CURS NR 1
Botanica – generalități
- Una dintre cele mai vechi științe
ale naturii
- Om – mediu inconjurator: acumulare de
cunoștințe despre plante în legatură cu preocupările (vânătoare, pescuit, recoltare,
fructe, leacuri; vii)
- Inceputul existentei umane: nu au ramas
documente scrise referitoare la cunoștiințele omului în ceea ce privește
plantele
- Abia in perioada antică: documente
scrise referitoare la cunoștiințe în legătură cu necesități practice ale
oamenilor;
Definiție: ● disciplina biologică care studiază
plantele din toate punctele de vedere, începând de la primele forme ale materiei
vii vegetale și până la cele mai evoluate forme de diferențiere ale ei
(plantele superioare)
● un complex de discipline, de fapt :
- studiul celulei și al materiei vii
vegetale;
- studiul asocierii celulelor în
țesuturi;
- studiul
asocierii țesuturilor
în organe;
- studiul
asocierii organelor in alcatuirea organismelor
vegetale.
se includ in
afara aspectului plantelor mai ales starea functionala si evolutia lor de la
formele ancestrale pana la cele mai evoluate, de azi; aceasta fara a mai aminti
de aspectele de botanica aplicata: agricola, horticola, silvica, farmaceutica.
O impartire
ce se mai pastreaza si azi din motive didactice:
→ botanica
generala (citologie, histologie, organografia si functiile fiziologice
ale plantelor)
→ botanica
sistematica sau taxonomia (aranjarea plantelor intr-un
sistem natural de clasificare)
Intre aceste ramuri ale botanicii apar interferente, neputandu-se face o
delimitare precisa a botanicii in disciplina de laborator (citologie,
histologie, fiziologie) si de teren (sistematica)
Istoricul dezvoltarii botanicii
Citologia
Organismele
sunt alcatuite din substanta vie formata
- fie dintr-o masa
unitara
- fie este
impartita in cantitati variabile, delimitate net sau nu, alcatuind
unitati individualizate sau legate intre ele = CELULE – functie de numarul lor
→ organisme unicelulare/pluricelulare
Celulele= unitati
morfo-functionale
de organizare a lumii vii;
- cu studiul
lor se ocupa o disciplina bine conturata = citologia
Primele
observatii referitoare la prezenta celulelor – in legatura cu aparitia
microscopului optic – Hooke (1667) - “cella“ – celula = unitate de baza
stucturala si functionala a tuturor organismelor vii, animale si vegetale
Materia vie
este unica, nesesizandu-se deosebiri esentiale intre materia vie vegetala si
cea animala
↓
aceasta mai
ales daca ne referim la infrastructurile asemanatoare, ale elementelor de care
se leaga principalele fenomene ce stau la baza manifestarilor de viata ca
respiratia, asimilatia, biosinteza substantelor organice → ideea de citologie
generala sub forma de biologie celulara, comuna atat pentru plante cat si
pentru animale
Planta verde este unicul factor fotosintetizator
in lumea vie, deci capabil sa produca substante
organice → regnul vegetal are o importanta deosebita
Deosebiri intre celula vegetala si
cea animala
· Diferente
morfologice – marimea
celulelor vegetale
depaseste cu mult pe cea a celor animale, dar gradul de diferentiere este mai mic
la cele vegetale, adica exista mai putine tipuri morfologice;
· Diferente
structurale
- Peretele celular, prezent de obicei la celulele
vegetale este rigid, deosebindu-se din punct de vedere al compozitiei chimice
de protoplasma – e de natura celulozica
- Prezenta vacuolelor – rezulta din cresterea in lungime a celulelor vegetale; pe baza lor
are loc o diferentiere a proceselor osmotice si o generalizare a curentilor
citoplasmatici
- Prezenta plastidelor si in special a cloroplastidelor →
confera capacitate de sinteza proprie – capteaza energia solara inmagazinand-o
sub forma de energie potentiala → aceasta face din celula vegetala o adevarata “uzina a biosferei”, un microcosmos necesar pentru mentinerea vietii pe
pamant
· Diferente chimice – substante proprii celulei
vegetale → ex: celuloza (constit. membranei) si amidonul (substrat
energetic fundamental); ambele sunt glucide si pot fi sintetizate numai de
catre celula vegetala
· Diferente biochimice – transformarea energiei fotochimice acumulate in energie activa, ocolind
energia calorica; celula vegetala lucreaza izoterm, iar reactiile de biosinteza
sunt in mare parte cunoscute (datorita metodelor cu atomi marcati – izotopi
radioactivi)
· Diferente fiziologice – se refera la potenta de crestere si un oarecare grad de independenta pe
care si-l pastreaza chiar in tesuturi. Aceste doua caracteristici fac din
celula vegetala un substrat foarte potrivit pt experientele de citofiziologie,
ca si pentru testarea fitobiologica ( in screening-ul primar al substantelor
terapeutic active)
In concluzie s-a conturat o
citologie vegetala = biologia celulei vegetale care aprofundeaza studiul
celulei pana la nivel molecular → cunoasterea materiei vii din celula
Morfologia si structura
celulei vegetale
Celula = unitatea biologica si biochimica a
organismelor, iar diferentele intre cele 2 regnuri constau in 3 caractere
specifice celulei vegetale:
- prezenta plastidelor (in special
a cloroplastelor)
- prezenta aparatului vacuolar
- prezenta membranei
pecto-celulozice = perete cellular
Arhitectonica celulei vegetale – complexa si completa
Ø Aspectul morfologic (forma,
marimea celulei)
Ø Structura celulei
- structura anatomica
(constituenti celulari comuni si speciali)
- structura functionala →
functie de gradul de organizare structurala: celule rudimentare
- celule organizate
- cenocite
Structura functionala face
deosebirea intre:
- componentul activ din punct de
vedere biologic (protoplasma)
- componentul inert (paraplasma:
vacuole + incluziuni solide)
- scheletul celulei (alloplasma
= membrana + cuticula)
- anexele (metaplasma = cilii si
flagelii)
Aspectul morfologic al celulei (forma si marimea):
a) forma depinde de mediu, pozitia in tesut si functia indeplinita.
- La celulele libere forma
depinde de prezenta sau absenta membranei (peretelui celular)
- La cele fara membrana
(gimnoplaste) forma nu e stabila, se shimba de la un moment la altul
- Celulele cu membrana
(dermatoplaste) au forma de obicei sferica, stabila sau una apropiata derivata
din forma sferica
- La celulele asociate in
tesuturi → forma lor depinde de pozitia pe care o ocupa, ca si de raportul
dintre axa logitudinala si cea transversala:
ü celulele izodiametrice
(parenchimatice) au axele egale
Ex: ovale, poligonale,
stelate, semilunare, lenticulare etc.
ü celulele anizodiametrice
(prozenchimatice) au axele inegale
Ex: fusiforme, prismatice,
cilindrice, spiralate, in forma de bastonas
b) marime:
- De regula -
dimensiuni microscopice: intre 20-70 microni
- Exceptii sau
variatii: bacterii cu celula < 20 microni sau celule din pulpa fructului de
portocal = 2 cm, fibre textile (in, canepa) = 6 -7 cm
Structura ( arhitectonica )celulara
Celula = un tot unitar din punct de vedere structural
si functional
Totusi pentru o mai buna
cunoastere vom proceda la descrierea separata a constituentilor, a organitelor
celulare; unele organite se pot observa cu microscopul optic, iar altele
doar cu cel electronic → citologia ultrastructurilor
Constituentii celulari –
clasificare:
Ø Componentul biologic activ =
protoplasma sau protoplastul – cuprinde citoplasma,
nucleul, plastidele, condriozomii (elemente clasice), precum si elemente de
ultrastructura: reticul endoplasmatic, ribozomi, dictiozomi, lizozomi.
Ø Componentul inert = paraplasma cuprinde incluziuni ergastice lichide (vacuole, suc celular si uleiurile)
si incluziuni ergastice solide (amidon, aleurona, cristale de oxalat de calciu)
Componentul biologic activ
(protoplasma)
- Este element structural care
nu poate lipsi din nici o celula vie
- Se caracterizeaza prin
prezenta mediului apos in care sunt dispersate substante cu greutate moleculara
mare ce sunt organizate la nivel molecular intr-o ultrastructura complexa →
aceasta determina proprietatile fizice, chimice si fiziologice
a) Proprietati fizice ale
protoplastului
- starea coloidala – 2
componente:
● mediul de dispersie
● faza dispersa (dispersatul)
Starea coloidala se poate
prezenta sub 2 forme: - solul coloidal
- gelul coloidal
A. Solul coloidal: particulele sunt dispersate intr-un mediu de dispersie abundent
- “solurile” au o mare
fluiditate si fac trecerea de la solutiile adevarate la suspensii
B. Gelurile coloidale → au o anumita rigiditate si
elasticitate, prezinta o stare intermediara intre cea lichida si cea solida;
particulele gelurilor se ating intre ele → structura de retea fina, in
ochiurile careia se dispune mediul de dispersie
→Dupa afinitatea pe care o au:
ü soluri si geluri hidrofile
ü soluri si geluri hidrofobe
In cazul protoplastului
sistemul coloidal este reprezentat prin dispersat = complex de micele si
un mediu de dispersie apos
- micelele =
agregate moleculare suspendate in mediu de dispersie
Sistemul coloidal al
protoplastului prezinta caracterele coloizilor hidrofili, dar se comporta ca un
sistem aparte, in raport cu coloizii inerti.
Astfel se gasesc si la
protoplast caractere care sunt intalnite si la coloizii inerti:
Ø De a nu dializa
Ø De a coagula la actiunea
temperaturii, a alcoolului
Ø De a prezenta un punct
izoelectric = pH-ul la care sarcinile electrice se anuleaza
Ø De a trece din sol in gel si
invers (tixotropie) – la nivelul protoplastului exista concomitent zone de sol
coloidal si zone de gel coloidal cu trecerea spontana din una in alta = stare
de echilbru a citoplasmei.
