CURS 1Biologia celular i molecular obiect

de studiu i istoric

CUPRINS

CE ESTE CELULA? REPERE ISTORICE N BIOLOGIA CELULAR IMPORTANA BIOLOGIEI CELULARE I

MOLECULARE PENTRU MEDICIN ORIGINEA I EVOLUIA CELULELOR ARHETIPURI CELULARE PROCARIOTE I

EUCARIOTE

CE ESTE CELULA? Celula este unitatea morfologic i funcional a

lumii vii Organismele = celule/alctuite din celule compartiment delimitat de membran, ce conine

o soluie apoas de substane chimice

niveluri de organizare: atomi molecule mici polimeri organite

subcelulare celule

Alte structuri capabile s se multiplice, dar nu independent nu sunt celule: prionii particule proteice, fr acizi nucleici, virusurile, alctuite din ADN sau ARN i

proteine Fiecare celul prezint semnele distinctive ale

vieii :- reproducerea- creterea i dezvoltarea- utilizarea energiei - rspunsul la mediul nconjurtor- homeostazia

REPERE ISTORICE

1655 Hooke termenul cellula (celul) = porii observai n plut

1674 Leeuwenhoek a fost primul care a raportat descoperirea unei celule reale un protozoar

1833 Brown descrie nucleul celular

Spermatozoizi frotiu

Seciune prin plut schem dup imaginea MO

1838 Schleiden i Schwann au propus

TEORIA CELULAR

1) Celula este unitatea elementar a lumii vii. 2) Toate organismele vii sunt alctuite din

celule.

1855 Virchow

3) Celulele se formeaz numai din celule pre-existente.

1876 Abbe a optimizat alctuirea microscopului 1886 Zeiss a produs lentile care au atins limita

teoretic a luminii vizibile 0.2 micrometri

Studii de histochimie:

anii 1880 Retzius i Ramn y Cajal metode de colorare anatomia microscopic

1898 Golgi a descris aparatul Golgi

Desenul lui Ramon y Cajal reprezentnd neuronii din straturile retinei.

1931 Ruska a construit primul microscop electronic de transmisie

1932 Zernike a inventat microscopul cu constrast de faz

Imaginea unui fibroblast necolorat (A) n microscopie optic i (B) n contrast de faz.

anii 1950 Palade (cercettor de origine romn), Claude, de Duve i Porter fixarea i secionarea

pentru microscopul electronic

centrifugarea diferenial

au descoperit

ultrastructura celulei

IMPORTANA BIOLOGIEI CELULARE I MOLECULARE PENTRU MEDICIN

Anii 1850 Virchow Die cellular pathologie

TOATE BOLILE PORNESC DE LA NIVEL CELULAR

n prezent se cunosc : modificrile genetice responsabile pentru diferite

boli funciile i contextul celular n care acioneaz

produii genelor implicate

Exemple:

Hipercolesterolemia familial defect de preluare celular a lipoproteinelor descoperirea statinelor

Fibroza chistic canalele proteice de transport al clorului deficitare

Hipertensiunea defect de formare a complexelor joncionale n celulele epiteliale din rinichi

Distrofia muscular defect al citoscheletului membranar n fibrele musculare

Surditate mutaii n gena miozinei implicat n mecanotransducia din celulele urechii interne

ORIGINEA I EVOLUIA CELULELOR

Cum a aprut viaa? Probabil prin:- reacii spontane ntre molecule ntr-un mediu

instabil Se presupune c au existat trei stadii de evoluie:

Stadiul chimic Stadiul cellular Stadiul multicelular

separate prin intervale lungi n care formele de via s-au diversificat

Stadiul chimic

condiiile existente pe pmnt n primul miliard de ani au dus la: reacii ntre molecule simple anorganice

molecule organice (ex.: aminoacizi, zaharuri) Interaciunile dintre moleculele organice mici

molecule mari, complexe (ex.: proteine, acizi nucleici); form pre-celular de via, (aa numitele coacervates sau prebioni )

prebionii nconjurai de o membran lipido-proteic apariia primelor celule

Experimentul lui Miller

Vapori de ap sunt trecui ntr-o atmosfer de CH4, NH3, i H2

descrcare electric

Formarea moleculelor organice mici, inclusiv aminoacizii: alanin, acid aspartic, acid glutamic i glicin

