STRUCTURA (ARHITECTONICA) CELULARA - proprietati fizice ale protoplastului

n      CELULA = un tot unitar din punct de vedere structural si functional

n      Totusi pentru o mai buna cunoastere vom proceda la descrierea separata a constituentilor, a organitelor celulare; unele organite se pot observa cu microscopul optic, iar altele doar cu cel electronic → citologia ultrastructurilor

Constituentii celulari - clasificare

Componentul biologic activ = protoplasma sau protoplastul - cuprinde citoplasma, nucleul, plastidele, condriozomii (elemente clasice), precum si elemente de ultrastructura: reticul endoplasmatic, ribozomi, dictiozomi, lizozomi.

Componentul inert = paraplasma cuprinde incluziuni ergastice lichide (vacuole, suc celular si uleiurile) si incluziuni ergastice solide (amidon, aleurona, cristale de oxalat de calciu)

Componentul biologic activ (protoplasma)

n      Este element structural care nu poate lipsi din nici o celula vie

n      Se caracterizeaza prin prezenta mediului apos in care sunt dispersate substante cu greutate moleculara mare ce sunt organizate la nivel molecular intr-o ultrastructura complexa → aceasta determina proprietatile fizice, chimice si fiziologice

a) Proprietati fizice ale protoplastului

- starea coloidala - 2 componente:

● mediul de dispersie

faza dispersa (dispersatul)

Starea coloidala se poate prezenta sub 2 forme: - solul coloidal

- gelul coloidal

A. Solul coloidal: particulele sunt dispersate intr-un mediu de dispersie abundent

- "solurile" au o mare fluiditate si fac trecerea de la solutiile adevarate la suspensii

B. Gelurile coloidale → au o anumita rigiditate si elasticitate, prezinta o stare intermediara intre cea lichida si cea solida; particulele gelurilor se ating intre ele → structura de retea fina, in ochiurile careia se dispune mediul de dispersie

Dupa afinitatea pe care o au:

soluri si geluri hidrofile

soluri si geluri hidrofobe

In cazul protoplastului sistemul coloidal este reprezentat prin dispersat = complex de micele si un mediu de dispersie apos

micelele = agregate moleculare suspendate in mediu de dispersie

Sistemul coloidal al protoplastului prezinta caracterele coloizilor hidrofili, dar se comporta ca un sistem aparte, in raport cu coloizii inerti.

n      Astfel se gasesc si la protoplast caractere care sunt intalnite si la coloizii inerti:

De a nu dializa

De a coagula la actiunea temperaturii, a alcoolului

De a prezenta un punct izoelectric = pH-ul la care sarcinile electrice se anuleaza

Eseu: ADN-ul exista in genomul uman Referat: Inima - structura inimii si aorta

De a trece din sol in gel si invers (tixotropie) - la nivelul protoplastului exista concomitent zone de sol coloidal si zone de gel coloidal cu trecerea spontana din una in alta = stare de echilbru a citoplasmei.

Efectul Tyndall → nu apare la coloizii hidrofili, deci si protoplastul (masa lui fundamentala mai ales) observat la ultramicroscop pe fond intunecat este omogen sau "optic vid". Daca protoplastul este supus actiunii unui factor alterant → apare efectul Tyndall datorita coagularii

In concluzie

Sistemul coloidal protoplasmatic este deosebit de sistemele coloidale inerte printr-o serie de caractere proprii; astfel el se poate autoregla cumuland concomitent atat caractere de lichid cat si de solid.

Apar zone de -  gel coloidal (membranele plasmatice, plasmalema si tonoplastul)

- sol coloidal (endoplasma)

Gelul coloidal (plasmagelul) determina structura protoplastului, iar solul coloidal (plasmasolul) este sediul metabolismului celular

b) Proprietati chimice ale protoplastului

Sunt conferite de substantele macromoleculare care pot constitui:

• elemente structurale din masa protoplastului
• substratul fundamental al protoplastului
• substantele de protectie ale protoplastului
• substante cu proprietati catalitice
• purtatori ai informatiei ereditare

Citoplasma (protoplasma)

v     Componentul de baza in care se cuprind toate celelalte elemente                structurale care alcatuiesc celula (in afara membranei)

v     Este un sistem instabil si sensibil la toti factorii care influenteza raportul apa/macromolecule

v     Gradul de complexitate si dezvoltare al citoplasmei variaza functie de cresterea si dezvoltarea celulelor si daca celula are sau nu un nucleu figurat

Citoplasma = sistem biologic instabil cu o evolutie structurala de la organismele inferioare la cele superioare

- nu este totusi o masa uniforma

- are 2 componenete: masa fundamentala

organitele subcelulare (submicroscopice)

Masa fundamentala (matricea, hialoplasma)

reprezinta mediul intern al celulei, capabil de a desfasura toate functiile ei fiziologice

este sediul de desfasurare a metabolismului

rol de legare a tuturor organitelor din edificiul celulei (matrice)

coordoneaza si regleaza toate formele de activitate pe care le presteaza celula (hialoplasma)  

imprima caracterele fizice si chimice ale citoplasmei

Caracterele fizice ale hialoplasmei

Este optic vida (la examinarea cu microscopul optic)

La examinarea cu microscopul electronic - abundenta de granulatii = ribozomi, care pot fi inlaturati prin omogenizare si centrifugare => masa fundamentala alcatuita din elemente fibrilare rasucite.

se disting 2 microformatiuni - filamentele

- microtubulii = formatiuni alungite cu diametrul de 40 Å si orientati in directia de crestere in lungime a celulei; situati paralel cu pelicula ectoplasmatica superficiala, cu care par a fi in relatie de contingenta

Rolul microtubulilor:

geneza membranelor plasmatice in vecinatatea carora sunt dispusi

miscarea citoplasmatica

geneza fusului de diviziune (numarul lor creste foarte mult in timpul diviziunii celulare)

Caracterele chimice ale hialoplasmei

- apa (85%)

- proteine (constituenti de baza): structurale (solubile)

functionale (enzime)

- acizi nucleici (10-20% din ARN)

- glucide

- aminoacizi

- nucleozide

Din punct de vedere fiziologic, hialoplasma este mediul in care sunt dispuse toate celelalte organite; acestea gasesc aici componentele necesare pentru construirea lor si tot aici isi deverseaza produsii.

De aceea se considera ca hialoplasma este sediul tutoror reactiilor biochimice - biosinteze cu incorporare de energie

- reactii de degradare care elibereaza energia acumulata