Presentació del tema 8 de l'assignatura de biologia de 2n de batxillerat.
Presentació preparada amb el llibre de 2n de Batxillerat Santillana i altres materials.
2. Què estudiarem?
1. El citoplasma
2. Les inclusions citoplasmàtiques
3. El citoesquelet
4. El centrosoma
5. Els cilis i els flagels
6. Els ribosomes
7. La matriu extracel·lular
8. La paret cel·lular
2
3. 1. El citoplasma
• Situat entre embolcall nuclear i membrana
plasmàtica.
• Constituït per:
1. El citosol
2. El citoesquelet
3. Els orgànuls cel·lulars
4. Les inclusions citoplasmàtiques
3
4. 1.1. El citosol
• Anomenat també hialoplasma.
• Medi líquid intern del citoplasma.
• Delimitat pel sistema membranós cel·lular
determinat per:
1. Membrana plasmàtica.
2. Embolcall nuclear.
3. Membranes d’orgànuls.
4
5. 1.1.1. Estructura i funcions del citosol
• Dispersió col·loïdal: 85% aigua amb
molècules dissoltes:
1. Pròtids: aminoàcids,enzims i proteïnes
estructurals.
2. Lípids.
3. Glúcids: mono i polisacàrids.
4. Àcids nucleics: tRNA i mRNA.
5. Nucleòtids: ATP…
6. Altres: nucleòsids,productes del
metabolisme i sals minerals.
5
6. • Contingut en aigua variable, segons les
necessitats metabòliques de la cèl·lula:
1. Forma sol (més aigua): consistència fluida
2. Forma gel (menys aigua): consistència
viscosa
Ex: locomoció cel·lular, moviment ameboide.
• Citosol regula el pH intracel·lular.
• Hi tenen lloc la majoria de les reaccions
metabòliques. Alt contingut d’enzims.
6
7. • Reaccions metabòliques importants al citosol
1. Gliconeogènesi: síntesi del glicogen.
2. Glicogenòlisi: degradació del glicogen.
3. Biosíntesi d’aminoàcids: síntesi de proteïnes,
activació o unió dels aminoàcids amb els tRNA
respectius.
4. Modificacions proteiques.
5. Lipogènesi: biosíntesi àcids grassos
condensant el malonil-CoA.
6. Fermentació làctica: en condicions
anaeròbiques, transformació de l’àcid pirúvic de
la glicòlisi en àcid làctic (agulletes).
7. Moltes reaccions amb ATP o tRNA implicats.
7
8. • Els processos anteriors es duen a terme
gràcies a la comunicació que hi ha entre el
nucleoplasma i el citosol a través dels porus
nuclears.
• El citosol conté el citoesquelet fibrós i
orgànuls cel·lulars (amb o sense
membrana).
• També hi trobem macromolècules de
reserva energètica, formant grànuls: les
inclusions cel·lulars. Ex: glicogen i lípids.
8
9. 2. Les inclusions
citoplasmàtiques
• Acumulacions de substàncies hidròfobes
no envoltades de membrana.
• En les cèl·lules procariotes i eucariotes,
animals i vegetals.
• Poden ser de 3 tipus:
1. Reserva energètica.
2. Pigments
3. Proteïnes precipitades per excessiva
concentració
9
10. 2.1. Inclusions de reserva
• Cèl·lules animals:
1. Glicogen:
Abundant en cèl·lules hepàtiques i musculars.
Quan la concentració de glucosa en sang és
inferior a 1g/L el glicogen s’hidrolitza.
El de les cèl·lules hepàtiques es reparteix pel
cos, el de les musculars l’empren elles.
2. Lípids:
Triglicèrids normalment, en forma de gotes al
citosol especialment en adipòcits.
10
11. • Cèl·lules vegetals:
1. Gotes de greix:
En llavors oleaginoses
2. Olis essencials:
Terpens que formen gotetes líquides.
En cèl·lules de plantes aromàtiques i
pericarpis de cítrics.
3. Làtex:
Líquid lletós per tapar
ferides. En eufòrbies,
arbre del cautxú…
11
12. 2.2. Pigments
• Substàncies acolorides presents en els
teixits animals.
• Lipofucsina: groc terrós, producte final de
l’activitat cel·lular i abundant en cèl·lules
nervioses i cardíaques envellides.
• Hemosiderina: terrosa i groguenca
resultat de la degradació de hemoglobina
quan es destrueixen els eritròcits.
12
13. 2.3. Inclusions de proteïnes
precipitades
• Generalment productes de rebuig.
• Depòsits de diferents proteïnes,
generalment cristal·litzades, en cèl·lules
animals.
