11

Unitats 6: L’estructura de la cèl·lula eucariota: el citoplasma

1. El citoplasma2. El citosol3. Els orgànuls

citoplasmàtics

22

1. El citoplasma

És l’espai cel·lular entre la membrana plasmàtica i el embolcall nuclear.És el lloc on es realitzen algunes reaccions metabòliques:

* Glucolisi* Fermentació làctica* Gluconeogènesi* Lipogènesi

Es distingeixen dues parts:a) citosolb) orgànuls citoplasmàtics

33

2. El citosol

També anomenat hialoplasma és el medi intern cel·lular. Trobem:a) aigua en un 85%b) components solubles (sals, sucres, aminoàcids, nucleòtids energètics i alguns enzims)c) components insolubles (ARNm, citoesquelet, inclusions)

44

2. El citosol1. Les inclusions

Concentració de substàncies hidrofòbiques.a) Cèl·lules vegetals: resines i làtexb) Cèl·lules animals: lípids, pigments , e inclòs glucogen (fetge i músculs)

55

2. El citosol2. El citoesquelet

Una mena de xarxa de proteïnes distribuïdes per tota la cèl·lula:

a) Filaments: els més importants són els miofilaments formats per actina i miosina amb capacitat de contracció. També hi ha tonofilaments presents a axons neuronals.

66

2. El citosol2. El citoesquelet

Una mena de xarxa de proteïnes distribuïdes per tota la cèl·lula:a) Microtúbuls: proteïnes en forma de tub elàstic formades per

tubulina. Es poden trobar dispersos o associats amb els centríols, cilis o flagels. Formen part del fus acromàtic que serveix per separar els cromosomes en els processos de divisió.

77

2. Els orgànuls citoplasmàtics

Són estructures més o menys complexes que fan determinades funcions.

Es poden classificar en:a) orgànuls no membranosos: ribosomesb) orgànuls membranosos: envoltats per una o doble membrana * no energètics: no produeixen ATP * energètics: produeixen ATP

88

2. Els orgànuls citoplasmàtics1. Els ribosomes Són petites estructures esfèriques visibles al microscopi electrònic que

es pot trobar a tot tipus de cèl·lules:a) cèl·lules procariotes: són una mica més petits i són 70S. També els

podem trobar en l’interior de mitocondris i cloroplastsb) cèl·lules eucariotes: són més grans i 80S

99

2. Els orgànuls citoplasmàtics1. Els ribosomes

Estan constituïts per ARNr i proteïnes

Normalment els trobarem units (en cèl·lules eucariotes a una xarxa de membranes anomenada RER)

1010

2. Els orgànuls citoplasmàtics1. Els ribosomes

Compostos de dos subunitats (únicament quan estan unides aquests són funcionals):

1. Subunitat petita: serveix per unir-se amb l’ARNm2. Subunitat gran: pot unir-se al reticle endoplàsmic rugós i és

al lloc on s’introdueix l’ARNt activat (amb un aminoàcid específic).

1111

2. Els orgànuls citoplasmàtics1. Els ribosomes Aquests ribosomes poden trobar-se de diferents maneres:* lliures i aïllats en el citoplasma: formant proteïnes pel nucli* lliures i units en cadenes: formant polisomes per sintetitzar

múltiples còpies d’un proteïna (propi dels procariotes)* units en una proteïna anomenada riboforina localitzada en el

reticle. Fabricaran proteïnes diverses (enzims, hormones i de funcions citoplasmàtiques).

Funció: síntesi de proteïnes (unir aminoàcids mitjançant enllaços peptídics seguint una seqüència genètica)

1212

3. Els orgànuls citoplasmàtics2. El reticle endoplasmàtic

És un conjunt de cavitats aplanades, unides i limitades per una membrana.

