Biocel Sub 1

Biologie celulara subiecte: 1.Conceptul actual despre organizarea membranelor celulare -membrana este o pelicula foarte subtire (cativa nm) si foarte flexibila, c acopera si delimiteaza compartimentul citoplasmatic, controleaza schimburile cu mediul inconjurator, se comporta ca un sistem de receptie-transductie si constituie substratul adezivitatii celulare. Ea prezinta si diferentieri speciale cum sunt dispozitivele jonctinale, microvilii, cilii, flagelii, etc. -in esenta, continuumul bilipidic, asimetric si fluid , reprezinta axul intregului edificiu molecular; pe cele doua fete hidrofile, proteinele sunt distribuite asimetric si in aranjamente foarte caracteristice; -membrana celulara este alcatuita din trei parti componente principale: a)plasmalema, complexul lipoproteic, in grosime de cca 7,5 nm; b)glicolema, complexul glicoproteic, superficial in grosime de cca 50 nm si c) citoscheletul membranei, reteaua de proteine asezat pe fata interna a plasmalemei in grosime de cativa nm. 2.Compozitia chimica si functiile membranei -in alcatuirea membranelor celulare participa apa cu aproximativ 30% din masa umeda, substantele organice cu cca 70% si sarurile minerale in cantitati foarte mici. 90% din masa uscata a membranelor este reprezentata de lipoproteine si ca glucidele sunt numai in cateva procente. In majoritatea membranelor, proteinele sunt intre 55 si 60% iar lipidele intre 35 si 40%. Membranele mielinice fac exceptie majoritatea sunt lipide. Totalitatea lipidelor din suprafata celulei sunt localizate in plasmalema, unde formeaza o foita continua si hidrofoba ce constituie axul in jurul caruia se organizeaza toate celelalte populatii de molecule din membrane. Glucidele sunt prezente exclusiv in glicolema numai sub forma de fragmente de molecule relativ scurte, fie conjugate cu proteine fie atasate la capetele hidrofile a unor lipide de pe fata externa a continumuului lipidic. Proteinele sunt reprezentate in toate cele trei straturi ale suprafatei celulare – in plasmalema, in principal de o parte si de alta a continuumului lipidic; in glicolema alcatuind tesatura pe care sunt atasate glucidele; in citoscheletul membranei, unde realizeaza o retea foarte fina si foarte supla. Membrana permite patrunderea subst in celula... 3.Lipide membranare – definitie si clasificare -toate lipidele membranei celulare sunt localizate in continuumul hidrofob al plasmalemei. Datorita acestui bistrat lipidic, diferitele tipuri de molecule strabat membranele cu viteze diferite.Principalele tipuri de lipide ce intra in alcatuirea membranelor sunt fosfolipidele, colesterolul si glicolipidele. 4.Fosfolipide – distributie, mobilitate -fosfolipidele formeaza marea majoritate a lipidelor din endomembrane si cca 75% din lipidele citolamei. Fosfolipidele cele mai frecvent prezente in citomembrane sunt fosfatildicolina, sfingomielina, fosfatidietanolamina si fosfatidilserina. Deoarece fosfolipidele concentreaza la un capat radicalii hidrofili si la celalalt capat radicalii hidrofobi, sunt denumite molecule amfipate sau bimiodale. Moleculele bimodale au proprietatea de a se orienta in monostrat. Atunci cand concentratia fosfolipidelor este mai mare decat cea necesara pentru a satura interfetele se formeaza micelii. 5.Rol lipide membranare -confera membranelor plasmatice selectivitate. 6.Proteine membranare generalitati si clasificare -o mare parte din proteinele membranei celulare sunt localizate la nivelul plasmalemei si ele se afla in relatii speciale cu bistratul lipidic. Caracterizarea cea mai generala a proteinelor plasmalemale poate fi exprimata prin termenii de diversitate si mobilitate. Proteinele reprezinta substratul specificitatii suprafetei celulare. Proteinele membranare se pot clasifica in functie de pozitia lor fata de bistratul lipidic, care permite impartirea lor in doua categorii: a)proteine periferice sau extrinseci acele proteine care se afla atasate de o parte si de alta a bistratului lipidic, interactionand cu capetele hidrofile ale lipidelor; b) proteine integrale sau intrinseci acele proteine care sunt cufundate in bistratul lipidic, strabatandu-l complet sau partial. 7.Proteine membranare exemple si descriere -in functie de versantul bistratului lipidic caruia ii sunt asociate se clasifica in ectoproteine – proteine periferice asociate foitei externe a bistratului, asadar expuse la exteriorul membranei celulare sau pe fata luminala a

