1. CT1
Miguel Pérez Nieto

2. ÍNDEX:

1-. El descobriment de la cèl·lula
1.1 La teoria cel·lular
1.2 Els avenços en microscòpia
1.3 El concepte de cèl·lula

2-. Forma i mida de les cèl·lules
2.1 La forma de les cèl·lules
2.2 Les unitats de mesura en citologia
2.3 La mida de les cèl·lules
2.4 La relació entre mida, forma i estat de la cèl·lula
2.5 La longevitat cel·lular

3-. L’estructura de les cèl·lules
3.1 Estructura de les cèl·lules procariotes
3.2 Estructura de les cèl·lules eucariotes
3.3 Cèl·lules animals i cèl·lules vegetals

3. 1-. El descobriment de la cèl·lula
Cronologia amb els fets més importants:

1665: Robert Hooke va publicar els
resultats de les seves observacions sobre
teixits vegetals, realitzades amb un
microscopi de 50 augments construït per ell
mateix. Aquest investigador va descriure el
teixit suberitzat (suro) estava constituït per
cel·les petites, com les d’un rusc d’abelles,
les va batejar com cèl·lules (del llatí
cellulae). Hooke només va poder observar
cèl·lules mortes de les parets de cel·lulosa,
per la qual cosa no va poder descriure les
estructures del seu interior. Però malgrat
que en altres teixits si que va observar
cèl·lules vives no va doner importància a la
seva estructura interior.

Dècada de 1670: Anton Van
Leeuwenhoek, es va dedicar a
perfeccionar les lents d’augment que
arribaren a tenir 200 augments. Va
observar protozous, rotífers, llevats,
espermatozoides, glòbuls vermells i
bacteris.

4. 
1745: John Needham va descriure la presència de animàlculs.

Dècada del 1830: Theodor Schwann va establir el paral·lelisme entre cèl·lules
vegetals i animals, i determinà que en la cèl·lula, a part de l’estructura també és
important el seu funcionament, el metabolisme.

1831: Robert Brown va descobrir en les cèl·lules vegetals el nucli cel·lular.

1839: Purkinje observar el citoplasma cel·lular.

1850: Virchow va postular que totes les cèl·lules provenen d'altres cèl·lules.

1857: Kölliker va identificar les mitocòndries.

1860: Pasteur va realitzar multitud d'estudis sobre el metabolisme de llevats i
sobre l'asèpsia.

1880: August Weismann va descobrir que les cèl·lules actuals comparteixen
similitud estructural i molecular amb cèl·lules de temps remots.

1892: obra on es recopilaven els conceptes sobre la cèl·lula, i on es relacionava
cada estructura amb la seva funció. A partir d’aquest llibre va néixer la citologia
com a ciència.

1931: Ernst Ruska va construir el primer microscopi electrònic amb el qual va
obtenir un poder de resolució doble al del microscopi òptic.

1981: Lynn Margulis publica la seva hipòtesi sobre l'endosimbiosi serial, que
explica l'origen de la cèl·lula eucariota.

5. 1.1 La teoria cel·lular
A partir dels postulats de Schwann (1839) i de Schleiden (1838), es va iniciar
el desenvolupament de la teoria cel·lular amb els dos primers principis:
1.
“Tots els éssers vius estan constituïts
per una o més cèl·lules; és a dir, la
cèl·lula és la unitat morfològica
de tots els éssers vius.”
2.
“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.”
Schwann pensava que les cèl·lules es formaven per l’agregació d’orgànuls cosa
que va desmentir al 1855 Virchow amb l’anunciació del tercer principi:
3.
“Les cèl·lules tan sols poden sorgir a
partir d’unes altres ja existents,
idea que en llatí es va expressar amb
la famosa frase: Omnis cellula ex cellula,
(tota cèl·lula prové d’una alta cèl·lula).