Ø Efectul Tyndall → nu apare la
coloizii hidrofili, deci si protoplastul (masa lui fundamentala mai ales)
observat la ultramicroscop pe fond intunecat este omogen sau “optic vid”. Daca
protoplastul este supus actiunii unui factor alterant → apare efectul Tyndall
datorita coagularii
In concluzie,
ü Sistemul coloidal
protoplasmatic este deosebit de sistemele coloidale inerte printr-o serie de
caractere proprii; astfel el se poate autoregla cumuland concomitent atat
caractere de lichid cat si de solid
ü Apar zone de - gel coloidal
(membranele plasmatice, plasmalema si tonoplastul)
- sol coloidal (endoplasma)
ü Gelul coloidal (plasmagelul)
determina structura protoplastului, iar solul coloidal (plasmasolul) este
sediul metabolismului celular
ü
b) Proprietati chimice ale
protoplastului
Sunt conferite de substantele
macromoleculare care pot constitui:
- elemente structurale din masa protoplastului
- substratul fundamental al protoplastului
- substantele de protectie ale protoplastului
- substante cu proprietati catalitice
- purtatori ai informatiei ereditare
Citoplasma (protoplasma)
v Componentul de baza in care se
cuprind toate celelalte elemente structurale care alcatuiesc celula (in afara
membranei)
v Este un sistem instabil si
sensibil la toti factorii care influenteza raportul apa/macromolecule
v Gradul de complexitate si
dezvoltare al citoplasmei variaza functie de cresterea si dezvoltarea celulelor
si daca celula are sau nu un nucleu figurat
Citoplasma = sistem biologic instabil cu o evolutie structurala de la organismele
inferioare la cele superioare
- nu este totusi o masa
uniforma
- are 2 componenete: - masa
fundamentala
- organitele subcelulare
(submicroscopice)
Masa fundamentala (matricea,
hialoplasma)
ü reprezinta mediul intern al
celulei, capabil de a desfasura toate functiile ei fiziologice
ü este sediul de desfasurare a
metabolismului
ü rol de legare a tuturor
organitelor din edificiul celulei (matrice)
ü coordoneaza si regleaza toate
formele de activitate pe care le presteaza celula (hialoplasma)
ü imprima caracterele fizice si
chimice ale citoplasmei
Caracterele fizice ale
hialoplasmei :
Ø Este optic vida (la examinarea
cu microscopul optic)
Ø La examinarea cu microscopul
electronic – abundenta de granulatii = ribozomi, care pot fi inlaturati prin
omogenizare si centrifugare => masa fundamentala alcatuita din elemente
fibrilare rasucite
- se disting 2 microformatiuni
- filamentele
- microtubulii = formatiuni
alungite cu diametrul de 40 Å si orientati in directia de crestere in lungime a
celulei; situati paralel cu pelicula ectoplasmatica superficiala, cu care par a
fi in relatie de contingent.
Rolul microtubulilor:
Ø geneza membranelor plasmatice
in vecinatatea carora sunt dispusi
Ø miscarea citoplasmatica
Ø geneza fusului de diviziune
(numarul lor creste foarte mult in timpul diviziunii celulare)
Caracterele chimice ale
hialoplasmei :
ü apa (85%)
ü proteine (constituenti de
baza): -structurale (solubile)
- functionale (enzime)
ü acizi nucleici (10-20% din
ARN)
ü glucide
ü aminoacizi
ü Nucleozide
Din punct de vedere
fiziologic, hialoplasma este mediul in care sunt dispuse toate celelalte
organite; acestea gasesc aici componentele necesare pentru construirea lor si
tot aici isi deverseaza produsii.De aceea se considera ca hialoplasma este
sediul tutoror reactiilor biochimice - biosinteze cu incorporare de energie si
reactii de degradare care elibereaza energia acumulata -.
Membranele plasmatice
- Sunt
structuri citoplasmatice de grosimi foarte mici (75 Å) fiind vizibile numai la
microscopul electronic
- Sunt
dispuse la suprafata sau in interiorul citoplasmei
- Prezinta 2
fete → una vine in contact cu hialoplasma
→ cealalta
vine in contact fie cu mediul inconjurator, fie cu un alt mediu intern
- Se
considera ca au o structura trilamelara:
Ø 2 lamele dense cu o grosime de 20Å fiecare
Ø intre aceste 2 lamele este o a treia lamela cu
grosimea de 30Å
- Existenta
membranelor plasmatice a fost dovedita prin experiente de microchirurgie
(ranirea cu un microac)
● din punct de vedere biochimic se pot studia aceste membrane prin izolare,
dupa omogenizare, centrifugare si sedimentare fractionata
● aceste membrane se constituie in sisteme de membrane care divizeaza
citoplasma in zone functionale: 1. plasmalema
2. tonoplastul
1. Plasmalema (pelicula ectoplasmatica)
Exista atat la gimno- cat si
la dermatoplaste
Se evidentiaza la celulele
vii:
→ direct – experiente de
microchirurgie (se injecteaza colorant)
→ indirect (prin plasmoliza)
Ultrastructura plasmalemei – are structura caracteristica membranelor plasmatice : 2 straturi proteice
marginale, iar la mijloc un strat dublu de fosfolipide cu partile hidrofile
spre proteine si cele hidrofobe fata in fata
Referitor la structura
moleculara lipido-proteica a membranei – ipoteze structurale
1. Davson si Danielli (1935) –
2 straturi de proteine globulare
2. Robertson – 2 straturi
continui de proteine
3. Singer si Nicolson (1972) –
fosfolipide dispuse intr-un strat bimolecular discontinuu, ca un lichid vascos
in care se dispun proteine globulare = MODELUL MOZAICULUI FLUID –
bine studiat la celula animala si la cea vegetala
Modelul mozaicului fluid:
- exista posibilitatea de
miscare a fosfolipidelor, lateral ca si a proteinelor
- proteinele globulare pot
patrunde partial in dublu strat lipidic sau pot strabate integral acest strat
glicocalix (exterior) si citoschelet (interior)
- notiunea de proteine
transmembranare
- proteine periferice (pe fata
interna)
- scurte catene glucidice –
legate de proteinele globulare = la fata externa (glicocalix)
- intreaga structura → fluida,
proteinele plutind pe o “mare” lipidica
- citoscheletul – alcatuit din
2 tipuri de filamente proteice: microtubuli si filamente de actina
Proprietatile fiziologice ale plasmalemei:
-semipermeabilitate selectiva
cu un fenomen de “transport activ” la nivelul ei; energia necesara pentru acest
transport activ este furnizata de ATP
De fapt plasmalema este un
suport pentru adenozintrifosfataza, enzima care catalizeaza hidroliza ATP-ului
la ADP cu eliberarea de energie si o molecula de acid fosforic; energia este
folosita la:
- transportul activ al ionilor
prin plasmalema
- pinocitoza (inglobare de
picaturi de lichid)
Plasmalema asigura si
comunicatia de la o celula la alta prin intermediul plasmodesmelor → strabat
porii fini din membranele invecinate, asigurand o continuitate a citoplasmei de
la o celula la alta.
2 .Tonoplastul
-este o membrana lipoproteica
care inconjoara vacuola (vacuolele)
- are o structura analoaga cu
a reticulului endoplasmatic si a plasmalemei
- se aseamana cu plasmalema in
privinta compozitiei chimice si prin caracterul de semipermeabilitate
- din punct de vedere al
originii – se crede ca provine din reticulul endoplasmatic
Reticul endoplasmatic (sistem vacuolar citoplasmatic, sistem vacuolar endoplasmatic)
- este un sistem
intracitoplasmatic ce formeaza o textura foarte heterogena:
→ cavitati delimitate de
membrane fine, cavitati diferite ca forma si marime
→ se gasesc si spatii drepte
si alungite - microtubuli si canalicule
→ membranele pot conflua intre
ele sau pot trece una in alta => “curent de membrane” => sistemul de
biomembrane al reticulului endoplasmatic este considerat ca o structura
dinamica
- pe baza acestei structuri se explica posibilitatea ca reticulul endoplasmatic sa dea nastere la formatiuni cu aspectul de saculeti aplatizati suprapusi ca si la formatiuni de aspect microtubular (cu diametrul de 200-300Å) => masa citoplasmatica prezinta polimorfism – structura mai mult sau mai putin spongioasa
Dupa aspectul morfologic,
membranele reticulului endoplasmatic sunt:
- membrane netede (beta-citomembrane)
- membrane rugoase (alfa-citomembrane, membrane granulare)
- gamma-citomembrane – intra in componenta altor formatiuni intracitoplasmatice
Izolarea citomembranelor:
-triturarea materialului si
tratarea cu dezoxicolat de sodiu – se obtine astfel o separare a membranelor de
rugozitatile de pe suprafata, apoi prin ultracentrifugare se pot separa cei 2
constituenti.
- dupa izolare a putut fi
determinata compozitia chimica a membranelor reticulului endoplasmatic:
fosfolipide, protide structurale si enzime (fosfataza) => natura
lipoproteica
- se indica si prezenta
ARN-ului care intra in structura acestor membrane, pe langa ARN-ul care intra
in componenta ribozomilor
Rolurile reticulului endoplasmatic:
-Data fiind asemanarea cu
membranele plasmatice superficiale si membranele reticulului endoplasmatic vor
prezenta semipermeabilitate, regland functiile osmotice din celula.