membranelor organitelor; endoproteine – proteine periferice asociate foitei interne a bistratului, asadar expuse pe versantul citoplasmatic al membranelor si endomembranelor. 8.Mobilitatea proteinelor asociate membranei si rolul ei -mobilitatea proteinelor membranare consta in miscari de rotatie si iscari de translatie. Miscarea de rotatie a proteinelor membranare in jurul propriei axe, denumita si difuzie rotationala, este de cel putin 100 de ori mai lenta decat a lipidelor. Miscarea de translatie, denumita si difuzie laterala, este si ea mult mai lenta decat a lipidelor, fiind in medie de 1microm/s. 9.Citoscheletul asociat membranei – descriere, functii -este o retea de endoproteine cu ochiuri si noduri, solidara membranei prin atasarea la endodomeniul unor proteine transmembranare. Grosimea acestei structuri membranare este de 5-10nm. Citoscheletul asociat membranei este solidar si cu citoscheletul citosolic, retea de proteine organizata sub forma de filamente sau microtubuli la nivelul citoplasmei, fiind responsabil de mentinerea si/sau modificarea formei celulelor, ca si geometria membranei. 10.Rolul proteinelor membranare -ca si in cazul lipidelor membranare, proteinele au atat rol structural, cat si rol metabolic. Rolurile metabolice ale proteinelor membranare se manifesta in ceea ce priveste schimburile de informatii si substanta dintre celule, sau dintre acestea si mediu. Astfel proteinele membranare pot si receptori (pt hormoni, factori de crestere, etc), transportatori prin membrana sau transportatori cu membrana. Proteinele membranare mai pot functiona ca enzime sau ca proteine implicate in semnalizare (proteine G). 11.Glicocalix, definitie caractere generale -glicocalixul reprezinta invelisul glucidic al celulelor, constituit din structuri oligozaharidice inserate pe lipide ale foitei externe a bistratului, sau pe proteine. Din pct de vedere la structurii biochimice globale glicocalixul este alcatuit din trei componente: glicolipide, glicoproteinele si proteoglicanii. Grosimea medie a glicocalixului este in medie intre 20 si 50 nm. In structura glicocalixului nu participa toate monozaharidele existente in natura. Numai sapte intra in alcatuirea lanturilor oligozaharidice ale glicolipidelor si glico proteinelor: glucoza, galactoza, manoza, fucoza, n-acetil-glucozamina, n-acetil-galactozamina, acizii sialici. 12.Functiile glucidelor membranare -participa la sarina electrica negativa a suprafetei celulare; -necesare, dar nu neaparat suficiente functionarii receptorilor; -participa la fenomene de recunoastere celulara: purtatoarele antigenelor de grup sanguin; extravazarea leucocitelor; fertilizarea(functionarea spermatozoidului cu ovocitul). 14.Receptori intracelulari definitie, caracteristici, clasificare -receptorii sunt dispozitive moleculare specializate, asezate pe fata externa a membranei celulare, cu ajutorul carora se intercepteaza semnale sau mesaje venite pe cale nervoasa sau pe cale umorala. Termenul generic de ligand defineste toate substantele care vehiculeaza pe cale umorala sau nervoasa, se leaga de receptori si moduleaza functia celulara. Din categoria liganzilor fac parte unele substante produse de celule care actioneaza specific asupra unui grup de celule ''tinta'' la nivelul carora induc modificari metabolice in concordanta cu necesitatile organismului. Ele sunt denumite mesageri extracelulari sau mesageri de ordinul I. Exemple de mesageri de ordinul I sunt neurotransmitatorii si hormonii. Exista doua mari categorii de receptori:receptori pt substante endogene si receptori pt substante exogene. 15.Receptori pentru hormoni si neurotransmitatori – clasificare -receptorii pt hormoni: dintre acestia mai bine caracterizati sunt receptorii pt insulina care au fost izolati din celulele adipoase si hepatocite. Ei au masa moleculara 300000 dal si pt fiecare celula exista cca 10000 de receptori pt insulina. Desi receptorii pt ceilalti hormoni nu au fost inca izolati, se considera ca toate celulele „tinta” pentru hormoni prezinta receptori care intercepteaza si transmit mesajul hormonal in celula.

-receptorii pentru neurotransmitatori sunt situati intotdeauna la nivelul fetei externe a membranei postsinaptice a celulelor nervoase, musculare sau efectoare receptorii influxului nervos. Mai bine cunoscuti sunt receptorii pt acetilcolina, noradrenalina, serotonina, histamina, dopamina, etc. 17.Mesageri secunzi – definitie, exemple, efectori intracelulari -AMP-c este considerat mesager de ordinul II in citosol, intrucat determina efecte metabolice specifice induse de mesgerul de ordinul I prin intermediul receptorilor. In modelul de mesager secundar, ligandul nu intra in celula si impactul cu celula are loc la suprafata membranei celulare. Deci efectele biologice ale ligandului sunt mediate in celula prin AMP-c si nu prin ligand. 18.Transport pasiv – clasificare, exemple -realizeaza trecerea moleculelor mici prin membrana celulara in sensul gradientului de concentratie, iar in cazul unor ioni in sensul gradientului electrochimic. Folosind energia care rezulta din miscarea moleculelor dintr-o parte in alta in sensul gradientelor, transportul pasiv se face fara consum de energie; este deci independent de metabolismul celular. Transportul pasiv are loc fie prin difuziune simpla, fie prin difuziune facilitata. 18.Transportul pasiv: clasificare, exemple

Transportul pasiv realizeaza trecerea moleculelor mici prin membrana celulara in sensul gradientului de concentratie, iar in cazul unor ioni in sensul gradientului electrochimic. - se face fara consum de energie; - este independent de metabolismul celular. - transportul pasiv are loc fie: • prin difuziune simpla, • prin difuziune facilitata. • prin canale ionice şi pori a. Difuzia simplă se produce prin dizolvarea speciei moleculare transportate în membrană b. Difuzia facilitata se realizează prin utilizarea unor molecule transportoare existente în membrană sau introduse artificial în aceasta. Asemenea molecule transportoare au o anumită specificitate, recunoscând specia moleculară sau ionică pe care o transportă. Există transportori pentru glucoză, colină, pentru diferiţi ioni (în acest caz transportorul se numeşte ionofor) -

este un proces neselectiv, ce se poate realiza in cea mai mare parte a domeniului membranarrata de transport tine de asoctiatiile structurale pe care membrana le realizeaza este IMPORTANT in: difuziunea gazelor respiratorii O2 si CO2, difuziunea unor molecule mici  hidrofobe (benzenul )  polare ( apa sau etanolul)

c. Difuzia prin canale ionice şi pori

Canalele ionice sunt proteine specializate care străbat bistratul şi permit trecerea unor substanţe care nu sunt liposolubil Permit trecerea ionilor în ambele sensuri şi sunt selective. Porii sunt structuri neselective, contează doar diametrul particulei. 20.Acvaporine/ Apoporine = Grup de proteine omologe ale membranei celulare, alcatuite din sase domenii transmembranare, care constitute canale pentru transportul pasiv al apei si uneori al unor molecule organice mici, ca uree sau glicerolul - directia de transport este dictata de gradientul osmotic - cele 6 domenii transmembr. elicoidale inconjoara un por - sunt continute indeosebi in tesuturi ce transporta cantitati mari de apa (rinichi, pulmoni – in membr. eritrocitara) si in alte tesuturi ce nu participa direct la metabolismul fluidelor (muschii scheletici) - nu se stie cum funtioneaza

