Curs 2 Citologie Vegetalș 2024 PDF

CURS 2 Citologie vegetală În celula vegetală vie, conţinutul de apă ajunge la 85-90%. Exista 5 forme de apă celulară: apa în exces, a cărei pierdere nu produce perturbări în celulă; apa metabolică, a cărei eliminare nu provoacă moartea celulei, dar perturbă metabolismul; apa...

CURS 2 Citologie vegetală În celula vegetală vie, conţinutul de apă ajunge la 85-90%. Exista 5 forme de apă celulară: apa în exces, a cărei pierdere nu produce perturbări în celulă; apa metabolică, a cărei eliminare nu provoacă moartea celulei, dar perturbă metabolismul; apa vitală, a cărei pierdere produce moartea celulei (în general, o pierdere de 25-30% produce acest fenomen; unii muşchi rezistă la o deshidratare de până la 95%); apa reziduală, care se poate încă extrage după moartea celulei; apa legată (3-4% din apa celulară), care face parte din moleculele proteice şi nu poate fi extrasă. 1. Plasmalema Este o membrană biologică simplă, elementară, unitară, trilamelară, de natură lipoproteică, cu grosimea medie de 7,5 nm. La celulele vegetale este acoperită de peretele celular, în timp ce la cele animale asigură contactul cu mediul extern. Funcţii: barieră semipermeabilă ce permite selectarea schimburilor între celulă şi mediul extern, asigură recunoaşterea moleculelor informaţionale şi transmiterea mesajelor în interiorul celulelor, are rol esenţial în biogeneza peretelui celular. Pe baza datelor acumulate referitoare la compoziţia chimică şi proprietăţile fizice şi fiziologice ale plasmalemei, au fost elaborate mai multe modele ipotetice privind ultrastructura şi organizarea ei moleculară. Primele modele au fost elaborate de Danielli şi Harvey (1935), Davson şi Danielli (1943): potrivit acestor modele, plasmalema constă dintr-un strat bimolecular de fosfoaminolipide având grosimea de 2,5 nm, acoperit pe ambele feţe de câte un strat subţire de proteine, fiecare de câte 2,5nm. Fosfoaminolipidele sunt asociate prin grupări hidrofobe, neîncărcate electric, orientate faţă în faţă, iar grupările hidrofile, încărcate electric, sunt orientate spre straturile proteice. Faptul că aceeaşi structură tripartită s-a dovedit a fi prezentă şi în cazul membranelor de la nivelul RE, a dictiozomilor, mitocondriilor, plastidelor, nucleului ş.a., l-a condus pe Robertson în 1959 la elaborarea conceptului de “membrană unitară”. Singer si Nicolson, 1972 au elaborat un nou model de organizare moleculară a membranei plasmatice, pe care l-au numit “fluid mosaic model”. Conform acestui model, 1 plasmalema este constituită dintr-o pătură dublă, continuă, de natură lipidică, în care sunt înglobate, din loc in loc, macromolecule proteice, izolate. Proteinele membranare sunt numeroase şi variate, dar mereu globulare; unele sunt proteine periferice (extrinseci), altele sunt proteine integrate (intrinseci). Lipidele şi proteinele se deplasează unele faţă de altele în membrană sub efectul agitaţiei termice. Cercetările electronomicroscopice, corelate cu cele biochimice, au reliefat asimetrie în privinţa compoziţiei în lipide a membranei pe cele doua feţe. Se apreciază că, compoziţia în lipide variază cu unitatea taxonomică de referinţă şi cu tipul de membrană. În privinţa cantităţii se constată o scădere procentuală a lipidelor în raport cu proteinele în membranele energizante ale plastidelor şi mitocondriilor. Evidenţierea plasmalemei la microscopul fotonic se poate realiza prin procesul de plasmoliză; în prezenţa unei soluţii hipertonice, ca de exemplu soluţia de NaCl, celula pierde apa, hialoplasma se contractă, se depărtează de perete, antrenând astfel după ea plasmalema. Ea rămâne, totuşi, aderentă de perete în anumite puncte, de unde şi prezenţa unor prelungiri sau tractusuri fine (numite şi filamentele Hecht). Între funcţiile ale plasmalemei menţionăm pe cea de endocitoză, proces legat de absorbţia pe suprafaţa celulei a macromoleculelor dizolvate în apă – în cazul pinocitozei, sau a anumitor particule solide – în cazul fagocitozei; o porţiune de plasmalemă se invaginează, se umple cu picături de apă/particule solide, se desprinde de suprafaţa celulei, rezultând o pinocită (endocită) ce se detaşează şi acum se numeşte fagocită (liberă în hialoplasmă). Tot în hialoplasmă se află, între altele, şi lizozomi (rezultaţi din fragmentarea RE) ce conţin hidrolaze; dacă membrana lor se dizolvă, hidrolazele vor trece în hialoplasmă; dacă ei fuzionează cu fagozomii, rezultă citolizomi, în interiorul cărora hidrolazele vor asigura degradarea compuşilor veniţi din exterior şi acumulaţi în fagozomi. Substanțele utile pot fi absorbite de celula, resturile fiind eliminate la exterior prin procesul de exocitoză. 2. Hialopasma Este substanţa fundamentală a citoplasmei, numită şi citosol, care cuprinde: - o parte structurată, alcatuită din numeroase tipuri de proteine fibrilare şi globulare, unite prin microfilamente şi microtubuli; 2 - un lichid conţinut în ochiurile reţelei fibrilare proteice, care cuprinde 70% apă şi 30% compuşi organici şi minerali. În hialoplasmă se află şi poliribozomi liberi – particule ribonucleoproteice implicate în proteinosinteză; proteinele rezultate alcătuiesc matrixul citoplasmei, microtubulii, microfilamentele, membranele diferitelor organite. Hialoplasma este un sistem de substanţe macromoleculare în stare coloidală. Coloizii macromoleculari sunt de tip hidrofil: particulele dispersate au afinitate pentru apă şi pot fi mai mult sau mai puţin vâscoase (datorită frecării dintre ele sau datorită legăturilor ce persistă între ele). Aceşti coloizi hidrofili, cu macromolecule proteice filamentoase, realizează un fel de reţea tridimensională care include: apa liberă (mediul dispersant) şi macromolecule mici (mediu dispersat) între elementele citoscheletului (microtubuli, microfilamente), cum ar fi acizii aminici, nucleotide, glucoză, fosfolipide, ioni de K, Mg, Ca. Între macromolecule persistă forţe de coeziune intermacromoleculare, ce creează o reţea în ochiurile căreia se află apă liberă, mici molecule organice solubile, ioni. Hialoplasma are o anumită rigiditate (mai ales la periferie), care variază în cursul diviziunii celulare; sub influenţa diferiţilor factori ea poate suferi transformări reversibile de la starea de sol (cu particule mici, puţin îmbibate în solvent şi dispersate) la cea de gel (cu particule voluminoase, puternic îmbibate cu solvent, aderente între ele), precum şi de la starea de gel la cea de sol, fenomen numit tixotropie. Citoplasma vie se caracterizează prin mobilitate numită cicloză; aceasta este de două tipuri: cicloza de rotaţie, când celula are o vacuolă mare, centrală, citoplasma fiind parietală; are loc totdeauna în acelaşi sens, antrenând în mişcare organitele din ea; la diferite celule, sensul ciclozei este diferit; cicloza de circulaţie, când vacuola este traversată de cordoane citoplasmice; are loc în sensuri diferite de-a lungul trabeculelor. 3