• Ex: cristalls de Charcot-Böttcher en tubs
seminífers de mamífer i cristalls de Reinke
de les cèl·lules de Leydig també en tubs
seminífers.
13
14. 3. El citoesquelet
• Xarxa de filaments proteics amb funció
esquelètica.
• Aquests filaments s’associen entre ells i amb el
sistema membranós mitjançant proteïnes.
• Present en totes les cèl·lules eucariotes.
• Tres tipus de filaments:
1. Microfilaments
2. Filaments intermedis
3. Microtúbuls
14
17. 3.1. Microfilaments
• Component més abundant del
citoesquelet.
• Filaments d’actina (70 Å): 2
cadenes actina en hèlix.
• Filaments de miosina: feixos
gruixuts de miosina
17
18. • Funcions dels microfilaments
1. Mantenir forma cel·lular, però no fixa: constitueixen el
còrtex, estructura reticular densa sota la membrana
plasmàtica.
2. Generar emissió pseudopodis: necessaris pel
desplaçament i la fagocitosi d’algunes cèl·lules.
Creixement de les fibres d’actina a favor de l’avanç del
pseudopodi.
3. Generar i estabilitzar prolongacions citoplasmàtiques:
microvellositats de l’epiteli intestinal. Prolongacions que se
sostenen graciés als microfilaments d’actina associats a
proteïnes.
4. Possibilitar el moviment contràctil de les cèl·lules
musculars: la miosina provoca aproximació de l’actina
gastant ATP escurçant les miofibril·les = musculatura
contreta.
18
19. Moviment de contracció muscular
Caps de miosina
Actina
Miosina
Múscul relaxat
Múscul contret
19
21. 3.2. Filaments intermedis
• Constituïts per proteïnes filamentoses.
• Gruix intermedi entre els altres dos
(microfilaments i microtúbuls) de 150Å.
• Funcions:
• Generalment estructurals.
• Manteniment forma cel·lular, típics en
cèl·lules sotmeses a esforços mecànics
(musculars llises i epitelials).
21
22. • Diversos tipus:
1. Neurofilaments: axons neuronals.
2. Tonofilaments o filaments de
queratina: en cèl·lules epitelials
especialment als desmosomes. Les
més superficials es queratinitzen com
els cabells, ungles o pell.
3. Filaments de vimentina: teixit
conjuntiu.
4. Filaments de desmina: cèl·lules
musculars.
22
24. 3.3. Microtúbuls
• Formats per dímers de β i α-tubulina.
• Originats a partir del centre organitzador de
microtúbuls:
• En animals s’anomena regió pericentriolar del
centrosoma.
• En vegetals s’anomena material birefringent del
centrosoma.
• Donen lloc a: citoesquelet, fus acromàtic,
centríols i estructures que se’n deriven (cilis i
flagels).
• Són cilíndrics i buits, formats de 13
protofilaments constituïts per dímers de tubulina.
• Gruix: 250 Å.
24
26. • Funcions dels microtúbuls
1. Realitzar moviment cel·lular: elements
estructurals dels cilis i flagels, participen en emissió
de pseudopodis.
2. Serveixen de base per estructurar citoesquelet:
atesa la seva grandària en són l’element més
important.
3. Determinar forma cel·lular: axó neuronal.
4. Distribueix els orgànuls: alguns es desplacen al
llarg dels microtúbuls, vesícules, cloroplasts,
mitocondris i vacúols. RE i AG estan quiets perquè
els subjecten.
5. Mobilitzar cromosomes: formen el fus acromàtic o
mitòtic que reparteix els cromosomes a les filles.
26
31. 4. El centrosoma
• També citocentre.
• Centre dinàmic cel·lular: correspon a la
zona on hi ha el centre organitzador de
microtúbuls (COM).
• Responsable, del moviment cel·lular
realitzat pels microtúbuls en el fus
acromàtic i de l’extern de cilis i flagels.
31
32. • Tipus de centrosomes
1. Amb centríols: cèl·lules animals, de
protozous i algues.
2. Sense centríols: fongs, vegetals
superiors i alguns protozous. Sense límits
definits. Els microtúbuls del fus acromàtic
es formen ben igual. Si participen en el
repartiment cromosomal s’anomenen
casquets polars.
32
34. 4.1. Estructura i funció del
centrosoma
• Centrosoma amb centríols:
1. Regió pericentriolar: COM, orgànul que origina
els microtúbuls.
2. Àster: conjunt de microtúbuls radials que surten
de la regió pericentriolar. Les seves fibres fixen
centrosomes a la membrana durant la mitosi.
