Tipus de Cèl·lules i Orgànuls: Estructura i Funció

Dos tipus de cèl·lules:

• Eucariotes: tenen un nucli diferenciat, un citoplasma amb molts orgànuls i són més grans que les procariotes. N'hi ha dos tipus: vegetal i animal.
• Procariotes: no tenen un nucli diferenciat, tenen pocs orgànuls citoplasmàtics i són més petites que les eucariotes. Ex: bacteris.

Membrana

És l'estructura que limita la cèl·lula i, per tant, separa el medi intracel·lular del medi extracel·lular. També possibilita l'intercanvi de substàncies entre els dos medis.

L'estructura de la membrana és tipus sandvitx: proteïna, bicapa de fosfolípids, proteïna.

Components: fosfolípids, colesterol, proteïnes, glúcids.

Els fosfolípids

S'agrupen i formen una bicapa amb els exteriors polars, i la part central és apolar. Entre la bicapa hi podem trobar colesterol (amfipàtics).

No és una estructura rígida, és flexible. Depèn de la temperatura ho serà més o menys; també varia la flexibilitat depenent dels moviments dels fosfolípids (difusió lateral, difusió transversal).

El colesterol afecta la fluïdesa, la disminueix.

El colesterol

S'intercala entre els fosfolípids i fa que les membranes no siguin tan flexibles.

Proteïnes

Es dipositen intercalant-se en la bicapa de fosfolípids.

Dos tipus:

• Integrals: travessen totalment o parcialment la membrana de fosfolípids.
• Perifèriques: no travessen la bicapa; estan a una banda o a una altra.

Glúcids

Sempre són oligosacàrids (formats per uns quants monosacàrids). Estan només en la part externa de la membrana, mai a dins. Estan units als fosfolípids (glucolípids) o bé a les proteïnes (glucoproteïnes). Tots els glúcids constitueixen el que s'anomena glucocàlix.

La cara externa de la cèl·lula és totalment irregular; això permet que les cèl·lules d'un mateix tipus es reconeguin i formin teixits, i que les cèl·lules de diferents tipus no es reconeguin i no formin teixits.

Les cèl·lules, per reconèixer-se, es toquen. El glucocàlix és el responsable d'aquest reconeixement cel·lular.

Funció de la membrana: transport, fixació, recepció de senyals, funció enzimàtica.

Transport a través de la membrana

Pot tenir dos sentits: entrada o sortida.

El transport no és el mateix; la mida de les partícules transportades influeix, igual que influeix si va a favor o en contra de gradient (diferent concentració).

Mecanismes de transport:

• Molècules molt petites:
  • Transport passiu: no hi ha despesa d'energia, ja que va a favor de gradient.
  • Transport actiu: es perd energia, ja que va en contra de gradient.

Transport passiu:

1. Difusió simple (passa directament per la membrana).
2. Proteïnes en canal (difusió facilitada per una proteïna).
3. Proteïnes transportadores (permeases).

Transport actiu: les mateixes maneres però amb consum d'ATPs.

• Molècules grans: si les substàncies entren s'anomena endocitosi i si surten, exocitosi.

Endocitosi: fagocitosi, pinocitosi.

Exocitosi: secreció i excreció.

Paret cel·lular

1. Determina una forma geomètrica.
2. Determina la mida de la cèl·lula vegetal, més gran que la de l'animal.
3. Pot presentar impregnacions (acumulació de substàncies que donen característiques especials).
4. Presenta unes estructures que permeten l'intercanvi de substàncies.
5. Dona protecció contra la turgència (no exploten).

Estructura de la paret

Està constituïda per la membrana primària, que és la que està en contacte amb la membrana cel·lular (cel·lulosa, hemicel·lulosa i pectina). És una capa relativament permeable i, per tant, és possible l'intercanvi de substàncies entre la cèl·lula i l'exterior.

Les cèl·lules joves tenen només membrana primària, i és per aquest motiu que encara poden créixer. Les cèl·lules adultes i diferenciades, a sobre de la membrana primària, ja presenten la membrana secundària, la qual impedeix el creixement de la cèl·lula.

