Teoria Cel·lular: Estructura i Funcions de les Cèl·lules

La Teoria Cel·lular

A partir dels postulats de Schleiden i de Schwann es va iniciar el desenvolupament de la teoria cel·lular.

Principis de la Teoria Cel·lular

Tots els éssers vius estan constituïts per una o més cèl·lules, o dit d’una altra manera: la cèl·lula és la unitat morfològica de tots els éssers vius.

La cèl·lula és capaç de dur a terme tots els processos metabòlics necessaris per mantenir-se amb vida, és a dir, la cèl·lula és la unitat fisiològica dels organismes.

Virchow va corregir i ampliar la teoria cel·lular, establint que les cèl·lules són la unitat fonamental de la vida i que les cèl·lules es formen només a partir d’altres cèl·lules:

Les cèl·lules tan sols poden sorgir a partir d’unes altres d’existents (que en llatí es va expressar amb la frase famosa: Omnis cellula e cellula (tota cèl·lula prové d’una altra cèl·lula).

Sutton i Boveri, amb la teoria cromosòmica de l’herència, van ampliar la teoria cel·lular, afegint un quart principi:

La cèl·lula conté tota la informació sobre la síntesi de la seva estructura i el control del seu funcionament, i és capaç de transmetre-la als seus descendents, és a dir, la cèl·lula és la unitat genètica autònoma dels éssers vius.

El Concepte de la Cèl·lula

La cèl·lula és una estructura constituïda per: membrana plasmàtica, citoplasma i DNA, amb capacitat de fer les tres funcions vitals.

• Les cèl·lules unicel·lulars (protozous) fan les tres funcions vitals i els organismes en forma de tal·lus (algues que són pluricel·lulars).
• Les cèl·lules especialitzades del teixit dels organismes pluricel·lulars no es reprodueixen (neurones...).

Els virus es consideren com a éssers vius perquè són capaços de reproduir-se, però necessiten envair una cèl·lula viva per aconseguir-ho (matèria viva).

L'Estructura de les Cèl·lules

• La membrana plasmàtica: constituïda per una doble capa lipídica on hi ha englobades o adherides a la superfície determinades proteïnes. Els lípids actuen com a barrera aïllant en la membrana.
• El citoplasma (inclou el citosol): estructura amb forma pròpia anomenada orgànuls cel·lulars. El conjunt d'orgànuls s'anomena morfoplasma.
• Material genètic: constituït per una o més molècules de filaments de DNA. Si tot el DNA es troba envoltat per una membrana, llavors aquella cèl·lula té nucli, la cèl·lula serà eucariota. Si el DNA no està tancat per una membrana, s'anomena procariota.
• Bacteris: els bacteris són procariotes, la resta són eucariotes.

L'Estructura de les Cèl·lules Procariotes

• Membrana plasmàtica: no conté colesterol. Per fora de la membrana plasmàtica disposen d'una coberta gruixuda i rígida anomenada paret bacteriana.
• Citoplasma: senzill, només ribosomes i uns plecs interiors de la membrana plasmàtica anomenats mesosomes.
• Material genètic: està constituït per només una sola fibra de DNA, més o menys condensada, que es troba en el nucleoide.

L'Estructura de les Cèl·lules Eucariotes

• Tenen una membrana plasmàtica molt semblant. Algunes tenen membrana de secreció per sobre de la plasmàtica. Pot contenir colesterol.
• Les estructures que es troben mancades en el citoplasma són els ribosomes, centriols i citoesquelet formats per microtúbuls, filaments intermedis i microfilaments.
• Sistema endomembranós: conjunt d'estructures intercomunicades i de vesícules aïllades que deriven, poden ocupar gairebé tot el citoplasma. S'hi troba el reticle endoplasmàtic (cobertura nuclear), l'aparell de Golgi (relacionat amb el reticle endoplasmàtic), els vacúols i els ribosomes.

• Orgànuls transductors d'energia: són orgànuls que tenen una doble membrana, amb funció de producció d'energia (mitocondris i cloroplasts).
• Nucli: doble cobertura membranosa anomenada embolcall nuclear, presenta porus i separa el nucleoplasma del citoplasma (s'hi troba el material genètic en forma de cromatina dispersa i el nuclèol).

Cèl·lules Animal i Vegetal

• Les cèl·lules animals: hi pot haver material extracel·lular (membrana de secreció). Els vacúols són petits, el nucli està al centre, hi ha un diplosoma format per 2 centriols. Pot tenir cilis i flagels. El polisacàrid amb funció de reserva energètica és el glicogen.

• Les cèl·lules vegetals: hi ha una paret cel·lulosa gruixuda, tenen un vacúol gran al centre que desplaça el nucli (del centre cap als costats), presència de plasts, com aminoplasts que emmagatzemen midó i el cloroplast on es du a terme la fotosíntesi.

El Microscopi Òptic

És un sistema constituït per dues lents d'augment, anomenades ocular i objectiu, i que fa servir els fotons de la llum visible per fer observacions. Els raigs lluminosos que procedeixen d'una font d'il·luminació, travessen l'aire, incideixen sobre la preparació, constituïda per vidre portaobjectes, la mostra, el medi englobador i el vidre cobreobjectes, i després travessen l'aire fins arribar a la lent (microscopi). Cal fer talls molt fins (micres).

El Microscopi Electrònic

• M.E. Transmissió: els electrons travessen la mostra i van a parar a una pantalla fluorescent. Permet una visió d'augment mil vegades millor que l'òptic.
• M.E. Rastreig: dona imatges dels objectes en tres dimensions, la imatge es projecta en un monitor de televisió (200.000 vegades).

Preparació de la Mostra

• Tall: aparell utilitzat per tallar les mostres (microtoms).
• Tinció: colorants com el blau de metilè, eosina...
• Muntatge: consisteix a cobrir la mostra tenyida, col·locada sobre el portaobjectes, amb un medi de muntatge viscós que protegeixi la mostra.

Forma i Mida de les Cèl·lules

Les cèl·lules tenen formes variables, no una forma fixa, no hi ha un prototip de forma cel·lular.

• Cèl·lules lliures: membrana plasmàtica deformable, canvien de forma (emeten prolongacions citoplasmàtiques) per desplaçar-se i fagocitar partícules.
• Cèl·lules que estan unides a d'altres formant teixits: si estan mancades d'una paret rígida, tenen una forma que depèn de les tensions que hi generin les cèl·lules contigües.
• Cèl·lules proveïdes de parets rígides: tenen una paret cel·lular de cel·lulosa (cèl·lules vegetals) o osteòcits del teixit ossi (forma molt estable).
• La forma de les cèl·lules està estretament relacionada amb la funció que exerceixen.