3. Diplosoma: dos centríols perpendiculars entre si.
Cada centríol format per 9 triplets de microtúbuls
formant un cilindre. Estructura estable gràcies a
proteïnes que uneixen els triplets amb ponts.
• Els centrosomes originen undulipodis (cilis i
flagels), fus acromàtic i estructura del
citoesquelet.
34
36. 5. Els cilis i els flagels
• També undulipodis.
• Prolongacions citoplasmàtiques mòbils a la
superfície cel·lular.
• Estructura interna: 9 + 2, 9 doblets i 2 microtúbuls
centrals.
• Gruix de 0.25µm.
• Llargada: cilis (2 a 20µm) gran nombre, flagels (10 a
200µm) nombre reduït, un o dos.
• Responsables mobilitat de la cèl·lula. Els cilis creen
turbulències al voltant de la cèl·lula per atraure
aliment o desplacen substàncies externes.
36
38. 5.1. Estructura i funció de cilis i flagels
• De l’exterior a l’interior hi ha 4 zones:
1. Tija:
- Eix intern o axonema (2 microtúbuls envoltats per
una beina central)
- 9 parells de microtúbuls
- Medi intern
- Membrana plasmàtica.
- Molècules proteiques presents:
-Nexina: uneix diplets entre si i manté la
disposició cilíndrica de l’axonema.
- Fibres radials: uneix diplets amb beina.
- Dineïna: funció ATPasa permetent el
moviment entre els diferents grups de
microtúbuls (moviment de l’undulipodi).
38
39. 2. Zona de transició:
- Formada per diplets però sense el central i
sense membrana plasmàtica ja que es troba
dins el citoplasma.
3. Corpuscle basal o cinetosoma:
- 9 triplets de microtúbuls.
- Dos parts:
- Superior o distal: igual que un centríol,
aquí s’organitzen els microtúbuls que
formaran l’axonema.
-Inferior o proximal: eix central proteic d’on
surten làmines radials cap als 9 triplets
perifèrics. Estructura roda de carro.
4. Arrel:
Conjunt de microfilaments de funció contràctil.
39
41. 6. Els ribosomes
• Estructures globulars, sense membrana.
• Constituïts per: diferents proteïnes associades a
rRNA procedents del nuclèol.
• Presents en totes les cèl·lules, escassos en
espermatozous i eritròcits.
• Dispersos al citosol o adherits a membrana del
RER a través de riboforines (proteïnes). També
en mitocondris i estromes de cloroplasts
semblants als ribosomes procariotes.
41
42. 6.1. Estructura dels ribosomes
eucariotes
• Corpuscles esfèrics de 200 Å de diàmetre.
• Textura porosa.
• Velocitat de sedimentació de 80 S.
• Dues subunitats:
1. Petita: 40 S
2. Grossa: 65 S
• Subunitats separades al citoplasma, s’uneix
només per sintetitzar proteïnes.
• Ribosma = 80% aigua, 10% rRNA i 10%
Proteïnes. En pes sec rRNA = proteïnes (50%).
42
43. • La principal funció dels ribosomes
eucariotes és la biosíntesi de proteïnes:
1. L’mRNA s’uneix a subunitat petita (40 S).
2. Després s’hi uneix la grossa (65 S).
3. Comença la síntesi proteica.
4. Un cop acabada la síntesi les subunitats
se separen de nou.
5. L’mRNA és llegit per 5-40 ribosomes
separats 100 Å. Aquestes cadenes són els
poiribosomes o polisomes.
43
45. 7. La matriu extracel·lular
• Element propi cèl·lules animals.
• Manté unides cèl·lules d’un teixit i teixits d’un
òrgan.
• Formada per fibres proteiques.
• Proporciona consistència, elasticitat i resistència,
condicionant la forma, desenvolupament i
proliferació de les cèl·lules.
• Abundant en teixits connectius (conjuntiu i
cartilaginós).
• Acumula: depòsits de fosfat de calci (t. ossi), de
quitina (exoesquelet artròpodes) o sílice
(esponges).
45
46. 7.1. Estructura de la matriu
extracel·lular
• Composta per substància fonamental
amorfa on hi ha immersa una xarxa de
fibres proteiques:
1. Col·lagen
2. Elastina
3. Fibronectina
46
47. • Col·lagen:
- Proteïna filamentosa de 3 cadenes en triple
hèlix. Estructura, resistència i consistència.
• Elastina:
- Proteïna filamentosa que proporciona
elasticitat.