- implicatii medicale:  explica mentinerea unei hidratari adecvate a cel. cailor aeriene  asigura resorbtia apei la nivel renal (in ramura descendenta, subtire a canalului Henle)  patologie: variatii ale genei care codifica prot. AQP-2 det diabetul insipid nefrogen

23.Transport activ – clasificare si exemple -este modalitatea de transport transmembranar caracteristica celulelor vii. El asigura schimburi foarte rapide prin membrana a unor molecule si ioni de importanta vitala pentru celule impotriva gradientelor de concentratie sau a celor electrochimice. Intrucat transportul de molecule si ioni impotriva gradientelor se face cu consum de energie libera rezultata din metabolism, este metabolic-dependent. Transportul activ prin pompe ionice.Pt mentinerea gradientului ionic intracelular trecerea ionilor prin membrana celulara se face de cele mai multe ori in directia termodinamica nefavorabila, impotriva gradientului de concentratie sau a celui electrochimic.Pompele ionice pot transporta un singur ion (pompa de Ca+) sau concomitent doi ioni (pompa de Na+) 23.Transport activ – clasificare si exemple

•

- este modalitatea de transport transmembranar caracteristica celulelor vii - se realizeaza impotrica gradientului de concentratie: c% mica  c% mare - asigura schimburi foarte rapide prin membrana a unor molecule si ioni de importanta vitala pentru celule impotriva gradientelor de concentratie sau a celor electrochimice. - transportul de molecule si ioni impotriva gradientelor se face cu consum de energie libera rezultata din metabolism  este metabolic-dependent. Clasificare: Transport activ primar – cu aj. pompelor ionice Pompe ionice = structuri proteice transportatoare din clasa proteinelor integrale - transportul materialului se face impotriva gradientului de C% (mica mare) - energia e furnizata de hidroliza ATP - exemple de pompe ionice:  pompa de H+, K+ din mucoasa gastrică,  pompa de Ca++ din reticulul sarcoplasmic  pompa protonică bacteriorodopsina  cea mai cunoscută pompă ionică este Na+,K+- ATP-aza: Este alcătuită din patru subunităţi proteice (2 subunităţi a şi 2 subunităţi b); subunitatea a are activitate ATP-azică. Hidroliza ATP furnizează energia care permite translocarea a 3 ioni de Na în exteriorul celulei şi a doi ioni de K în interior. Mecanism: => se leaga Na => se activeaza partea de enz. ce hidrolizeaza ATP-ul => se leaga o molecula de fosfat => cele 3 locuri de legare Na sunt intoarse spre exterior => la ext, ionii de K se prind pe cele 2 locuri libere si trec cu fata spre citosol => defosforilare => elib. K ce trece in mediul IC => scoate 3Na si introduce 2K - diferenta de potential electric de o parte si alta a memranei este necesara pt a elabora f rapid un raspuns - glicoproteina P: transporta diferite substante exogene - glicoproteina G: persoanele bolnave de cancer, ce nu raspund la tratamentul cu citostatice prezinta un continut ridicat de glicoprot. G ce recunoaste substanta straina si o scoate afara din cel, inainte sa-si faca efectul