6. 
Als anys posteriors es van fer diversos avenços en la teoria cel·lular, com
l’observació del medi intern de la cèl·lula vegetal, que va rebre el nom de
protoplasma; on es distingiren dues parts:
- citoplasma (part que envolta el nucli)
- carioplasma (part continguda al nucli)

Es va descobrir la divisió directa o amitosi (el nucli es divideix per
estrangulació) i la divisió indirecta o mitosi (el nucli experimenta
transformacions successives). Es va observar que durant aquest tipus de
divisió es formaven uns filaments nuclears: cromosomes.
Així, el concepte de cèl·lula va evolucionar.

Al 1902 Sutton i Boveri van confirmar que la informació biològica resideix
en els cromosomes, ara podem afegir el
quart principi:
4. “La cèl·lula conté tota la informació
sobre la síntesis de la seva estructura
i el control del seu funcionament, i és
capaç de transmetre-la als descendents;
és a dir, la cèl·lula és la unitat genètica
autònoma dels éssers vius”.

7. 1.2 Els avenços en microscòpia
 Posteriorment, la microscòpia òptica va permetre descobrir:
- L’àster (sistema de filaments que irradien del centrosoma)
- Els mitocondris
- Els cloroplasts
- L’aparell de Golgi
- El reticle endoplasmàtic
- Els vacúols

–
–
–
Descobriment d’altres microscopis:
Microscopi de llum ultraviolada (detalls precisos per la menor longitud d’ona).
Microscopi de contrast de fases (no necessita la tinció de les preparacions).
Microscopi electrònic es va inventar al 1932 i va significar una gran revolució
en la citologia, tot i que no es va poder usar en microbiologia fins 1952.

–
–
–
–
–
–
–
–
La microscòpia electrònica va permetre descobrir:
Els ribosomes
Els lisosomes
Els peroxisomes
Les vesícules sinàptiques
La pinocitosi
Els microtúbuls
Els filaments que constitueixen el citoesquelet (microfilaments...)
L’observació de l’estructura de tots els orgànuls cel·lulars ja descoberts per la
microscòpia òptica.

8. Alguns exemples d’organismes observats amb la
microscòpia electrònica
Bacteri de la
Salmonel·la en
cèl·lules humanes
Gephyrocapsa oceanica (alga)
Campylobacter jejuni
(bacteri)
Cèl·lules mortes de
la pell humana

9. Bacteris
Reticle endoplasmàtic i ribosomes
Stachybotrys (fong)
Staphylococcus aureus
Aparell de
Golgi
Virus de l’Hepatitis B

10. Sang
(glòbuls
vermells)
Glòbul blanc
Cèl·lules mare
Candida albicans (fong)
Teixit adipós

11. 1.3 El concepte de cèl·lula

La cèl·lula és una estructura constituïda per tres elements: membrana
plasmàtica, citoplasma i material genètic (DNA). És l’estructura més
simple que pot dur a terme les tres funcions vitals: nutrició, relació i
reproducció.

Els virus també són considerats éssers vius pel fet que són capaços de
reproduir-se, però necessiten envair una cèl·lula per aconseguir-ho. En
canvi, no són cèl·lules ja que no tenen citoplasma amb un conjunt d’enzims
per dur a terme el metabolisme. Tenen una estructura molt més senzilla
que les cèl·lules, per això, són una forma de vida acel·lular.
Els virus, a causa de la seva total dependència de les cèl·lules, més que
éssers vius s’haurien de considerar matèria viva. Per tant, podem dir que es
troben en la frontera entre els éssers vius i la matèria inerta
Cèl·lules
del plex
coroïdal
Virus infectant una cèl·lula
Cèl·lula mare

12. 
Les cèl·lules dels organismes unicel·lulars com els protozous, les algues i
els fongs unicel·lulars també duen a terme les tres funcions vitals, com
també les cèl·lules d’organismes en forma de tal·lus (fongs pluricel·lulars).
En canvi, les cèl·lules molt especialitzades dels organismes pluricel·lulars
han perdut la capacitat de reproduir-se, és el cas de les neurones.
Neurones
Fong unicel·lular de Candida albicans