-Functiuni legate de
metabolismul celular:
· participarea la
biosinteza de substante si vehicularea lor in masa citoplasmei
· colectarea si
depozitarea lor
· eliminarea de
produsi de excretie (“sistem circulator”)
Raporturile reticulului endoplasmatic cu alte elemente structurale ale
citoplasmei:
- la nivelul membranei
plasmatice superificiale => contingente
- la nivelul membranei
perinucleare
Raporturi directe cu - sistemul vacuolar al celulei
- aparatul (reticular) Golgi
Importanta biologica:
- determina structura si
ultrastructura citoplasmei
- asigura formarea si
transportul substantelor in celula
Ribozomii (granulele
lui Palade)
= cele mai
mici organite celulare atasate de reticulul endoplasmatic, dar pot fi si
dispersate = component granular
- numarul
lor e mai mare in celulele tinere si se reduce pe masura imbatranirii
- cei liberi
se pot asocia in grupe, rozete, catene sau formatiuni helicoidale =>
poliribozomi (polizomi)
Ultrastructura ribozomilor: nu este complet elucidata – cu microscopul electronic – s-a constatat ca
sunt uniti prin fibrile foarte fine
Din punct de vedere chimic:
q ribonucleoproteide cuprinzand
aproximativ 50-60% din totalul de ARN din celula
q Fosfolipide
Importanta ribozomilor :
-la nivelul
lor are loc biosinteza majoritatii proteinelor celulare
-sunt “lectorii”
(cititorii) ARN-ului mesager asambland aminoacizii in catene polipeptidice
-sunt dispersati in
hialoplasma → inactivi
-se activeaza numai sub forma
de poliribozomi
-cand polizomii sunt - liberi
= proteinele sintetizate raman in hialoplasma
- atasati de reticulul
endoplasmatic = proteinele se acumuleaza in cavitatile acestuia
Observatii mai amanuntite pe ribozomi:
- sunt formati din 2
subunitati hemisferice lipite una de cealalta, iar in poliribozomi, ribozomii
constituenti sunt legati prin filamente cu diametrul de 15Å → in aceasta stare
ribozomii se ataseaza de o molecula de ARN mesager, citind in lungul acesteia
codul de succesiune a aminoacizilor in sinteza moleculei polipeptidice ce se
obtin
Aparatul reticular al lui Golgi (aparat
reticular intern, aparat Golgi, sistem Golgi, dictiozomi, gangliozomi)
Pozitia si forma acestuia variaza de la caz la caz in celule, functie de:
a) Starea de maturitate (lipseste in cele tinere si batrane)
b) Starea fiziologica a celulei (dezvoltat la celule secretoare)
c) Lipseste la celulele anucleate bacterii, alge albastre
Ultrastructura aparatului Golgi
(microscopul electronic) – 3 elemente distincte:
- membrane cu contur dublu, alcatuiesc pachete de cisterne
- formatiuni cu aspecte de - vezicule
- vacuole → situate marginal si dau impresia ca
se desprind de pe marginile aparatului Golgi – unii
autori considera ca intre ele ar fi nu numai o analogie de structura ci si o
legatura de origine
De fapt membranele reticulului
endoplasmatic se aseamana cu structura membranelor suprapuse din aparatul
Golgi, cu deosebirea ca in aparatul Golgi grosimea membranei e mai mica
(60-80Å), iar la reticulul endoplasmatic = 150Å
Pachetele de membrane pot da
nastere la spatii intre membrane = spatii care reprezinta locul de geneza al
veziculelor, iar pe marginea lor largirea spatiilor din strcutra membranelor da
nastere la vacuole ce se desprind
Compozitia chimica a aparatului Golgi:
Ø foarte heterogena
Ø foarte greu de definit din
punct de vedere chimic
Ø contine lipoproteide si
fosfatide
Ø un complex enzimatic a carui
componenta se afla sub controlul activitatii hormonale
Rolul aparatului Golgi:
Ø cercetarile lui Cajal (1914)
si Bowen (1929) au stabilit rolul aparatului Golgi in functiunea celulelor
secretoare
Ø rol in metabolismul celular –
in aparatul Golgi are loc o condensare ca picaturi sau granule de: lipide,
enzime, hormoni, pectine; acestea pot ramane in masa citoplasmei sau pot fi
eliminate in afara celulei
Relatia dintre aparatul Golgi
si geneza membranei celulare:
Pe marginea aparatului Golgi
inmuguresc vacuole cu continut dens care migreaza spre membrana plasmatica
superficiala prin care isi varsa continutul in afara celulei; acest continut de
natura polizaharidica = pectine, se adauga la constituentii celulozici ai
membranei scheletice – contribuind la ingrosarea sa.
Prin metoda autoradiografiei =
s-a demonstrat ca rolul aparatului Golgi este activ – cumuland si transportand
substante
Datorita continutului in
fosfataza acida – ar avea relatii si cu lizozomii = sediul digestiilor celulare
Lizozomii (corpusculi litici)
=ultraformatiuni bogate in
hidrolaze (fosfataza acida, ribonucleaza) neavand o structura vizibila la
microscopul optic sau electronic
Evidentierea lor - pe cale
biochimica (ultracentrifugarea omogenatelor celulare)
- prin metode histochimice
(determinarea enzimelor hidrolizante – in special fosfataza acida)
Aceste determinari
(biochimice, histochimice) au condus la concluzia ca este vorba de 2 forme:
- lizozomii primari = transportorii enzimelor litice la locul de liza intracelulara
- lizozomii secundari (incluziuni) = formatiuni in care au loc fenomene de hidroliza
Rol:
Ø distrugerea (prin hidroliza)
unor teritorii celulare sau chiar a intregului continut celular
ü la celula vegetala: fragmozomi
(la inceput)
ü alte formatiuni ce contin
oxidaze si catalaze – microcorpuscule (peroxizomi)
CURS NR 2
Nucleul
- se distinge cu greu de masa citoplasmei (cand celula e vie), devine
vizibil abia dupa moartea celulei; aceasta se datoreaza indicelui de refractie
numai cu putin mai mare decat al citoplasmei in care este dispus – Ex.:
Cladophora glomerata (numai dupa fixare si colorare s-a observat ca celulele
contin mai multi nuclei)
- chiar si la celulele la care nu s-a putut pune in
evidenta un nucleu figurat (alge albastre si bacterii) – exista o substanta
nucleara = cromatina, care este dispersata in citoplasma → celule procariote
(protocariote) spre deosebire de cele cu nucleu figurat = eucariote
-Astfel s-a conturat – cariologia = domeniu special
de cercetare a nucleului
-In ciclul vital al nucleului se disting 2
perioade:
a). Perioada nucleului in
repaus (interfaza)
-perioada
metabolica: au loc procese de sinteza si schimburi intre nucleu si citoplasma
- nucleul
interfazic/faza metabolica a nucleului → starea
nucleului intre 2 diviziuni succesive – aceasta variaza foarte mult in ceea ce
priveste durata
b). Perioada nucleului in
diviziune
-apar
elemente structurale speciale – cromozomii caracteristici pentru diviziunea
nucleului si a celulei, dar si in transmiterea caracterelor la urmasi
Morfologia nucleului:
Forma:
- forma si aspectul depind de
o serie de factori:
- in celulele meristematice el
are o pozitie centrala si o forma sferica
- in celulele care au o
vacuola mare si citoplasma este presata de mebrana celulara → nucleul este si el presat si ia o forma turtita sau lenticulara
- forma nucleului depinde si
de forma celulei:
- in celule prozenchimatice si
nucleul are o forma alungita
- in celulele parenchimatice –
forma lui este sferica sau aproape sferica
- pot exista si cazuri cand
nucleul are o forma nedefinita → intr-o celula cu mai multi nuclei fiecare are alta forma. Ex: Tradescantia
virginiana, Chara foetida- celulele batrane
Marimea nucleului:
- variaza de la o celula la
alta si chiar in interiorul aceleasi celule
- este functie
de varsta, talie, cantitatea de citoplasma pe care celula o contine
- marimea
medie = 7-10 microni in celule meristematice, cu exceptia – ciupercilor (au cei
mai mici nuclei – sub 7 microni) si celula-ou a Cycadeelor (cel mai mare nucleu
– 0.6mm)
- Numarul nucleilor
- De obicei
celulele au un singur nucleu = mononucleate
Exceptii:
Ø Celule fara nucleu = anucleate
(protocariote)
Ø Celule cu 2 sau mai multi
nuclei (polinucleate). Ex: cenocite, plasmodiile mixomicetelor sau forme
tranzitorii in constituirea endospermului la Angiosperme
Structura nucleului:
· Membrana nucleara
· Plasma nucleara
· Nucleol
· Retea de cromatina si acromatina
1.Membrana nucleara
-Se poate evidentia prin
plasmoliza si microchirurgie
-Prin microscopie electronica
s-a dovedit prezenta membranei nucleare (carioteca) – aceasta nu e simpla, ci e
formata din 2 foite separate intre ele printr-un spatiu clar = “spatiu
perinuclear” => membrana nucleara este dubla si are o organizare lipoproteica (ca
toate membranele plasmatice); ea nu este continua ci prezinta pori al caror
numar si diametru variaza de la caz la caz
-Foita externa a membranei
nucleare se afla in continuitate cu sistemul de membrane al reticulului
endoplasmatic, iar spatiul perinuclear e o continuitate a lumenului reticulului
-Are functia de schimb ionic
intre citoplasma si nucleoplasma fiind comparata chiar cu un filtru cu pori
foarte fini
2. Nucleoplasma (plasma nucleara, suc
nuclear, cariolimfa, carioplasma)
-Reprezinta spatiul in care au
loc schimburile metabolice din nucleu si in care se includ celelalte elemente
structurale ale nucleului
-Este formata dintr-un amestec
polifazic de coloizi → la microscopul optic = aspect
omogen
-Ultrastructura = identica cu
cea a hialoplasmei (contine granule de ribonucleoproteide care impreuna cu alti
compusi dau nastere la sisteme macromoleculare dense sau laxe)
3. Nucleolul
-nu are membrana proprie
-are indice de refractie mai
mare decat al nucleului de aceea sunt vizibili chiar in celula vie
-au o prezenta inconstanta.
