11,436 matches
-
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 organitele citoplasmatice 2. Membrana celulară (plasmalema) delimitează celula în exterior Organitele
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
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 canicule tubulare ce fac legătura între diferitele compartimente celulare sau între celule. 2. condriozomii, cu rol energetic, care la rândul lor sunt: • mitocondrii (sub forma de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
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 canicule tubulare ce fac legătura între diferitele compartimente celulare sau între celule. 2. condriozomii, cu rol energetic, care la rândul lor sunt: • mitocondrii (sub forma de granule sferice sau ovale ) • condrioconte sub formă de bastonașe Mito cea inter mitocondr granule nu • condrionite sub formă de lanțuri de grăuncioare condria
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
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 a celulei. Sucul vacuolar
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
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 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
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
funcții însă au membrane adaptate la o serie de funcții. Structura membranelor depinde de tipul de organism și de condițiile metabolice. Aspectul comun sugerează o legătură cu structura mitocondriilor. De fapt membrana internă a mitocondriei are trăsături commune cu membrana celulară a bacteriei. Faptul că atât mitocondriile cât și cloroplastele se divid (în unele cazuri odată cu diviziunea celulară, în alte cazuri independent) a sugerat că organismele procariote și organitele specializate în conversia energiei au o origine comună. Celulele eucariotelor de origine
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
și de condițiile metabolice. Aspectul comun sugerează o legătură cu structura mitocondriilor. De fapt membrana internă a mitocondriei are trăsături commune cu membrana celulară a bacteriei. Faptul că atât mitocondriile cât și cloroplastele se divid (în unele cazuri odată cu diviziunea celulară, în alte cazuri independent) a sugerat că organismele procariote și organitele specializate în conversia energiei au o origine comună. Celulele eucariotelor de origine animală sunt diferite de cele vegetale. Atât celulele animale cât și cele vegetale au membrana citoplasmatică; cele
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
diferite de cele vegetale. Atât celulele animale cât și cele vegetale au membrana citoplasmatică; cele vegetale au însă o structură rigidă formată din celuloză sau din material asemănător celulozei, fapt ce le conferă o anumită rigiditate. II.1.3. Membrana celulară: barieră și punte Membrana celulară reprezintă primul organit diferențiat. Existența membranei a fost semalată încă din secolul al XIX-lea. Denumirea de membrană vine de la latinescul ”membrana” care înseamnă înveliș, coajă. Membrana, căreia i s-a acordat doar un rol
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
celulele animale cât și cele vegetale au membrana citoplasmatică; cele vegetale au însă o structură rigidă formată din celuloză sau din material asemănător celulozei, fapt ce le conferă o anumită rigiditate. II.1.3. Membrana celulară: barieră și punte Membrana celulară reprezintă primul organit diferențiat. Existența membranei a fost semalată încă din secolul al XIX-lea. Denumirea de membrană vine de la latinescul ”membrana” care înseamnă înveliș, coajă. Membrana, căreia i s-a acordat doar un rol pasiv, de izolare față de mediul
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
rol pasiv, de izolare față de mediul exterior, are o structură complexă și îndeplinește numeroase funcții legate de procesele metabolice fundamentale. Membranele vii au caracter de selectivitate, sunt semipermeabile II.1.4. Structura membranei In prezent este unanim acceptat că membranele celulare sunt alcătuite dintr un strat dublu fosfolipidic în care sunt împlântate proteinele. Moleculele fosfolipidice sunt dispuse într-un strat dublu, părțile lor hidrofobe venind în contact iar cele polare rămân libere epre exteriorul, respectiv interiorul celulei. Poziția proteinelor este arbitrară
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
exterioară a stratului lipidic) fosfatidilserina (PS) fosfatidiletanolamina (PE), care predomină în jumătatea interioară Acest model de membrană a fost publicat în anul 1972 în revista Science de către S.J. Singer și G.L.Nicolson și denumit modelul mozaicului fluid al structurii membranei celulare. Modelul constă dintr-o “mare” ce constituie stratul dublu lipidic, pe care plutesc proteinele asemeni unor aisberguri. Dublul strat fosfolipidic formează o matrice de circa 60-80 A0 grosime. Membranele biologice iau naștere prin autoasamblare pe baza interacțiunii hidrofobe. Lipidele formează
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
refacerea celulelor lezate. Fluiditatea membranei se modifică în cazuri patologice ca infecția virală, acțiunea unor factori externi, tumorile maligne. Explicarea modificării fluidității se face prin procesul de obstrucționare în funcționarea normală a proteinelor integrale. Biomembranele reprezintă circa 10-20% din masa celulară dar proporția de lipide și proteine este diferit. In tabelul II.1 este prezentat conținutul procentual de lipide și proteine al membranelor unor celule din organismul uman și animal. Tabelul II.1 Nr. Membrana Proteine% Lipide% 1 Eritrocit 60-80 20-40
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
atât la celule pentru a le separa de exterior, cât și în formațiunile din interiorul celulei. In 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
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