Stadiul celular

Acum 3.5 miliarde de ani formele primitive de via celule procariote anaerobe, apoi aerobe (acum 2 miliarde de ani)

Schimbri majore n condiiile de mediu: acumularea de oxigen cianobacteriile formarea Fe2O3 (marea criz a fierului) extincia anaerobelor

Acum 1.2 1.5 miliarde de ani primele eucariote dezvoltarea reproducerii sexuate crete mult

diversitatea

Stadiul pluricelular

Aproximativ cu 1 miliard de ani n urm au aprut organismele pluricelulare primitive

Pluricelularitea presupune: comunicare intercelular aderare a celulelor unele de altele evoluia tipurilor celulare specializate (ex.:

celulele nervoase, epiteliale, musculare) Acum 1.8 milioane de ani OMUL

Relaii evoluionare Toate organismele actuale ancestor comun

Linii: Eubacterii Archaea (arhebacterii)

sunt procariote Eucariote

Organismele actuale ce seamn cu formele de via primitiv arhebacteriile

ARHETIPURI CELULARE PROCARIOTE, EUCARIOTE

PROCARIOTELE totdeauna unicelulare bacterii i alge albastre-verzi eubacteriile (b. adevarate) arhebacteriile (b. metanogene, halofile extreme etc.)

EUCARIOTELE unicelulare (protozoare) pluricelulare (metazoare, metafite) animalele i

plantele

PROTISTE organismele unicelulare, indiferent de tip

PROCARIOTE EUCARIOTE

Membrane interne

fr nucleu sau organite membranare

NUCLEOID

NUCLEU delimitat de membran ORGANITE CELULARE ENDOCITOZ, EXOCITOZ

Micrile celulare

FLAGELI CITOSCHELET - responsabil de micrile celulare

Organite doar RIBOZOMI ORGANITE DELIMITATE DE MEMBRAN (reticul endoplasmic, ap. Golgi, mitocondrii, lisosomi, peroxizomi)

Materialul genetic

CROMOZOM UNIC CIRCULAR

Sinteza de ARN i proteine n citoplasm

MAI MULI CROMOZOMI LINIARIADN mpachetat cu proteineARN sintetizat n nucleu, proteinele n

citoplasmDiviziune

a celularDIRECT (sciziparitate) INDIRECT (MITOZA, MEIOZA)

cromozomi, fus de diviziune REPRODUCEREA SEXUAT

PROCARIOTE (pro = nainte, karion = nucleu)Caracteristici importante: Unicelulare Fr nucleu cromozom

unic, circular Fr organite delimitate de

membran Diviziune direct Fr citoschelet Mai mici dect eucariotele

(0.1-10m diametru, volum de 1000 mai mic)

Caracteristici importante: Pot fi uni- sau pluricelulare Au nucleu Organite abundente Endocitoz, exocitoz Citoschelet Cromozomi liniari, multipli Diviziune indirect Mai mari dect procariotele

(10-100m diametru, volum de 1000 mai mare)

EUCARIOTE (eu = adevrat)

RECAPITULARE:Care este elementul de structur care nu lipsete din nici o celul?R: Membrana

Toate organitele conin celule. (Adevrat/Fals)R: Fals

Virusurile nu sunt considerate vii, deoarece nu se reproduc. (Adevrat/Fals)

R: Fals

Numii semne distinctive ale vieii.R: reproducerea, creterea i dezvoltarea, utilizarea energiei, rspunsul la mediu, homeostazia.

Celula este unitatea elementar a lumii vii este un principiu al TEORIEI CELULARE. (Adevrat/Fals)R: Adevrat

Celulele se formeaz din materiale necelulare este un principiu al TEORIEI CELULARE. (Adevrat/Fals)R: Fals Celulele se formeaz numai din celule pre-existente

Ce tip de molecule pot obine n urma experimentului lui Miller?R: molecule organice mici Numii celulele procariote capabile s produc oxigen molecular.R: cianobacterii

Eucariotele sunt totdeauna pluricelulare (Adevrat/Fals)R: Fals Exist i eucariote unicelulare - protozoarele

Ce tip de celule prezint ADN? R: toate tipurile de celule

Ce organite se gsesc att la procariote ct i la eucariote?R: ribozomii

Semnificaia termenului PROCARIOT este primul tip de celule aprute. (Adevrat/Fals)R: Fals Semnificaia este nainte de nucleu celule fr nucleu