•

-

-

Transport activ secundar - constă din pătrunderea speciilor transportate într-un compartiment (extracelular sau intracelular) împotriva gradientului lor electrochimic, prin asocierea cu molecule care se deplasează normal conform propriului lor gradient de concentraţie Sunt folositi cotransportori: simporteri: cele 2 tipuri de molecule sunt mutate in acelasi sens dar o substanta se transporta in virtutea gradientului, ia cealalta impotriva transferul e favorizat de un gradient (nu consuma ATP) ex: glucoza in cel. mucoase intestinale se asociaza cu Na care intra pasiv; ionii sunt apoi eliminati activ prin transport primar, iar glucoza ramane antiporteri: cele 2 tipuri de molecule sunt mutate in sens contrar, una cu gradientul cealalta impotriva ex: muşchiul cardiac - antiport 3 Na+/ 1 Ca++ 26.Etapele fagocitozei -prin fagocitoza celulele transporta din mediul extracelular in citoplasma particule de natura foarte diferita, utilizand regiuni specializate din membrana celulara purtatoare de receptori. Intr-o prima etapa complexul antigen-opsonina este recunoscut de receptorii de la suprafata fagocitelor si fixat de membrana celulara determinand activarea receptorilor. Activarea receptorilor duce la agregarea proteinelor contractile bogate in actina de la niv citoscheletului si determina emiterea de pseudopode. Ele inconjoara strans particula si ca urmare apar interactiuni receptor-particula pe toata suprafata ei, care fixeaza particula de membrana pseudopodelor. Pseudopodele care inconjoara particula se unesc si la locul de unire fuzioneaza, favorizand formarea unei vezicule care cuprinde particula fara lichid din fluidul extracelular, denumita fagozom. In citoplasma fagozomii se unesc cu lizozomii care cuprinzand enzime de tipul hidrolazelor acide degradeaza sau digera particulele introduse in fagozomi din mediul extracelular. 27.Jonctiunea stransa -jonctiunile stranse sunt dispozitive de adezivitate cu o dispozitie „in panglica” impermeabile pentru markerii intercelulari separand net compartimentele tisulare cu compozitii chimice diferite. In organizarea jonctiunilor stranse, membranele adiacente se apropie complet una de alta pentru a edifica structuri pentalaminate impiedicand astfel scurgerea moleculelor printre membranele angajate in organizarea dispozitivului jonctional. Principalele proprietati ale jonctiunilor stranse sunt: a) dispozitive de adezivitate intercelulara flexibile si sigure; b) bariere chimice si fizice intercelulare; c) confera polaritate celulelor angajate in astfel de jonctiuni; d)apar timpuriu intre celulele embrionare de obicei sub forma de macule, pt ca apoi sa dispara sau sa se transforme treptat in zonule pe masura diferentierii celulelor respective. 28.Jonctiunea de ancorare pe filamente de actina -jonctiunile focale sunt o varianta a joctiunilor stranse al caror rol preponderent in adezivitatea celulara. La niv jonctiunilor focale membrana celulei se apropie de substratul sau de adezivitate pana la o distanta de 10-15 nm. Pe frontul E (sau extracelular) se afla filamente glicoproteice de fibronectina. Pe frontul P (intracelular) al jonctiunii se aglomereaza fascicule de microfilamente matriciale reprezentate de actina si vinculina care se asocieaza cu membrana plasmatica prin intermediul unor densificari submembranoase 30.Filamente de actina -actina se gaseste in cele mai multe celule in proportie de 10% din totalul proteinelor celulare. Cantitatea ei in celule difera dupa gradul de activitate al acestora. Moleculele de actina apar sub forma polimerizata filamentoasa (actina F) in microfilamente fie depolimerizata – monomerica (actina G) in citosol. Filamentele de actina se asocieaza in parte cu endomembranele si se leaga de obicei de membrana celulara de suprafata. 31.Filamente de miozina -miozina se gaseste in cantitate redusa in celulele nemusculare, fiind de forma si marime diferita in aceeasi celula. Legarea microfilamentelor de membrana de suprafata se realizeaza prin diferite proteine (alfa-actinina si vilina). Legarea microfilamentelor este esentiala pt formarea citoscheletului precum si pt unele procese celulare de baza ca citokinezia, miscarile filopodiale si microvilare, etc. 33.Filamente intermediare

-sunt prezente in celulele eucariotelor superioare, fiind diferite de microfilamentele de actina si microfilamentele de miozina. Sunt numite intermediare pt ca diametrul lor de aproximativ 10 nm este situat intre cel al microfilamentelor mici de actina si cel al microfilamentelor mari de miozina 25nm. Dupa proteinele componente sunt de mai multe tipuri: microfilamente formate din precheratina – cheratina; microfilamente ce contin vimentina; microfilamente ce contin desmina sau scheletina. 34.Microvili, stereocili, cili, flageli -microvilii reprezinta o forma de organizare stabila a microfilamentelor, fiind prezenti in diferite tipuri de celule nemusculare. Microvilii sunt formatiuni ale membranei celulare de suprafata, prezenti de obicei la polul sau polii liberi, nejonctionali, ai unor celule foarte acive in transportul celular. Microvilii se gasesc astfel bine reprezentati la enterocite sau la nefrocite. De obicei microvilii au o forma de deget de manusa, au inaltimi si grosimi egale sau inegale. Cilii apar de obicei sub forma de prelungiri celulare dispuse la unul din ppolii celulei, fiind alcatuiti din citoplasma si membrana celulara. Cilii pot fi mobili si imobili(stereocili). Flagelii prezinta o structura asemanatoare cililor. La om ei sunt reprezentati numai prin gametii ssexuali masculini (spermatozoizi) 35.Microtubuli -sunt prezenti sub forma de cilindri subtiri in citoplasma celulelor animale si vegetale. In sectiune transversala au un diametru cuprins intre 20 si 30 nm. Ca si microfilamentele, ei pot aparea grupati sau izolati in citoplasma. Microtubulii sunt in general formatiuni labile datorita moleculelor de tubulina ce se agrega si se dezagrega incontinuu in citoplasma, in functie de concentratia ionilor de Ca+ si a moleculelor de AMP ciclic din citosol. Ei au rol in formarea citoscheletului impreuna cu microfilamentele, contribuind la mentinerea formei celulei, participa deasemenea si la transportul axonal mai putand avea si functii speciale 36.Centriolii, centrul celular -centriolii sunt organite microtubulare stabile in citoplasma celulelor. Avand un diametru de 0,15 microni si o lungime pana la 0,5 microni. Centrul celular poate contine unul sau frecvent doi centrioli ce sunt inconjurati de o zona citoplasmatica mai clara. Centrul celular este responsabil in celula de initierea si declansarea diviziunii celulare (mitoza sau meioza) formand fusul de diviziune. De asemenea genereaza miscarea cililor si flagelilor prin faptul ca la baza acestora se gaseste intotdeauna prezent un centriol denumit corpuscul bazal. 38.Ribozomi – structura si organizare -sunt organite celulare intracitoplasmatice prezente in toate celulele cu exceptia eritrocitelor. Ribozomii pot fi liberi in citoplasma (izolati sau grupati) si atasati de membranele reticulului endoplasmic. Ribozomul este format din doua subunitati inegale ca dimensiuni si inegale in ceea ce priveste constanta de sedimentare: subunitatea mare (diam de 30 nm) – o forma sferoidala cu o mica depresiune inspre subunitatea mica si o constanta de sedimentare egala cu 60s; subunitatea mica de forma alungita , convex-concava, cu o constanta de sedimentare de 40 s. Ribozomii contin ARN, proteine, cantitati mici de apa diferiti ioni metalici. 39.Functiile ribozomilor -aceste organite celulare reprezinta in citoplasma locul de sinteza al proteinelor. La nivelul poliribozomilor neatasati membranelor reticulului endoplasmic se sintetizeaza proteinele de structura iar la nivelul ribozomilor atasati membranelor reticulului endoplasmic se sintetizeaza proteinele de export (enzime hormoni anticorpi) 43.Incluziuni pigmentare aspect la microscop optic si microscop electronic -pigmentii apar in mod normal sub forma de granule de melanina (pigment brun negru) in celulele pigmentare sau sub forma de lipofuscina (pigment galben) in celulele nervoase, in unele celule ale corticosuprarenalei sau pe masura imbatranirii organismului in celulele musculare cardiace si in neuroni. In stari patologice pot aparea si alti pigmenti in citosol cum ar fi hemosiderina, pigmentii biliari, etc. 44.Incluziuni de glicogen aspect la microscop optic si microscop electronic -glucidele apar sub forma de glicogen in celulele animale, in special in celulele hepatice si musculare. In celulele vegetale, se depun sub forma de amidon. Glucidele se evidentieaza prin colorare cu carmin Best sau prin metoda PAS, aparand sub forma de gramezi sau plaje. La microscopul electronic glicogenul se prezinta fie sub forma de particule mici cu aspect de bastonase lungi de 20 – 30 nm (particule beta), fie sub forma neregulata sau de rozeta

