TEMA 8: Orgànuls cel.lulars delimitats per membranes

IES ROCAGROSSA (2010/11)

Xarxa de membranes interconnectades que formen cisternes, tubs aplanats i sàculs comunicats entre si. Constitueix un únic compartiment amb un espai intern que es diu LUMEN.

RETICLE ENDOPLASMÀTIC

• Hi ha una zona del RE que conté ribosomes associats a la cara externa de la seva membrana i pel seu aspecte al microscopi electrònic rep el nom deRE rugós (RER).• La zona que no té ribosomes s'anomena RE llis (REL).• El RER està organitzat en piles de sàculs aplanats• El REL està constituït per una sèrie de túbuls fins, molt sovint ramificats.

Una part del RE rugós continua amb la membrana externa del nuclimentre que una altra part es comunica dinàmicament amb l'aparell deGolgi, a través de vesícules transportadores .

FUNCIONS DEL RER: . Síntesi de proteïnes de membranes+ inici de Glicosilació de proteïnes.FUNCIONS DEL REL: . Intervé en la síntesi, emmagatzemant i transport de lípids. • Es sintetitzen gairebé tots els lípids que formen les membranes:fosfolípids,glicolípids,colesterol i hormones esteroides.. Conté enzims per destosificar cèl·lules .. Participa en la contracció dels músculs estriats.

Reticle endoplasmàtic Microfotografia delreticle endoplasmàticrugós presa amb el microscopi electrònic.61.500 augmentsMembranes: Color violetaRibosomes: Color verd

Síntesi de proteïnes a la membrana del reticle endoplasmàtic rugós

L’aparell de Golgi

És un conjunt d’orgànuls situats prop del nucli en les cèl·lules animals i en algunes de vegetals.

Està format per unes estructures en forma de bosses o sacs aplanats anomenats dictiosomes.

L’aparell de Golgi desprèn unes petites bossetes plenes de substàncies que poden ser de dos tipus:– Lisosomes (si porten substàncies digestives)– Vesícules de secreció (en aquest cas es dirigeixen cap a la membrana iaboquen el seu contingut a l’exterior, tot soldant-s’hi i fent-la créixer o regenerarse).• Es una estructura

dinàmica,que es forma constantment a partir del reticle endoplasmàtic.

_ Exercir el paper d’organització de la circulació molecular de la cèl·lula:

– Fa el transport, maduració, acumulació i secreció de proteïnes procedents del reticle endoplasmàtic.

– També sintetitza i uneix substàncies que més tard formaran part de la membrana plasmàtica.

– Realitza la síntesis de glúcids que formaran la paret cel·lular en el cas de lescèl·lules vegetals.

_Síntesi de polisacàrids.

FUNCIONS

L'Aparell de Golgi.(Animació)

Estructura del complex de Golgi

• Els lisosomes són uns petits orgànuls procedents de l’aparell de G. que tenen enzims digestius.

Hi ha dos tipus: primaris i secundaris.Els secundaris poden ser: heterofàgics i autofàgics .Funcions:• Contenen substàncies que intervenen en la digestió dels compostos que entren a la cèl·lula.•En els organismes pluricel·lulars la digestió pot ser extracel·lular o intracel·lular.

• També intervenen en la destrucció dels orgànuls cel·lulars que van envellint.

• Destrucció dels bacteris que fagociten els glòbuls blancs.

Els lisosomes

Vacúols• Poden formar-se a partir del reticle endoplasmàtic, del compleix de Golgi o d’invaginacions de la membrana plasmàtica.• Contenen substàncies no enzimàtiques: olis, essències, colorants.• En cèl·lules animals són petites i s’acostumen a dir vesícules.• En la cèl·lula vegetal són grans, generalment hi ha un o dos en cada cèl·lula. La membrana rep el nom de tonoplast. Quan la cèl·lula madura arriben a ocupar el 50% i fins i tot el 90% de la cèl·lula.

• Són orgànuls constituïts per una membrana unitària i un interior bàsicament aquós.

Funció: _ Acumular aigua sense variar-ne la quantitat de citosol ni la salinitat .(Turgència) _ Emmagatzemar substàncies de reserva,de rebuig, específiques i amb funció esquelètica.

