TEMA 7 El citoplasma i les estructures no membranoses de la cèl lula


Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Tamaño: px
Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "TEMA 7 El citoplasma i les estructures no membranoses de la cèl lula"

Transcripción

1 TEMA 7 El citoplasma i les estructures no membranoses de la cèl lula 1. El citoplasma Citosol o hialoplasma Inclusions citoplasmàtiques Citoesquelet Orgànuls cel lulars 1

2 1.1. Citosol Hi trobam: -Aigua: - Segons el contingut tendrà consistència de sol (consistència fluïda) o de gel (consistència viscosa) - Sals minerals -Metabolits (monosacàrids, aminoàcids, nucleòtids, precursors de substàncies,...) - Gasos dissolts - Productes de rebuig. - Àcids nucleics: ARNm, ARNt - Nucleòtids(ATP, etc) - Proteïnes(enzims, estructurals, reguladores...) - Polisacàrids de reserva - Lípids de reserva 1.1. Citosol Funcions: - Donarvolumalacèl.lula - Transport i difusió de substàncies. - Moviments citoplasmàtics(moviment ameboide ) - Moviment de vesícules - Acumulació de substàncies de reserva - ReguladordelpH - És el lloc on es produeixen moltes rutes metabòliques (que estudairem més endavant): Gluconeogènesi: Síntesi de glicògen. Glucogenòlisi: Degradació del glicògen. Biosíntesi d aminoàcids. Modificacions protèiques. Lipogènesi. Biosíntesi d àcids grassos. Fermentació làctica 2

3 1.2. Inclusions citoplasmàtiques Són acumulacions de substàncies que es troben en el citoplasma i que no estan envoltades de membrana. Apareixen tant en procariotes com en eucariotes animals i vegetals. Trobam per exemple: Inclusions de reserva. *En cèl.lules animals: - el glicògen que abunda a les cèl.lules hepàtiques i musculars. - Lípids, generalment triacilglicèrids, que formen gotetes al citosol, especialment en cèl.lules adiposes. *En cèl.lules vegetals: - es troben gotes de grassa, com per exemple a les llavors de les plantes oleaginoses - Olis essencials, com per exemple terpens(mentol, geraniol...) -Làtex,queserveix perataparferides -Midó Pigments: Als animals trobam per exemple lipofucsina,que apareix a cèl.lules cardíaques i nervioses envellides. Hemosiderina procedent de la degradació de l hemoglobina. Proteïnes precipitades, a vegades cristal.litzades, que són productes de rebuig Pigments hemosiderina 3

4 1.3. El citosquelet El citosquelet es troba en totes les cèl.lules eucariotes. El forma una xarxa de filaments proteics, entre els quals destaquen: - els microfilaments - els filaments intermedis - els microtúbuls A més, hi intervé un elevat nombre de petites proteïnes associades que uneixen els filaments del citosquelet entre sí i, també, amb el sistema membranós cel.lular. Funció: 1) Mantenir la forma de la cèl lula i, quan cal, la possibilitat de canviar aquesta forma. 2) Possibilitar el desplaçament de la cèl.lula(pseudópodes). 3) Contreure les cèl.lules musculars 4) Transportar i organitzar els orgànuls en el citoplasma El citosquelet 4

5 1.3. El citosquelet Els microfilaments Es troben distribuits per tota la cèl lula, sobretot en el còrtex cel lular Els microfilaments són bàsicament filaments d actina. Són els components més abundants del citosquelet. En les cèl.lules musculars els filaments d actina estan associats a altres microfilaments, els de miosina, amb els quals formen estructures contràctils. Funció Els filaments d actina tenen diverses funcions, que depenen del tipus de cèl.lula i del tipus de molècula proteica que s hi associa: 1) Mantenen la forma de la cèl.lula. Constitueixen una estructura reticular densa que se situa sota la membrana plasmàtica i dóna forma a la cèl lula, de manera que permet un cert grau d elasticitat. 2) Faciliten l emissió dels pseudòpodes, que possibiliten el desplaçament cel.lular i la fagocitosi. 3) Permeten l estabilitat de prolongacions citoplasmàtiques. Per exemple, les microvellositats de les cèl.lules intestinals es sostenen gràcies a una carcassa constituïda per feixos de filaments d actina associats a molècules d altres proteïnes 4) Possibiliten el moviment contràctil de les cèl.lules musculars. Pen fer-ho, els filaments de miosina provoquen l aproximació dels microfilaments d actina, amb la qual cosa s escurcen les miofibrilles i també la cèl.lula muscular 5

