La_cel

17
TEMA . LA CÈL.LULA LA TEORIA CEL.LULAR Robert Hooke a l’any 1665 va examinar amb el seu microscopi una lamineta de suro, va observar que estava formada per petites cavitats, que va anomenar cèl·lules. Avui sabem que aquestes cavitats eren espais buits limitats per les parets cel·lulars. Durant el primer terç del segle XIX, la comunitat científica començava a estar preparada per acceptar el naixement de l’anomenada teoria cel·lular. Dos científics alemanys, el botànic Schleiden i el zoòleg Schawnn, utilitzant microscopis més perfeccionats, vam descobrir que totes les plantes i els animals estaven formats per cèl·lules. Els seus treballs van conduir a la formulació de la teoria cel·lular, una de les generalitzacions més importants de la Biologia. El 1858, l’alemany Virchow va ampliar la teoria cel·lular, establint que les cèl·lules només s’originen per divisió de cèl·lules preexistents, es a dir no sorgeixen per generació espontània de la matèria inanimada. Molts científics acceptaven que el teixit nerviós era una excepció a la teoria cel·lular, perquè, al microscopi, apareixen com una xarxa de cèl·lules i fibres interconnectades. Això va donar lloc a la teoria reticular, defensada per d’històleg Camilo Golgi. Santiago Ramón i Cajal perfeccionà les tècniques de tinció, i a través d’observacions detallades, va comprovar que cada neurona era un element independent, i constituïa la unitat anatòmica i funcional del teixit nerviós. Amb això la teoria cel·lular es generalitzà a totes les cèl·lules. La teoria cel.lular es resumeix en aquests punts: a) La cèl.lula es la unitat estructural i funcional de tots els éssers vius b) L’activitat d’un organisme és el resultat de l’activitat de les cèl·lules que el componen c) Les cèl.lules només sorgeixen per divisió de cèl·lules preexistents i mai per generació espontània

Transcript of La_cel

Page 1: La_cel

TEMA . LA CÈL.LULA LA TEORIA CEL.LULAR Robert Hooke a l’any 1665 va examinar amb el seu microscopi una lamineta de suro, va observar que estava formada per petites cavitats, que va anomenar cèl·lules. Avui sabem que aquestes cavitats eren espais buits limitats per les parets cel·lulars. Durant el primer terç del segle XIX, la comunitat científica començava a estar preparada per acceptar el naixement de l’anomenada teoria cel·lular. Dos científics alemanys, el botànic Schleiden i el zoòleg Schawnn, utilitzant microscopis més perfeccionats, vam descobrir que totes les plantes i els animals estaven formats per cèl·lules. Els seus treballs van conduir a la formulació de la teoria cel·lular, una de les generalitzacions més importants de la Biologia. El 1858, l’alemany Virchow va ampliar la teoria cel·lular, establint que les cèl·lules només s’originen per divisió de cèl·lules preexistents, es a dir no sorgeixen per generació espontània de la matèria inanimada. Molts científics acceptaven que el teixit nerviós era una excepció a la teoria cel·lular, perquè, al microscopi, apareixen com una xarxa de cèl·lules i fibres interconnectades. Això va donar lloc a la teoria reticular, defensada per d’històleg Camilo Golgi. Santiago Ramón i Cajal perfeccionà les tècniques de tinció, i a través d’observacions detallades, va comprovar que cada neurona era un element independent, i constituïa la unitat anatòmica i funcional del teixit nerviós. Amb això la teoria cel·lular es generalitzà a totes les cèl·lules. La teoria cel.lular es resumeix en aquests punts:

a) La cèl.lula es la unitat estructural i funcional de tots els éssers vius b) L’activitat d’un organisme és el resultat de l’activitat de les cèl·lules que

el componen c) Les cèl.lules només sorgeixen per divisió de cèl·lules preexistents i mai

per generació espontània

Page 2: La_cel

ELS COMPONENTS DE LES CÈL.LULES Els elements químics que componen els éssers vius s’anomenen bioelements. Existeixen uns 70 bioelements però n’hi ha quatre oxigen, carboni, hidrogen i nitrogen (O, C, H i N) que constitueixen més del 96% de la massa de les cèl.lules. Quan la seva proporció és menor del 0’1% s’anomenen oligoelements. En la constitució dels éssers vius hi intervenen compostos del mon mineral, o biomolècules inorgàniques, però allò que ens distingeix són certes molècules que només es troben en els organismes, o biomolècules orgàniques, que poden tenir fins a uns quants milions d’àtoms. BIOMOLÈCULES INORGÀNIQUES Les biomolècules inorgàniques més importants són l’aigua i les sals minerals L’aigua es la molècula més abundant en les cèl.lules ja que presenta aproximadament el 65% del pes dels organismes. Les funcions principals de l’aigua són:

1- Es un dissolvent universal 2- Actua com a vehicle d’intercanvi de substàncies entre les cèl·lules i el

medi. Transporta substàncies cap a l’interior dels organismes i serveix per eliminar-ne els residus

3- Permet regular la temperatura. Te gran capacitat d’amortiment tèrmic. Les sals minerals són components indispensables de les cèl.lules. Les seves funcions principals són:

1- Formen estructures esquelètiques. Les conquilles dels mol·luscs, estan formades per carbonat càlcic, els ossos dels vertebrats estan formats per fosfat càlcic,...

2- Els ions intervenen en tots els processos fisiològics: biosíntesis de proteïnes, transmissió de l’impuls nerviós, coagulació de la sang i contracció muscular.

Qualsevol canvi significatiu en la concentració salina dóna lloc a un trastorn de les funcions cel·lulars. BIOMOLÈCULES ORGÀNIQUES Les biomolècules orgàniques s’agrupen en: glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics. Glúcids. Els glúcids o hidrats de carboni estan formats per C, H i O. Realitzen funcions energètiques i estructurals. Es classifiquen en:

Page 3: La_cel

1- Monosacàrids. Constituïts per una sola molècula. Origen la resta de glúcids. Exemples: ribosa, desoxiribosa, glucosa, fructosa, galactosa,...

2- Disacàrids. Formats per dues molècules de monosacàrids. Exemples: sacarosa, maltosa, lactosa

3- Polisacàrids. Son polímers (conjunts) de monosacàrids. Exemples: El mido (reserva alimentaria de vegetals), el glucogen (reserva energètica a animals superiors), la cel·lulosa (forma part de la paret vegetal, funció estructural), la quitina (component principal de l’exosquelet dels artròpodes, funció estructural)

Lípids Els lípids estan formats per C, H, O, N, P. Són insolubles en aigua i solubles en dissolvents orgànics (èter, cloroform...) Els principals grups de lípids són: Els greixos o triglicèrids. Principalment tenen una funció energètica, també estan implicats en l’aïllament tèrmic i en la protecció de certs òrgans. Els fosfolípids. Formen l’estructura de les membranes cel·lulars Les ceres. Formen cobertes protectores a les fulles i els fruïts, com també a la pell. El pèl i a les plomes. Els terpens. Formen pigments i substàncies oloroses en els vegetals. Proteïnes Les proteïnes estan formades per C, H, O, N i S. Són el grup més diversificat de biomolècules. Cada proteïna esta formada per la unió de vint tipus diferents d’aminoàcids. Les funcions principals de les proteïnes són:

1- Són components estructurals de membranes i components cel·lulars 2- Catalitzen reaccions cel·lulars. 3- Actuen com a vehicle de transport d’algunes molècules, com

l’hemoglobina, que transporta l’oxigen. 4- Regulen i coordinen processos biològics. Moltes hormones són

proteïnes. 5- Formen les fibres contràctils de les fibres musculars. 6- Tenen acció defensora. Els anticossos són proteïnes. 7- Subministren energia.

Àcids nucleics Els àcids nucleics estan formats per C,H,O, N i P. Son polímers de nucleòtids que estan constituïts per la unió de àcid fosfòric, un monosacàrid (ribosa o desoxiribosa) i una base nitrogenada (adenina, guanina, timina, citosina i uracil)

Page 4: La_cel

L’ADN (àcid desoxiribonucleic) és la molècula portadora de la informació hereditària de la cèl.lula. Conté tots els gens necessaris per al desenvolupament dels organismes. L’ARN (àcid ribonucleic) rep la informació de l’ADN i s’encarrega de sintetitzar les proteïnes.