• Fibronectina:
- Glicoproteïna que forma trama filamentosa
amb funció adherent entre cèl·lules i entre
elles i fibres de col·lagen.
47
48. • Substància fonamental amorfa:
- Constituïda per proteoglicans.
- Proteoglicans: llarga cadena d’àcid
hialurònic amb moltes proteïnes
filamentoses unides. Similar a un arbre
on les branques són les proteïnes
filamentoses. Les fulles són
glicosaminoglicans (hidròfils) que
retenen aigua i ions.
48
50. 7.2. Funcions de la matriu
extracel·lular
• Servir de nexe d’unió.
• Omplir espais intercel·lulars.
• Donar consistència als teixits i òrgans.
• Resistència a la compressió: gràcies a aigua
retinguda per substància fonamental amorfa.
• Permet difusió de molècules hidrosolubles a
través seu.
• A través d’ella migren les cèl·lules. Influeix en la
disposició espacial cel·lular.
50
51. 8. La paret cel·lular
• Coberta gruixada i rígida de cèl·lules
vegetals, fongs i bacteris.
• Paret eucariota i procariota són diferents:
- En eucariotes trobem microfibril·les
de polisacàrids. En procariotes no.
51
52. 8.1. Paret cel·lular de vegetals
• Formada per una xarxa de fibres de cel·lulosa i
una matriu.
• En la matriu hi ha aigua, sals minerals,
hemicel·lulosa i pectina (reté aigua).
• La cèl·lula secreta la cel·lulosa que es diposita
formant capes. D’exterior a interior:
1. Làmina mitjana
2. Paret primària
3. Paret secundària
52
53. • Làmina mitjana: primera
capa sintetitzada.
• Paret primària: segona
capa sintetitzada. Prima,
flexible i elàstica.
• Paret secundària: Última
capa sintetitzada.
Perdura després de la
mort cel·lular. Serveix de
suport a les plantes,
sobretot arbres que per
això poden créixer tant.
53
54. • La matriu es pot impregnar amb:
1. Lignina:
Rigidesa a la paret, en teixits llenyosos.
2. Suberina i cutina:
Impermeabilitzen la paret. Suberina a
l’escorça i cutina a epidermis de fulles i
tiges.
3. Carbonat calci i sílice:
Rígides a epidermis de moltes fulles.
54
55. • Funcions de la paret vegetal
1. Dóna forma i rigidesa a la cèl·lula
vegetal impedint que es trenqui: la
cèl·lula manté un gradient osmòtic que fa
que entri constantment aigua al
citoplasma.
2. Cèl·lules meristemàtiques (creixement
de la planta) tenen paret primària molt
prima i AG molt desenvolupat per fabricar
components de la paret cel·lular.
55
56. 8.1.1. Plasmodesmes i porus
• Intercanvi aigua i soluts entre cèl·lules:
- Plasmodesmes: orificis per on es
comuniquen els citoplasmes de les
dues cèl·lules en contacte, formats en
la divisió cel·lular quan es forma la
làmina mitjana. Distribuïts o formant
grups (camps primaris de porus).
- Porus: cavitats o depressions de la
paret secundària.
56
57. 8.2. Paret cel·lular de fongs
• Formada per polisacàrids i proteïnes:
quitina, glican i mannan.
• Composició és diferent entre grups (i
edat) i serveix d’indicador taxonòmic.
També varia segons el pH, la temperatura
i la composició del medi.
57
58. • Esquelet rígid de fibril·les de polisacàrids
(principalment quitina) + material cimentant
(amorf) formant un gel molt viscós.
• Compost cimentant: polisacàrids no fibril·lars,
proteïnes i lípids.
• Fibril·les de diàmetre semblant al de les de
cel·lulosa de vegetals.
• Característiques principals:
1. Gran plasticitat: davant els possibles
tipus d’estrès ambiental (canvis osmòtics).
2. Interacció amb el medi: proteïnes de la
paret , algunes adhesives i actuen com a
receptors en el medi extern, altres amb
capacitat immunògena.
58
60. 8.3. Paret bacteriana
• Tant en gram+ (membrana i paret) com en
gram- (membrana-paret-membrana) hi ha una
capa de mureïna: peptidoglicà de NAG (N-
acetilglucosamina) i NAM (N-acetilmuràmic)
units formant xarxes.
• Molts antibiòtics (penicil·lina) no destrueixen la
paret sinó que impedeixen la unió entre NAM-
NAG. S’impedeix la proliferació bacteriana.
• El procariota Aphragmabacteria no pot
sintetitzar l’àcid muràmic i per tant no presenta
paret cel·lular. La penicil·lina no els pot atacar.
60