6 1.3. El citosquelet Els filaments intermedis Els filaments intermedis presenten un gruix intermedi entre el dels microtúbuls i el dels microfilaments. Estrobenpertotelcitoplasma Estan constituïts per proteïnes filamentoses (diferents depenent del tipus de cèl lula). Els tipus més importants són: 1)Elsneurofilamentsqueestrobenenelsaxonsdelesneurones. 2) Els tonofilaments o filaments de queratina, que es troben a les cèl.lules epitelials (ungles, pell, cabells...), especialment en els desmosomes (estructures cel lulars que mantenen adherides a cèl lules veïnes) 3) Els filaments de vimentina, molt abundants en el teixit conjuntiu 4) Els filaments de desmina, a les cèl.lules musculans Funció Els filaments intermedis exerceixen funcions estructurals. Es troben en cèl.lules que estan sotmeses a esforços mecànics, per exemple: cèl.lules musculars, epidèrmiques El citosquelet Els microtúbuls Els microtúbuls són estructures cilíndriques i buides constituïdes per tubulina Els microtúbuls s originen:-veure dibuix pag En les cèl.lules animals, a partir de la regió pericentriolar del centrosoma. - En les cèl.lules vegetals, a partir dels centres organitzadors dels microtúbuls (material birefringent) Formen part d estructures estables (citoesquelet, centríols, cilis i flagels) i també d estructures de curta duració(fus acromàtic i els pseudopodis) Funció: 1) El moviment de la cèl.lula: participen en l emissió de pseudòpodes i també són els principals elements estructurals dels cilis i els flagels. 2) L organització del citosquelet. Els microtúbuls són els components més importants del citosquelet en les cél lules eucariotes. 3) La forma cel.lular. Els microtúbuls i els altres filaments del citosquelet constitueixen una xarxaquepotmanteniromodificarlaformadelacèl.lula. 4) L organització i la distribució dels orgànuls (subjecten orgànuls com l aparell de Golgi o el RE) 5) Separació de cromosomes, quan s inicien els processos de divisió cel lular(formació del fus acromàtic omitòtic). 6

7 2.Orgànuls no membranosos El centrosoma Elscilisi elsflagels Els ribosomes 7

8 EL CENTROSOMA El centrosoma és el responsable dels moviments de la cèl.lula. Es considera el centre dinàmic de la cèl.lula, perquè correspon a la zona del citoplasma on es troba el centre organitzador de microtúbuls, que és el que genera els microtúbuls. És el responsable dels moviments de la cèl lula: moviment relacionat amb la formació del fus acromàtic, moviment dels cilis i dels flagels Es diferencien dos tipus de centrosomes en funció de la presència de centríols: - Centrosoma amb centriols, es troben a les cèl.lules d algues, protozous i animals. - Centosoma sense centriols, es troben a les cèl.lules d alguns protozous, fongs i vegetals superiors. No tenen límits ben definits i són zones del citoplasma engrossades i clares. Malgrat no tenen centríols, a partir d ells es formen els microtúbuls del fus acromàtic. Quan participen en la repartició dels cromosomes es diuen casquets polars. Estructura del centrosoma amb centríols: Regió pericentriolar És el centre organitzador de microtúbuls(on s originen els microtúbuls) Àster. És el conjunt de microtúbuls radials que surten a partir del material pericentriolar. Les fibres de l aster poden servir per a fixar els cromosomes a la membrana plasmàtica durant la mitosis. Els centrosomes que no tenen centríols tampoc tenen àster. Diplosoma. Està immers en el material pericentriolar. És el conjunt de dos centríols col.locats perpendicularment entre sí. Cada centríol consta de nou grups de tres microtúbuls o triplets que es disposen formant un cilindre, una estructura que es manté gràcies a les proteïnes que uneixen els triplets entre si de manera que formen els anomenats ponts. Funció: Els centríols, a través del material pericentriolar, són centres organitzadors de microtúbuls. Per tant, deriven del centrosoma totes les estructures constituïdes per microtúbuls, com ara: - els cilis i flagels, encarregats del desplaçament cel lular - el fus acromàtic, encarregat de la separació dels cromosomes durant la divisió cel.lular - l estructura del citoesquelet, els filaments del quals s organitzen al voltant dels microtúbuls. 8