_ Transport de substàncies.

En les cèl·lules animals es distingeixen dos tipus de vacúols: amb funció nutritiva i reguladors de la prensió osmótica.

ELS PEROXISOMES I GLIOXISOMESEls peroxisomes

•Contenen enzims que transfereixen hidrogen de varios sustrats a l'oxigen, produint H2O2, que és eliminat per la catalasa.

Els glioxisomes

Són una classe de peroxisomes que només existeixen en les cèl.lules vegetals. Contenen enzims responsables del cicle de l’ àcid glicoxílic. Permeten fabricar glúcids a partir de lípidsSón importantsen la germinació de les llavors.

•Són els organuls que s'encarreguen d’obtenir energia mitjançant la respiració celular,un procés d’oxidació en el qual intervenen uns enzins anomenats ATP sintatases

•Són orgànuls de forma cilíndrica i es troben presents a la totalitat de les cèl·lules eucariotes.

• Hi trobem de 1000 a 2000 mitocondris per cèl·lula. El conjunt de mitocondris d'una cèl·lula rep el nom de condrioma.

• Els mitocondris estan delimitats per dues membranes molt especialitzades les quals envolten i defineixen dos compartiments mitocondrials separats: la matriu i l'espai intermembranós.

Membrana externaamb moltes protïnestransmembranosesque actuen com acanals de penetracióde substàncies

Membrana internaamb molts replecs anomentats crestes mitocondrials, en ella es trobenproteïnes

Espai IntermembranósEspai entre les dues membranes .

Matriu

Medi intern rics en enzims on es duu a terme moltes reaccions químiques.

ELS MITOCONDRIS

•La membrana mitocondrial interna es troba plegada en nombroses crestes mitocondrials que augmenten la seua superfície unes cinc vegades. És molt rica en proteïnes , de les quals podem destacar aquelles que catalitzen reaccions d'oxidació de la respiració cel·lular

•La matriu conté una mescla molt concentrada d'enzims , inclosos els encarregats de l'oxidació del piruvat i dels àcids grassos i els que participen al cicle de Krebs.Conté vàries còpies d'ADN mitocondrial (bicatenari i circular) , ribosomes mitocondrials (mitoribosomes) -lliures o adosats a la membrana interna- , ARNt i enzims necessaris per a la síntesi de proteïnes mitocondrials.• La seva funció principal és la respiració aeròbia

En el mitocondris hi ha reaccions i aquestes reaccions són En el mitocondris hi ha reaccions i aquestes reaccions són reaccions reaccions d’oxidació de la matèria orgànicad’oxidació de la matèria orgànica (glúcids i lípids) que alliberen protons i electrons que són (glúcids i lípids) que alliberen protons i electrons que són transportats a través de diferents protïnes de la transportats a través de diferents protïnes de la membrana interna. Aquest tranport porta associada la membrana interna. Aquest tranport porta associada la síntesi d’ATP, molècules que emmagatzema l’energia síntesi d’ATP, molècules que emmagatzema l’energia per poder-la utilitzar en les diferents activitats cel·lulars.per poder-la utilitzar en les diferents activitats cel·lulars.

CC66HH1212OO6 6 + 6O+ 6O2 2 --------- 6CO--------- 6CO2 2 + 6H+ 6H22O + 38ATPO + 38ATPEls mitocondris també disposen d’ADN propi i Els mitocondris també disposen d’ADN propi i

ribosomesribosomes per a la síntesi de proteïnes mitoocndrials. per a la síntesi de proteïnes mitoocndrials.

• Els cloroplasts són uns orgànuls citoplasmàtics exclusius de les cèl·lules vegetals.• Normalment són de color verd per la presència d'una substància química d'aquest color anomenada clorofil·la. • En ells té lloc la fotosíntesi. • El seu nombre forma i tamany varien d'unes cèl·lules a unes altres.

(Per exemple en les cèl·lules de les algues solen haver-n'hi un o dos de molt grossos i de molt variades formes (esfèrics, estrellats, anellats, en cinta...). En canvi, en les plantes superiors n'hi pot haver fins a quaranta i la seva forma és ovalada o esfèrica).

