734 matches
-
de aceea acestea și-au dezvoltat mecanisme de reglare a tonicității prin eliminarea excesului apei și a unor substanțe Dacă soluția de conservare a celulelor este hipotonică, apa pătrunde prin membrană producând umflarea cu apă (turgescența) frunzelor. Tonicitatea înaltă a citoplasmei celulei vegetale este implicată, alături de capilaritate, la ascensiunea sevei brute. Dacă procesul continuă, însă, se poate produce citoliza. Atunci când sângele este introdus într-o soluție mai diluată, apa pătrunde în eritrocit și se produce turgescența. Dacă membrana eritrocitară nu este
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
unei diferențe de presiune osmotică, atunci când este aplicată o diferență de potențial electric. Fenomenul a fost detectat în celulele unor alge. I.7.4. Efectul vacuolelor contractile In unele organisme primitive (protozoare, alge) există vacuole contractile ce pompează intermitent, în afara citoplasmei, fluid mai puțin concentrat decât citoplasma. I.7.5. Osmoza inversă. Dacă asupra unei soluții mai concentrate se exercită din exterior presiuni mari, atunci moleculele de solvent traversează membrana, în mod forțat, de la soluția mai concentrată, la soluția mai puțin
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
este aplicată o diferență de potențial electric. Fenomenul a fost detectat în celulele unor alge. I.7.4. Efectul vacuolelor contractile In unele organisme primitive (protozoare, alge) există vacuole contractile ce pompează intermitent, în afara citoplasmei, fluid mai puțin concentrat decât citoplasma. I.7.5. Osmoza inversă. Dacă asupra unei soluții mai concentrate se exercită din exterior presiuni mari, atunci moleculele de solvent traversează membrana, în mod forțat, de la soluția mai concentrată, la soluția mai puțin concentrată. Fenomenul se numește osmoză inversă
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
diferită de celelalte. Acestea sunt “archaebacteria” care aparent sunt foarte departe în evoluție și diferența cea mai mare între acestea și celelate tipuri tipuri este dată de structura și compoziția membranei. II.1.2. Structura celulei Celula conține în interior citoplasma cu organitele celulare iar la exterior este delimitată de membrana celulara. Principalele elemente constitutive ale celulei sunt 1. Citoplasma sau hialoplasma (matrice citoplasmatică, citosol) care este o masă transparentă formată din proteine dispuse în rețea, apă, lipide, glucide. Ea conține
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
acestea și celelate tipuri tipuri este dată de structura și compoziția membranei. II.1.2. Structura celulei Celula conține în interior citoplasma cu organitele celulare iar la exterior este delimitată de membrana celulara. Principalele elemente constitutive ale celulei sunt 1. Citoplasma sau hialoplasma (matrice citoplasmatică, citosol) care este o masă transparentă formată din proteine dispuse în rețea, apă, lipide, glucide. Ea conține organitele citoplasmatice 2. Membrana celulară (plasmalema) delimitează celula în exterior Organitele citoplasmatice sunt: 1. reticulul endoplasmatic, o rețea de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
și răspândirea fructelor • leucoplastele, sunt incolore și se găsesc în țesuturile embrionare, bulbi, în petalele florilor, etc. 6. aparatul Golgi sau dictiozomii au formă lamelară (2-10 saculi cu aspect de discuri suprapuse). Din aceștia se desprind vezicule care migrează în citoplasmă. La sfârșitul diviziunii celulare aceste vezicule dau naștere membranei care separă cele două celule. Sunt rezervoarele deșeurilor metabolice sub forma de uleiuri volatile, mucilagii. 7. vacuolele conțin o soluție apoasă numită suc vacuolar care conține 75% din rezerva de apă
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
refringent (nucleus=sâmbure). Celulele conțin de obicei un nucleu, rareori doi, de formă sferică sau ovală dar pot fi și filiformi. Poziția nucleului este în centrul celulei la cele tinere iar la cele mature este periferică. Conținutul său seamănă cu citoplasma dar este mai consistent, conținând proteine histonice, AND și ARN. Funcția de bază a nucleului este depozitarea informației genetice codificată în AND. In timpul diviziunii celulare, informația genetică din AND este preluată de ARN-ul nuclear. Acesta iese din nucleu
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
consistent, conținând proteine histonice, AND și ARN. Funcția de bază a nucleului este depozitarea informației genetice codificată în AND. In timpul diviziunii celulare, informația genetică din AND este preluată de ARN-ul nuclear. Acesta iese din nucleu și circulă prin citoplasmă sub formă de ARN mesager și se fixează pe pereții ribozomilor transmițând în felul acesta mesajul genetic de la AND. Observație Procariotele nu au organite specializate în diferite funcții însă au membrane adaptate la o serie de funcții. Structura membranelor depinde
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
