La cèl·lula eucariota La cèl·lula eucariota representa un nivell més elevat d’organització. Com que és més gran que la cèl·lula procariota, ha arribat.

Presentación del tema: "La cèl·lula eucariota La cèl·lula eucariota representa un nivell més elevat d’organització. Com que és més gran que la cèl·lula procariota, ha arribat."— Transcripción de la presentación:

1 La cèl·lula eucariota La cèl·lula eucariota representa un nivell més elevat d’organització. Com que és més gran que la cèl·lula procariota, ha arribat a assimilar alguns bacteris com a endosimbionts. Així els mitocondris i cloroplasts, semblen ser cèl·lules procariotes que van escapar a la digestió i s’hi van adaptar a viure-hi com a simbionts. A la llarga van perdre la major part del seu patrimoni genètic, donat que no era necessari, i només van retenir només el necessari per a realitzar les seves funcions. Avui dia només retenen en el seu patrimoni genètic uns quants gens d’enzims indispensables per a realitzar les seves funcions: Respiració, en el cas de les mitocòndries. Fotosíntesi, en el cas dels cloroplasts. Esquemes d’un mitocondri, dreta, i d’un cloropast, esquerra. Tots dos descenen de cèl·lules procariotes que es van adaptar a viure com a simbionts de les cèl·lules eucariotes.

2 Organització de la cèl·lula eucariota
A diferència de la cèl·lula procariota la cèl·lula eucariota té nombrosos orgànuls al seu interior. En primer lloc té un nucli diferenciat del citoplasma, el qual conté l’ADN associat a histones, que forma els cromosomes. En segon lloc el propi protoplasma conté molts més orgànuls a banda dels ribosomes que s’han comentat a la cèl·lula procariota. D’aquests els més importants són: Ribosomes, especialitzats a la síntesi de proteïnes. Mitocondris, especialitzats a la producció d’energia. Cloroplasts, especialitzats a la fotosíntesi. Reticle endoplasmàtic, especialitzat al transport de substàncies per l’interior de la cèl·lula. Lisosoma, especialitzat a la digestió. Centrosoma, especialitzat a la divisió cel·lular. Esquema d’una cèl·lula eucariota on es veu el nucli diferenciat i els orgànuls més importants.

3 El nucli El nucli és la part més important de la cèl·lula.
Conté tota la informació genètica de la cèl·lula, dintre dels cromosomes. Els cromosomes estan formats per cadenes d’ADN associat a histones, que són unes proteïnes que actuen de motllo pel plegament de l’ADN. Durant la replicació de l’ADN o la síntesi de proteïnes, és necessari que el cromosoma es desenrotlli, i deixi exposat la cadena d’ADN perquè es pugui fer una còpia d’aquesta. Com que durant la reproducció és necessari la duplicació sencera de cada cromosoma, es desenrotllen completament i llavors es fan visibles al microscopi òptic. Estructura d’un cromosoma, on es veuen els successius enrotllaments de la molècula d’ADN. L’estructura típica en forma d’X es deu a que durant la mitosi es produeix la replicació de l’ADN. Durant l’etapa final de la mitosi, la telofase, les dues branques de la X es separen anant una còpia a cada cèl·lula resultat.

4 La membrana nuclear Estructura de la membrana nuclear: Membrana nuclear. Ribosomes. Porus nuclears. Nuclèol. Cromatina. Nucli. Reticle endoplasmàtic. Plasma nuclear. El nucli cel·lular es troba envoltat per una membrana cel·lular. Aquesta membrana és una perllongació del reticle endoplasmàtic que envolta i aïlla el nucli. Com que l’ADN i l’ARN queden confinats al nucli, els ribosomes, es troben fixes a la membrana cel·lular, i també sobre el reticle endoplasmàtic, què és per on circula l’ARN. Aquest confinament permet regular el medi cel·lular de tal manera que l’entorn químic del nucli és l’idoni pels àcids nucleics, que són substàncies molt làbils. L’intercanvi de substàncies entre el nucli i el citoplasma es realitza mitjançant els porus nuclears, que permeten el pas de substàncies de baix pes molecular (<50kDa).

5 El nuclèol Dintre del nucli de la cèl·lula es troba el nuclèol.
Aquest orgànul no es troba envoltat per cap membrana, per tant molts autors no el consideren un orgànol de debó. La seva funció és regular la síntesi de l’ARN i l’ensamblatge dels ribosomes. Per tant tota l’activitat del nucli queda regulada pel nuclèol, sense el qual no seria possible la síntesi de proteïnes a la cèl·lula eucariota. Microfotografia electrònica del nuclèol. És l’estructura fosca que s’observa al centre de la imatge.