NUCLEÒTID

Page 5: La_cel
Page 6: La_cel

DIVISIÓ CEL·LULAR La divisió cel.lular és el procés per mitjà del qual una cèl·lula es divideix en dues cèl·lules filles, que són idèntiques a la cèl·lula materna. En els organismes unicel·lulars, la divisió cel.lular augmenta el nombre d’individus de la població, mentre que en els pluricel·lulars, és el procediment pel qual es produeix el creixement i la renovació del teixits. Abans de la divisió el material genètic de la cèl·lula es transforma en cromosomes. Durant la divisió els cromosomes es reparteixen equitativament entre les cèl·lules filles. Cada espècie conté un nombre característic de cromosomes en cadascuna de les seves cèl·lules. Els humans tenim 46 cromosomes (23 parells). La majoria d’animals i plantes tenen entre 10 i 50 cromosomes Les cèl·lules somàtiques tenen el nombre total de cromosomes de la seva espècie, o nombre diploide (2n).Els gàmetes només tenen un cromosoma de cada tipus, o nombre haploide. En la fecundació cada gàmeta aporta n cromosomes, de manera que l’òvul fecundat (zigot) conté el nombre diploide. La meiosi és un tipus de divisió cel·lular que s’esdevé durant la formació de les cèl·lules reproductores

Page 7: La_cel
Page 8: La_cel

CÈL.LULA PROCARIOTA Les primeres cèl.lules que van habitar la Terra sorgiren per la unió de molècules orgàniques als mars primitius, durant centenars de milions d’anys. Aquestes cèl.lules eren procariotes, semblants als bacteris. Característiques: 1-Té una mida més petita que les cèl.lules eucariotes (animals i vegetals). 2- El material genètic és una doble cadena d’ADN en forma d’anell (cromosoma bacterià), que no està envoltat per una membrana nuclear, sinó dispers en el citoplasma. 3- Els únics orgànuls que té són els ribosomes 4- La membrana cel.lular es plaga cap a l’interior i forma els mesosomes, on es localitzen els enzims de la respiració cel·lular. 5- Té una paret cel.lular que envolta la membrana i dóna forma a la cèl.lula. Alguns bacteris tenen per damunt de la paret, una càpsula que els permet fixar-se al substrat on viuen. Els bacteris es reprodueixen asexual ment. Abans d’iniciar-se la divisió el cromosoma bacterià es duplica, i produeix una còpia idèntica. El bacteri augmenta de dimensions i les dues còpies del cromosoma se separen i s’adrecen als extrems oposats de la cèl.lula. Així es formen els bacteris fills genèticament idèntics entre si i iguals al bacteri progenitor.

v

Page 9: La_cel

CÈL.LULA EUCARIOTA L’organització cel.lular eucariota es presenta en molts éssers unicel·lulars i en tots els éssers pluricel·lulars. Les cèl.lules eucariotes són més grans i complexes que les procariotes. Tenen el material genètic dintre del nucli, envoltat per una membrana nuclear, i disposen d’orgànuls característics. La cèl.lula eucariota es compon de: 1-Membrana plasmàtica. Protegeix la cèl.lula i regula els intercanvis entre aquesta i l’exterior . L’estructura de la membrana consisteix en una bicapa formada per fosfolípids i molècules de colesterol unides a glúcids. Entre els fosfolípids s’insereixen les proteïnes de membrana. Les cèl.lules vegetals tenen una paret cel.lular rígida que recobreix i protegeix la membrana i impedeix a aquestes cèl.lules de canviar de posició i de forma. 2- Citoplasma. Part de la cèl.lula situada entre la membrana plasmàtica i la membrana nuclear. Està constituït per un medi líquid format per aigua i totes les substàncies solubles del citoplasma, on hi ha dispersos els orgànuls cel·lulars. 3- Nucli. Dirigeix l’activitat cel.lular. Està envoltat per una membrana que té porus, a través dels quals es transmet la informació genètica l’ADN al citoplasma, on se sintetitzen les proteïnes. Conté un medi líquid o nucleoplasma, on hi ha nuclèol i cromatina . El nuclèol està format per l’ARN i altres compostos i intervé en la formació de ribosomes. La cromatina està formada per ADN i proteïnes de petita mida, anomenades histones. Al principi de la divisió cel.lular , l’ADN unit a les histones experimenta un enrotllament i origina els cromosomes.

