Celula: prezentare generală a celulelor procariote și eucariote

publicat de Florin Mitrea
39 vizualizări
Celula (ilustrație)

Plantele și animalele arată complet diferit, însă la baza structurii organismului lor se află celula. Celulele se întâlnesc atât la procariote, cât și la eucariote, dar structura și funcțiile lor sunt semnificativ diferite la cele două tipuri de organisme.

Ce este o celulă?

Celulele sunt ”cărămizile” care formează toate organismele vii. Cu toate acestea, marea majoritate a celulelor nu pot fi observate cu ochiul liber, ci doar cu ajutorul unui microscop. În anii 1660, omul de știință Robert Hooke a descoperit celulele folosind un microscop pentru a studia o porțiune a unui dop de plută.

Dacă ne uităm la organizarea generală a tuturor lucrurilor vii de pe planeta noastră, observăm că celulele reprezintă fundația. Celulele pot forma țesuturi, care, la rândul lor, pot crea organe și sisteme de organe. Celula propriu-zisă este formată din diferite molecule și structuri.

Proteinele sunt alcătuite din unități mai mici denumite aminoacizi. Structura proteinelor poate varia în funcție de complexitatea lor și poate fi primară, secundară, terțiară sau cuaternară. Această structură sau formă determină funcția proteinei.

Carbohidrații (glucidele) pot fi simpli, care furnizează energie celulei, sau complecși, pe care celulele îi pot stoca pentru o utilizare ulterioară. Celulele de plante și animale conțin tipuri diferite de carbohidrați.

Lipidele reprezintă al treilea tip de molecule organice din interiorul celulelor. Acizii grași formează lipide și ei pot fi saturați sau nesaturați. Aceste lipide includ steroizii, cum sunt colesterolul și alți steroli.

Acizii nucleici reprezintă al patrulea tip de molecule organice din interiorul celulelor. Cele două tipuri de acizi nucleici sunt acidul dezoxiribonucleic (ADN) și acidul ribonucleic (ARN). Ei conțin informația genetică a celulei. Celulele își pot organiza ADN-ul sub formă de cromozomi.

Oamenii de știință cred că celulele s-au dezvoltat cu 3,8 miliarde de ani în urmă, după ce moleculele organice mari s-au format și s-au înconjurat cu o membrană protectoare. Unii cercetători cred că ARN-ul s-a format primul. Celulele eucariote ar fi apărut după ce celulele procariote s-au unit pentru a forma un organism mai mare.

Celulele eucariote au ADN-ul protejat de o membrană, în timp ce la procariote nu se întâmplă acest lucru și lipsesc unele organite.

Reglarea și expresia genelor

Genele codifică proteinele din interiorul celulelor. Aceste proteine pot apoi influența funcțiile celulei.

În timpul transcripției ADN-ului, celula decodifică informația din ADN și o copie pentru a forma ARN-ul mesager (ARNm). Principalele etape ale acestui proces sunt inițierea, alungirea catenei, terminarea și editarea. Reglarea transcripției permite celulei să controleze formarea materialului genetic (ARN-ul) și expresia genelor.

În timpul translației, celula decodifică ARN-ul mesager pentru a produce lanțuri de aminoacizi, care pot deveni proteine. Procesul include inițierea, alungirea și terminarea. Reglarea translației permite celulei să controleze sinteza proteinelor. Prelucrarea post-translație permite celulei să modifice proteinele prin adăugarea unor grupări funcționale.

Celula controlează expresia genelor în timpul transcripției și translației. Organizarea cromatinei ajută și ea, deoarece proteinele reglatoare se pot lega de aceasta pentru a influența expresia genelor.

Modificările ADN-ului, cum ar fi acetilarea și metilarea, au loc după translație. Ele ajută, de asemenea, la controlul expresiei genelor, ceea ce este important pentru dezvoltarea celulei și comportamentul acesteia.

Structura celulelor procariote

Celulele procariote prezintă membrană celulară, perete celular, citoplasmă și ribozomi. Cu toate acestea, procariotele au un nucleoid în locul unui nucleu prevăzut cu membrană. Bacteriile Gram-negative și Gram-pozitive sunt exemple de procariote.

Cea mai mare parte a procariotelor prezintă o capsulă de protecție. Unele prezintă pili (structuri asemănătoare firului de păr) sau flageli (structuri asemănătoare unui bici).

Structura celulelor eucariote

La fel ca procariotele, celulele eucariote prezintă membrană plasmatică, citoplasmă și ribozomi. Totuși, celulele eucariote au un nucleu delimitat de o membrană, organite prevăzute cu membrană și cromozomi în formă de bastonaș.

La celulele eucariote întâlnim, de asemenea, reticulul endoplasmatic și aparatul Golgi.

Metabolismul celulei

Metabolismul celular implică o serie de reacții chimice care convertesc energia în combustibil. Cele două procese principale pe care le folosesc celulele sunt respirația celulară și fotosinteza.

Cele două tipuri principale de respirație sunt respirația aerobă (necesită oxigen) și respirația anaerobă (nu necesită oxigen). Fermentația acidului lactic este un tip de respirație anaerobă care degradează glucoza.

Respirația celulară reprezintă o serie de procese prin care sunt degradate zaharurile. Ea include patru etape principale: glicoliza, oxidarea piruvatului, ciclul acidului citric (ciclul Krebs) și fosforilarea oxidativă. Lanțul transportorilor de electroni este ultima etapă a ciclului, în care celula produce cea mai mare parte a energiei.