Ex: in timpul diviziunii dispar si reapar abia in nucleii nou formati dupa
diviziune
-au in structura lor o parte
amorfa de natura proteica si o parte fibrilara si granulara = nucleolonema
cu aspect spongios
4. Cromatina nucleara
-este o substanta care se coloreaza
intens cu coloranti bazici
-are forma de mase dense cuprinse in
nucleoplasma → formeaza cromocentre sau poate avea forma de retele filamentoase
→ retea cromatica = reticul cromatic
-filamentele retelei cromatice =
cromoneme, iar masele de cromocentre formeaza procromozomii sau eucromocentrele
-la microscopul electronic cromatina
are o structura fibrilara → alcatuita din fibrile cu o grosime intre 10-25Å la
eucariote si lipsite de un aranjament spatial in cazul nucleului interfazic; la nucleul in diviziune -ea este aceea care genereaza cromozomi
Functie de raportul retea
cromatica/cromocentre structura nucleului poate fi:
a) eureticulata – contine numai reteaua
cromatica
b) eureticulata cu cromocentre – contine ambele formatiuni
dar predomina reteaua cromatica
c) semireticulata cu cromocentre – cand cromocentrele sunt mai
numeroase
d) areticulata – nucleul contine numai cromocentre
Cromatina prezinta grad
diferit de colorabilitate → se disting 2 feluri de cromatina:
- eucromatina – mai
putin colorabila formata din proteine bazice asociate cu ADN formand
dezoxiribonucleoproteide – rol genetic important
- heterocromatina – mai
colorabila formata din dezoxiribonucleoproteide, ribonucleoproteide si proteine
bazice – rol in procesele metabolice
Compozitia chimica a nucleului
s-a determinat prin:
1. reactii microchimice –
reactia Feulgen – permite localizarea ADN - ului in nucleu – consta in
recolorarea leucofuxinei (reactiv Schiff) de catre gruparile aldehidice libere
rezultate din hidroliza ADN-ului
2. metoda fractiunilor
celulare – omogenate celulare triturate cu solutie concentrata de zaharoza si
in prezenta de ioni de Ca se supun unei centrifugari fractionate la
ultracentrifuga
3. metoda spectrofotometrica
In concluzie,
-Nucleul are o compozitie
chimica specifica
-Particularitatea consta in
predominanta nucleoproteidelor (dezoxinucleoproteide si ribonucleoproteide)
-Un bogat bagaj enzimatic:
enzime, nucleotide, aminoacizi, lipide, constituenti anorganici (saruri de Ca2+,
Mg 2+,Fe, Na+)
-Rolul cel mai important –
acizii nucleici - ADN 10%
- ARN 3.7%
- Cantitatea de ADN =
constanta pentru celulele diploide, reprezentand un caracter de specificitate;
variaza numai la gameti (celule haploide) unde se reduce la jumatate, iar la
celulele poliploide cantitatea de ADN se mareste functie de gradul de
poliploidie
Rolul nucleului in viata
celulei :
-Aspect destul de controversat
– unii autori il considera centru vital, iar altii considera ca nu indeplineste
un rol unic, ci are functii multiple dovedite prin experimente sau prin
deductii
-Nucleul nu e viabil in lipsa
citoplasmei si invers
Relatia dintre nucleu si
citoplasma se exprima prin raportul nucleoplasmatic (RNP); acesta nu se schimba
atat timp cat nu se schimba conditiile de mediu, el fiind mai mare ca valoare
la celulele tinere decat la cele batrane
-Desi nucleului interfazic i
se spune “nucleu in repaus” in aceasta perioada nucleul desfasoara o activitate
biochimica intensa, notiunea de repaus referindu-se numai la capacitatea de
diviziune inhibata, in timp ce din punct de vedere fiziologic indeplineste
functii speciale, continue → autosinteza si heterosinteza
Functiile de autosinteza:
- are loc o dublare a
cantitatii de ADN printr-o sinteza a lui pe baza capacitatii de
autoreproducere; acestei dublari ii urmeaza apoi diviziunea nucleului si
cantitatea de ADN revine la cea specifica pentru orice organism in parte
Functiile de heterosinteza:
- au loc sinteze de alte
substante intre care ARN (ARNm – transfera informatia de sinteza a proteinelor
specifice de la nivelul ADN-ului la nivelul ribozomilor), dar si alte forme de
ARN care se stocheaza in nucleol sau difuzeaza in citoplasma
- are loc sinteza ATP-ului sau
a unor histone noi
Alte roluri ale nucleului:
- rol in cresterea
membranei celulare
Ex: graunciorul de polen → formarea
tubului polenic
radacina → perisorii
absorbanti
- rol in regenerarea
membranei celulare
Ex: in caz de ranirea a unui
tesut nucleii celulelor din jur se dispun in imediata vecinatate a ranii petnru
a reface membranele distruse
- rol in procesul de
divizune si in transmiterea caracterelor ereditare prin complexul
reprezentat de ADN ca donator al informatiei ereditare si ARN ca transportor al
acestei informatii si proteinele care sunt acceptorii informatiei
Condriozomii ( mitocondriile)
= Sunt formatiuni vii
intracitoplasmatice cu dimensiuni 0,5-2-3 microni
- Numarul si forma lor variaza
in functie de starea fiziologica a celulei
- Se pot izola din omogenate
in solutii de zaharoza
- Studiate la microscopul
electronic s-a constatat ca se pot dezagrega cu substante tensioactive, ca si
cu ultrasunete → au un indice de refractie mai mare decat al citoplasmei, iar d.p.d.v. al
starii de agregare = consistenta gelica, cu miscari proprii de curbare,
intindere sau de contractare
Structura mitocondriilor:
a) Membrana externa dubla
b) Membrana interna plisata
c) Substanta fundamentala omogena = matricea
Membranele au o structura
specifica alcatuite din aceleasi elemente ca toate formatiunile membranare
citoplasmatice
a) Membrana externa
- alcatuita din 2 lamele
proteice fiecare cu 70-80 Å incluzand intre ele o lamela de molecule fosfoamiolipidice de 40-70 Å; prezinta
proprietati de semipermeabilitate.
- are o flexibilitate foarte
mare putand suporta o marire a volumului mitocondriei pana la de 5 ori
- poate fi lizata sau distrusa
de solventi clorurati (CCl4)
b) Membrana interna
- nu captuseste paralel fata
interna a mitocondriei, ci din ea se emit niste prelungiri:
- prelungiri sub forma de
lamele perpendiculare pe axa longitudinala a mitocondriei → creste
mitocondriale, iar mitocondria de tip “crista”
- la organisme inferioare
(protiste) in locul crestelor se formeaza spre interior microtubuli sau
microvilozitati = mitocondrii de tip “tubulus”
c) Matricea mitocondriala
- omogena sau
granulara
- compozitie
chimica complexa: proteine, enzime, cofactori,nucleotide (ATP, ADP),
fosfolipide, ADN mitocondrial
- granele din
interiorul matricei pot forma agregate rotunde sau cilindrice acumuland saruri
de calciu si magneziu
- recent s-au
decoperit particule mici (85Å) atasate printr-un pedicel de membrana mitocondriala interna sau chiar
tapetand crestele mitocondriale → oxizomi, semnalate si pe suprafata mitocondriilor
- D.p.d.v. al
originii - mai multe ipoteze:
- viata
mitocondriilor e mai mica decat a celulei si inmultirea se face si in
interfaza, fie:
- prin
autoreproducere (grad de independenta in cadrul celulei),
- din granule
dense in electroni care se afla incelula,
- din nucleu
(avand in vedere continutul lor in ADN),
- din aparatul
Golgi (din veziculele acestuia)
- din
reticulul endoplasmatic (avand in vedere structura de membrana)
-Alti autori aseamana mitocondriile
cu bacteriile → prin prezenta ADN–ului, a ARN-ului si a fenomenului de fosforilare
oxidativa = aceste organite ar fi fost bacterii simbionte cu celulele, devenind
organite de respiratie
-D.p.d.v. functional –
mitocondriile = formatiuni legate de viata aeroba a celulelor – s-a
dovedit si cu ajutorul suspensiilor de mitocondrii obtinute prin
ultracentrifugarea omogenatelor celulare
s-a reusit astfel sa se obtina
“in vitro” reproducerea etapelor ciclului Krebs ca si fenomene de
fosforilare, de dehidrogenare
- Mitocondriile au capacitate
de reglare a activitatilor fiziologice ale celulei dupa necesitatile ei,
stimuland unele functiuni si inhiband altele
- Mitocondriile controleaza
feed-back-ul, care nu e altceva decat o retroinhibitie franand la un moment dat
o reactie si facand ca starea functionala sa revina la o situatie anterioara
Rolul mitocondriilor:
-Ele reprezinta “aparatul
respirator” al celulei, la nivelul lor se elibereaza cea mai mare cantitate de
energie din celula
-Sunt denumite “uzina
energetica a celulei” constituind rezervorul energetic al acesteia
Plastidele
-Sunt organite celulare
caracteristice pentru celulele vegetale
-Au fost observate mai intai
la alge → cromatofori, apoi la plantele superioare → plastide
-Totalitatea plastidelor = plastidom
-Plastidele lipsesc la unele
plante inferioare (bacterii, alge albastre, ciuperci) si dintre cele superioare
lipsesc la unele parazite si saprofite (Neotia nidus avis, Lathraea squamaria)
-Forma, numarul si
dimensiunile acestor organite celulare variaza de la caz la caz si in special
la unele plante inferioare ele constituie caractere de specificitate dupa care
se pot determina
-Rolul plastidelor este legat
de pigmentul pe care-l contin, in acest sens distingandu-se urmatoarele forme: leucoplaste,
cloroplaste si cromoplaste.
1. Leucoplastele
-Plastide incolore → raspandite
mai ales in albumenul semintelor, in celulele unor organe subterane, dar si in
unele organe aeriene
-D.p.d.v. morfologic,
Guilliermond arata asemanarea leucoplastelor cu mitocondriile, prezentand de
asemenea un indice de refractie mai mare decat al citoplasmei, o
deformabilitate si o fragilitate la fel ca si a mitocondriilor, chiar si
ultrastructura lor e oarecum asemanatoare cu a mitocondriilor
-Prezinta la suprafata o
membrana dubla, la care foita interna emite prelungiri → creste,
spre interiorul plastidei; intre creste → stroma care contine fibrile,
granule de amidon (concretiuni), o proteina de rezerva cu fier (fitoferitina)
-Leucoplastele constituie o
etapa in geneza altor plastide → cloro- si cromoplaste, iar unele din ele au capacitate de a polimeriza
glucidele solubile (oze), rezultand amidon ce se depune in ele ca substanta de
rezerva = amiloplaste
-Alte leucoplaste au
capacitate de a sintetiza si depune substante grase ca picaturi = oleoplaste
(elaioplaste), altele depun proteine = proteoplaste, iar altele aleurona =
aleuronoplaste
2.Cloroplastele
-Sunt plastide verzi intalnite
in celulele organelor verzi ale plantelor
-Numarul, forma si dimensiunea
lor variaza foarte mult:
- la plante inferioare sunt in
numar mic, dar de dimensiuni mari si forme variate: in forma de panglica
dreapta sau rasucita (Spyrogyra), de stea (Zygnema), clopot (Chlamidomonas),
de lant (Oedogonium) etc. Se numesc cromatofori.