cu diametru de peste 150 nm (particule alfa). De obicei, incluziunile glucidice apar in citosol, dar in unele boli de depozit sau in diabet pot fi si in nucleu. 46.Lizozomi – biogeneza si functii -sunt organite celulare de forma sferica sau ovoidala prezenti in citoplasma tuturor celulelor animale cu exceptia hematiilor adulte. Lizozomi incep sa se formeze in reticulul endoplasmic rugos unde sunt sintetizate proteinele componente structurale si enzimatice. De aici pot fi semnalati in unele celule in complexul Golgi si apoi eliberati in citosol. In alte celule ei vor fi formati direct din reticulul endoplasmic prin sistemul GERL, scurtcircuitand structurile golgiene. In alte celule, lizozomii se pot forma prin ambele cai. Functia lizozomilor: lizozomii sunt organite celulare responsabile de digestia intracelulara prin procesele de heterofagie si autofagie. Heterofagia este procesul de digestie intracelulara cu ajutorul lizozomilor, a substantelor nutritive, a bacteriilor, a virusurilor introduse in citoplasma prin endocitoza si fagocitoza. Auto fagia reprezinta procesul de digestie intracitoplasmatica(cu ajutorul enzimelor lizozomale) a organitelor celulare din celula respectiva care si-au terminat activitatea si se afla in diferite grade de dezintegrare. 47.Peroxizomi – structura si ultrastructura -sunt organite celulare prezente in citosolul tuturor celulelor animale si vegetale. Peroxizomii se prezinta sub forma de vacuole sferice sau ovoide, uneori de forme neregulate cu prelungiri. Ei sunt delimitati de o endomembrana groasa de 6,5-8 nm si contin o matrice in granulata uneori cu un cristaloid. Cristaloidul poate aparea format din manunchiuri paralele de tubuli densi la fluxul de electroni care in sectiune transversala dau imaginea unui fagure de miere. Citomembrana peroxizomala prezinta o compozitie asemanatoare cu a membranei reticulului endoplasmic dar si difera de aceasta prin unele polipeptide si enzime din structura sa. Uneori se poate observa continuitate intre membrana peroxizomala, in special a microperoxizomilor si reticulului endoplasmic neted, dar mai degraba continuitate peroxizom – peroxizom, formand un “reticulul peroxizomal” , diferit de reticulul endoplasmic. 48.Peroxizomi – biogeneza si functii -peroxizomii pot lua nastere mai rar direct din reticulul endoplasmic prin dilatarea si desprinderea anumitor parti terminale ale cisternelor acestuia care sunt pozitive pentru catalaza. Mai des peroxizomii se formeaza prin reticulul endoplasmic – complexul Golgi dar inca nu este precizat mecanismul molecular prin care proteinele peroxizomale patrund in organit. Se pare ca unele enzime sunt directionate in peroxizomi direct prin citosol din ribozomii liberi (catalaza, uricaza); altele din reticulul endoplasmic rugos. Functii: peroxizomii intervin in metabolismul H2O2 in doua etape: in prima etapa prin actiunea oxidazelor se produce H2O2 din D si L – aminoacid, acid lactic si alte substante; in a doua etapa, catalaza desface hidrogenul peroxid care este toxic pentru celula, in oxigen si apa. Peroxizomii pot activa si oxidarea acizilor grasi (palmitatul, laureatul). Ei intervin si in biosinteza glicerolipidelor prin dihidroacetonofosfatacil-transferaza, enzima prezenta in aceste organite. 49.Reticul endoplasmic definitie, clasificare, forme -este un organit celular ce se gaseste in toate tipurile de celule cu exceptia hematiei adulte. Organitul este mai bine reprezentat in celulele angajate in sinteze de proteine, de glucide, de lipide, in celule secretorii exo- si endocrine.organitul este mai dezvoltat in partea mijlocie si interna a citoplasmei si mai putin in partea externa. Reticulul endoplasmic este de doua tipuri: reticulul endoplasmic rugos si reticulul endoplasmic neted. Reticulul endoplasmic rugos prezinta pe suprafata externa a membranei ribozomi atasati, izolati sau in grupuri active poliribozomale. Ribozomii sunt atasati de membranele reticulului prin subunitatea mare, strabatuta de un canal ce se deschide in lumenul reticulului, canal pe care il strabat lanturile polipeptidice ce se formeaza pe ribozomi. Reticulul endoplasmic neted nu prezinta ribozomi pe membrana sa delimitanta. El comunica adeseori prin canale de legatura cu reticulul endoplasmic rugos. El este alcatuit mai mult din formatiuni tubulare cu un diametru de 30 nm. Organitul este prezent in citoplasma tuturor celulelor dar apare mai putin bine reprezentat decat reticulul endoplasmic rugos. 51.Reticulul endoplasmic – rol in biosinteza si prelucrarea proteinelor -reticulul endoplasmic rugos este organitul la nivelul caruia se sintetizeaza proteinele de export. Acestea se sintetizeaza in aproximativ 1 min la nivelul ribozomilor si poliribozomilor atasati membranelor reticulului, de unde in 3-5 min, prin canalul aflat in subunitatea mare ribozomala trec in cisternele reticulului. Drumul pe care il

