Celula - Structura, Proprietatile celulei

Celula

Celula este unitatea fundamentala morfologica, functionala si genetica a organismelor vii.

Toate celulele organismului rezulta din celula - ou (zigot).

Forma - initial globuloasa, ulterior globuloasa (cele adipoase, cartilaginoase) sau stelata,  fuziforma, cubica.

forma celulelor definitive depinde de functia pe care o indeplinesc si locul ocupat.

Dimensiuni - media este de 20-30 µ

fibra musculara striata poate fi de 5-15 cm, ovulul are 150-200µ;

depind de: functie, starea fiziologica a organismului, varsta, mediul extern.

Structura - trei componente fundamentale: membrana, citoplasma si nucleu.

1. Membrana celulara (membrana plasmatica, plasmalema) da forma celulei si o separa de mediul extern

conform modelului in mozaic fluid, este alcatuita dintr-un bistrat lipidic cu miezul hidrofob (predomina fosfolipidele) in care sunt inclavate proteine (pe fata externa, interna sau transmembranar); glucidele sunt legate de lipide sau proteine formand glicoproteine si glicolipide, pe fata externa;

este permeabila pentru apa si semipermeabila si selectiva pentru celelalte substante.

2. Citoplasma - ocupa spatiul delimitat de plasmalema si membrana nucleara

este sistem coloidal cu mediul de dispersie (apa) si faza dispersata (micelii coloidale in miscare browniana);

partea nestructurata (hialoplasma) omogena din punct de vedere fizic se afla in doua stari reversibile - sol si gel; reactiile chimice se petrec in stare de sol, de aceea hialoplasma se numeste si citosol;

partea structurata alcatuita din organite celulare, comune sau specifice, cele comune sunt:

a. mitocondriile - ovale sau rotunde, cu membrana dubla (externa si interna separate printr-un interspatiu); membrana interna este plicaturata formand creste mitocondriale; in interior se afla matricea mitocondriala (matrix) cu ADN, ARN, substante minerale, enzime;  sunt sediul fosforilarii oxidative (energetic);

b. reticul endoplasmatic neted - sistem canalicular cu membrana simpla care leaga plasmalema de stratul extern al membranei nucleare, cu rol de sustinere, transport, sinteza lipidelor, metabolismul glicogenului;

c. reticul endoplasmatic rugos (ergastoplasma)- sistem canalicular cu membrana simpla ce poarta pe suprafata sa externa ribozomi; are rol de sustinere, transport, sinteza proteinelor;

d. lizozomii - corpusculi sferici cu membrana simpla, raspanditi in toata hialoplasma; au enzime hidrolitice cu rol important in celulele fagocitare (leucocite, macrofage); au rol in  digestia intracelulara a particulelor care patrund in celula si a fragmentelor de celule;

e. dictiozomii (aparatul Golgi) - sistem membranar cu membrana simpla, format din micro si macro-vezicule si cisterne alungite situate in apropierea nucleului; rol secretor, prelucreaza si stocheaza proteine si lipide, sintetizeaza si impacheteaza polizaharide (excretia unor substante celulare);

f. ribozomi (corpusculii Palade) - organite ovale sau rotunde (150-250 Å) fara membrana, bogate in ribonucleoproteine, liberi sau asociati cu RE, cu  rol in sinteza proteinelor;

g. centrozomul - in apropierea nucleului, are doi centrioli perpendiculari unul pe celalalt, inconjurati de o zona de citoplasma vascoasa (centrosfera); nu are membrana; rol in formarea fusului de diviziune; lipseste in neuroni.

Organitele specifice sunt:

a. miofibrilele - in fibra musculara, au rol contractil;

b. corpusculii Nissl (corpii tigroizi) - in neuroni, rol in sinteza de proteine specifice;

c. neurofibrile - in neuroni, cu rol: in sustinere, conducere a influxului nervos;

d. incluziuni citoplasmatice - glicogen, lipide, pigmenti, rezultate in urma metabolismului.

3. Nucleul - situat central sau la periferie (excentric sau parietal);

are rol in coordonarea proceselor celulare fundamentale;

este in raport de 1/4 - 1/3 cu citoplasma (dimensiune nucleu 3-20 µ);

celulele pot fi: uninucleate (neuronul), binucleate (hepatocite), policnucleate (fibra musculara striata) sau anucleate (hematii adulte);

are membrana nucleara, carioplasma (nucleoplasma) si 1-2 nucleoli;

membrana nucleara este dubla, (externa si interna separate de spatiu perinuclear) prevazuta cu pori;

carioplasma - este o solutie coloidala cu aspect omogen in care se afla filamente subtiri (cromatina) din care se individualizeaza cromozomii (au ADN, ARN, proteine histonice si non-histonice, Ca²⁺, Mg²⁺,  lipide);

nucleolii -au rol in diviziunea celulei si in biogeneza ribozomilor.

Proprietatile celulei

a. generale: metabolism, sinteza proteica, reproducere, transport transmembranar, potential de membrana;

b. speciale: contractilitatea, activitate de secretie.

Transportul transmembranar se realizeaza in ambele sensuri (bidirectional)

dupa consumul energetic necesar poate fi:

1. transport pasiv - fara consum de energie: difuziune, osmoza, difuziunea facilitata;
2. transport activ - necesita   cheltuiala energetica;

dupa prezenta proteinelor transportoare (carausi) pot fi:

1. mecanisme de transport fara carausi - difuziunea si osmoza;
2. mecanisme de transport cu carausi - difuziunea facilitata si transportul activ.

este specific - o proteina transporta un anumit tip de molecula;

este saturabil - va exista un transport maxim pentru o anumita substanta;

este competitiv - pentru aceeasi proteina transportoare apare competitia intre moleculele de transport.

Difuziunea - se realizeaza in sensul gradientului de concentratie si trec:

molecule nepolare (liposolubile) de ex. hormonii steroizi, CO₂,  O₂;

molecule organice care au legaturi covalente polare dar nu sunt polarizate: etanolul, ureea.

Osmoza - este difuziunea solventului (apei) din solutie diluata in solutie concentrata

presiunea osmotica este forta care se opune osmozei si este proportionala cu numarul de particule dizolvate in solutie; membrana celulara este permeabila pentru apa.

Difuziunea facilitata - transportul moleculelor se realizeaza de catre carausi

trec molecule polarizate mai mari care nu pot trece prin difuziune (ex glucoza);

transportul se face in sensul gradientului de concentratie, fara consum de energie.

Transportul activ - se realizeaza de carausi cu consum de energie furnizata de ATP

asigura transportul moleculelor si al ionilor impotriva gradientului de concentratie;

in cel primar - sursa de energie este hidroliza directa a ATP, proteinele transportoare se numesc pompe;

in cel secundar (cotransport) - energia folosita este obtinuta prin transferul altei energii conform gradientului ei de concentratie  (ex. pompa Na⁺/K⁺).

Un caz particular de transport este transportul vezicular, ce poate fi:

a. exocitoza - materialul intracelular este captat in vezicule, acestea fuzioneaza cu plasmalema si continutul lor este eliminat la exterior;

b. endocitoza - materialul din exterior este captat in vezicule si transferat intracelular; poate fi fagocitoza (sunt inglobate particule solide) si pinocitoza (sunt inglobate particule lichide).