- la plantele superioare
numarul lor e mare (20-50/celula), iar dimensiunile sunt mici; forma lor e
sferica, ovala sau lenticulara
-Pe suprafata cloroplastelor,
mai ales la plantele inferioare, se observa una sau mai multe granule de natura
proteica = pirenoizi, inconjurate de grauncioare de amidon
Structura cloroplastelor:
- granulatii lenticulare
foarte bogate in clorofila = grane
- granele nu sunt libere; sunt
sustinute de un sistem lamelar (lamele purtatoare)
- membrana plastidiala
Ultrastructura cloroplastelor:
-Membrana cu contur dublu care
genereaza la interior o serie de pliuri (lamele) paralele intre ele si
orientate pe directia longitudinala a cloroplastului
-Pliurile dau nastere la niste
saculi turtiti, precum si la discuri = tylacoide
-Acest sistem se aseamana mult
cu sistemul canalicular care alcatuieste reticulul “endo”
-Masa fundamentala a
cloroplastului e ocupata de stroma, in care se pot acumula picaturi de ulei si
-granule de amidon plasate in spatiul dintre lamele
-Saculii turtiti si discurile
de pe traiectul pliurilor membranei plasmatice formeaza unitati structurale
complexe = granele (unitati structurale finale ale unui sistem lacunar)
-Tipul de structura si
ultrastructura descris anterior se refera la cloroplastele plantelor
superioare, insa atat la acestea cat si la plantele inferioare pot exista
structuri speciale legate de biologia lor
Compozitia chimica a cloroplastelor:
-Apa, substante organice si
anorganice, proportia lor variind chiar si in aceeasi celula dupa starea de
functionare a cloroplastelor
-Dintre substantele organice:
proteine, lipide, clorofile si caroteni, nucleotide (ATP, ADP), coenzime,
citocromi, vitamine (A, C, E, K), acizi nucleici (ADN, ARN) s.a.
-Cel mai important rol il au
clorofilele: in natura, clorofilele absorb energia luminoasa (de la soare) si o
transforma in energie chimica
-Clorofila bruta (obtinuta
prin extractia alcoolica) este un complex de pigmenti din 3 grupe distincte:
- pigmenti clorofilieni
- pigmenti carotenoizi
- ficobiline
Clorofilele
-Clorofilele a si b prezinta o
structura porfirinica a moleculei, cu 4 nuclei pirolici legati de un atom de Mg
dispus central prin legaturi covalente si coordinative
-Datorita acestei structuri
porfirinice clorofila se apropie structural de hemul din sangele animalelor
(aici atomul central este Fe)
-O caracteristica a moleculei
de clorofila o constituie legarea prin esterificare a unui alcool superior
nesaturat (fitina) de cel de-al patrulea nucleu pirolic
-Aceasta legatura ester cu
fitina conditioneaza liposolubilitatea clorofilei
-Diferenta intre clorofila a
si b: in molecula clorofilei b sunt 2 atomi de H mai putin din cauza gruparii
aldehidice pe care aceasta o are la al doilea nucleu pirolic, unde clorofila a
are un radical metil
-Rolul magneziului nu e bine
stabilit: dupa unii confera culoarea verde caracteristica
Structura chimica a clorofilei
Structura beta-carotenului
Clorofilele
Clorofila are un rol biologic
exceptional
Utilizari in:
- chimie - sensibilizator in
reactii de fotooxidare
- industrie – colorant
-In terapie se utilizeaza sub
forma de clorofiline (saruri hidrosolubile): clorofilina de sodiu intra in
componenta unor preparate farmaceutice folosite la:
- cicatrizarea ranilor
- antianemic
- bacteriostatic
- dezodorizant
-Clorofilinele se obtin prin
saponificarea cu NaOH a clorofilei brute; se elibereaza metanol si fitol si se
pastreaza structura porfirinica
Nu se schimba spectrul de
absorbtie si fluorescenta caracteristica clorofilei
3.Cromoplastele
-Pigmentii rosii-portocalii pe
care-i contin reprezinta un complex carotenoidic in care predomina β-carotenul si xantofila
-D. p.d.v. structural prezinta
o stroma de natura proteica in care se gaseste inglobat pigmentul sub forma de
granule; acesta poate lua si aspect cristalin (fuziform, rotund, de placi etc.)
-Ca raspandire, cromoplastele
nu se gasesc la toate plantele si nici la aceeasi planta in toate organele ei:
uneori sunt in organele expuse la lumina, alteori la intuneric (ex: gogosar,
morcov, maces, paducel, tomate, ardei rosu)
-Intensitatea culorii depinde
de:
- cantitatea de caroteni
- numarul de cromoplaste din
fiecare celula
- modul de repartitie al
celulelor cu cromoplaste in diferite tesuturi
β-carotenul este provitamina A:
plantele ce contin cromoplaste au utilizari farmaceutice ca surse de provitamina
A
- uleiul de palmier (Elaeis
guinensis)
- uleiul de catina (Hippophae
rhamnoides)
-O caracteristica a
plastidelor este aceea ca se pot transforma unele in altele
- tuberculii de cartof contin
leucoplaste; prin expunere la lumina acestea se transforma in cloroplaste
- radacina de morcov contine
cromoplaste; prin expunere la lumina acestea se transforma in cloroplaste
- fructele crude (maces,
tomate, paducel) contin cloroplaste care se transforma in cromoplaste in
momentul coacerii
-Se constata deci o legatura
stransa intre cele 3 forme de plastide, o interdependenta: acestea se
transforma unele in altele sub influenta factorilor de mediu
-La originea plastidelor stau
niste formatiuni numite proplastide care in prezenta luminii evolueaza la
cloroplaste, iar in lipsa luminii la leuco- sau cromoplaste
-Rezulta deci o continuitate
genetica, prezentand totodata relatii:
- intre ele,
- cu nucleul,
- cu mitocondriile
- cu reticulul endoplasmatic
CURS NR 3
Constituentii nevii din
citoplasma ( paraplasma )
-Sunt formatiuni ce se pot
afla permanent in constitutia celulei sau numai temporar .
-La originea acestor
formatiuni sta protoplastul: elementele necesare le ia din mediul inconjurator
sau le elaboreaza prin activitatea biochimica, metabolica, desfasurata de
constituentii sai
Constituentii paraplasmatici:
- lichizi → vacuom
- solizi → incluziuni
ergastice
Vacuomul celular (incluziuni ergastice lichide)
-Vacuolele
sunt caracteristice celulei vegetale, desi se pare ca au fost identificate si
in celula animala
-In celulele
tinere vacuolele sunt mici si au vascozitate mare.In celulele mature exista o
singura vacuola mare
-Vacuolele
apar ca rezultat al cresterii si intensificarii schimbului de substante dintre
celule si mediul inconjurator
-Vacuolele:
- delimitate la exterior de tonoplast = pelicula lipoproteica
- pline cu
suc celular (vacuolar) = solutie ce contine substante organice si anorganice
- Sucul
celular are compozitie foarte variata; are pH acid (acizi organici = malic,
citric, oxalic, tartric), dar exista si exceptii (suc celular neutru la
dovleac, castravete, pepene galben)
Compozitia chimica a sucului
celular:
Glucide
-Variaza de
la specie la specie si iar si in aceeasi planta, dependent de perioada de
vegetate
-Glucoza
este forma circulanta, de transport, a glucidelor asimilate prin fotosinteza,
de la locul de formare la cel de depozitare
-Prin
polimerizare (policondensare), glucoza da nastere la polizaharide (glucide
superioare)
-Fructoza se
gaseste in fructe coapte si dulci (pere, struguri)
-Zaharoza e
un dizaharid raspandit in regnul vegetal
· Materii
prime industriale:
- trestia de
zahar (Saccharum officinarum) contine 25% zaharoza
- sfecla de
zahar (Beta vulgaris) contine 20 % zaharoza
- Inulina
este un polizaharid caracteristic plantelor din familia Asteraceae (Inula
helenium, Dahlia variabilis, Cichorium intybus, Helianthus tuberosus, Taraxacum
officinale), Campanulaceae, unele Lobeliaceae, Apiaceae
si Liliaceae. Prin hidroliza totala a inulinei se obtine fructoza
Glicozidele (heterozidele)
-Sunt
substante organice alcatuite dintr-o componenta glucidica si o componenta de
alta natura = aglicon (genol, genina)
-Lantul
glucidic poate sa fie alcatuit din una sau mai multe oze.
Ex: arbutozida
(glucozida hidrochinonei)
rutozida
(are 2 oze: ramnoza si glucoza)
-Agliconul
poate sa fie foarte diferit
-Legatura
dintre aglicon (care de obicei este un alcool, fenol) si oza sau lantul
glucidic, se realizeaza printr-o punte eterica: participa hidroxilul glicozidic
al ozei si hidroxilul genolului
-Enzime
specifice scindeaza hidrolitic glicozidele la oze si aglicon
Ex: -
amigdalozida din frunzele de Prunus laurocerasus e
scindata de emulsina
-
sinigrozida din semintele de mustar (Brassica nigra) e scindata de catre
mirozinaza
-Exista mare
diversitate de glicozide, produsi ai metabolismului secundar
-Datorita
diversitatii structurii agliconului, exista un mare numar de glicozide
inzestrate cu actiuni farmacodinamice si intrebuintari foarte diferite: laxative,
aperitive, cardiotonice s.a.