este legată de funcția sa specifică. Un alt exemplu este îngrămădirea membranei sub forma unor discuri plate (cloroplaste) sau sub forma unor bastonașe din celulele din retină. Ele prezintă deci adaptări la funcțiile specifice. Cea mai importantă funcție a membranei celulare este de a menține o compoziție chimică puțin diferită în interiorul celulei față de exteriorul său. Această funcție se realizează prin fenomene de transport ale substanțelor din interiorul celulei spre exterior și invers. O mare parte din moleculele și atomii ce intră
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
și anume existența unei concentrații ionice diferite. Dintre ionii ce se găsesc în mediul intra și extracelular, cei mai importanți sunt ionii anorganici de Na, K, Cl și Ca iar dintre cei organici, proteinele și polipeptidele. Pentru ionii organici membrana celulară este impermeabilă și ei rămîn în general în interiorul celulei în care au luat naștere. Ionii de Na, K, Cl pot trece prin membrană în ambele sensuri, dar concentrația lor nu este aceeași de ambele părți ale membranei. Astfel concentrația ionului
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
apei în epitelii. In rinichii mamiferelor acest flux de apă este esențial pentru abilitatea rinichiului de a reține apa în organism în perioade de dezhidratare (în special pentru animalele care trăiesc în deșert). Fenomenul de difuziune a apei prin membranele celulare este fenomenul de osmoză, pus în evidență de Dutrochet în anul 1809, cu mult înainte de a se cunoaște structura membranei celulare. In prezent sunt în studiu și alte fenomene legate de transportul apei, sub două aspecte: a) precizarea stării apei
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
în perioade de dezhidratare (în special pentru animalele care trăiesc în deșert). Fenomenul de difuziune a apei prin membranele celulare este fenomenul de osmoză, pus în evidență de Dutrochet în anul 1809, cu mult înainte de a se cunoaște structura membranei celulare. In prezent sunt în studiu și alte fenomene legate de transportul apei, sub două aspecte: a) precizarea stării apei, în special cea intracelulară, unde o parte din molecule sunt în stare liberă iar altele legate, îndeosebi la nivelul proteinelor b
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
K. S-a pus în evidență faptul că valinomicina este un transportator specific pentru ionii de K preferând K cu patru ordine de mărime mai mult decât Na. II.2.3.4. Canale ionice Dacă ionii ar trece prin membranele celulare doar prin difuzie solubilitate, atunci viteza lor de difuzie ar fi extrem de mică. Sodiul, potasiul, calciul, protonii, ionii bicarbonat sunt toți foarte necesari celulelor și intră și ies foarte rapid din celulă. S-a găsit că fluxurile rapide de ioni
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
de ioni. Există o literatură bogată privind canalele ionice; din păcate însă există și numeroase aspecte care nu sunt încă elucidate. Cel mai simplu model de canal ionic este un “por” cilindric de secțiune uniformă care se extinde prin membrana celulară, selectând ionii, în principal datorită mărimii deschiderii porului. Apar însă aspecte neelucidate legate de permeabilitatea pentru ioni cu sarcini diferite și de selectivitatea față de ioni de aceeași sarcină. Schema unui canal ionic este dată în Fig. II.7 Nomenclatura canalelor
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
dezvoltată de Erwin Neher și Bert Sackman la mijlocul anilor 1970. Pentru metoda de cercetare “patch-clamp” acești cercetători au primit premiul Nobel pentru medicină în anul 1991. Prin această metodă se poate izola electric o parte infimă (patch=petic) din membrana celulară aplicând pe suprafața externă a unei celule o micropipetă de sticlă (patch electrod) cu diametrul vârfului de aproximativ 1µm (pentru a avea o imagine a scalei trebuie să ne gândim că însăși celula are un diametru de 2050µm). Se lucrează
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
apariției unui potențial în partea mai diluată a soluției care crește potențialul electrochimic al soluției în acest compartiment, în raport cu cel care are soluția mai concentrată. Potențialul se numește potențial de difuzie datorită faptului că apare datorită difuziei ionilor prin membrana celulară. Pentru anioni lucrurile se petrec exact invers. II.2.7. Echilibrul Donnan Se poate stabili un echilibru ionic și atunci cînd membrana este străbătută de ambele tipuri de ioni. Acest lucru este posibil atunci cînd unul dintre compartimente conține, pe
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
pentru o varietate de ioni, neutralitatea electrică impune ca diferența de potențial să aibă valoarea: In (II.17) zk sunt sarcinile electrice, pk sunt permeabilitățile membranei pentru 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
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
diferențe de potențial la nivelul membranei ♦ Schimbarea stării electrice ca răspuns la mediul extern Bioelectrogeneza se întâlnește la toate nivelele de dezvoltare. De asemenea, toate celulele vii își manifestă starea de activitate prin generarea unor fenomene electrice. Bacteriile și organismele celulare manifestă o evidentă activitate electrică ce depinde de condițiile de mediu. Tensiunile electrice ale unor pești (Electrophorus electricus) pot ajunge până la 500-600V. Pentru toate organismele vii, unitățile de bază ale electrogenezei sunt celulele. II.3.1. Potentialul de repaos celular
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
celulare manifestă o evidentă activitate electrică ce depinde de condițiile de mediu. Tensiunile electrice ale unor pești (Electrophorus electricus) pot ajunge până la 500-600V. Pentru toate organismele 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
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Pentru toate organismele 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
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]