TEMA 7 El citoplasma i les estructures no membranoses de la cèl lula

18  Download (0)

Full text

(1)

TEMA 7

El citoplasma i les estructures no

membranoses de la cèl·lula

1. El citoplasma

Citosol o hialoplasma

Inclusions citoplasmàtiques

Citoesquelet

Orgànuls cel·lulars

(2)

1.1. Citosol

Hi trobam:

- Aigua:

- Segons el contingut tendrà consistència de sol (consistència fluïda) o de gel (consistència viscosa)

- Sals minerals

-Metabolits

(monosacàrids,

aminoàcids,

nucleòtids,

precursors

de

substàncies,...)

- Gasos dissolts

- Productes de rebuig.

- Àcids nucleics: ARNm, ARNt

- Nucleòtids (ATP, etc)

- Proteïnes (enzims, estructurals, reguladores...)

- Polisacàrids de reserva

- Lípids de reserva

1.1. Citosol

Funcions:

- Donar volum a la cèl.lula - Transport i difusió de substàncies.

- Moviments citoplasmàtics (moviment ameboide…) - Moviment de vesícules

- Acumulació de substàncies de reserva - Regulador del pH

- És el lloc on es produeixen moltes rutes metabòliques (que estudairem més endavant):

Gluconeogènesi: Síntesi de glicògen. Glucogenòlisi: Degradació del glicògen. Biosíntesi d’aminoàcids.

Modificacions protèiques.

Lipogènesi. Biosíntesi d’àcids grassos. Fermentació làctica

(3)

1.2. Inclusions citoplasmàtiques

Són acumulacions de substàncies que es troben en el citoplasma i que no estan envoltades de membrana. Apareixen tant en procariotes com en eucariotes animals i vegetals.

Trobam per exemple:

• Inclusions de reserva.

*En cèl.lules animals: - el glicògen que abunda a les cèl.lules hepàtiques i musculars. - Lípids, generalment triacilglicèrids, que formen gotetes al citosol,

especialment en cèl.lules adiposes.

*En cèl.lules vegetals: - es troben gotes de grassa, com per exemple a les llavors de les plantes oleaginoses

- Olis essencials, com per exemple terpens (mentol, geraniol...) - Làtex, que serveix per a tapar ferides

- Midó

• Pigments: Als animals trobam per exemple lipofucsina,que apareix a cèl.lules cardíaques i nervioses envellides. Hemosiderina procedent de la degradació de l’hemoglobina.

• Proteïnes precipitades, a vegades cristal.litzades, que són productes de rebuig.

2.2. Pigments

(4)

1.3. El citosquelet

· El citosquelet es troba en totes les cèl.lules eucariotes.

· El forma una xarxa de filaments proteics, entre els quals destaquen:

- els microfilaments

- els filaments intermedis

- els microtúbuls

· A més, hi intervé un elevat nombre de petites proteïnes associades que

uneixen els filaments del citosquelet entre sí i, també, amb el sistema

membranós cel.lular.

Funció:

1) Mantenir la forma de la cèl·lula i, quan cal, la possibilitat de canviar

aquesta forma.

2) Possibilitar el desplaçament de la cèl.lula (pseudópodes).

3) Contreure les cèl.lules musculars

4) Transportar i organitzar els orgànuls en el citoplasma.

(5)

1.3. El citosquelet

1.3. El citosquelet

Els microfilaments

· Es troben distribuits per tota la cèl·lula, sobretot en el còrtex cel·lular

· Els microfilaments són bàsicament filaments d’actina. Són els components més abundants del citosquelet.

· En les cèl.lules musculars els filaments d’actina estan associats a altres microfilaments, els de miosina, amb els quals formen estructures contràctils.

Funció

Els filaments d’actina tenen diverses funcions, que depenen del tipus de cèl.lula i del tipus de molècula proteica que s’hi associa:

1) Mantenen la forma de la cèl.lula. Constitueixen una estructura reticular densa que se situa sota la membrana plasmàtica i dóna forma a la cèl·lula, de manera que permet un cert grau d’elasticitat. 2) Faciliten l’emissió delspseudòpodes, que possibiliten el desplaçament cel.lular i la fagocitosi. 3) Permeten l’estabilitat de prolongacions citoplasmàtiques. Per exemple, les microvellositats de les

cèl.lules intestinals es sostenen gràcies a una carcassa constituïda per feixos de filaments d’actina associats a molècules d’altres proteïnes

4) Possibiliten el moviment contràctil de les cèl.lules musculars. Pen fer-ho, els filaments de miosina provoquen l’aproximació dels microfilaments d’actina, amb la qual cosa s’escurcen les miofibrilles i també la cèl.lula muscular

(6)

1.3. El citosquelet

1.3. El citosquelet

Els filaments intermedis

·

Els filaments intermedis presenten un gruix intermedi entre el dels microtúbuls i el dels microfilaments.