Page 10: La_cel

CÈL·LULA ANIMAL

CÈL·LULA VEGETAL

Page 11: La_cel

Orgànuls de la cèl·lula eucariota. Reticle endoplàsmic. Es un conjunt de membranes que formen sacs aplanats i túbuls comunicats entre si. Presenta dues varietats Reticle endoplàsmic rugós (RER). Té ribosomes adherits a la seva superfície que sintetitzen proteïnes per a la pròpia cèl.lula. Reticle endoplàsmic llis (REL). No té ribosomes. Les seves funcions són la síntesis de lípids i la degradació de toxines que procedeixen de l’exterior. Aparell de Golgi. És un conjunt de membranes en forma de sacs apilats dels quals es desprenen vesícules. Modifica els productes procedents del reticle endoplàsmic i els prepara per a la secreció. Lisosomes. Vesícules que es formen a l’aparell de Golgi. Contenen enzims que hidrolitzen biomolècules i estructures cel·lulars. Vacúols. Emmagatzemen substàncies. Les cèl.lules vegetals tenen un vacuol central molt voluminós o diversos vacúols Mitocondris. Orgànul en doble membrana. La interna forma les crestes mitocondrials, on es localitzen els enzims de la respiració cel.lular. Plasts. Orgànuls exclusius de les cèl.lules vegetals, i de les algues. Hi ha tres tipus de plats. Leucoplasts (emmagatzemen midó, proteïnes o olis), cromoplasts (contenen diversos pigments) i cloroplasts (contenen clorofil·la i són els orgànuls en els quals es realitza la fotosíntesi). Ribosomes. Formats per ARN i proteïnes. Es troben lliures al citoplasma o al reticle endoplàsmic. La seva funció és sintetitzar proteïnes. Citoesquelet: Xarxa de filaments proteics que s’estén per tot el citoplasma. Serveix de suport per als orgànuls i donen forma a la cèl.lula. Permet el desplaçament dels orgànuls dels citoplasma. Centrosoma. Orgànul exclusiu de les cèl.lules animals. La seva funció es organitzar el citoesquelet i origina la formació del fus mitòtic. Cilis i flagels. Són prolongacions de la membrana cel.lular, dotades de moviment. Els cilis són curts i nombrosos. Els flagels són llargs i escassos. Permeten el desplaçament d’organismes unicel·lulars i dels espermatozoides.

Page 12: La_cel

DIFERÈNCIES ENTRE CÈL·LULA PROCARIOTA I EUCARIOTA

Cèl·lula procariota Cèl·lula eucariota

● No te nucli. El material genètic està dispers pel citoplasma (cromosoma bacterià). ● És més petita que la cèl·lula eucariota ● És més senzilla que la cèl·lula eucariota (té menys orgànuls) ● Les cèl·lules procariotes són els bacteris

●Té nucli. El material genètic es troba dins el nucli ● És més gran que la procariota ● És més complexa que la cèl·lula procariota (té més orgànuls cel·lulars) ● Les plantes, animals, protozous i fongs són cèl·lules eucariotes

DIFERÈNCIES ENTRE CÈL·LULA ANIMAL I VEGETAL

Cèl·lula animal Cèl·lula vegetal

● No te cloroplast. No fa fotosíntesi ● Te nutrició heteròtrofa ● Te molts de vacúols petits ● No te paret cel.lular ● te centríols per dur a terme la divisió cel.lular

● Te cloroplast que duen a terme el procés de fotosíntesis (nutrició autòtrofa) ● Te paret cel·lular ● Te un únic vacúol i gran. Nucli desp lasat cap a un costat ● Es troba als vegetals, algues i cianobacteris (bacteris fotosintètics) ● No té centríols