Saponine (saponozide)
-Sunt tot glicozide a caror
aglicon = sapogenina (sapogenol)
-Prezinta proprietatea
caracteristica de a spumifica la agitare cu apa
-Au propritati tensioactive →
stabilizeaza emulsiile si suspensiile
-Au reactie slab acida sau
neutra
-Hemolizeaza globulele rosii
din sange
-Stimuleaza secretiile unor
glande (produc sialoree)
-Au actiune:
- diuretica
- depurativa
- sunt agenti tensioactivi
(excipienti, substante auxiliare)
-Exista 2 tipuri principale de
agliconi: steroli si triterpene pentaciclice
Raspandire: plante din
familiile Caryophyllaceae, Primulaceae, Hippocastanaceae, Araliaceae,
Chenopodiaceae, Polygalaceae, Liliaceae
Taninurile
-Sunt un grup heterogen de
substante, unele asemanatoare cu glicozidele
-Raspandire: la Gymnospermae
si Dycotiledonatae, in diferite organe
- scoarta (Quercus)
- frunze (Hamamelis, Thea)
- organe subterane (Geum,
Krameria)
- fructe (Prunus spinosa,
Juglans)
- seminte (Coffea, Cola)
- formatiuni patologice =
galele
D. p.d.v. chimic, exista 2
tipuri principale:
Taninuri galice, elagice (hidrolizabile) =
derivati ai acidului galic = galotaninuri; dau coloratii albastre cu solutia de
FeCl3
Taninuri catehice (nehidrolizabile) = derivati
ai pirocatehinei si fluoroglucinei; dau coloratii verzi cu solutia de FeCl3
-Taninurile precipita
proteinele si alcaloizii
Ø tabacirea pieilor
Ø actiune astringenta:
Ø antidiareic si antimicrobian
la nivelul tubului digestiv
Ø hemostatic
Ø tratarea arsurilor
Ø gargarisme, colutorii
Pigmenti antocianici (Antocianozide)
-Confera culoarea specifica
florilor, frunzelor si fructelor: rosu, albastru, violet
-Culoarea acestor pigmenti e
dependenta de valoarea pH-ului:
- acid → rosu
- bazic → albastru
-D.p.d.v. chimic sunt derivati
de 2-fenil-benzopiran (sau 2-fenil-croman) cu aparitia ionului specific de
piriliu → formeaza saruri cu reflexe metalice cu acizii anorganici
-Actiune farmacodinamica si
intrebuintari:
- factori vitaminici P =
influenteaza permeabilitatea capilarelor
- stimulenti, slab antivirali
-Sunt prescrisi in afectiuni
venoase si arteriale, in raceli, viroze
Acizii organici
-Sunt raspanditi in plante
liberi sau sub forma de combinatii
-D.p.d.v. istoric sunt printre
primele principii active izolate in stare pura din plante (Scheele, 1756)
Se gasesc in fructe, organe
aeriene si subterane
-Cei mai raspanditi sunt: acidul
formic, acidul malic (mere, visine, tomate, afine etc.), acidul
citric (citrice), acidul oxalic (fam. Polygonaceae, Oxalidaceae)
liber sau sub forma de oxalati, acidul tartric (Vitis vinifera)
-Acizi speciali: acidul
chelidonic, fumaric, meconic, aconitic
-Utilizari:
- in industrie, vopsitorie, ca
mordanti
- in chimie, ca reactivi
- in industria farmaceutica,
intra in componenta unor medicamente
-Unii au actiune terapeutica
proprie:
- stimuleaza secretiile
digestive, favorizand digestia
- acizii fumaric si citric au
actiune amfocoleretica
Pigmenti flavonici
-Sunt glicozide al caror
aglicon e derivat de 2-fenil-benzopirona sau flavan
-Au culoare galbena
-Fac parte impreuna cu
taninurile si antocianii din marea clasa a polifenolilor vegetali
-Cel mai cunoscut reprezentant
e rutozida
-Sunt distribuite in special
in flori (Sophora, Tanacetum, Helychrisum, Hypericum), frunze (Betula,
Ginkgo, Crataegus, Fagopyrum), dar si alte organe: in fructe (citrice),
radacini (Glycyrrhiza glabra)
-Au actiune de factor
vitaminic P: influenteaza permeabilitatea capilarelor sanguine
-Joaca un rol important in
respiratia celulara: intervin in procese de oxido-reducere celulara
-Absorb radiatiile UV,
protejand citoplasma si cloroplastele de acestea
-Se intrebuinteaza in afectiui
venoase, aterosleroza, ca adjuvant in HTA, asociate cu vitamina C (acid
ascorbic)
Alcaloizii
-Sunt substante organice
azotate, cu atomul de azot cuprins intr-un heterociclu, cu bazicitate redusa;
-Au activitate inalta, ca de
altfel si toxicitatea
-In plante se intalnesc de
obicei sub forma de saruri cu acizii organici (citric, oxalic, malic etc.) sau
anorganici (sulfuric) sau sub forma de combinatii cu taninuri (tanati)
-Raspandire: mai des la Dicotyledonatae,
mai rar la Monocotyledonatae si Gymnospermae, chiar si la
ciuperci (Mycophyta)
-Dintre Dicotyledonatae,
se gasesc frecvent in familiile Ranunculaceae, Berberidaceae,
Menispermaceae, Annonaceae, Papaveraceae, Loganiaceae, Cactaceae, Apocynaceae,
Solanaceae, Rubiaceae etc.
-Dintre Monocotyledonatae
sunt mai raspanditi la plante din familiile Liliaceae si Amaryllidaceae,
iar dintre Gymnospermae la specii de Taxus si Ephedra
Rolul lor prezumtiv in plante:
- substante de excretie
rezultate din metabolismul secundar
- substante cu rol de aparare
impotriva consumarii lor de catre animale
- substante cu rol stimulator
al unor procese fiziologice
- substante cu rol in sinteza
proteinelor
Actiune farmacodinamica si
intrebuintari:
- se utilizeaza pe scara larga
la doze mici; la depasirea acestor doze apar efecte toxice, reactii adverse
severe, intoxicatii
- sunt stimulenti sau sedativi
ai SNC
- activi pe sistem
cardiovascular
- activi pe sistemul nervos
vegetativ simpatic sau parasimpatic
- hepatotropi
- antimicrobieni
- anticancerosi
Alcaloizii
-Multi alcaloizi au o actiune
complexa intervenind prin mecanisme diferite la nivelul mai multor organe sau
sisteme
-Au constituit si mai
constituie inca medicamente importante si chiar modele pentru sinteza de
substante active terapeutic
Atropina: antispastic si
antisecretor gastric, midriatic
Cofeina: stimulent, excitant
SNC
Papaverina: antispastic,
calmant al colicilor din sfera abdominala
Codeina: antitusiv – inhiba
centrii nervosi superiori ai tusei
Morfina: analgezic, suprima
durerea (antalgic)
Efedrina: vasoconstrictor
periferic, relaxeaza musculatura bronsica
Chinidina: antiaritmic
Cocaina: anestezic local
Berberina: coleretic-colagog,
hipotensiv, antimicrobian
Antibiotice, fitoncide
-Sunt substante ce prezinta
actune inhibitorie asupra microorganismelor:
- bacteriostatice = stopeaza
dezvoltarea microbilor
- bactericide = omoara
microbii
-Antibioticele sunt
distribuite in plantele inferioare (bacterii actinomicete si ciuperci):
penicilina, griseofulvina, streptomicina, eritromicina etc.
-Fitoncidele sunt distribuite
in plantele superioare si sunt mai putin utilizate in terapie
-In afara substantelor
descrise anterior s-au mai semnalat substante toximitotice carioclazice,
citostatice etc., toate cu aceeasi caracteristica – inhibarea diviziunii
celulei si nucleului
-Importanta bogatiei de
substante din sucul vacuolar imbraca doua aspecte principale:
Pentru plante si celule
Continutul in glucide solubile
confera sucului vacuolar o anumita concentratie, care determina presiunea
osmotica, ca si fenomenele de plasmoliza si de turgescenta ale celulelor;
aceste fenomene sunt importante pentru metabolismul general al celulelor, si
mai ales in bilantul hidric, ca si in rezistenta la frig si seceta.
De asemenea, in sucul
vacuolar, celulele deverseaza substante considerate deseuri metabolice, de care
nu mai au nevoie, protejand in acest fel citoplasma desubstante toxice (ex.
oxalatii)
Pentru terapeutica si
industria farmaceutica
Prin substantele rezultate in
urma functionarii metabolismului secundar si care au actiune farmacodinamica
proprie, fiind folosite ca medicamente sau substante utile in industrie
Tot incluziuni ergastice
lichide sunt cele care contin substante hidrofobe: uleiuri grase si uleiuri
volatile
Uleiuri grase
-Apar sub forma de picaturi in
interiorul celulei, rezultand din activitatea unor leucoplaste speciale –
oleoplaste (elaioplaste)
-Se intalnesc in special in
semintele plantelor oleaginoase
-De regula, lipidele vegetale
sunt lichide, dar se pot solidifica prin schimbarea temperaturii ambiante (de
exemplu, untul de cacao – Butyrum Cacao, este lichid in conditiile
tropicale ale tarilor din care se recolteaza, dar in climatul temperat devine
solid)
Proprietati fizice:
- sunt insolubile in apa si
alcool la rece (exceptie: uleiul de ricin)
- sunt solubile in alcool
cald, benzen, eter etilic, cloroform etc.
- lasa o pata grasa,
translucida pe hartie, pata care nu dispare la incalzire
Proprietati chimice
- sunt esteri ai glicerinei cu
acizi grasi (oleic, lauric, palmitic, stearic, linoleic, linolenic)
- la contactul cu aerul se
oxideaza si rezulta:
- uleiuri sicative =
intinse in strat subtire formeaza o pelicula insolubila
elastica si transparenta →
utilizare in vopsitorie
- uleiuri nesicative
- Unele au actiune
farmacodinamica proprie:
- uleiul de ricin este
purgativ
- uleiul de croton e un
purgativ drastic
- uleiul de masline e colagog,
cicatrizant (antiulceros)
- uleiul de catina e
vitaminizant, reepitelizant (tratarea arsurilor), antiulceros
- uleiul de in e folosit si el
pentru tratarea arsurilor
- uleiul de soia, uleiul din
germeni de porumb si cel din seminte de luminita (Oenothera biennis)
sunt hipolipemiante, antiaterosclerotice, previn accidentele vasculare,
diminueaza riscul de aparitie al infarctului miocardic
- Uleiurile vegetale sunt
solventi pentru prepararea formelor farmaceutice sau excipienti (de ex. untul
de cacao)
- Se folosesc in industria
farmaceutica la prepararea esterilor etilici ai acizilor grasi nesaturati
(oleic, linoleic) => vitamina F – asigura regenerarea si intretinerea
epiteliilor si mucoaselor
- Sunt folositi de asemenea
pentru obtinerea lecitinei vegetale farmaceutice (intretine memoria)
Uleiurile volatile
-Pot apare ca picaturi sau
sunt dispuse in formatiuni speciale secretorii (canale, buzunare, celule, peri
glandulari)
Proprietati fizice:
- sunt lichide volatile; lasa
pata pe hartie, dar aceasta dispare la incalzire
- insolubile in apa sau
partial solubile
- miscibile cu alcool, lipide,
eter etilic, bisulfura de carbon, cloroform etc.