· Es troben per tot el citoplasma

· Estan constituïts per proteïnes filamentoses (diferents depenent del tipus de cèl·lula). Els tipus més importants són:

1) Els neurofilaments que es troben en els axons de les neurones.

2) Els tonofilaments o filaments de queratina, que es troben a les cèl.lules epitelials (ungles, pell, cabells...), especialment en els desmosomes (estructures cel·lulars que mantenen adherides a cèl·lules veïnes)

3) Els filaments de vimentina, molt abundants en el teixit conjuntiu 4) Els filaments de desmina, a les cèl.lules musculans

Funció

Els filaments intermedis exerceixen funcions estructurals. Es troben en cèl.lules que estan sotmeses a esforços mecànics, per exemple: cèl.lules musculars, epidèrmiques...

1.3. El citosquelet

1.3. El citosquelet

Els microtúbuls

· Els microtúbuls són estructures cilíndriques i buides constituïdes per tubulina · Els microtúbuls s’originen: -veure dibuix

pag136-- En les cèl.lules animals, a partir de la regió pericentriolar del centrosoma.

- En les cèl.lules vegetals, a partir dels centres organitzadors dels microtúbuls (material birefringent)

· Formen part d’estructures estables (citoesquelet, centríols, cilis i flagels) i també d’estructures de curta duració (fus acromàtic i els pseudopodis)

Funció:

1) El moviment de la cèl.lula: participen en l’emissió de pseudòpodes i també són els principals elements estructurals dels cilis i els flagels.

2) L’organització del citosquelet. Els microtúbuls són els components més importants del citosquelet en les cél·lules eucariotes.

3) La forma cel.lular. Els microtúbuls i els altres filaments del citosquelet constitueixen una xarxa que pot mantenir o modificar la forma de la cèl.lula.

4) L’organització i la distribució dels orgànuls (subjecten orgànuls com l’aparell de Golgi o el RE)

5) Separació de cromosomes, quan s’inicien els processos de divisió cel·lular (formació del fus acromàtic

(7)

2.Orgànuls no membranosos

· El centrosoma

· Els cilis i els flagels

·Els ribosomes

(8)

EL CENTROSOMA

El centrosoma és el responsable dels moviments de la cèl.lula.

Es considera el centre dinàmic de la cèl.lula, perquè correspon a la

zona del citoplasma on es troba el centre organitzador de microtúbuls,

que és el que genera els microtúbuls.

És el responsable dels moviments de la cèl·lula: moviment relacionat

amb la formació del fus acromàtic, moviment dels cilis i dels flagels

Es diferencien dos tipus de centrosomes en funció de la presència

de centríols:

- Centrosoma amb centriols, es troben a les cèl.lules d’algues,

protozous i animals.

- Centosoma sense centriols, es troben a les cèl.lules d’alguns

protozous, fongs i vegetals superiors. No tenen límits ben definits i

són zones del citoplasma engrossades i clares.

Malgrat no tenen centríols, a partir d’ells es formen els

microtúbuls del fus acromàtic. Quan participen en la repartició dels

cromosomes es diuen casquets polars.

Estructura del centrosoma amb centríols:

Regió pericentriolar

És el centre organitzador de microtúbuls (on s’originen els microtúbuls)

Àster.

És el conjunt de microtúbuls radials que surten a partir del material pericentriolar. Les fibres de l’aster poden servir per a fixar els cromosomes a la membrana plasmàtica durant la mitosis. Els centrosomes que no tenen centríols tampoc tenen àster.

Diplosoma.

Està immers en el material pericentriolar. És el conjunt de dos centríols col.locats perpendicularment entre sí. Cada centríol consta de nou grups de tres microtúbuls o triplets que es

disposen formant un cilindre, una estructura que es manté gràcies a les proteïnes que uneixen els

triplets entre si de manera que formen els anomenats ponts.

Funció:

Els centríols, a través del material pericentriolar, són centres organitzadors de microtúbuls. Per tant, deriven del centrosoma totes les estructures constituïdes per microtúbuls, com ara:

(9)

ELS CILIS I ELS FLAGELS

•Els cilis i els flagels, o undulipodis, són prolongacions citoplasmàtiques mòbils situades a la superfície cel·lular.

•Tenen una estructura interna formada per 9 doblets de microtúbuls i 2 microtúbuls centrals (estructura 9 + 2)

Els cilis presenten un diàmetre de 0,2 μm i una longitud que oscil.la entre les 5 μm i les 10 μm.

Se’n solen trobar en gran nombre recobrint la superfície cel·lular.