Fotosinteza este procesul utilizat de plante pentru producerea energiei. Clorofila permite plantei să absoarbă lumina, de care planta are nevoia pentru a produce energie. Principalele două tipuri de procese ale fotosintezei sunt reacțiile dependente de lumină și reacțiile independente de lumină.

Enzimele sunt molecule precum proteinele care ajută la accelerarea reacțiilor chimice din celulă. Funcția enzimelor poate fi influențată de diferiți factori, cum ar fi temperatura. Acesta este motivul pentru care homeostazia (capacitatea celulei de a menține condițiile constante) este importantă. Unul dintre rolurile pe care o enzimă îl joacă în metabolism este acela de a scinda moleculele mari.

Creșterea și diviziunea celulei

Celulele pot crește și se pot divide în interiorul organismelor. Ciclul celular include trei părți principale: interfaza, mitoza și citochineza. Mitoza este procesul care permite unei celule să producă două celule-fiice identice. Etapele mitozei sunt:

  • profaza: cromatina se condensează;
  • metafaza: cromozomii se aliniază în centrul celulei;
  • anafaza: centromerii se scindează în două și se deplasează la polii opuși ai celulei;
  • telofaza: cromozomii se condensează.

În timpul citochinezei, citoplasma se divide și se formează cele două celule-fiice identice. Interfaza este atunci când celula este în repaus sau în creștere și poate fi împărțită în mai multe etape:

  • G1: are loc creșterea celulei;
  • S: are loc replicarea ADN-ului;
  • G2: celula continuă să crească.

Îmbătrânirea sau senescența se întâmplă tuturor celulelor. În cele din urmă, celulele încetează să se mai dividă. Problemele cu ciclul celular pot provoca boli precum cancerul.

Meioza are loc atunci când o celulă se divide și formează patru celule noi cu jumătate din ADN-ul original. Meioza poate fi împărțită în meioza I și meioza II.

Comportamentul celulei

Controlul expresiei genelor influențează comportamentul celulei.

Comunicarea între celule permite ca informațiile să fie transmise în organism. Ea implică semnalizarea celulară prin intermediul moleculelor, cum sunt receptorii sau liganzii. Canalele intercelulare (”gap junctions”, în limba engleză – canale implicate în schimbul de ioni și semnalizarea celulară în cazul celulelor de origine animală) și plasmodesmele (grupuri de canale microscopice care traversează peretele celulei vegetale și sunt implicate în schimburile moleculare și semnalizarea celulară) ajută celulele să comunice.

Există diferențe importante între dezvoltarea celulei și diferențierea celulei. Creșterea celulei înseamnă mărirea în dimensiuni a celulei și diviziunea sa, în timp ce diferențierea înseamnă că celula devine specializată. Diferențierea este importantă pentru celulele și țesuturile mature, deoarece ea permite unui organism să aibă diferite tipuri de celule care îndeplinesc funcții diferite.

Mobilitatea sau motilitatea celulară poate implica târârea, înotul, alunecarea și alte mișcări. Adesea, cilii și flagelii ajută celulele să se deplaseze. Motilitatea permite celulelor să se miște în poziție pentru a forma țesuturi și organe.

Celule epiteliale

Celulele epiteliale se găsesc la suprafața corpului uman. Ele sunt susținute de țesutul conectiv, în mod particular de matrixul extracelular. Există opt tipuri de celule epiteliale:

  • simple cubice – în canalele excretoare ale glandelor salivare;
  • simple cilindrice – în intestinul subțire, unde formează un platou striat;
  • simple pavimentoase – în endocard, peritoneu și pleură;
  • pluristratificate pavimentoase – în esofag, gură și vagin;
  • pluristratificate cubice – în glandele sudoripare, glandele salivare și glandele mamare;
  • pluristratificate cilindrice – în uretra masculină și canalele unor glande;
  • pseudostratificate cilindrice – în trahee și cea mai mare parte a căilor respiratorii superioare;
  • de tranziție – în vezica urinară și uretere.

Alte tipuri de celule specializate

Modificările din expresia genelor pot duce la diferite tipuri de celule. Diferențierea celulară este responsabilă pentru tipurile de celulele specializate întâlnite la organismele superioare.

Celulele sistemului circulator includ:

  • globulele roșii (eritrocitele);
  • globulele albe (leucocitele);
  • plachetele sanguine (trombocitele);
  • plasma.

Celulele sistemului nervos includ neuronii, care ajută la comunicarea nervoasă. Structura unui neuron include soma, dendritele, axonii și sinapsele. Neuronii pot transmite semnale. În categoria celulelor nervoase intră și celulele gliale, care înconjoară și susțin neuronii. Celulele gliale includ:

  • oligodendrocitele;
  • astrocitele;
  • celulele ependimale;
  • microglia;
  • celulele Schwann;
  • celulele satelit.

Celulele musculare reprezintă un alt exemplu de diferențiere celulară. Ele includ:

  • celulele mușchilor scheletici (celulele musculare striate);
  • celulele mușchiului cardiac (celulele musculare cardiace);
  • celulele mușchilor netezi (celulele musculare netede).

Sursa: Sciencing.com.

Din aceeași categorie

© 2022  Florin Mitrea – WordPress Theme Designed and Developed by PenciDesign

Acest site folosește cookies pentru a îmbunătăți experiența de navigare. Acceptă Detalii