9 ELS CILIS I ELS FLAGELS Els cilis i els flagels, o undulipodis, són prolongacions citoplasmàtiques mòbils situades a la superfície cel lular. Tenen una estructura interna formada per 9 doblets de microtúbuls i 2 microtúbuls centrals (estructura9+2) Els cilis presenten un diàmetre de 0,2 μm i una longitud que oscil.la entre les 5 μm i les 10 μm. Se n solen trobar en gran nombre recobrint la superfície cel lular. Els flagels tenenundiàmetrede0,2 μm iunalongitudmitjanade100μm. Elnombredeflagels és escàs, generalment un o dos. Funció -Permeten el desplaçament de la cèl.lula - En el cas dels cilis, també serveixen per crear turbulències al seu voltant per atreure l aliment cap a la cèl lula (protozoua) o bé poden servir per desplaçar substàncies externes (epiteli traqueal) 9

10 ELS CILIS I ELS FLAGELS CENTROSOMA Estructura Es distingeixen tres zones principals: A)Tijaoaxonema Presenta un eix central intern o axonema, format per dos microtúbuls centrals envoltats perunabeinacentral,unsistemade9parellsdemicrotúbulsperífèrics,unmediinterniuna membrana plasmàtica que el recobreix. Els microtúbuls estan units a molècules protèiques. Entre elles destaquen: Nexina: Uneix els diplets perifèrics entre sí i manté la disposició cilíndrica de l axonema. Dineïna: Gràcies a la seva funció ATPasa permet el moviment entre els diferents grups de microtúbuls i origina el moviment dels cilis o flagels. Fibres radials: Uneixen els diplets perifèrics amb la beïna que envolta els dos microtúbuls centrals. 10

11 ELS CILIS I ELS FLAGELS CENTROSOMA Estructura Es distingeixen tres zones principals: B) Zona de transició Està formada per diplets (el microtúbul C de cada triplet del corpuscle basal desapareix). No té microtúbuls centrals ni està envoltada de membrana plasmàtica(es troba dins del citoplasma de la cèl lula) C) Corpuscle basal o cinetosoma Consta de triplets Estructura derivada del centríol situada a la base del cili o el flagel, just per davall la membrana plasmàtica. Consta de 9 triplets. Presenta dues zones: Superior o distal. Té la mateixa estructura que el centriol. A partir d aquesta zona s organitzen els microtúbuls que formen l axonema o tija. Inferior o proximal. Té un eix central proteic del que surten radialment làmines cap als 9 triplets de la perifèria, formant l estructura anomenada roda de carro 11

12 12

13 ELS RIBOSOMES Els ribosomes són unes estructures globulars, sense membrana, que estan constituïdes per diversos tipus de proteïnes associades a àcids ribonucleics ribosòmics(arnr) procedents del nuclèol. Cada ribosoma conté: 80 % d aigua, 10 % d ARNr, 10 % de proteïnes. Estan presents en totes les cèl.lules (procariotes i eucariotes). Es poden trobar: - dispersos al citosol - adherits a la membrana del reticle endoplasmàtic rugós, gràcies a unes proteïnes anomenades riboforines - lliures a la matriu dels mitocondris i a l estroma dels cloroplasts Estructura Estan formats per subunitats que a la cèl lula eucariota són de 80S (subunitat gran 65S i petita 40S), i a la cèl lula procariota de 70S (subunitat gran 50S i petita 30S). Les dues subunitats es troben separades quan el ribosoma està en repòs i només s'ajunten quan ha de començar la síntesi de proteïnes. Quanestanjuntes entre les duessubunitatshiha un solc, al quals acoblala proteïnaque s està sintetitzant, i un altre que s associa amb l ARNm. 13

14 Funció Els ribosomes serveixen per fer la biosíntesi de proteïnes: Inicialment, l ARNm s uneix a la subunitat petita del ribosoma i, posteriorment, a la subunitat gran, i així s inicia la traducció del missatge de l ARNm. Uncopacabadalasíntesidelaproteïna, lesduessubunitatsseseparen. Les molècules d ARNm són llegides,generalment, per una sèrie de 5 a 40 ribosomes, distanciats entre si uns 100 Å, formant una estructura anomenada poliribosomes o polisomes. 14

15 3.LES MEMBRANES DE SECRECIÓ La matriu extracel lular(cèl lules animals) La paret cel lular(cèl lules vegetals, fongs i bacteris) Les membranes de secreció Són capes compostes per substàncies produïdes per la cèl lula que, quan són secretades, es dipositen a la superfície externa de la membrana plasmàtica. Moltes cèl lules animals, que formen teixits, tenen una membrana de secreció anomenada matriu extracel.lular que uneix les cèl lules. Les cèl lules vegetals tenen una paret cel lular rígida formada per cel lulosa. 15