6 El citoplasma L’activitat metabòlica de debò es porta a terme al citoplasma. Mentre que el nucli està especialitzat a la replicació i transcripció de l’ADN, al citoplasma és on es realitza la síntesi de proteïnes i la producció d’energia de la cèl·lula. El transport de substàncies pel citoplasma es realitza pel reticle endoplasmàtic. Consisteix en uns plecs de la membrana cel·lular que s’estenen per tot el citoplasma. Aquests plecs deixen un espai dintre per on poden circular tot tipus de substàncies. Una part del reticle endoplasmàtic, l’aparell de Golgi, està especialitzat en el plegament de les proteïnes, és aquí on es munten les proteïnes a partir dels pèptids que es sintetitzen als ribosomes. Com que els ribosomes es troben dispersos també pel reticle endoplasmàtic, ens trobem que aquest està dividit en altres dos regions: El reticle endoplasmàtic rugós, amb ribosomes. El reticle endoplasmàtic llis,sense ribosomes. Estructura del reticle endoplasmàtic: Nuclèol Porus nuclear Reticle endoplasmàtic rugós. Reticle endoplasmàtic llis. Ribosomes. Proteïnes transportades cap a l’aparell de Golgi. Vesícules per transportar les proteïnes. Aparell de Golgi. Costat cis de l’aparell de Golgi Costat trans de l’aparell de Golgi Cisternes de l’aparell de Golgi.

7 Els mitocondris Els mitocondris són els orgànuls productors d’energia de la cèlula. Dintre dels mitocondris es realitza el cicle de Krebbs i la cadena de transport d’electrons, que són les dues cadenes de reaccions de la respiració aeròbia. En el cicle de Krebbs es van tallant els enllaços C-C dels glúcids, cada volta que fa un glúcid en el cicle de Krebbs suposa la pèrdua d’un àtom de carboni. Aquest procés s’atura quan a la molècula li resten tres àtoms de carboni. En aquest moment en absència de la cadena de transport d’electrons el procés s’acaba formant àcid làctic. Això seria la respiració anaeròbia. Com a resultat del cicle de Krebbs es genera una molècula d’ATP i tres de NADH o i una de FADH. L’ATP és la molècula portadora d’energia als sistemes vius. En canvi el NADH i el FADH són substàncies reduïdes sense valor energètic per si mateixes. El contingut energètic d’aquestes substàncies s’extreu a la cadena de transport d’electrons, on s’oxiden el NADH i el FADH i es generen ATP’s. Cicle de Krebbs a dalt i cadena de transport d’electrons, a baix. Àcid làctic, àcid D-hidroxipropanoic.

8 Estructura dels mitocondris
Els mitocondris estan formats per dues membranes. La membrana exterior delimita l’orgànul, mentre que la membrana interior es troba plegada, formant crestes per incrementar al màxim la superfície d’intercanvi entre l’espai interior, matriu, i l’espai intermembrana. El cicle de Krebbs es realitza a l’interior de la matriu mitocondrial. El compostos reduïts que es produeixen durant el cicle de Krebbs s’oxiden a la membrana interior. Finalment les deixalles de tots dos processos, diòxid de carboni i aigua, migren cap a l’exterior del mitocondri a traves de la membrana exterior. En el procés s’acumula CO2 a l’espai intermembrana, per la qual cosa aquest espai té una acidesa molt elevada, pH baix. Dintre de la matriu mitocondrial s’observa la presència d’ADN, i ribosomes, la qual cosa indica que té una síntesi de proteïnes independent de la de la resta de la cèl·lula, encara que reduïda només als enzims necessaris per porta a terme la cadena d’intercanvi d’electrons i el cicle de Krebbbs. El descobriment de l’ADN mitocondrial, per Margit M. K. Nass i Sylvan Nass, al 1963 va donar peu a la hipòtesi de l’endosimbiont, formulada per Lynn Margulis al 1971.