Page 13: La_cel

ORGÀNUL FUNCIÓ ANIMAL VEGETAL

Membrana Plasmàtica

Regula el pas de substàncies entre l’interior i exterior cel.lular

x x

Citoplasma Medi aquós que conté els orgànuls x x

Paret cel·lular

Protegeix i dona forma a la cèl·lula x

Nucli Conté el material genètic (ADN). Regula el funcionament de la cèl.lula

x x

RER Emmagatzema i transporta les proteïnes que s’han sintetitzat als ribosomes

x x

REL Participa en la síntesi, emmagatzemant i transport de lípids

x x

Aparell de Golgi

Acumula substàncies procedents de RE i les segrega a l’exterior de la cèl.lula

x x

Ribosomes Síntesis de proteïnes x x

Mitocòndris Respiració cel·lular x x

Lisosomes Digereixen les substàncies que provenen de l’aparell de Golgi

x x

Vacúols Emmagatzemar substàncies de reserva o de rebuig

x x

Cloroplats Realitzen la fotosíntesi x

Centrosoma Intervé en la divisió cel·lular x

Page 14: La_cel

ELS VIRUS Els virus no són cèl.lules, perquè no realitzen cap activitat vital, excepte la reproducció, la qual es fa a l’interior d’una cèl.lula viva, que després destruirà. Són paràsits i originen malalties. Són més petits que els bacteris i només es veuen e través del microscopi electrònic.

METABOLISME CEL.LULAR S’anomena metabolisme el conjunt de reaccions químiques que és produeixen a la cèl.lula. Tipus de reaccions: Catabolisme: Són reaccions de ruptura de molècules, en les quals es desprèn energia i s’obtenen productes més simples. La transformació de midó en glucosa, dels greixos en glicerina i àcids grassos, de les proteïnes en aminoàcids, com també reaccions oxidatives dels nutrients en la respiració cel.lular. Anabolisme. Són reaccions de construcció de molècules grans i riques en energia, a partir de molècules més simples produïdes en el catabolisme. La unió d’aminoàcids per produir proteïnes, la de glucosa per formar glucogen o midó i la fotosíntesi, són exemples de reaccions anabòliques.

Page 15: La_cel

INTERCANVI DE SUBSTÀNCIES ENTRE LA CÈL.LULA I EL MEDI La cèl.lula intercanvia substàncies amb el medi que l’envolta a través de la membrana. Intercanvi de substàncies sense deformació de la membrana. Difusió. Es el resultat del moviment a l’atzar de partícules que produeix un flux net des d’una regió més concentrada a una altra menys concentrada. D’aquesta manera entra a la cèl.lula l’oxigen, l’aigua i alguns nutrients i s’excreten els residus, el diòxid de carboni, productes nitrogenats que procedeixen de la degradació de proteïnes i els àcids nucleics.

Transport passiu es realitza sense despesa energètica. Sempre es produeix a favor de gradient de concentració

Transport actiu les molècules o ions es mouen en contra del gradient de concentració, mitjançant proteïnes

Page 16: La_cel

Intercanvi de substàncies amb deformació de la membrana. Endocitosi. La membrana engloba la partícula en un vacúol al seu voltant, que passa a l’interior de la cèl.lula. Exocitosi. Les substàncies són englobades en vacuols i es vessen fora de la cèl.lula.

Osmosi S’anomena osmosi la difusió de aigua a través d’una membrana amb permeabilitat selectiva, que permet el pas de líquid però no de substàncies dissoltes. Quan la membrana separa dues solucions amb igual concentració de solut, no hi ha flux net d’aigua entre elles, i per això totes dues solucions són isotòniques. En el cas de que la concentració sigui diferent, s’anomena hipotònica a la menys concentrada i hipertònica a la mes concentrada. Com el soluts no poden travessar la membrana, l’aigua es desplaça des de la solució hipotònica a la hipertònica, tendint a igualar les concentracions.

Page 17: La_cel

FUNCIONS DE RELACIÓ DE LA CÈL.LULA Les funcions de relació són les que permeten a la cèl.lula captar variacions en les condicions ambientals (estímuls) i elaborar respostes adequades per adaptar-se a les noves condicions. Les respostes de les cèl.lules a estímuls poden ser:

1- Enquistament. Algunes cèl.lules quan les condicions del medi són adverses, formen una coberta molt resistent i passen a un estat de visa latent fins que les condicions siguin favorables.

2- Tactismes. Moviments de les cèl.lules davant dels estímuls. Són positius quan dirigeixen la cèl·lula cap a l’estímul i negatius quan l’allunyen.

3- Moviment ameboide. Formació de prolongacions del citoplasma amb les quals la cèl.lula es desplaça i captura l’aliment. És típic de amebes i glòbuls blancs

4- Moviment contràctil. Es presenta a les cèl.lules que es contreuen en una direcció fixa, gràcies a les estructures intracel·lulars, com les cèl.lules musculars.

5- Moviment vibràtil. Moviment de cèl.lules que tenen cilis o flagels, com els espermatozoides o alguns protozous.