interiorul membranei au loc foarte multe procese biofizice și biochimice. Membranele nu au numai un rol static, în delimitarea celulelor și a organitelor celulare, ci au un rol dinamic în diverse procese fizice. Membrana care înconjoară celula, plasmalema, (care închide citoplasma) formează o barieră selectivă ce menține integritatea celulei datorită fenomenelor de transport, active și pasive, care au loc prin ea. Funcțiile membranei se împart în trei mari categorii: a) rol de frontieră fizică; ea păstrează și menține o compoziție chimică
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
realizează prin: ♦ transport direct al macromoleculelor ♦ transport prin vezicule Transportul prin vezicule, la rândul lui poate fi: endocitoză, transportul are loc spre interiorul celulei care este : a)fagocitoză b)pinocitoză-dependentă de receptori -independentă de receptori exocitoză (transportul se realizează din citoplasmă spre exterior) transcitoză (veziculele străbat toată celula, dintr-o parte în alta) Datorită faptului că se admite că transportul se realizează în cea mai mare parte prin proteine de transport, transportul se mai poate clasifica și după numărul speciilor de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
interior.Pinocitoza independentă de receptori se realizază prin pătrunderea fluidului din vecinătatea celulei, membrana formând canale Pinocitoza mediată se realizează astefel: o moleculă mare sau o particulă se leagă de un receptor specific, formează un complex care este absorbit de citoplasmă Exocitoza se realizează prin fuziunea unor vezicule din citoplasmă cu membrana și conținutul din vezicule este eliminat în exterior. Transcitoza realizează transportul macromoleculelor prin celulele endoteliului capilar. G.E. Palade a observat la microscopul electronic în citoplasma celulelor endoteliale vezicule ce
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
fluidului din vecinătatea celulei, membrana formând canale Pinocitoza mediată se realizează astefel: o moleculă mare sau o particulă se leagă de un receptor specific, formează un complex care este absorbit de citoplasmă Exocitoza se realizează prin fuziunea unor vezicule din citoplasmă cu membrana și conținutul din vezicule este eliminat în exterior. Transcitoza realizează transportul macromoleculelor prin celulele endoteliului capilar. G.E. Palade a observat la microscopul electronic în citoplasma celulelor endoteliale vezicule ce traversează celulele, sugerând rolul veziculelor în transportul macromoleculelor din
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
care este absorbit de citoplasmă Exocitoza se realizează prin fuziunea unor vezicule din citoplasmă cu membrana și conținutul din vezicule este eliminat în exterior. Transcitoza realizează transportul macromoleculelor prin celulele endoteliului capilar. G.E. Palade a observat la microscopul electronic în citoplasma celulelor endoteliale vezicule ce traversează celulele, sugerând rolul veziculelor în transportul macromoleculelor din plasmă în afara patului vascular. II.2.3. Transportul pasiv II.2.3.1.Difuzia simplă In cazul membranelor biologice difuzia simplă se realizează pe două căi: ♦ prin
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
sunt pot fi foarte ușor alterați de zgomotele electrice externe. Observație Potențialele de acțiune vor fi analizate detaliat mai târziu. II.2.4. Transportul activ prin membranele biologice Pentru funcționarea celulei vii este necesară asigurarea unei compoziții ionice diferite a citoplasmei față de interstițiu și acumularea selectivă în citoplasmă a unor precursori metabolici ca aminoacizii și monozaharidele în cantități mai mari decît ar permite echilibrul de difuzie. Aceste condiții se realizează prin intermediul transportului activ, ce se produce în sens contrar gradientului de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
zgomotele electrice externe. Observație Potențialele de acțiune vor fi analizate detaliat mai târziu. II.2.4. Transportul activ prin membranele biologice Pentru funcționarea celulei vii este necesară asigurarea unei compoziții ionice diferite a citoplasmei față de interstițiu și acumularea selectivă în citoplasmă a unor precursori metabolici ca aminoacizii și monozaharidele în cantități mai mari decît ar permite echilibrul de difuzie. Aceste condiții se realizează prin intermediul transportului activ, ce se produce în sens contrar gradientului de concentrație, cu consum de energie. Transportul activ
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
internă) determină o mișcare de vibrație care produce deschiderea canalului spre citosol. Aceasta permite ionilor de Na să ajungă la situsurile receptoare și să fie fixați. Concomitent se produce și o hidroliză a ATP-ului cu eliminarea de ADP în citoplasmă și menținerea pe subunitățile α a unui P anorganic. In urma hidrolizei ATP-ului rezultă energie ce asigură funcționarea pompei. In acest moment K din spațiu extracelular ajunge în apropierea celulelor existând posibilitatea ca doi ioni de K să se
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
în timpul unui ciclu al pompei. Ea este de altfel cea mai mare proteină din membrana reticulului sarcoplasmatic fiind constituită dintr-un singur lanț polipeptid cu greutatea moleculară de 115.000D. Pompa de calciu cuplează hidroliza unei molecule de ATP în citoplasmă cu transportul a doi ioni Ca2+ din citoplasmă în exterior. Există și alte mecanisme ce intervin în transportul ionilor de Ca2+ cum ar fi un sistem antiport Na+-Ca2+ ce cuplează difuzia facilitată de Na spre interiorul celulei cu un