16 7. La matriu extracel lular Éspròpia delescèl lulesanimals És un producte de secreció cel lular que acumula molècules sintetitzades per la pròpia cèl lula. Es troba entre les cèl lules deis teixits animals actua com a nexe d unió i, omple espais intercel lulars, dóna consistència a teixits i òrgans, i condiciona la forma, el desenvolupament i la proliferació de les cèl lules que engloba la matriu. La matriu extracel.lular és especialment abundant en els teixits connectius, com el conjuntiu i el cartilaginós. Pot acumular dipòsits de fosfat càlcic, i així originar el teixit ossi; quitina, i donar lloc a l exosquelet d artròpodes, i sílice, com a les esponges silícies. Estructura de la matriu extracel.lular La matriu està composta per la substància fonamental amorfa, una estructura gelatinosa on esta immersa una fina xarxa de fibres proteiques (col.lagen, elastina i fibronectina) El col lagen és una proteïna filamentosa formada per tres cadenes que formen una triple hèlix. Proporciona estructura, resistència a la ruptura i consistència a la matriu. L elastina és una proteïna filamentosa que dóna elasticitat a la matriu. La fibronectina és una glicoproteïna que forma una xarxa de filaments amb funció adherent. Proporciona adhesió entre cèl lules, i entre les cèl lules i les fibres de col lagen. La substància fonamental amorfa està construïda per àcid hialurònic, proteïnes filamentoses i glicoproteïnes hidratades. Aquestes estructures són molt hidròfiles i retenen molta aigua, cosa que proporciona a la matriu una gran resistència davant de la compressió, permet la migració cel lular a través seu i la filtració selectiva d aquestes molècules. La matriu extracel lular Funció de la matriu cel.lular Manté unides les cèl lules que formen teixits, i els teixits, que formen òrgans. Dóna consistència, elasticitat i resistència a la compressió i a la tracció d aquests teixits. Permet la difusió de substàncies, la migració de cèl lules i influeix en la disposició en l espai de les cèl lules englobades. 16

17 8. La paret cel lular La paret cel lular és una coberta gruixuda i rígida que envolta les cèl lules vegetals. El component més abundant i característic és la cel lulosa. La secreta la cèl lula i es disposa formant capes successives. Constitueix un exosquelet que perdura després de la mort de la cèl lula, i això serveix a moltes plantes com a teixit de sustentació, fet que els permet assolir una gran alçària. 8. La paret cel lular La paret cel lular és una coberta gruixuda i rígida que envolta les cèl lules vegetals. El component més abundant i característic és la cel lulosa. La secreta la cèl lula i es disposa formant capes successives. Constitueix un exosquelet que perdura després de la mort de la cèl lula, i això serveix a moltes plantes com a teixit de sustentació, fet que els permet assolir una gran alçària. Estructura de la paret cel lular La paret cel lular està formada per una xarxa de fibres de cel lulosa i una matriu, formada per aigua, sals minerals, hemicel.lulosa i pectina (substància amb una gran capacitat per retenir l aigua). La matriu es pot impregnar de lignina, suberina, cutina, tanins i substàncies minerals, com el carbonat càlcic i la sílice. La lignina confereix rigidesa a la paret cel lular És molt abundant en teixits esquelètics com el teixit conductor llenyós que genera el tronc dels arbres. La suberina i la cutina impermeabilitzen les parets de les cèl lules que formen els teixits protectors. Així, la suberina es troba a l escorça(súber) dels arbres, i la cutina, a l epidermis de les fulles i les tiges. El carbonat càlcic i la sílice(mineralització) donen rigidesa a l epidermis de moltes fulles. 17

18 8. La paret cel lular Capes La cel lulosa de la paret cel lular és secretada per la cèl lula i es disposa formant capes successives. - Làmina mitjana. És la primera capa que es forma i queda davant les parets primàries de les cèl.lules veïnes. Té consistència gelatinosa degut a la pectina. -Paretprimària.Éslasegonacapaqueesgenera.Esprima,flexibleielàstica. -Paret secundària. És la darrera que se forma. Perdura després de la mort de la cèl.lula. Serveix comateixitdesuport. Plasmodesmes i porus. L intercanvidesolutsiaiguaentrelescèl.lulesesduatermeatravésde: - Plasmodesmes: Orificis, semblants a cordons, que formen comunicacions citoplasmàtiques entre cèl.lula i cel.lula filla quan es forma la làmina mitjana. - Porus: Cavitats de la paret secundària entre cèl.lules veïnes. Funció de la paret cel.lular La paret cel lular dóna forma i rigidesa a la cèl lula i n impedeix la ruptura. La cèl lula vegetal conté dins el citoplasma una elevada concentració de soluts que, a causa de la pressió osmòtica, originen un corrent d aigua cap a l interior cel lular. Si no fos per la paret cel lular, la cèl lula s inflaria i al final es trencaria. 18

Sitemap