Làmina mitjana

És una capa compartida entre dues cèl·lules adjacents, és permeable, composta per proteïna i pectina.

Comunicacions entre cèl·lules vegetals

Aquest procés es du a terme gràcies a uns forats anomenats porus, que travessen la paret cel·lular fins a la làmina mitjana.

Una altra forma són els plasmodesmes, que permeten que les cèl·lules molt impermeables puguin nodrir-se. Són interrupcions de la paret cel·lular que travessen les parets de dues cèl·lules veïnes mitjançant un pont, de manera que hi ha contacte directe entre els citoplasmes de les dues cèl·lules (pont citoplasmàtic).

Citoplasma

És la part de la cèl·lula eucariota compresa entre la membrana cel·lular i la membrana nuclear.

Dues fraccions diferenciades: hialoplasma (més líquida) i orgànuls cel·lulars.

El citoplasma és un lloc en el qual hi ha moltes reaccions metabòliques.

A dins hi ha unes estructures sòlides anomenades orgànuls citoplasmàtics.

Orgànuls citoplasmàtics

Dos tipus: membranosos i no membranosos.

No membranosos

• Citoesquelet: és tota una xarxa de proteïnes ordenades que s'estén pel citoplasma (estructures llargues).

Tres tipus de components:

1. Microfilaments: els més importants són els filaments d'actina i miosina. Posició helicoïdal. Donen capacitat de contracció, situats al voltant de la membrana.
2. Filaments intermedis: proporcionen resistència mecànica a l'estirament. Ex: queratina.
3. Microtúbuls: són tubs llargs i buits formats per la proteïna tubulina organitzada en dímers (2 en 2) i helicoïdalment. Intervenen en el moviment de les estructures endocel·lulars. Ex: cromosomes (repartiment). Estan relacionats amb cilis i flagels. Es troben formant part d'altres estructures: centríols, centrosomes, cilis i flagels.

• Centrosoma: és una estructura que coordina els moviments que du a terme la cèl·lula. És exclusiu de les cèl·lules animals. Està format per dos centríols de 9 triplets (microtúbuls). No són concèntrics, es col·loquen perpendicularment. No és una estructura permanent, vol dir que pot desestructurar-se i desaparèixer. El centrosoma només és visible en el procés de divisió (mitosi i meiosi). És l'orgànul encarregat de la constitució del fus mitòtic. Dins dels centríols hi ha ADN circular bicatenari; gràcies a això són capaços d'autoduplicar-se.
• Cilis: prolongacions citoplasmàtiques curtes i nombroses.
• Flagel: prolongació llarga i poc nombrosa.
• Els ribosomes: són orgànuls molt petits visibles únicament al microscopi electrònic; es veuen com puntets. Hi ha milers en una cèl·lula. Nosaltres en tenim de dos tipus, però els de 70s només es troben en els centríols. Funció: síntesi de proteïnes. Localització: lliures pel hialoplasma o adherits al reticle endoplasmàtic rugós (RER).
• Inclusions: són agrupacions de substàncies insolubles al citoplasma. Les inclusions poden ser: cristalls, substàncies de reserva (glicogen i gotes lipídiques). No són limitades per membrana.

Membranosos

Són limitats per membrana.