13. 2-.Forma i mida de les cèl·lules
2.1 La forma de les cèl·lules




Les cèl·lules presenten una gran variabilitat de formes. No hi ha un prototip
de cèl·lula.
Moltes cèl·lules lliures tenen una membrana plasmàtica fàcilment deformable i
constantment canvien de forma perquè emeten prolongacions citoplasmàtiques
(pseudòpodes) per desplaçar-se i fagocitar partícules.
Altres cèl·lules lliures similars tenen una forma globular, no emeten pseudòpodes.
Les cèl·lules que es troben unides a altres formant teixits, si estan
mancades de parets cel·lulars rígides, tenen una forma que depèn de les tensions
que hi generen les unions amb les cèl·lules contigües.
Les cèl·lules proveïdes de paret de secreció rígida presenten una forma molt
estable.
Així que la forma de les cèl·lules es troba estretament relaciona da amb la funció que
duen a terme.
Cèl·lula
Teixit
muscular
Ameba

14. 2.2 Les unitats de mesura en citologia

Atès que les cèl·lules tenen una ínfima mida, la unitat de mesura utilitzada
per indicar les seves dimensions no és el mil·límetre, sinó el micròmetre
(µm), que és la milionèsima part d’un metre. El micròmetre s’anomena de
forma abreujada micra (µ).
1mm = 1000 µm

Per fer referència a detalls dels orgànuls cel·lulars s’usa el nanòmetre que és
la mil·lèsima part d’un micròmetre.
1 µm = 1000nm

Per expressar les distàncies entre les molècules que formen les
macromolècules del orgànuls cel·lulars s’utilitza una unitat encara més petita
l’Angstrom (A), que és deu vegades més petit que un nanòmetre.
1nm = 10 A

En citologia també s’utilitzen les unitats de massa i la més utilitzada per als
orgànuls cel·lulars és el picogram; per mesurar la massa de les
macromolècules s’usa el dalton o l’uma.
1 dalton = 1,66 · 10 -24 grams

Per a macromolècules i petites estructures també s’utilitza l’svedberg (S).

15. 2.3 La mida de les cèl·lules

La mida de les cèl·lules és extremament variable. La major part de les
cèl·lules humanes mesuren entre 5 i 20 µm.

Hi ha cèl·lules que duen a terme funcions especials i que necessiten una
mida més gran; com ara els espermatozoides humans, els oòcits humans,
els grans de pol·len i algunes espècies de paramecis.
Els oòcits dels ocells són el rovell dels ous, que són cèl·lules d’una mida
gran visibles a ull nu.

Les cèl·lules amb més longitud són les neurones, tot i que el nostre cos
cel·lular tan sols fa unes desenes de micres, les seves prolongacions
axonals poden assolir en els cetacis uns quants metres de longitud.
Espermatozoide
El rovell d’ou és una cèl·lula de mida molt gran

16. 2.4 La relació entre mida, forma i estat de la
cèl·lula

Els factors que limiten l’augment de la mida de les cèl·lules són: la capacitat
de captació de nutrients i la capacitat funcional del nucli.

Quan una cèl·lula tridimensional esfèrica augmenta de mida, el volum
augmenta proporcionalment al cub del radi, mentre que la superfície tan sols
augmenta en funció del quadrat del radi.

L’augment de volum de les cèl·lules no va acompanyat d’un augment de
volum del nucli, ni de l’augment de la dotació cromosòmica.

Dins d’una mateixa estirp cel·lular, una forma globular i una relació superfície
- volum gran, generalment és característica de cèl·lules joves.
Dins d’una mateixa estirp cel·lular com més petita sigui la relació volum
nuclear - volum citoplasmàtic, més propera estarà la cèl·lula a la seva
maduresa.

La relació nucleoplasmàtica (RNP) relaciona el volum cel·lular (Vc) amb el
volum del nucli (Vn).

17. 2.5 La longevitat cel·lular

La durada de la vida de les cèl·lules és molt variable.

