sa. Acetia reprezint deschideri ce pun n contact direct hialoplasma i nucleoplasma. Porii joac un rol central n schimburile care au loc ntre hialoplasm i nucleoplasm. Membrana extern pune n contact direct spaiul perinuclear cu cavitile RE. Membrana intern este dublat la animale pe fata intern de o ptur groas (60 nm) de proteine, numit lamina fibroas. Nucleoidul reprezint o formaiune globular, sferic sau oval, foarte refringent, cu diametrul de 1-5 micrometri i nu are membran proprie. Nucleolul prezint o poriune filamentoas, reticular ca un burete cu cromatin perinucleolar i intranucleolar. De fapt, nucleolema arat 2 zone diferite ca structur: zona fibrilar numeroase filamente de ADN i mii de fibrile dispuse perpendicular pe axa acestora, constituind molecule de ARN n curs de sintez; zona granular ribonucleotide asemntoare ribozomilor localizai n citoplasm de-a lungul RE. Compoziia chimic: proteine, complexe enzimatice necesare sintezei de ARN, histone (proteine bazice legate de ADN), proteine ribozomale, ARN, n special ARN localizat n zona fibrilar. Rol: sinteza ribozomilor. Sinteza de ARN ribozomal se face exclusiv la nivelul nucleolemei.La acest nivel ARN ribozomal se asociaz cu proteine provenind din citoplasm prin pori, pt a forma preribozomi. Acetia sufer apoi diverse modificri la nivelul zonei granulare (faza de maturare) rezultnd cele dou subuniti ale ribozomului care migreaz separat prin pori n citoplasm unde se recombin. Cromatina formeaz de fapt cromozomii care nu sunt condensai pt a putea fi observai individual numai n timpul diviziunii celulare. n interfaz (perioada dintre 2 diviziuni succesive) acetia sunt puternic despiralizai i dau aspectul reticulat (de reea) specific nucleului. Cromatina este un complex biochimic format din 96% nucleoptroteine cu ADN, conine de asemenea holoproteine i fosfolipide. Nucleoproteina cu ADN se prezint sub forma unui colier de nucleozomi, formai fiecare din dou x patru histone (H2A, H2B, H3 i H4) nirate pe o molecul de ADN. Cromatina apare sub form dispersat (eucromatina sau cromatina activ) i condensat (heterocromatina sau cromatin inactiv d.p.d.v. genetic). Cromatina condensat constituie cromocentrii i se subdivide n cromatina constitutiv permanent condensat de la natere pn la sf vieii cromozomul Y i cromatina facultativ care sufer modificri de-a lungul dezvoltrii individuale unul din cromozomii X de la femel este inactiv i apare n nucleul interfazic intens colorat corpusculul Barr sau croamtina sexual nefuncional d.p.d.v. genetic. Cromozomii sunt formai din ADN i proteine specifice (histone i nonhistone). Moleculele de ADN conin sub form codificat biochimic (ordinea codonilor) informaia genetic pe baza creia se desfoar toate procesele de sintez celular, adic toate reaciile metabolice. Aceste reacii caracterizeaz celula vie i-i confer toate particularitile structurale i funcionale. Nucleoplasma substana fundamental, fluid i omogen, care umple restul cavitii nucleare. Ea conine mai ales proteine (inclusiv echipamentul enzimatic necesar sintezei de ADN i ARN, nucleotide libere i ATP), ap i fosfolipide. Funciile nucleului: controleaz funcionarea i morfologia celulei, are rol n procesele ereditare (multiplicare, difereniere, cancerizarea celulelor), controlul sintezei proteinelor citoplasmei.1.Structura si ultrastructura celulelor procariote si eucariote def 2012Page 1