• Reticle endoplasmàtic: és un conjunt de cavitats aplanades, unides i limitades per una membrana. Comuniquen amb la membrana nuclear, s'estenen pel citoplasma. Dos tipus:
  • RER: està format bàsicament per unes cavitats aplanades anomenades cisternes, que delimiten un espai que s'anomena lumen. Aquestes cisternes estan unides entre si per túbuls. El RER presenta ribosomes adherits a la cara externa de la membrana. El RER adopta una disposició concèntrica i equidistant al voltant del nucli. Funció: síntesi de proteïnes, passen al lumen i allà s'emmagatzemen i es transporten.
  • REL: dominen les formes tubulars en lloc de les planes. Es diu llis perquè no presenta ribosomes. Funció: síntesi de lípids, s'emmagatzemen i es transporten, eliminació de substàncies tòxiques. Més allunyats del nucli.
• Aparell de Golgi: és un conjunt de cavitats limitades per membrana, solen tenir una forma regular. Hi ha dos tipus:
  1. Sàculs o cisternes: cavitats aplanades apilades en forma de disc còncau amb extrems dilatats en nombre de 4 a 8 anomenats dictiosomes. Aparell de Golgi: conjunt de tots els dictiosomes que hi ha a una cèl·lula.
  2. Vesícules de secreció: per una cara es formen vesícules que venen del RER i per l'altra es destrueixen (on es formen, CIS; on es destrueixen, TRANS). Les vesícules que arriben a la cara CIS més interna són anomenades vesícules de transició. Entre els sàculs també hi ha vesícules de comunicació i de la cara TRANS, més externa, hi surten les vesícules amb el material processat anomenades vesícules de secreció.

Funció: síntesi i magatzem de polisacàrids, secreció de molècules complexes a l'exterior, formació de lisosomes i peroxisomes, renovació de la membrana exterior.

• Els lisosomes: són uns dels orgànuls que es poden formar a partir de les vesícules dels dictiosomes. Tenen forma esfèrica i contenen enzims hidrolítics, és a dir, enzims capaços de degradar qualsevol substància. Els lisosomes, tal com es formen a partir del dictiosoma, s'anomenen primaris (formats recentment). Lisosomes secundaris: quan s'han unit a una vesícula, normalment es converteixen en vesícules d'excreció. Quan el lisosoma secundari no pot excretar el contingut a l'exterior, aquest lisosoma i el conjunt es queden a dins la cèl·lula i s'anomena cos residual. Funció: fer la digestió de substàncies que poden venir de fora o d'orgànuls que s'han de renovar (digestió cel·lular).
• Peroxisomes: són com els lisosomes però amb la diferència que els enzims són oxidatius. El més important d'aquests enzims és la catalasa, que elimina l'H₂O₂.
• Vacúols: són acumulacions líquides que contenen aigua i estan separades per una membrana anomenada tonoplast. Són més abundants a les cèl·lules vegetals que a les animals. Funció: reserva d'aigua i altres substàncies.
• Els mitocondris: són orgànuls que realitzen les funcions oxidatives en la respiració cel·lular. A cada plec de la membrana hi ha la cresta mitocondrial. Dins la matriu hi ha ADN circular bicatenari 70s, per fabricar les seves pròpies proteïnes. Matriu: espai delimitat per la membrana interna, és un medi aquós amb molts enzims. Orgànuls semiautònoms (es poden autodividir). Tots els mitocondris venen de la mare. Funció: els mitocondris són presents a totes les cèl·lules eucariotes i duen a terme el procés de respiració cel·lular. La respiració cel·lular serveix per subministrar energia a la cèl·lula, per tant, diem que els mitocondris són els orgànuls energètics per excel·lència. Estan formats per una doble membrana:

1. Membrana externa.
2. Espai membranós.
3. Membrana interna.

A la matriu hi trobem: ribosomes, ADN, enzims.

• Plasts: són orgànuls exclusius de les vegetals, són membranosos. Hi ha tres tipus: leucoplasts (sense color), cloroplasts (verd) i cromoplasts (d'altres colors que no siguin verd).

Cloroplasts

Acumulen clorofil·la, per tant, presenten color verd i es troben a les parts verdes de les plantes. Tenen forma el·líptica. La clorofil·la es troba a dins de la vesícula dels grànuls. Ribosomes 70s. Semiautònoms. Funcions: duen a terme la fotosíntesi (matèria inorgànica --> orgànica) gràcies a l'energia del sol.

Leucoplasts

Són els plasts incolors i com a més importants:

Tres tipus:

1. Amiloplasts (acumulen midó).
2. Proteoplasts (acumulen proteïna).
3. Oleoplasts (acumulen greixos).

Els més importants són els amiloplasts, i es reconeixen mitjançant la reacció amb lugol.

Cromoplasts

Són abundants en fruits i flors, hortalisses, totes les parts de la planta que tenen color i no són verds.