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
altfel cea mai mare proteină din membrana reticulului sarcoplasmatic fiind constituită dintr-un singur lanț polipeptid cu greutatea moleculară de 115.000D. Pompa de calciu cuplează hidroliza unei molecule de ATP în citoplasmă cu transportul a doi ioni Ca2+ din citoplasmă în exterior. Există și alte mecanisme ce intervin în transportul ionilor de Ca2+ cum ar fi un sistem antiport Na+-Ca2+ ce cuplează difuzia facilitată de Na spre interiorul celulei cu un flux activ da Ca în sens contrar printr-
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
diferitele tipuri de ioni iar Ck sunt concentrațiile acestora. II.3. FENOMENE BIOELECTRICE CELULARE Bioelectrogeneza este fenomenul de producere de electricitate în organismele vii. Apariția fenomenelor electrice în țesuturile vii reprezintă una din caracteristicile fundamentale ale vieții celulelor. Prezența în citoplasma oricărei celule cât și în fluidele extracelulare a atomilor și moleculelor ionizate și faptul că activitatea metabolică menține diferența de concentrație a acestor ioni, face ca fenomenele electrice să fie proprii tuturor celulelor vegetale și animale. Bioelectrogeneza se manifestă prin
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
vii, unitățile de bază ale electrogenezei sunt celulele. II.3.1. Potentialul de repaos celular O caracteristică importantă a oricărei celule vii este existența unei diferențe de potențial electric între fața externă și cea internă a membranei celulare. Deoarece atât citoplasma cât și fluidele interstițiale au conductivitate ridicată, în interiorul lor potențialul este constant, deci potențialul de repaos celular (PR) este diferența de potențial dintre interiorul celulei și mediul extern (spre deosebire de potențialul activ din timpul activității celulelor excitabile). Posibilitatea măsurării potențialului care
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Cole și a britanicilor Alan Hodkin și Andrew Huxley. Acești cercetători au inventat și perfecționat microelectrozii de sticlă, care sunt pipete (micropipete cu vîrful de 0,5µm) care nu produc leziuni membranei la străpungerea ei. Intre microelectrodul de sticlă din citoplasmă și un electrod de calomel de exemplu, plasat în soluția externă, apare o diferență de potențial, interiorul celulei fiind întotdeauna negativ față de exterior. Potențialul de repaos are valori bine determinate pentru fiecare celulă, variind între -50V și -100 mV. Valoarea
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
se anulează. Intre PR și metabolismul general există o legătură evidentă. De exemplu lipsa de oxigen sau scăderea temperaturii pot reduce PR pînă la valoarea 0. Această legătură se realizează prin intemediul menținerii (în cadrul metabolismului) a compoziției ionice diferite a citoplasmei față de lichidul extracelular. PR este expresia electrică a acestei asimetrii. Astfel, potasiul este de circa 30 de ori mai concentrat în interiorul celulei iar sodiul și clorul de peste 10 ori în exterior. Prin definiție s-a considerat că PR este potențialul
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
în interiorul celulei. Deoarece, după cum am afirmat mai sus, concentrația de potasiu este mai mare în interiorul celulei, deoarece membrana celulară este permeabilă în special pentru potasiu, potențialul de repaos este negativ. Na ramîne mult mai abundent în spațiul extracelular decît în citoplasmă deși gradientul de concentrație tinde să-l introducă în interior. Concentrația sa rămîne constantă datorită unui proces de scoatere în afară, care este rezultatul unui proces de transport activ. Pentru acest transport este necesară, după cum am arătat, energie metabolică. Deci
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
de 3-10 µ lungime și 0,5-4 µ grosime, vizibile la microscopul optic. Cloroplastele se pot deplasa în celule în mod pasiv, odată cu curenții citoplasmatici sau în mod activ, în funcție de intensitatea luminii. La plantele superioare, fiecare celulă asimilatoare conține în citoplasmă între 15 și 200 cloroplaste, care totalizează o suprafață considerabilă de absorbție a CO2 și de captare a energiei luminoase. Unele specii au aproximativ 15 cloroplaste/celula (sfecla de zahăr, trifoi), alte specii au 15-30 cloroplaste/celula (graminee, fasole), iar
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
numărul de stomate și de gradul lor de deschidere. După ce a difuzat prin stomate, CO2 pătrunde în camera substomatică și apoi în spațiile intercelulare. In spațiile intercelulare CO2 se dizolvă în apă cu care sunt imbibate membranele și pătrunde în citoplasmă și cloroplaste în formă dizolvată. Deci o primă condiție a fotosintezei este ca stomatele să fie deschise și apa să fie prezentă la nivel celular. De aceea în timpul nopții când stomatele sunt închise sau pe timp de secetă, fotosinteza încetează
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]