Proprietati chimice:
- sunt amestecuri de terpene
(izopentenil-P-P [C5])
- la aer sufera oxidari =>
rasini (intermediar => oleorezine)
Actiune si intrebuintari:
- actiune antimicrobiana,
antiseptica, dezinfectanta, deodoranta (uleiul de brad, pin, cuisoare, eucalipt
- eucaliptol, menta - mentol, gomenolul, camfora)
- actiune carminativa,
stimulenta a digestiei (uleiul Apiaceaelor)
- actiune antispastica,
calmand colicile (uleiul de menta, anason, melisa, chimion)
- Sunt utilizate la prepararea
medicamentelor si cosmeticelor
Fitosterolii si fitosteridele
-Sunt, de obicei, substante
lipofile, care se dizolva in uleiurile vegetale, astfel ca le gasim in
compozitia acestora
-Se extrag (impreuna cu
lipidele vegetale, cum sunt uleiurile) cu solventi organici (eter de petrol,
benzen, cloroform, benzina de extractie etc.)
Ex: stigmasterol, campesterol,
sitosterol din uleiul de soia, porumb
- se pot utiliza pentru
obtinerea prin semisinteza a hormonilor steroizi (hormoni sexuali masculini si
feminini si corticosteroizi)
- folositi la prepararea de
medicamente hipolipemiante (scad colesterolul prin competitie)
- folositi in tratamentul
adenomului de prostata
Ergosterolul se gaseste in
ciuperci: cornul secarei (Claviceps purpurea), drojdia de bere (Saccharomyces
cerevisiae)
Ergosterolul = provitamina D2;
din acesta prin iradiere UV se obtine ergocalciferolul (vitamina D2),
factor antirahitic (favorizeaza fixarea Ca in oase)
Si ergosterolul poate fi
folosit pentru sinteza de hormoni steroizi
Incluziuni ergastice solide
=Formatiuni citoplasmatice
care iau nastere din activitatea vitala a protoplastului
- Produsi de excretie sau de
rezerva ce pot avea forma cristalina sau amorfa
I. AMIDONUL
- Substanta de
rezerva caracteristica regnului vegetal
- Dupa locul
in care se gaseste poate fi:
- amidon
primar – se intalneste la locul de formare
- amidon
secundar sau de migratie – se intalneste in alte organe decat cele in care se
formeaza (parenchim de rezerva – seminte, organe subterane)
- Granulele de
amidon variaza ca forma foarte mult → insusire care constituie
caracter de specificitate dupa care se pot recunoaste unele plante. Cele mai
cunoscute: rotunda, ovala, lenticulara, poliedrica, forma de haltera
Stratificatia caracteristica
pentru granulele de amidon se datoreaza unei alternari de zone hidratate cu
zone nehidratate – proba cu EtOH conc. → datorita deshidratarii
complete dispare stratificatia
Originea stratificatiei:
precipitare ritmica, aflux inegal de amidon pe parcursul zilei si noptii
HILUL
– punct central sau excentric
in jurul caruia sunt dispuse striatiile = originea: rest al leucoplastului din
care a luat nastere graunciorul de amidon
- localizare
si forma variabila (punct, linie dreapta, franta sau ramificata)
D.p.d.v. chimic amidonul este
un polizaharid ce rezulta prin condensarea a “n” molecule de glucoza cu formula
generala (C6H10O5)n
este constituit din 2
fractiuni diferite d.p.d.v. al solubilitatii, a altor proprietati fizice si a
structurii chimice: AMILOZA SI AMILOPECTINA prezente in raport de 1:3
1.Amiloza - partea centrala a graunciorului de amidon
- moleculele de monomer au o
dispozitie liniara
- solubila in apa
2. Amilopectina
Ø partea externa a granulei de
amidon
Ø moleculele monomerului –
dispozitie ramificata
Ø insolubila in apa rece, la
cald → gel = coca de amidon
ü Amidonul de fapt nu este un
polimer in adevaratul sens al cuvantului, ci mai degraba un policondensat
ü Coloratia cu iodul =
caracteristica pt amidon; cele 2 fractiuni dau coloratii diferite - amiloza –
albastru intens
- amilopectina – coloratie
slaba violaceu- purpurie
De fapt este vorba de un
compus de incluziune caruia prin incalzire ii dispare culoare albastra, iar la
rece reapare
- Structura liniara a amilozei
→ se dispune dupa o spirala – in centru un canal liber in care se dispun
atomii de iod in siruri fata in fata cu atomii de hidrogen
Hidroliza amidonului -
enzimatica sau acida
Monomerul amidonului este de
fapt maltoza – dizaharid format din 2 molecule de glucoza
Cei 2 componenti (amiloza si
amilopectina) pot fi separati intre ei prin diferite metode: adsorbtie
selectiva, electrodializa sau precipitare selectiva;
Ex: dizolvarea amidonului in
apa fierbinte si apoi precipitarea fractionata cu ajutorul butanolului
Unele plante se disting prin
continutul mare in amidon:
Orez: 70-80%
Grau: 63-67%
Porumb: 60-66%
Fasole: 42-43%
Cartofi: 13-25%
Grauncioare
de amidon Grauncioare de amiodon
(coloratia cu iod) (solutie Lugol)
(coloratia cu iod) (solutie Lugol)
Grauncioare
de amidon in tuberculul de cartof
Importanta amidonului:
aliment de baza → regnul
animal
sursa energetica → plante
valoare economica: industria
hartiei, textila, fabricarea de clei
fabricarea alcoolului =
fermentatie
industria fermentativa a
amidonului – conduce si la acetona si acid lactic (sursa principala: amidonul
de cartofi, porumb, grau)
Aplicatiile farmaceutice (glicerolat de amidon)
- actiune
proprie – emolient (inmoaie)
- utilizat ca
topic (actiune locala)
- in
cosmetica: pudre
- excipent in
prepararea unor forme farmaceutice: comprimate, drajeuri, pilule, pulberi,
pudre
II.ALEURONA
=Rezerva proteica a plantelor
-In semintele plantelor
(oleaginoase)
Originea: se formeaza in plastidele cu continut bogat in albumine
In timpul germinarii
semintelor – aleurona se dizolva, trece in solutie
-D.p.d.v. structural graunciorul de aleurona prezinta o masa fundamentala proteica in care se
includ 2 formatiuni:
a) globoid (sferic)
b) cristaloid (cu aspect
cristalin)
Se deosebesc 2 tipuri de
aleurona:
- granule simple, omogene (cu
un singur component)
- granule compuse, heterogene
(cu globoid si cristaloid)
D.p.d.v. chimic:
globoidul = din fitol – ester
fosforic al inozitolului (saruri de calciu si magneziu)
cristaloidul = natura proteica
→ apare prin cristalizarea partiala a unei parti din protein
III. Incluziuni cristaline
-Cristale – rezulta din
metabolismul celulei vegetale
-Nu participa la structura
citoplasmei
-Se pot intalni si in
componenta membranei
-Cele mai raspandite: sarurile
de calciu si siliciu
-Dintre sarurile de calciu cea
mai raspandita este oxalatul de calciu – cristalizeaza intr-un numar mare de
forme
-Sunt prezente si la plantele
inferioare si la cele superioare
-Lipsesc la un numar redus de
reprezentanti ai lumii vegetale: Bryophyta (muschi), unele Monocotiledonate
(Najadaceae, Cyperaceae), iar dintre Dicotiledonate (unele Scrophulariaceae si
Lentibulariaceae)
-Formarea oxalatului de
calciu: acidul oxalic din plante este neutralizat de calciu din aport exogen
-Oxalatul de calciu –
totdeauna are forma cristalina, cristalizand in sistem monoclinic: cristale
prismatice solitare /grupate = macle
-Uneori cristalele sunt asa de
mici incat nu se distinge clar sistemul de cristalizare:
ü NISIP CRISTALIN (unele
Solanaceae (Atropa, Solanum), Cinchona succirubra)
ü cristale de forma aciculara in
manunchiuri = RAFIDII: Ampelopsis (Parthenocissus), Polygonatum multiflorum,
Arum maculatum, Aloe ferox, Aloer arborescens, Convallaria majalis
ü De multe ori cristalele se
intrepatrund (macleaza) generand URSINE (DRUZE, ROZETE) de oxalat de calciu.