Els flagels tenen un diàmetre de 0,2 μm i una longitud mitjana de 100 μm. El nombre de flagels

és escàs, generalment un o dos.

Funció

-Permeten el desplaçament de la cèl.lula

- En el cas dels cilis, també serveixen per crear turbulències al seu voltant per atreure l’aliment cap a la cèl·lula (protozoua) o bé poden servir per desplaçar substàncies externes (epiteli traqueal)

(10)

ELS CILIS I ELS FLAGELS CENTROSOMA

Estructura

Es distingeixen tres zones principals:

A) Tija o axonema

Presenta un eix central intern o axonema, format per dos microtúbuls centrals envoltats per una beina central, un sistema de 9 parells de microtúbuls perífèrics, un medi intern i una membrana plasmàtica que el recobreix.

–Els microtúbuls estan units a molècules protèiques. Entre elles destaquen:

Nexina: Uneix els diplets perifèrics entre sí i manté la disposició cilíndrica de

l’axonema.

Dineïna: Gràcies a la seva funció ATPasa permet el moviment entre els diferents grups

de microtúbuls i origina el moviment dels cilis o flagels.

Fibres radials: Uneixen els diplets perifèrics amb la beïna que envolta els dos

(11)

ELS CILIS I ELS FLAGELS CENTROSOMA

Estructura

Es distingeixen tres zones principals:

B) Zona de transició

–Està formada per diplets (el microtúbul C de cada triplet del corpuscle basal desapareix).

–No té microtúbuls centrals ni està envoltada de membrana plasmàtica (es troba dins del citoplasma de la cèl·lula)

C) Corpuscle basal o cinetosoma –Consta de triplets

–Estructura derivada del centríol situada a la base del cili o el flagel, just per davall la membrana plasmàtica.

–Consta de 9 triplets. Presenta dues zones:

•Superior o distal. Té la mateixa estructura que el centriol. A partir d’aquesta zona s’organitzen els microtúbuls que formen l’axonema o tija.

•Inferior o proximal. Té un eix central proteic del que surten radialment làmines cap als 9 triplets de la perifèria, formant l’estructura anomenada “roda de carro”

(12)
(13)

ELS RIBOSOMES

Els ribosomes són unes estructures globulars, sense

membrana, que estan constituïdes per diversos tipus de proteïnes associades a àcids ribonucleics ribosòmics (ARNr) procedents del nuclèol.

–Cada ribosoma conté: 80 % d’aigua, 10 % d’ARNr, 10 % de proteïnes.

• Estan presents en totes les cèl.lules (procariotes i eucariotes).

• Es poden trobar: - dispersos al citosol

- adherits a la membrana del reticle endoplasmàtic rugós, gràcies a unes proteïnes anomenades riboforines

- lliures a la matriu dels mitocondris i a l’estroma dels cloroplasts

Estructura

•Estan formats per subunitats que a la cèl·lula eucariota són de 80S (subunitat gran 65S i petita 40S), i a la cèl·lula procariota de 70S (subunitat gran 50S i petita 30S).

•Les dues subunitats es troben separades quan el ribosoma està en repòs i només s'ajunten quan ha de començar la síntesi de proteïnes.

–Quan estan juntes entre les dues subunitats hi ha un solc, al qual s’acobla la proteïna que s’està sintetitzant, i un altre que s’associa amb l’ARNm.

(14)

Funció

Els ribosomes serveixen per fer la biosíntesi de proteïnes:

–Inicialment, l’ARNm s’uneix a la subunitat petita del ribosoma i, posteriorment, a la subunitat gran, i així s’inicia la traducció del missatge de l’ARNm.

–Un cop acabada la síntesi de la proteïna, les dues subunitats se separen.

–Les molècules d’ARNm són llegides,generalment, per una sèrie de 5 a 40 ribosomes, distanciats entre si uns 100 Å, formant una estructura anomenada poliribosomes o polisomes.

(15)

3.LES MEMBRANES DE SECRECIÓ

· La matriu extracel·lular (cèl·lules animals)

· La paret cel·lular (cèl·lules vegetals, fongs i

bacteris)

Les membranes de secreció

Són capes compostes per substàncies produïdes per la cèl·lula que, quan

són secretades, es dipositen a la superfície externa de la membrana

plasmàtica.

– Moltes cèl·lules animals, que formen teixits, tenen una membrana de secreció anomenada matriu extracel.lular que uneix les cèl·lules.

(16)

7. La matriu extracel·lular

•És pròpia de les cèl·lules animals

•És un producte de secreció cel·lular que acumula molècules sintetitzades per la pròpia cèl·lula. Es troba entre les cèl·lules deIs teixits animals actua com a nexe d’unió i, omple espais intercel·lulars, dóna consistència a teixits i òrgans, i condiciona la forma, el desenvolupament i la proliferació de les cèl·lules que engloba la matriu.