Comencen formant l’embolcall extern del nucli i s’extenen per bona part del citoplasma

1313

3. Els orgànuls citoplasmàtics2. El reticle endoplasmàtic

1414

3. Els orgànuls citoplasmàtics2. El reticle endoplasmàticHi ha dos tipus:a) Reticle endoplasmàtic rugós: Es caracteritza per posseir a la part exterior ribosomes ancorats per una proteïna perforada anomenada riboforina. Això permet:

* fabricar proteïnes en els ribosomes* emmagatzemar-los en el seu interior

1515

3. Els orgànuls citoplasmàtics2. El reticle endoplasmàtic

b) Reticle endoplasmàtic llis: sol ser una continuació del rugós i no presenta ribosomes. S’encarrega de tot el que té referència amb els lípids:

* síntesis de lípids* magatzem de lípids* transport de lípids* transformació i eliminació de substàncies tòxiques* conducció de l’impuls nerviós

En començar la divisió cel·lular aquest es desplaça cap la perifèria fent desaparèixer l’embolcall nuclear.

1616

3. Els orgànuls citoplasmàtics3. L’aparell de Golgi

Són un conjunt de cavitats limitades per membranes. Solen tenir una forma regular. N’hi ha de dos tipus:a) sàculs: cavitats aplanades apilades en forma de disc còncau amb extrems dilatats. En nombre de 4 a 8 anomenats dictiosomes

1717

3. Els orgànuls citoplasmàtics3. L’aparell de Golgib) Vesícules de secreció: les vesícules que arriben a la cara CIS (més interna) són anomenades vesícules de transició. Entre els sàculs també hi ha vesícules de comunicació i de la cara TRANS (més externa) hi surten les vesícules amb el material processat anomenades vesícules de secreció.

1818

3. Els orgànuls citoplasmàtics3. L’aparell de Golgi

La seves funcions estan fonamentalment relacionades amb sucres:* Síntesi i magatzem de polisacàrids* Secreció de molècules complexes a l’exterior* Formació de lisosomes, peroxisomes, vacuoles* Renovació de la membrana exterior

1919

3. Els orgànuls citoplasmàtics3. L’aparell de Golgi

2020

3. Els orgànuls citoplasmàtics4. Els lisosomes

Són orgànuls de forma variable recoberts per una membrana que contenen en el seu interior enzims per realitzar la digestió cel·lular (hidrolases).Per defensar la membrana dels propis enzims a la seva cara interior hi ha una sèrie d’oligosacàrids.Poden:a) unir-se a vesícules endocítiques (digestió intracel·lular)b) alliberar al seu contingut en l’interior del citoplasma (mort cel·lular per autolisi o apoptosi)c) alliberar al seu contingut a l’exterior (digestió extracel·lular)

2121

3. Els orgànuls citoplasmàtics4. Els lisosomesSegons l’origen hi ha dos tipus:

Lisosomes primaris: una vegada acabats de formar i que encara no entrat en cap procés.

Lisosomes secundaris: quan s’han unit a una vesícula, normalment es converteixen en vesícules d’excreció.

2222

3. Els orgànuls citoplasmàtics4. Els lisosomes

2323

3. Els orgànuls citoplasmàtics5. Els peroxisomes

Són com lisosomes però que els enzims són oxidatius:a) Peroxidases: que degraden substàncies tòxiques o

àcids grassos i eliminar l’excés d’oxigen a la cèl·lula. R-H2 + O2 R + H2O2

b) Catalases: eliminen l’aigua oxigenada H2O2 + S-H2 2H2O + S

Els glioxisomes són peroxisomes específics i únics de cèl·lules vegetals que serveixen per fabricar glúcids a partir d’àcids grassos, procés essencial per les cèl·lules embrionàries de la llavor, doncs aquestes únicament poden utilitzar metabòlicament la glucosa.

2424

3. Els orgànuls citoplasmàtics6. Els vacúols

Són acumulacions líquides separades per una membrana anomenada tonoplast.

Solen ocupar la major part del volum de la cèl·lula vegetal on es troben.

Normalment el seu contingut és aigua però també poden contenir altres substàncies: * substàncies aromàtiques (olis, resines, aromes) * cristalls de calci

2525

3. Els orgànuls citoplasmàtics7. Els mitocondris

Són els orgànuls que realitzen les funcions oxidatives en la respiració cel·lular, és a dir, són les productores d’ATP. Es localitzen en totes les cèl·lules eucariotes.

Poden tenir forma esfèrica o allargada de 4-7 m d’amplada. N’hi ha una mitja de 2.500 per cèl·lula, depenen de les necessitats energètiques de la cèl·lula.

