11

Bloc 2: CITOLOGIA

Tema 4: L’estudi de la cèl·lula. La teoria cel·lular

Tema 5: Embolcalls cel·lulars

Tema 6: Citoplasma

Tema 7: Nucli cel·lular. Cicle cel·lular. Mitosi

22

Tema 4: La teoria cel·lular

La teoria cel·lular La teoria cel·lular defineix la cèl·lula com:• Unitat vital: “la cèl·lula és l’ésser viu més petit i senzill amb una vida autònoma autònoma i independent”. Schwann i Schleiden.

• Unitat morfològica: “tots els organismes estan formats per cèl·lules molt semblants originalment entre si”. Schwann i Schleiden

• Unitat fisiològica: “totes les cèl·lules posseeixen els mecanismes bioquímics necessaris per continuar existint”. Brucke

* Unitat genètica: “tota cèl·lula procedeix d’una altra cèl·lula”. Virchow.

33

L’organització cel·lular

Poden trobar cèl·lules en diferent grau de desenvolupament i amb diferents nivell d’organització, així podem distingir:

a) Organització procariotab) Organització eucariota

Micrococcus Penicillium

44

L’organització cel·lular1. L’organització procariota

Són primitives evolutivament parlant, amb algunes característiques pròpies:* organismes unicel·lulars, poden estar formant colònies* mides d’entre 1 – 10 mm * tenen mancança de membrana nuclear* l’ADN està unit pels extrems com un anell formant un únic cromosoma* alguns poden tenir estructures mòbils (flagels o cilis)* el protoplasma únicament posseeix ribosomes, però no orgànuls

55

L’organització cel·lular1. L’organització procariota

Escherichia coli

66

L’organització cel·lular1. L’organització procariota

Tots pertanyen al regne moneres:Bacteris: són capaços de viure en ambients extrems i formar espores de resistència.Cianobacteris: són cianòfits que contenen clorofil·la o altres pigments (ficocianina)

Clostridium

77

L’organització cel·lular2. L’organització eucariota

Són cèl·lules molt més evolucionades i amb molt més mecanismes de control de la seva activitat.

Característiques:

* solen estar o formar part d’organismes pluricel·lulars* tenen un nucli diferenciat separat amb una membrana o embolcall nuclear* mesuren entre 20 µm – 1m* l’ADN està dividit en parts o cromosomes lineals i conté proteïnes que li donen estructura.* el citoplasma té diverses estructures funcionals anomenades orgànuls citoplasmàtics

88

L’organització cel·lular2. L’organització eucariota. Diferències animal/vegetalCèl·lules animals: * Tenen una membrana de secreció de glucoproteïnes i lipoproteïnes

anomenada matriu extracel·lular* Tenen petites vesícules de magatzem* Només posseeixen mitocondris * Posseeixen lisosomes per aprofitar la matèria orgànica exterior* Tenen centríols i poden produir cilis, flagels o pseudopodis

(estructures que donen mobilitat)

99

L’organització cel·lular2. L’organització eucariota. Diferències animal/vegetalCèl·lules vegetals:* Tenen una membrana de secreció cel·lulòsica que dóna uns límits

clars i definits anomenada paret vegetal.* Tenen un gran vacúol on magatzema aigua i substàncies dissoltes* Posseeixen plasts (com el cloroplast) íntimament lligats en la

fotosíntesi i tenen mitocondris per obtenir energia metabòlica dels productes fotosintètics.

* No posseeixen centríols sinó un COM (centre organitzador de microtúbuls)

1010

Funcions cel·lulars

La vida es defineix com la capacitat d’un ésser de realitzar per si mateix determinades funcions: nutrició, relació i reproducció.

1111

Funcions cel·lulars1. Funció de nutrició

És l’intercanvi de matèria i energia amb el medi. Cal:* Nutrició o obtenir els aliments (matèria orgànica): - Autòtrofs: Els fabricar ell mateix a partir de matèria inorgànica CO2, H2O, nitrats, fosfats. Necessiten energia externa (fotònica o química)- Heteròtrofs: obté matèria orgànica sintetitzada per un altre organisme.

1. Si són materials molt petits poden entrar per difusió.

2. Si són més grans es fa per endocitosi:

a) Pinocitosi: ingestió de matèries dissoltes

b) Fagocitosi: ingestió de partícules sòlides

1212

Funcions cel·lulars1. Funció de nutrició

És l’intercanvi de matèria i energia amb el medi. Cal:* Metabolisme: Conjunt de reaccions químiques que tenen lloc en l’interior de la cèl·lula:

1. Anabolisme: amb els elements o monòmers aconseguits es formen molècules pròpies més complexes.

2. Catabolisme: es degraden les molècules orgàniques per obtenir-ne de més petites i energia

1313

Funcions cel·lulars2. Funció de relació

Per poder actuar les cèl·lules necessiten un determinat medi extern o estar en unes condicions ambientals determinades amb uns marges de tolerància.

Amb aquesta funció les cèl·lules aconsegueixen tenir una informació de les condicions del medi que l’envolta i reaccionar si és necessari. Aquesta sensibilitat es manifesta en moviments o taxis-.