parcurg proteinele de la locul de sinteza pana in mediul extracelular realizeaza ciclul secretor celular care cuprinde urmatoarele etape obligatorii: sinteza pe ribozomi, traversarea cisternelor reticulului endoplasmic rugos, maturarea in complexul Golgi, formarea veziculelor secretorii. Ciclul secretor se incheie cu exocitarea produsului sintetizat, respectiv a continutului veziculelor secretorii in spatiul extracelular. 52.Reticulul endoplasmic – rol in biosinteza lipidelor membranare -reticulul endoplasmic este angajat si in sinteza unor fosfolipide (lecitina) si a unor glicoproteine integrale din membrana. 53.Aparatul Golgi – ultrastructura -in organizarea complexului Golgi intra trei elemente componente: pachete de saci turiti sau cisterne asezate in stiva, microvezicule, macrovezicule. Toate cele trei formatiuni sunt delimitate de citomembrane groase de aproximativ 6-8 nm, de aspect neted, fara ribozomi atasati pe suprafata lor. Sacii sau cisternele golgiene, de aspect turtit sunt paralele unele fata de altele si apar separate prin spatii regulate de 20-30 nm; sacii contin un material dens omogen, fin granular sau fin fibrilar. Catre fata imatura sacii golgieni sunt mai mici, mai ingustati, ei devin mai lungi, mai largi si cu segmente mai dilatate catre fata de maturare. Numarul sacilor golgieni este in general de 3-12 pentru fiecare celula, iar in unele celule de tip particular secretor, pot ajunge pana la 20. Microveziculele au un diametru de 20-80 nm; sunt inconjurate de o citomembrana groasa de aproximativ 6 nm si asezate de obicei spre fata imatura – cis a complexului Golgi. Macroveziculele au un diametru cuprins intre 0.1 si 0.5 micrometri. Ele sunt inconjurate de o citomembrana groasa de 8nm si au un continut amorf sau granular-heterogen cu material mai condensat si inegal la fluxul de electroni. Macroveziculele iau nastere din dilatatiile laterale ale sacilor golgieni, care se desprind si se individualizeaza. 54.Aparatul Golgi – functii -principala functie a aparatului golgi este legata de procesul de secretie intracelulara. Complexul golgi are rol in prelucrarea si transportul produsului secretat la nivelul R.E. catre veziculele de secretie. El condenseaza produsul de secretie primit de la R.E., il matureaza si il impacheteaza in vezicule secretorii. Produsul de secretie poate ajunge la formatiunile golgiene prin microveziculele ce se detaseaza din capetele reticulului endoplasmatic rugos. Aceste microvezicule functioneaza ca o suveica cu frecvente deplasari dus-intors intre R.E. si sacii golgieni.. 55.Exocitoză Exocitoza este procesul prin care celulele transportă proteinele şi lipidele nou-sintetizate către membrana celulară. Transportul proteinelor solubile ce vor fi secretate în mediul extracelular şi al componentelor membranei celulare are loc în structuri veziculare (~50 nm în diametru) sau tubulare. Tipuri: În organismele multicelulare există două tipuri de exocitoză: 1. neconstitutivă, dependentă de Ca2+ ;are loc la sinapsele chimice neuronale , deserveşte semnalizarea interneuronală 2.

constitutivă, independentă de Ca2+

- are loc în toate celulele şi serveşte fie la eliberarea unor substanţe în afara celulei, fie la livrarea către membrana celulară a unor proteine nou-sintetizate. Roluri: Exocitoza e necesară pentru: • secreţia enzimelor, hormonilor şi anticorpilor din celule, • menţinerea şi reînnoirea membranei celulare •eliberarea de neurotransmiţători din presinapsele neuronale, • transportul proteinelor membranare integrale • reacţia acrozomală în timpul fertilizării ovulului