2626

3. Els orgànuls citoplasmàtics7. Els mitocondrisEstan formades per una doble membrana:

1. membrana externa llisa amb baixa quantitat de proteïnes i sense colesterol2. un espai intermembranós3. membrana interna molt rica en proteïnes de diferents tipus (citocroms, partícules elementals, etc.) i replegada de forma perpendicular formant crestes mitocondrials. El nombre de crestes depèn de l’activitat cel·lular.

2727

3. Els orgànuls citoplasmàtics7. Els mitocondris

En el seu interior hi ha un espai anomenat matriu mitocondrial on es troben:

* Ribosomes: per la síntesis de les seves pròpies proteïnes* ADN: forma un sol cromosoma circular* Nombrosos enzims

2828

3. Els orgànuls citoplasmàtics7. Els mitocondris

Funcions:* Cicle de Krebs

4NAD 4NADH2 Àcid pirúvic (CH3-CO-COOH) 3CO2

FAD FADH2 ADP+Pi ATP

* Cadena respiratòriaNADH2 + 3ADP + 3Pi NAD + 3ATP

1/2O2 H2O

FADH2 + 2ADP + 2Pi FAD + 2 ATP

* -oxidació d’àcids grassos 131ADP +131Pi 131ATP

CH3-(CH2)14-COOH + 23 O2 16CO2 + 16H2O

2929

3. Els orgànuls citoplasmàtics8. Els plasts

Són orgànuls citoplasmàtics propis de les cèl·lules vegetals.

Tenen unes característiques comunes:* totes tenen doble membrana* totes tenen material genètic propi: ADN únic i circular* totes tenen ribosomes 70S per fabricar les seves proteïnes* totes tenen entre 2-10 m

3030

3. Els orgànuls citoplasmàtics8. Els plasts

Hi ha tres tipus:a) Leucoplasts: incolors, solen contenir midó. Poden madurar

en alguns llocs a altres plasts.b) Cromoplasts: contenen pigments no fotosintètics (pètals i

fruits)c) Cloroplasts: contenen pigments fotosintètics (clorofil·la), es

troben en fulles i tiges.

3131

3. Els orgànuls citoplasmàtics8. Els plastsEls cloroplasts són exclusius d’algues i vegetals superiors.

Tenen forma ovalada i molt abundants en les cèl·lules fotosintètiques vegetals.La membrana interna ha patit unes invaginacions longitudinals, separant la membrana interna i formant un tipus de membranes paral·leles a l’eix longitudinal de dos formes:

* tilacoides d’estroma: forma de sacs molt allargats* tilacoides de grana: en forma de piles de monedes

3232

3. Els orgànuls citoplasmàtics8. Els cloroplasts

Els pigments units a proteïnes donen lloc a unes etsructures anomeneades fotosistemes amb capacitat de concentrar (absorbir algunes longituts d’ona de la llum visible) i excitar diferents molècules com la de l’aigua.

3333

3. Els orgànuls citoplasmàtics8. Els plasts

Funcions:a) Fase lumínica de la fotosíntesis

3ADP + 3Pi 3ATPFotolisis de l’aigua

Síntesis d’ATP 2H2O O2

Síntesis de NADH2

2NADP 2NADPH2

b) Fase fosca de la fotosíntesis 18ATP 18ADP + 18Pi

Incorporació de CO2

Síntesi de glucosa 6 CO2 C6H12O6 +

6H2O

12 NADHPH2 NADP

3434

3. Els orgànuls citoplasmàtics9. El centríol

Orgànul cel·lular constituït per microtúbuls amb forma de cilindre (9 grups de 3 microtúbuls)

3535

3. Els orgànuls citoplasmàtics9. El centríol

El conjunt de 2 centríols disposats perpendicularment s’anomena DIPLOSOMA que té un paper molt important en:

1. Mitosis2. Formar la base d’estructures

vibràtils

3636

3. Els orgànuls citoplasmàtics10. Els orgànuls vibràtilsSón unes prolongacions cel·lulars que

doten de moviment a les cèl·lules que en disposen.

Els podem trobar en eucariotes i procariotes.

a) Cilis: curts i abundants noemalemnt en individus fixes per moure al medi extern i renovar-ho

b) Flagel: llargs i escassos per desplaçar-se en forma lliure

3737

3. Els orgànuls citoplasmàtics10. Els orgànuls vibràtils