1414

Funcions cel·lulars2. Funció de relació

Moviments:a) Cilis: expansions citoplasmàtiques

que són molt abundants i petites. Entren en moviment de forma successiva, generant ones.

b) Flagels: expansions en nombre molt baix (normalment una) i llargs amb moviment ondulatori.

c) Pseudopodis: són prolongacions cel·lulars que es formen i es desfan canviant contínuament de forma

Un altre tipus de resposta és l’encistament o recobriment d’una membrana resistent que l’aïlla de l’exterior mentre romandrin les condicions adverses.

1515

Funcions cel·lulars3. Funció de reproduccióÉs el procés per al qual un ésser viu aconsegueix obtenir individus nous a partir d’altres preexistents:

a) Bipartició: divisió del nucli (prèvia duplicació) en dos parts iguals a la vegada que el citoplasma es divideix en dos parts equivalents

b) Esporulació: després de nombroses divisions del nucli el citoplasma es divideix en petites cèl·lules o espores.

c) Gemmació: les dues cèl·lules filles són de diferents mides, la petita s’anomena gemma.

bipartició esporulació gemació

1616

Funcions cel·lulars3. Funció de reproducció* La mitosi

Conjunt de processos que pateix el nucli de les cèl·lules eucariotes per tal que les cèl·lules resultants o filles tinguin el mateix nombre de cromosomes que la cèl·lula mare.

1717

Funcions cel·lulars3. Funció de reproducció0. Interfase: Fase entre dues divisions. En aquesta fase (la majoria del

temps de vida d’una cèl·lula aquesta realitza totes les seves funcions

1818

Funcions cel·lulars3. Funció de reproducció

Consta de 4 fases molt diferenciades:

1. Profase: El material genètic duplicat comença a condensar-se (forma els cromosomes), alhora que entra aigua al nucli i es comença a desfer la membrana nuclear. Els centríols es dupliquen i es dirigeixen cadascú a un pol cel·lular alhora que es fabrica l’hus mitòtic.

1919

Funcions cel·lulars3. Funció de reproducció2. Metafase: Els cromosomes totalment formats s’agrupen en la part

central o equador de la cèl·lula.

2020

Funcions cel·lulars3. Funció de reproducció3. Anafase: Les cromàtides de cada cromosoma se separen pel

centròmer i es dirigeixen cadascuna a un pol cel·lular.

2121

Funcions cel·lulars3. Funció de reproducció4. Telofase: un cop agrupats les cromàtides aquestes es desenrotllen i

s’envolten d’una nova membrana nuclear. Després el citoplasma sofreix una estrangulació distribuint els orgànuls de forma equitativa (citodièresi)

2222

Funcions cel·lulars3. Funció de reproduccióLa meiosi és l’altre tipus de divisió o reproducció cel·lular però en

aquest cas és sexual, doncs la finalitat és obtenir cèl·lules amb la meitat del material genètic (gàmetes) per combinant-les amb altres d’un altre sexe per donar lloc a un individu nou amb material genètic de dos.

2323

El microscopi

Instrument que permet observar els objectes que no es poden veure a ull nu.Cal entendre dos conceptes:1. Augments: nombre de vegades que la imatge és més gran que l’objecte original.

Mida aparent = mida real x nombre d’augments2. Poder de resolució: distància mínima a què es poden veure dos punts separats

2424

El microscopi1. El microscopi òptic

Utilitza lents amb raigs lluminosos. Lents:a) Ocular (10x)b) Objectiu situat sobre el revòlver o portaobjectius i poden ser varis (10, 40, 100)

2525

El microscopi2. El microscopi electrònicFunciona amb electrons propagats en el buit que impressionen unes plaques fotogràfiques o són projectats en una pantalla. No es poden observar mostres vives.El nombre d’augments pot arribar a 30.000 i, fins i tot, a 1.000.000. N’hi ha dos tipus:

Microscopi de Transmissió Microscopi de rastreig

2626

El microscopi2. El microscopi electrònic

2727

El microscopi2. El microscopi electrònic

2828

El microscopi2. El microscopi electrònic

Tècnica de la criofractura per observació

2929

Preparació prèvia de les mostres per poder ser observades

Fa falta una sèrie de tècniques per disposar a visionar les mostres:a) Fixar: per què no perdi la seva estructura. Formaldehidb) Inclusió: se li dóna rigidesa per poder ser tallada. Parafinac) Llescar: tallar molt finament amb microtom (òptic) o

ultramicrotom (electrònic)d) Tinció: depèn del tipus de mostra i el quee s vol observar.

Hematoxilina àcidae) Muntatge:Es col·loca sobre un portaobjectes i es cobreix amb

un cobreobjectes.

3030

Preparació prèvia de les mostres per poder ser observades

3131

Tècniques d’aïllament de les parts cel·lulars

N’hi ha diferents tècniques:a) Homogeneïtzació: és un primer pas en el que es trenca la membrana cel·lular mecànicament i s’obté una dissolució d’orgànuls.b) Ultracentrifugació: es col·loquen les mostres a altíssimes velocitats i es van precipitant els orgànuls de forma ordenada segons el seu coeficient de sedimentació S (svedberg):

1. Nuclis2. Mitocondris, cloroplasts, lisosomes3. Ribosomes, virus, macromolècules

3232

Tècniques d’aïllament de les parts cel·lulars

3333

Tècniques per separar macromolèculesPer separar macromolècules s’utilitza:a) Cromatografia: les molècules es mouen per la presència d’un dissolvent que es difon per capil·laritat.b) Electroforesi: Se separen molècules aplicant un camp elèctric.