• prezentarea anticorpilor în timpul răspunsului imun • reciclarea receptorilor membranari. Exocitoza e importantă şi pentru comunicarea dintre celule. Etape ale exocitozei 1. Transportul veziculelor de-a lungul fibrelor citoscheletale - proteinele sintetizate în reticulul endoplasmic sunt transportate în cărăuşi veziculari microscopici la aparatul Golgi, unde suferă modificări secundare. -La ieşirea din aparatul Golgi, proteinele sunt din nou încorporate în vezicule ce le vor transporta, de-a lungul fibrelor de actină sau tubulină, către periferia celulei. Încorporarea în anumite tipuri de vezicule, ale căror membrane au compoziţii unice şi specifice, depinde de alcătuirea şi structura proteinei în cauză (care îi permite interacţiunea cu o complicată maşinărie ce coordonează aceste procese). 2. Capturarea veziculelor lângă membrana ţintă - ajunse lăngă membrana ţintă, molecule asociate acesteia interacţionează cu molecule asociate membranei veziculare, limitând în acest fel mobilitatea cărăuşilor .- Acest ancoraj iniţial al veziculelor nu este foarte rigid, el permiţând mişcarea pe distanţe de aproximativ 100 nm, şi este facilitat de complexe macromoleculare. 3. Ancorarea veziculelor la membrane -descrie alăturarea la distanţe mai mici de 5-10 nm şi interacţiunea stabilă a unor membrane. - Acest proces depinde de un complex (numit SNARE) alcătuit din molecule alungite, care se asociază temporar alcătuind o structură asemănătoare a doi şerpi încolăciţi unul în jurul celuilalt, astfel fixând vezicula lângă membrană. 4. Condiţionarea = modificările locale ce preced fuziunea 5. Fuziunea = unirea celor două membrane (veziculară şi ţintă), fiind finalizată prin: - eliberarea conţinutului veziculei (enzime, hormoni, neurotransmiţători, toxine) în spaţiul extracelular, fie de - încorporarea unor componente ale membranei veziculare (proteine, lipide) în membrana ţintă (de exemplu membrana celulară). Ultimul proces e important pentru menţinerea compoziţiei/dimensiunilor membranei celulare, sau dimpotrivă, pentru schimbarea rapidă a acestora ca răspuns la semnale exterioare. Mai mult, în acest fel se asigură creşterea suprafeţei membranei în timpul creşterii. După fuziune, componente veziculare sunt reciclate către interiorul celulei prin endocitoză. 57.Mitocondria – structura si ultrastructura -mitocondriile sunt organite prezente in toate tipurile de celule, cu exceptia eritrocitului adult in care lipsesc. Ele se evidentieaza in celula proaspata, nefixata prin colorantul verde Janus, iar in celula fixata prin hematoxilina ferica Regaud. La microscopul luminiscent mitocondria aparea sub trei aspecte: granule izolate in citosol, granule insirate ca margele pe o ata si filamente sau virgule. Indiferent de cele trei forme optice, examenul la microscopul electronic a aratat ca ele prezinta aceiasi organizare ultrastructurala: o membrana externa, o membrana interna cu criste mitocondriale, un spatiu extern, cuprins intre cele doua membrane si un spatiu intern sau matrice mitocondriala dispusa in interiorul membranei interne si a cristelor. 58.Mitocondria – compozitia moleculara -mitocondria este formata din 65-70% proteine (structurale 30% si enzime 70%), 25-28% lipide (fosfolipide cu predominanta de lecitine, dar si trigliceride, cardiolipin etc), 0,5% ARN, o cantitate mica de ADN, glucide, ioni in diferite concentratii, apa uneori si vitamina C. intr-o mitocondrie toate proteinele, ca si toate lipidele, sunt inlocuite la aproximativ 20 de zile. 59.Mitocondria – biogeneza -in celule, mitocondria se reinnoieste continuu, iar organitele iesite din functie sunt indepartate prin autofagie, cu ajutorul lizozomilor. Alte noi mitocondrii apar prin condriodiereza, o mitocondrie functionala dand nastere la alte doua organite asemanatoare.

61.Nucleul celular, definitie, aspect la microscop optic si microscop electronic -nucleul este organitul caracteristic celulelor eucariote si indeplineste o functie dubla: cea de stocarea informatiei genetice si cea de centru de control al activitatii celulare. La nucleul vizibil la microscopul electronic se remarca nucleoplasma care cuprinde matricea nucleara, heterocromatina, eucromatina si bucleolul; membrana nucleara cu cisterna nucleara este intrerupta de complexe por din loc in loc. 62.Nucleul celular, numar, forma, localizare -de regula: o celula – un nucleu. Exista insa numeroase exceptii. Elementul cel mai adesea citat il constituie hepatocitele care sunt binucleate. Exista si celule cu cativa nuclei sau cateva zeci de nuclei. In conditii normale, cel mai tipic exemplu il reprezinta osteoclastele din tesutul osos. De obicei forma nucleului urmareste forma celulei si de aceea nucleii apar sub o mare varietate de forme: rotund ovalare, alungit, turtit, lobat, inmugurit. De cele mai multe ori nucleul ocupa o pozitie centrala in celula, pozitie ce poate fi socotita ca strategica din punct de vedere al rolului sau de coordonare a activitatii celulare. Exista insa relativ numeroase exceptii: nucleu excentric(adipocite); nucleu medio-bazal(in pancreasul exocrin, in parotida), nucleu bazal (celulele calciforme din epiteliul mucoasei intestinale sau traheale), 67.Porul nuclear – transport si generalitati -din loc in loc cele doua membrane nucleare se afla in raporturi de continuitate, delimitand orificii circulare denumite pori sau porus nuclearis. Acestia delimiteaza un material anular. Porul impreuna cu materialul anular . porul impreuna cu materialul anular adiacent constituie asa-numitul complex por. Complexul por este un component al membranei nucleare prezent in toate tipurile de celule, cu exceptia probabila a celulelor aflate in ultimele faze ale spermiogenezei. Complexele por nu sunt specifice pentru membranele nucleare. Formatiuni similare se intalnesc si in cisternele R.E. in cisternele golgiene, precum si in asa-numitele lamele inelate prezente in unele celule fie in citoplasma, fie in nucleu.. 68.Nucleol – rol, compozitie chimica, evidentiere la microscop optic, ultrastructura, localizare NOR -nucleolul are rol in sinteza ARNr si biogeneza ribozomilor, rol in transferul ARNm si ARNs in citoplasma, rol in pregatirea mitozei. Principalele componente chimice ale nucleolului sunt ADN, ARN si proteine, care se gasesc in functie de tipul celular si momentul functional, in proportie de aprox. 3%, 7% si 90% din greutatea uscata. In celulele vii, la microscopul cu contrast de faza, nucleolul este usor identificabil ca un corpuscul puternic refringent, cu un contur discret neregulat si cu un continut heterogen. Asezarea nucleolilor in nucleu este de obicei centrala sau paracentrala, dar poate varia in functie de momentul functional. 69.Matricea nucleara – ultrastructura si roluri -matricea nucleara este denumirea atribuita scheletului de natura proteica care inglobeaza cromatina si nucleolii si care se sprijina la exterior pe membrana nucleara. Ea are rol esential in organizarea nucleului si joaca un rol proeminent in sinteza ADN, sau ARN, in medierea semnalelor hormonale si in alte functii nucleare. Matricea nucleara este compusa din doua parti: a) matricea nucleara propriu-zisa reprezentata de scheletul sau reteaua proteica ce se obiectivizeaza atat ultrastructural, cat si biochimic prin extragerea totala a cromatinei, precum si a celei mai mari parti din nucleol. Reteaua proteica a matricei propriu-zise este alcatuita din proteine stabile de masa moleculara mare, care rezista prelucrarilor ultrastructurale si biochimice; b) fractiunea labila a matricei care este legata lax de reteaua proteica si care este alcatuita din proteina solubila de masa moleculara mica, molecule organice mici, substante anorganice si apa. Matricea nucleara contine si anumite enzime care efectueaza unele procese metabolice inclusiv sinteza de ADN. si ARN. Nucleul este lipsit de enzimele metabolismului aerob. Matricea contine insa enzimele metabolismului anaerob, pe cele ale formarii legaturilor fosfat-macroergice, enzimele sintezei coenzimelor, precum si ADN-polimeraza si ARN-polimeraza. 70.Cromatina – definitie, clasificare -cromatina este materialul biologic intranuclear care se coloreaza cu colorantii bazici; cromatina este deci bazofila. Din punct de vedere al colorabilitatii cu coloranti bazici, cromatina se clasifica in doua categorii: a) eucromatina(cromatina “adevarata”) care se coloreaza putin intens cu coloranti bazici este cromatina necondensata - transcriptibila ; b) heterocromatina (“alta” cromatina) care se coloreaza foarte intens cu coloranti bazici este cromatina condensata – netranscriptibila.