9 Els cloroplasts A les cèl·lules vegetals trobem a més de les mitocòndries, els cloroplasts. La funció dels cloroplasts és sintetitzar l’aliment que després utilitzarà la cèl·lula vegetal per formar els seus propis orgànuls i per obtenir l’energia necessària pels seus propis processos. Per tant els cloroplasts es trobaran només a les cèl·lules vegetals Dintre dels cloroplasts és on es realitza la fotosíntesi. Els cloroplasts igual que els mitocondris contenen ADN i ribosomes, per tant es suposa que el seu origen és també un endosimbiont, i també tenen una síntesi de proteïnes independent de la de la resta de la cèl·lula, tot i que reduïda als enzims necessaris per la fotosíntesi. Igual que els mitocondris estan formats per una doble membrana, però a diferència dels mitocondris totes dues són llises. L’espai interior del cloroplast és l’estroma, que és caracteritza per tenir un pH molt bàsic, com a consequència de la captura continua de protons, degut a la fotosíntesi. Dintre de l’estroma es troben els tilacoides que és el lloc on es realitza la fotosíntesi, al contrari de l’estroma el pH és molt àcid, perquè les etapes intermèdies de la fotosíntesi alliberen molts protons.

10 Els centriols Estructura d’un centrosoma Els centriols són uns orgànuls relacionats amb la divisió cel·lular. La seva funció és organitzar els moviments de la cèl·lula durant la divisió cel·lular. Com que només són actius durant la mitosi, és en aquest moment quan es fan visibles al microscòpia òptic. Durant la mitosi els centriols generen uns microtúbuls que s’insereixen en els cromosomes que s’estan replicant i dirigeixen cada còpia a un extrem de la cèl·lula, que es convertiran en cèl·lules separades. S’asocien en centrosomes què estan formats per dos centriols perpendiculars entre ells formats per nou grups de triplets de microtúbuls de proteïnes i ADN. La presència d’ADN als centriols és necessària per a la seva replicació. Fases de la mitosi

11 Els lisosomes Els lisosomes són els orgànuls que realitzen la digestió cel·lular. Mitjançant els lisosomes les cèl·lules es proveeixen de les substàncies que necessiten per formar les seves estructures. Estan formats per bosses plenes d’enzims proteolítics. Mitjançant aquests enzims redueixen les proteïnes a aminoàcids, per tant poden servir tant per l’alimentació com per al reciclatge de proteïnes que ja han complert la seva funció. Es generen tant al reticle endoplasmàtic rugós com a la membrana cel·lular i passen per l’aparell de Golgi on s’omplen dels enzims proteolítics necessaris per la seva funció. En general els podem considerar com a trossos de la membrana cel·lular que s’han separat de la membrana o del reticle endoplasmàtic, formant una vacuola. Esquema d’una cèl·lula animal on s’observen els orgànuls més importants: Nucli. Membrana Nuclear. Ribosoma. Vesícula. Reticle endoplasmàtic rugós. Aparell de Golgi. Citoesquelet. Reticle endoplasmàtic llis. Mitocondri. Vacuola. Citoplasma. Lisosoma. Centriol. Membrana cel·lular.

12 La membrana cel·lular El límit extern de la cèl·lula és la membrana cel·lular. De fet totes les membranes intracel·lulars que hem anant comentant fins ara tenen la mateixa estructura, i es poden considerar derivades de la membrana cel·lular. Té una estructura semblant a les micel·les que formen les substàncies detergents. Els sabons estan formats per hidrocarburs de cadena molt llarga, que tenen a un extrem un grup molt polar, com un grup àcid. Això fa que tinguin un extrem apolar, i un altre extrem molt polar. Quan es dissolen en aigua s’agrupen formant esferes que ofereixen l’extrem polar al medi aquós, deixant un medi apolar a l’interior. Aquestes esferes són les micel·les. Quan el detergent es troba en una concentració molt elevada, les micel·les formen una esfera amb una bicapa, de tal manera que deixen un espai interior aïllat de l’exterior, això és el que es coneix com a liposoma. Aquesta és molt semblant a l’estructura de la membrana cel·lular. El lloc de les molècules de detergent l’ocupen molècules de fosfolípids. Com que la membrana és activa s’hi intercalen molècules de proteïnes que actuen com a porus que poden intercanviar substàncies en contra del gradient de concentració, consumint una certa quantitat d’energia en el procés. Esquema d’una membrana cel·lular on es veuen en color blau les proteïnes que actuen com a porus.

13 La paret cel·lular Les cèl·lules vegetals estan envoltades per una coberta protectora que és la paret cel·lular. Aquesta coberta està formada per cel·lulosa, protegeix les cèl·lules i dóna rigidesa als teixits de les plantes. Està formada per túbuls de cel·lulosa units mitjançant midó, que omple els buits que hi ha entre els túbuls. Això dóna als teixits vegetals un aspecte semblant a les cel·les dels ruscs, d’on vé el nom de cèl·lula. Comparació entre l’estructura d’un rusc i d’un teixit vegetal. La semblança entre un i l’altre ha donat lloc al nom de cèl·lula. Disposició de les cadenes de cel·lulosa a la pared cel·lular.