ELS CLOROPLASTS

• La seva estructura és força complexa.• Tenen dues membranes, una d'externa que la delimita i una altra d'interna amb nombrosos plecs cap a l'interior anomenats lamel·les.• En aquests plecs hi ha situats uns corpuscles apilats que es diuen grana, de color verd, i és en ells on està situada la clorofil·la. L'espai que queda entre els grana s'anomena estroma.Contenen una petita quantitat d'ADN diferent del del nucli i uns pocs ribosomes diferents dels citoplasmàtics.Inmersos en el estroma hi ha sàculs aplanats que són els tilacoides.

Els pigments fotosintètics capten l’energia solar, s’exciten i alliberenelectrons. Aquests electrons són transportats juntament amb protons a través de les proteïnes de la membrana, transport que fa possible la síntesi d’ATP

6 CO2 + 6 H2O + nATP --------- C6H12O6 + 6 O2Els cloroplasts també tenen ADN i ribosomes i poden sintetitzar proteïnes específiques.

ELS CLOROPLASTS

Diferents plasts:• Els cromoplasts, que contenen pigments.

• Els leucoplasts, que són incolors i es troben en les cèl·lules meristemàtiques. D’aquests deriven

Els cloroplasts,els amiloplasts i proteoplasts.

ELS CLOROPLASTSDuen a terme la fotosíntesi (procés que transformal’energia lluminosa en energia química en forma d’ATP). Aquest ATPs’utilitzarà per a sintetitzar glucosa a partit de CO2 i H2O.

El nucliEl nucli és una estructura constituïda per una membrana doble, anomenada embolcall o coberta nuclear, que envolta el material genètic (ADN) de la cèl·lula, i així el separa del citoplasma. El medi intern nuclear rep el nom de nucleoplasma, i conté, més o menys condensades, les fibres d’ADN, que reben el nom de cromatina, i un o dos corpuscles, molt rics en ARN, anomenats nuclèols

CARACTERÍSTIQUES DEL NUCLINombre•Generalment només hi ha un nucli un cada cèl.lula. De manera excepcional •n’hi ha més d’un. Això pot ser degut a la unió de diverses cèl·lules uninucleades. La cèl·lula plurinucleada s’anomena síncit. També pot ser el resultat de diverses divisions nuclears sense que es doni la divisió del citoplasma. La cèl.lula plurinucleada resultant s’anomena plasmodi.

MidaLa mida del nucli és molt variable. La mitjana oscil.la entre les 5μ i les 25μ. Per a cada tipus de cèl.lules hi ha una relació nucleoplasmàtica que es manté constant. Per sota d’un valor determinat d’aquesta relació, s’indueix la iniciació de la divisió cel.lular.

FormaEn les cèl·lules vegetals el nucli en interfase, sol ser discoïdal i, generalment, es troba en posició lateral.En les cèl·lules animals el nucli interfàsic acostuma a ser esfèric i,generalment, es troba en posició central. També hi ha casos de nucli amb altres formes; per exemple, en ferradura, enforma de rosari, polilobulat, amb prolongacions o ramificat.

L’embolcall nuclear està constituït per 2membranes que procedeixen del Reticle endoplasmàtic:- Una membrana externa, d’uns 70 A a 90 A- Un espai intermembranós anomenat espai perinuclear, d’uns 200 a 300 .- Una membrana interna, també d’uns 70 a 90 A,- A sota de la membrana interna hi ha una capa densa de proteïnes fibril.lars,anomenada làmina nuclear, o també làmina fibrosa.La membrana externa presenta a la cara exterior un gran nombre de ribosomes adossats, està en comunicació amb el reticle endoplasmàtic rugós, i pot fer les mateixes funcions que aquest

Estructura nuclear

La membrana interna presenta un tipus de proteïnes de membrana que serveixen d’ancoratge per a les proteïnes que constitueixen la làmina nuclear, estan relacionades amb la formació dels porus.

Els porus nuclears: L’ embolcall nuclear està perforat per un elevat nombre de porus, Els porus nuclears són orificis d’uns 800 A de diàmetre. Cada porus té una sèrie de proteïnes que el circumden. anomenada complex del porus nuclear.

