CELULA - unitatea structurala și funcționala a organismului

CELULA - unitatea structurala și funcționala a organismului

Din punct de vedere sistemic reprezinta un sistem deschis care stabileste schimburi de materie si energie cu mediul ambiant.

Celulele sunt de doua tipuri: procariote - la bacterii si alge albastre-verzi - au nucleu fara membrana nucleara si eucariote - la restul organismelor au nucleul inconjurat de membrana nucleara. Componentele de baza ale celulei eucariote sunt: membrana, citoplasma si nucleu. In citoplasma se gasesc organitele celulare. Celula este delimitata de membrana celulara, iar organitele citoplasmatice de un sistem de endomembrane. Structura de baza a tuturor membranelor este aceeasi cu cea a membranei celulare, modelul acestei structuri fiind modelul ,,mozaic fluid".

Continutul inconjurat de membrana plasmatica constituie citoplasma. Portiunea lichida a acesteia se numeste citosol. Structurile membranare din interiorul citoplasmei se numesc organite. Organitele includ: nucleul, mitocondriile, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi si lizozomii.

Fig. 2. Structura celulei

A. PLASMALEMA (MEMBRANA CELULARA)

Este situata la periferia citoplasmei. Structura sa corespunde ,,modelului mozaicului fluid" elaborat de Singer si Nicolson in 1972. Conform acestui model membrana plasmatica ca si membranele organitelor celulare sunt alcatuite din doua straturi de fosfolipide, care reprezinta o matrice fluida, la care se adauga proteine si glucide. Straturile lipidice sunt orientate cu gruparile hidrofile spre exterior si cu cele hidrofobe spre interiorul membranei. Proteinele din structura membranei plasmatice sunt intotdeauna globulare (fig.3)

Fig Structura plasmalemei

Plasmalema prezinta permeabilitate selectiva, permitand schimburile dintre celula si mediu.

B. CITOPLASMA (gr. kytos=cavitate).

Este formata din doua faze distincte: citosolul si granuloplasma.

Citosolul reprezinta citoplasma localizata in afara organitelor celulare, cunoscuta sub denumirea de citoplasma fundamentala sau hialoplasma. Elementul de baza al hialoplasmei este apa (85-95% din greutatea proaspata), in care se afla dispersate diferite substante organice si anorganice cu rol important in biosintezele celulare.

Granuloplasma - reprezinta faza citoplasmei cuprinsa in organitele celulare.

ORGANITELE CELULARE

1. Reticulul endoplasmatic (RE) - sistem de cisterne, tubuli ce reprezinta un sistem circulator intracelular si intercelular (Fig. 4.).

Contine numeroase enzime cu rol in sinteza lipidelor, iar in unele cazuri pe suprafata membranei RE exista ribozomi.

In functie de prezenta ribozomilor se deosebesc morfologic doua tipuri de RE:

REN- reticul endoplasmatic neted - lipsit de ribozomi;

REG - reticul endoplasmatic granular sau rugos - asociat cu ribozomi.

Fig. 4. Imagine tridimensionala a RE (d. D Fawcett. Chapman and Hall, N.Y)

Functii:

    Sintetizeaza substante organice - proteine, glucide, lipide, enzime, uleiuri eterice;

    Colecteaza, transporta si distribuie substantele la nivelul celulei si intercelular;

2. Ribozomii - au fost descoperiti de savantul american de origine romana George Emil Palade, laureat al premiului Nobel in anul 1974.

Ribozomii au forma sferica si prezinta rol esential in sinteza proteinelor. Nu sunt delimitati de membrane si se gasesc liberi in citoplasma, atasati de RE, in mitocondrii si in cloroplaste.

Aparatul Golgi - este format din totalitatea dictiozomilor din celula. Dictiozomii se gasesc, de regula, in apropierea nucleului si sunt numerosi in celulele glandelor.

Dictiozomii sunt alcatuiti din cisterne sau saci turtiti si vezicule si au rol in secretia extracelulara a

unor compusi organici si anorganici, uleiuri, enzime, apa, mucilagii (Fig. 5)  

Fig 5. Aparatul Golgi (d. D Fawcett. Chapman and Hall, N.Y)

4. Lizozomii - componente celulare de forma unor vezicule, delimitate de o singura membrana si specializate pentru digestia intracelulara. Contin numeroase enzime hidrolitice.

5. Peroxizomii - prezenti in majoritatea celulelor vegetale, specializati pentru desfasurarea reactiilor oxidative.

6. Mitocondriile - ,,uzinele energetice" ale celulei, au genom propriu si sunt capabile de autoreproducere. Rol in respiratia celulara, proces prin care se produce energie.

La microscopul electronic mitocondriile apar sub forma unor granule cu membrana dubla, care inconjoara un spatiu numit matrix. Membrana interna prezinta invaginatii numite criste (Fig. 6).

Fig. 6. Mitocondria - prezentare schematica

C. NUCLEUL gr. karyon = miez)

Nucleul controleaza intreaga activitate a celulei pe baza informatiei genetice stocate in ADN.  La celulele tinere, care se divid intens nucleul ocupa o mare parte din volumul acestora. Forma nucleului variaza in functie de starea functionala a celulei:

Nucleul unei celule vegetale aflate in interfaza prezinta urmatoarele elemente componente: 

(Fig. 7)

invelis nuclear

matricea nucleara

cromatina

nucleoplasma

nucleolul.

Fig 7. Structura nucleului (https://universe-review.ca/R10-01-cellnucleus.htm)

Invelisul nuclear delimiteaza nucleul in raport cu citoplasma. Este alcatuit din doua membrane si este strabatuta de numerosi pori nucleari care joaca un rol important in schimburile bidirectionale de materie dintre citoplasma si nucleu.

Matricea nucleara reprezinta scheletul proteic de care sunt ancorate fibrilele de cromatina.

Cromatina - reprezinta forma de existenta materiala a cromozomilor in interfaza. In ea se afla stocata, sub forma codificata, informatia genetica.

Cromozomii tuturor celulelor, eucariote sunt structuri complexe alcatuite din cromatina si dintr-o matrice, care o inconjoara. In componenta matricei se regasesc: ARN, proteine, mici cantitati de lipide si ioni.