Hi ha cèl·lules que tan sols duren unes 8 hores i després es
divideixen, com algunes cèl·lules de l’epiteli intestinal i pulmonar.
També hi ha cèl·lules que duren tota la vida de l'individu, com les
neurones i les cèl·lules del teixit muscular.

Els eritròcits humans perduren uns cent dies.

Els orgànuls de les cèl·lules es van renovant constantment, mentre
dura la vida d’una cèl·lula.
Cèl·lules de l’epiteli pulmonar
Cèl·lules de l’epiteli intestinal

18. 3. L’estructura de les cèl·lules

L’estructura comuna a totes les cèl·lules és:
- Membrana plasmàtica: constituïda per una doble capa lipídica en la
qual hi ha determinades proteïnes. Les proteïnes tenen funció de receptors
de membrana.
- Citoplasma: inclou el medi intern líquid o citosol i unes estructures amb
forma pròpia, els orgànuls cel·lulars. El conjunt d’orgànuls cel·lulars
s’anomena morfoplasma.
- Material genètic: constituït per una o diverses molècules filamentoses
de DNA. El DNA envoltat per una membrana es diu que té nucli (cèl·lula
eucariota); DNA no envoltat per membrana no tindrà nucli (cèl·lula
procariota).

Els bacteris són cèl·lules procariotes. La resta d’éssers vius estan formats
per cèl·lules eucariotes.
Cèl·lula
Bacteris

19. 3.1 Estructura de les cèl·lules procariotes

Estan formades per:
- Membrana plasmàtica: disposa d’una coberta gruixuda i rígida per fora
de la membrana plasmàtica que s’anomena paret bacteriana.
- Citoplasma: més senzill que a les eucariotes. Només hi ha ribosomes i
unes invaginacions o plecs interiors de la membrana plasmàtica anomenats
mesosomes.
- Material genètic: constituït per una sola fibra de DNA que es troba en
una regió del citoplasma: el nucleoide.

21. 3.2 L’estructura de les cèl·lules eucariotes







Les cèl·lules eucariotes són molt complexes.
Totes les cèl·lules eucariotes presenten una membrana plasmàtica molt
semblant.
Les estructures mancades de membrana que hi ha al citoplasma són els
ribosomes, els centrosomes i l’endosquelet i citosquelet, que està format
per microtúbuls, els filaments intermedis i els microfilaments.
Sistema endomembranós és el conjunt d'estructures intercomunicades i de
vesícules aïllades que en deriven. S’hi distingeixen el reticle endoplasmàtic,
l’aparell de Golgi, els vacúols i els lisosomes.
Els orgànuls transductors d’energia són els mitocondris i els cloroplasts.
El nucli de les cèl·lules eucariotes consta d’una doble coberta membranosa
anomenada embolcall nuclear o coberta nuclear.
El nucleoplasma hi ha el material genètic en forma de cromatina dispersa,
i en mig d’aquesta hi ha condensacions materials anomenades nuclèols.

22. 3.3 Cèl·lules animals i cèl·lules vegetals

Les cèl·lules eucariotes presenten dos tipus d’organització diferent segons si
es troben constituint organismes animals o vegetals.
- Cèl·lula animal. Té una membrana de secreció de mucopolisacàrids:
matriu extracel·lular. Els vacúols són petits, el nucli sol ser el centre, hi
ha un diplosoma format per dos centríols. També pot tenir cilis, flagels o
emetre pseudòpodes. El polisacàrid en funció de reserva energètica que es
troba a les cèl·lules animals és el glicogen.

23. - Cèl·lula vegetal. Presenta una paret de secreció gruixuda de
cel·lulosa, un vacúol gran central que desplaça el nucli des del
centre cap a un costat i també presenta plasts que emmagatzemen el
polisacàrid midó, i els cloroplasts, on es duu a terme la fotosíntesis.

24. Diferències i similituds entre
la cèl·lula animal i la vegetal