La llum del canal està tapada per vuit partícules proteiques còniques que deixen un canal de tan sols uns 100 A de diàmetre. A més, aquest pot estar obturat per una proteïna central. A causa d’això,els porus poden regular el pas no tan sols de subunitats ribosòmiques, sinó fins i tot de proteïnes de mida petita.

Funcions de la membrana nuclear - Separar el nucleoplasma

del citosol. - Regular l’intercanvi de substàncies a través dels porus.-La làmina nuclear, resulta fonamental per:

* La constitució dels cromosomes. * La distribució

interna de les masses de cromatina, en el nou nucli

* La formació de l’embolcall nuclear

de la cèl·lula filla.

EL NUCLEOPLASMA

El nucleoplasma és el medi intern del nucli. També es coneix com matriu nuclear o Carioplasma. Es una dispersió col·loïdal en estat de gel, composta de proteïnes , enzims polimerases, ribonucleoproteïnes i histones, nucleòtids d’ARN, i ADN, d’aigua i ions.

ESTRUCTURA

S’ha observat l’existència d’una xarxa de proteïnes fibril.lars en el nucleoplasma amb una estructura i una funcionalitat similars a les del citosquelet que hi ha al citosol.

• Es produeixen tant la síntesi dels àcids ribonucleics (ARNm, ARNt i ARNn) com la síntesi (replicació) de l’ADN nuclear.• La xarxa proteica fibril.lar constitueix una estructura tridimensional quemanté fixos el nuclèol i e les fibres de cromatina, i d’aquesta manera evita la formació de nusos.

FUNCIONS

EL NUCLÈOL

•El nuclèol és un corpuscle esfèric sense membrana, que es troba a l’interior del nucli interfàsic. Està constituït bàsicament per ARN i per proteïnes, í s’hi distingeixen dues zones: la zona fibril.lar i la granular.

Funció:El nuclèol és una fàbrica

d’ARNr, imprescindible per a la formació dels ribosomes, que son les fàbriques de síntesi de proteïnes.

La cromatina és la substància fonamental del Nucli cel.lular. El nom deriva de la forta coloració que adquireix quan la cèl.lula es tenyeix amb colorants bàsics(hematoxilina, fucsina, safranina. etc.).

CROMATINA

• Està constituïda per filaments d’ADN en diferents graus de condensació.• Hi ha tants filaments com cromosomes té la cèl·lula durant la divisió del nucli.• Es poden distingir dos tipus de cromatina:- Heterocromatina o cromatina condensada, és la cromatina que no es descondensa durant la interfase. Aquesta pot ser:Heterocromatina constitutiva i heterocromatina facultativa.

- Eucromatina o cromatina difosa, la que es descondensa durant la interfase.

Funcións:

-Proporcionar la informació genètica necessària per efectuar, per mitjà de la transcripció, la síntesi dels diferents ARN

-Conservar i transmetre la informació genètica continguda a l’ADN.

(No tota la cromatina fa aquestes funcions.Les regions d’eucromatina, en què les fibres d’ADN estan poc plegades (100 A), l’ARN-polimerasa sí que pot fer la transcripció.En canvi, a les regions d’heterocromatina, en què les fibres d’ADN estan fortament condensades (300 A o més), no s’hi pot fer mai la transcripció. Aquesta cromatina serveix únicament com a suportestructural dels cromosomes, durant el repartiment mitòtic.

Els cromosomes són estructures en forma de bastonet que neixen durant la divisió del nucli (cariocinesi) Bàsicament estan constituïts per ADN i histones.

ELS CROMOSOMES

Forma:Quan s’inicia la divisió cel·lular es produeix una duplicació d’ADN i apareixen les cromàtides, unides per un punt determinat, el centròmer.Es poden distingir, dos tipus de cromosomes:- Cromosoma metafàsic, que té dues cromàtides unides.- Cromosoma anafàsic, que presenta una sola cromàtida.

TipusSegons la posició del centròmer es distingeixen quatre tipus de cromosomes:

Metacèntrics; tenen forma de V; el centròmer es situa en la base i els braços son iguals

Submetacèntrics; també tenen forma de V; però els braços són desiguals.

Acrocèntrics;

Telocèntrics.