•La matriu extracel.lular és especialment abundant en els teixits connectius, com el conjuntiu i el cartilaginós. Pot acumular dipòsits de fosfat càlcic, i així originar el teixit ossi; quitina, i donar lloc a l’exosquelet d’artròpodes, i sílice, com a les esponges silícies.

Estructura de la matriu extracel.lular

La matriu està composta per la substància fonamental amorfa, una estructura gelatinosa on esta immersa una fina xarxa de fibres proteiques (col.lagen, elastina i fibronectina)

El col·lagen és una proteïna filamentosa formada per tres cadenes que formen una triple hèlix. Proporciona estructura, resistència a la ruptura i consistència a la matriu.

L’elastina és una proteïna filamentosa que dóna elasticitat a la matriu.

La fibronectina és una glicoproteïna que forma una xarxa de filaments amb funció adherent. Proporciona adhesió entre cèl·lules, i entre les cèl·lules i les fibres de col·lagen.

La substància fonamental amorfa està construïda per àcid hialurònic, proteïnes filamentoses i glicoproteïnes hidratades. Aquestes estructures són molt hidròfiles i retenen molta aigua, cosa que proporciona a la matriu una gran resistència davant de la compressió, permet la migració cel·lular a través seu i la filtració selectiva d’aquestes molècules.

La matriu extracel·lular

Funció de la matriu cel.lular

•Manté unides les cèl·lules que formen teixits, i els teixits, que formen òrgans.

•Dóna consistència, elasticitat i resistència a la compressió i a la tracció d’aquests teixits.

•Permet la difusió de substàncies, la migració de cèl·lules i influeix en la disposició en l’espai de les cèl·lules englobades.

(17)

8. La paret cel·lular

•La paret cel·lular és una coberta gruixuda i rígida que envolta les cèl·lules vegetals. El component més abundant i característic és la cel·lulosa. La secreta la cèl·lula i es disposa formant capes successives.

•Constitueix un exosquelet que perdura després de la mort de la cèl·lula, i això serveix a moltes plantes com a teixit de sustentació, fet que els permet assolir una gran alçària.

8. La paret cel·lular

•La paret cel·lular és una coberta gruixuda i rígida que envolta les cèl·lules vegetals. El component més abundant i característic és la cel·lulosa. La secreta la cèl·lula i es disposa formant capes successives.

•Constitueix un exosquelet que perdura després de la mort de la cèl·lula, i això serveix a moltes plantes com a teixit de sustentació, fet que els permet assolir una gran alçària.

Estructura de la paret cel·lular

La paret cel·lular està formada per una xarxa de fibres de cel·lulosa i una matriu, formada per aigua, sals minerals, hemicel.lulosa i pectina (substància amb una gran capacitat per retenir l’aigua).

La matriu es pot impregnar de lignina, suberina, cutina, tanins i substàncies minerals, com el carbonat càlcic i la sílice.

• Laligninaconfereix rigidesa a la paret cel·lular És molt abundant en teixits esquelètics com el teixit conductor llenyós que genera el tronc dels arbres.

• La suberina i la cutina impermeabilitzen les parets de les cèl·lules que formen els teixits protectors. Així, la suberina es troba a l’escorça (súber) dels arbres, i la cutina, a l’epidermis de les fulles i les tiges.

(18)

8. La paret cel·lular

Capes

La cel·lulosa de la paret cel·lular és secretada per la cèl·lula i es disposa formant capes successives. - Làmina mitjana. És la primera capa que es forma i queda davant les parets primàries de les cèl.lules veïnes. Té consistència gelatinosa degut a la pectina.

- Paret primària. És la segona capa que es genera. Es prima, flexible i elàstica.

- Paret secundària. És la darrera que se forma. Perdura després de la mort de la cèl.lula. Serveix com a teixit de suport.

Plasmodesmes i porus.

L’intercanvi de soluts i aigua entre les cèl.lules es du a terme a través de:

- Plasmodesmes: Orificis, semblants a cordons, que formen comunicacions citoplasmàtiques entre cèl.lula i cel.lula filla quan es forma la làmina mitjana.

- Porus: Cavitats de la paret secundària entre cèl.lules veïnes.

Funció de la paret cel.lular

La paret cel·lular dóna forma i rigidesa a la cèl·lula i n’impedeix la ruptura. La cèl·lula vegetal

conté dins el citoplasma una elevada concentració de soluts que, a causa de la pressió osmòtica, originen un corrent d’aigua cap a l’interior cel·lular. Si no fos per la paret cel·lular, la cèl·lula s’inflaria i al final es trencaria.

Figure

Updating...

References

Related subjects :