71.Histone si proteine non-histone – caractere generale si rol -histonele sunt proteine bazice existente numai in genomul eucariotelor. Etimologic, termenul histone sugereaza prezenta lor ubicvitara in tesuturi (nuclei).histonele sunt proteine cu masa moleculara mica; sunt puternic bazice, datorita continutului mare 10-20% de aminoacizi bazici, lizina si arginina, purtatori de sarcini pozitive, ceea ce explica legarea lor de ADN ; proteine cu o evolutie filogenetica moleculara definita. Functia majora a histonelor consta in impachetarea ADN-ului in nucleu, adica organizarea supramoleculara a ADN-ului sub forma de nucleozomi. Protaminele sunt echivalentul histonelor dar numai in cazul spermatoidului. Protaminele sunt proteine cu greutate moleculara foarte mica , cu o lungime medie de numai 33 aminoacizi si foarte bazice, bogate in arginina, care reprezinta circa 60% din reziduurile aminoacidice. In cadrul secventei celulare care duce la formarea spermatozoidului (spermatogeneza), la trecerea din spermatida in spermatozoid, protaminele inlocuiesc histonele. Datorita protaminelor, cromatina din nucleul spermatozoidului este extrem de condensata si virtual inactiva. Compactarea cromatinei din nucleul spermatozoidului este un fenomen esential pentru “acomodarea” ADN-ului intr-un volum foarte mic, cum este cel al capului spermatozoidului. 72.Eucromatina -este purtatoare de gene structurale, este portiunea functional activa a cromatinei, este cromatina pe care se face transcriptie. Eucromatina se clasifica in: a)eucromatina activa – fractiunea din eucromatina pe care se face continuu transcriptie si asigura viata normala (bazala) a celulei; b)eucromatina permisiva – fractiunea din eucromatina potential activa, ce devine imediat activa ca urmare a actiunii unor semnale specifice modulatoare (de exemplu: hormoni) 73.Heterocromatina. Heterocromatina gonozomala. -se disting doua tipuri de heterocromatina: constitutiva si facultativa. Heterocromatina constitutiva este o cromatina constant condensata in interfaza. Ea este genetic inactiva, nu contine gene structurale si pe ea nu se face niciodata transcriptie. Heterocromatina constitutiva contine asa-numitul AND repetitiv sau satelit, care este un ADN in care scurte secvente nucleotidice sunt repetate de un numar foarte mare de ori. Heterocromatina facultativa este o cromatina condensata care contine gene structurale ce sunt represate(inactive), adica nu se face transcriptie pe ele desi fie s-a facut(sau nu) transcriptie intr-o perioada anterioara, fie se va face (sau nu) transcriptie, daca se transforma temporar (sub influenta unui “depresor”) in eucromatina. Heterocromatina facultativa este de doua feluri in functie de tipul de cromozomi caruia ii corespunde: autozomala si gonozomica (cel mai tipic exemplu, cromatina de sex sau corpusculul Barr). Heterocromatina gonozomica (corpusculul Barr sau cromatina de sex sau cromatina X) este un corpuscul cromatidian prezent, in mod normal, numai in nucleii celulelor somatice ale persoanelor de sex feminin. El reprezinta in cariotipul feminin (44+XX) condensarea interfazica a unuia dintre cei 2 gonozomi X.