Ex: Saponaria officinalis – radacina, Rheum palmatum – rizom, Datura
stramonium – frunza, Althaea officinalis – radacina
- Specificitatea
cristalelor de oxalat de calciu → recunoasterea unor produse
vegetale (importanta pentru farmacognozia practica)
- Dovedirea
compozitiei chimice a cristalelor de oxalat de calciu → microchimic
prin tratare cu solutie diluata de acizi minerali – se dizolva; cu acid
sulfuric se transforma in cristale de sulfat de calciu
CURS NR 4
MEMBRANA CELULARA (PERETE CELULAR)
(membrana scheletica, m. paraplasmica, m. pectocelulozica)
(membrana scheletica, m. paraplasmica, m. pectocelulozica)
-Constituentul
caracteristic tuturor celulelor plantelor superioare si a majoritatii celor
inferioare
-Este net
deosebita (morfo-, structural si functional) de toti ceilalti constituenti
celulari
-Prin ea,
celula vegetala se deosebeste net de cea animala = unde membrana are compozitie
chimica apropiata de a citoplasmei
Originea:
Se formeaza
in procesul de diviziune dupa ce a avut loc diviziunea nucleului (dupa
telofaza) → in regiunea placii ecuatoriale ia nastere un disc = fragmoplast ce
se extinde de la mijlocul celulei la periferie; el da nastere unei membrane
primitive – datorita confluentei de vacuole ce iau nastere din fragmoplast si
care sunt marginite de o pelicula ectoplasmatica. Alti autori descriu prezenta
de microtubului ce insotesc aceste “vacuole” si care participa la
geneza membranei
Peste membrana primitiva se
depune un strat nou → se constituie astfel membrana primara
(caracterizeaza celulele tinere) formata din hemiceluloza, celuloza, pectine si
mici cantitati de proteine si lipide
Odata cu stagnarea cresterii
celulei → pe fata interna a membranei primare se depun noi straturi celulozice
succesive => membrana secundara
Uneori prin depunere de noi
straturi peste membrana secundara apare membrana tertiara – nu mai este
formata din celuloza, ci din alte substante (Ex: xilane)
Proprietatile fizice ale membranei celulare:
n constituent solid cu
densitatea de 1.7
n incolora, cu unele exceptii (Sphagnum
– roz, la celulele suberificate = bruna)
Comportarea fata de apa
n Este permeabila pentru apa
n Se imbiba cu apa, dar mai mult
in grosime → anizotropa
( gradul de imbibitie modifica
permeabilitatea membranei)
n Este higroscopica fata de vaporii
de apa → absoarbe vaporii de apa din atmosfera
Proprietatile chimice ale membrane:
- sunt
conferite in principal de existenta celulozei (componentul de baza)
- se gaseste
asociata (celuloza) si cu mici cantitati din alte substante cum ar fi: hemiceluloza,
pectinele
Celuloza :
n Substanta “schelet” a
membranei celulare, in structura careia celuloza participa ca microfibrile;
acestea sunt diferit orientate si alcatuiesc o textura fina ca o pasla
n Polizaharid foarte raspandit
in natura
n solid, amorf, insipid si
inodor, insolubil in apa si solventi organici, solubili in acizi tari care il
hidrolizeaza
n solventul specific – licoarea
Schweitzer (solutie cupro-amoniacala)
n se solva partial in NaOH →
mercerizarea bumbacului
n hidroliza celulozei – cu acizi
tari si caldura se obtin polizaharide mai simple apoi celobioza (dizaharid) si
in final glucoza
n hidroliza celulozei –
enzimatic – complex enzimatic ce lipseste din componenta protoplastului, insa
poate fi secretat de unele ciuperci sau bacterii (celulaza, celobiaza)
Importanta celulozei :
n Utilizare ca derivati in
industria textila (bumbac), matase artificiala (vascoza), fabricarea hartiei,
nitrocelulozele (explozivi, celuloid)
n In medicina:
n Vata hidrofila
n Pansamente, comprese
n Colodiu (nitroceluloza)
n In starea cea mai pura (95%)
celuloza se gaseste in: perii de pe semintele de bumbac si celulele din maduva
de soc, floarea soarelui
n De obicei celuloza se asociaza
cu alte substante: hemiceluloza, pectine, lignina, suberina, cutina, rezine,
gume, mucilagii, substante anorganice
Hemiceluloza :
n Se formeaza prin condensarea moleculelor de pentoze
(arabinoza, xiloza), hexoze (manoza, galactoza, glucoza) si acid glucuronic
n E solubila in licoarea Schweitzer, dar si in solutii
alcaline la cald
n E hidrolizata de acizii minerali diluati
n Se poate gasi sub forma de substanta de rezerva in
endospermul semintelor de cafea, lupin, iar la curmal intra in constitutia
endocarpului dur
n Este hidrolizata de unele enzime (hemicelulaza,
citaza) din citoplasma
Pectine :
n Sunt polizaharide (poliholozide) foarte raspandite in
celulele vegetale
n Reprezinta componenta principala a membranelor la
celulele tinere, formand in special “cementul” de legatura intre membranele
celulelor invecinate → lamela mijlocie
n Se mai gasesc si in sucul vacuolar al fructelor
n Dupa solubilitatea in apa se impart in
-
protopectine – insolubile in apa; se gasesc in fructele crude; au un edificiu
molecular tridimensional mare care le confera insolubilitate
- pectine –
solubile in apa; se gasesc in fructele mature (coapte)
n Se imbiba puternic cu apa formand solutii coloidale
(cu apa calda); prin racire si in mediu acid formeaza geluri transparente →
utilizare in gospodarie, alimentatie la prepararea de gemuri, jeleuri, peltele
n In structura chimica, pe langa diverse oze, intra si
acizi uronici sub forma de saruri de Ca si Mg si cu unii hidroxili metoxilati
n Pectatul de calciu din “cementul” de legatura dintre celulele
invecinate se poate descompune in cazul fructelor pastoase → eliberarea
celulelor din pulpa
Descopunerea hidrolitica a pectinelor:
- cu apa la cald
- enzimatic
– Bacillus felsineus, care descompune “cementul”, dar nu si celuloza: folosit la “topirea” inului si a
canepii
Actiune si intrebuintari:
- actiune proprie hemostatica,
laxativa, de reglare a tranzituliui intestinal
- excipienti folositi la
prepararea medicamentelor
- agenti de ingrosare
(crestere a vascozitatii) mediului
- agenti de suspensie si
emulsie in tehnica farmaceutica
Lignina :
n Este un complex de substante
cu structura aromatica
n E caracteristica regnului
vegetal, fiind aproape la fel de raspandita ca si celuloza
n Liseste insa la plantele
inferioare; caracterizeaza numai cormofitele (deci si criptogamele vasculare)
n Este insolubila in apa si
solveti organci uzuali
n Solubila in soutie de bisulfit
de calciu la cald
n Se coloreaza
specific cu:
- floroglucina clorhidrica
(reactia Höbner): rosu-visiniu
- crizoidina: galben
- fixeaza verdele de iod in
cadrul dublei colratii cu verde de iod si carmin
n Nu poate fi hidrolizata in
mediu acid
n Se hidrolizeaza numai
enzimatic, de catre enzime specifice: hadromaza produsa de unele bacterii si
ciuperci
n Are un rol important in
edificiul plantelor – sustinere
- este prezenta in tesutul
lemnos si mecanic (sclerenchim)
- confera rezistenta mecanca
plantelor fata de conditile de mediu extern
Impregnarea membranei cu
lignina = lignificare
Suberina:
n E un produs carcateristic
regnului vegetal
n Complex de acizi grasi
(felonic, flemic, suberic etc.)
n Este impermeabila pentru apa
si gaze: celulele impregnate cu suberina mor
n E rau conducatoare
de caldura: rol protector pentru plante
n Impregnarea membranei cu suberina
= suberificare
Cutina :
n Impregneaza mai ales peretii
externi ai celulelor organelor aeriene, in special la plante din climat uscat
si cald
n Este impermeabila pentu apa:
rol protector pentru plante
n Impregnarea membranelor cu
cutina = cutinizare
n Cutina in exces formeaza
cuticula
Rezinele :
n Sunt produsi de excretie ai
vegetalelor
n Au consistenta tare, culoare
brun-galbuie
n Sunt insolubile in apa
n Solubile doar in solventi
lipofili
n D.p.d.v. chimic sunt inrudite
cu terpenele, continand adesea in cantitati mari si derivati di- si
triterpenici
n
Gumele si mucilagiile (polizaharide):
n Pot apare ca: - exudate ale membranelor celulare
- substante
vacuolare
Gumele
- exudate cleioase, de natura
patogena, cu rol de protectie a zonelor traumatizate
- polizaharide
ce contin Ca2+, K+, Mg2+ si unii acizi
specifici
- Pot fi
solubile sau mai putin solubile in apa
- Sunt
insolubile in EtOH si solventi organici (deosebire de rezine)
- Gumirezine =
gume + rezine + ulei volatil
- Actiune si
intrebuintari:
- Auxiliari
farmaceutici: Gummi arabicum, Gummi tragacanthae, Astragalus gummifer
Mucilagiile
- Inrudite cu gumele (d.p.d.v.
chimic)
- Localizare: in tesuturi
situate la interior (vacuole cu mucilag la Malvaceae, Tiliaceae) sau la
exterior (tesuturi superficiale – seminte de in, gutui)
- Se intalnesc atat la plantele
superioare (Fam. Malvaceae, Orchidaceae, Liliaceae) cat si la cele inferioare.
Ex: Gelidium, Gracilaria,
Eucheuma – agar agar (geloza)
Chondrus crispus, Gigartina
mamilosa – carrageen
Laminaria – laminarina
Actiune si intrebuintari:
- Laxative
usoare, pansamente gastrice, intestinale, solutii extractive apoase → proprietati
pectorale datorita actiunii emoliente, expectorante
- Alginatii –
excipienti in prepararea formelor farmaceutice
- Agar-ul –
mediu de cultura pentru microorganisme
n Gelificarea = fluidificarea,
lichefierea membranei celulare
n Gomoza = formarea de gume
Ex: formarea traheelor (vase
de lemn), dizolvarea peretilor transversali ai celulelor suprapuse
lacune lisigene din tesuturi
secretoare
Ceara:
- Impregneaza
membrana externa a unor celule epidermice
- Se produce
in protoplast si e exudata la suprafata:
- Fructelor
(mere, prune, porumbele)
- Frunzelor
(varza, brad)
- Tulpinii
(trestia de zahar, artar american)
- La cald se
topeste, iar prin intindere da un aspect lucios suprafetei respective (mere,
prune)
- Aceasta
ceara nu se foloseste ca atare in farmacie, ci se foloseste ceara de albine!
Substante anorganice (minerale)
n Prin impregnarea membranei =
mineralizare
n Cele mai frecvente: SiO2,
CaCO3
n SiO2 – Diatomee – pamant de
diatomee = kieselgur, Graminee, Equisetaceae, Cyperaceae
n CaCO3 – impregnarea membranei
celulare atat la plantele inferioare cat si la superioare
n La unele plante superioare – formatiuni = cistoliti (Fam. Cannabinaceae
– hamei, canepa, Fam. Moraceae (ficus), Fam. Urticaceae (urzica –
Urtica dioica)
n Cistoliti in frunza de Ficus elastica
Structura si ultrastructura
peretelui celular :
n Aspectul structural al
peretelui – dat de componenta fundamentala = celuloza
n Peretele e alcatuit din mai
multe straturi fibrilare, orientate diferit in grosimea lui → o textura
incrucisata in diverse paturi – confera rezistenta mai mare peretelui celular
ca si un grad mai mare de elasticitate si flexibilitate
n Cercetarile cu microscopul
electronic au confirmat formarea membranei celulozice din fibrile foarte fine =
microfibrile asociate si alcatuite la randul lor din micele – formatiuni
formate dn macromolecule de celuloza
n Microfibrilele prin asociere
dau nastere la zone in care au orientare paralela = cristalite sau zone unde nu
sunt paralele = amorfe; din aceasta asociere rezulta o textura complicata =
pasla, care poate sa nu fie uniforma = pori
Functiile peretelui celular:
n Majoritatea caracterelor indica faptul ca peretele
celular e o formatiune lipsita de viata, ce indeplineste numeroase functii:
n Functia de fixare a formei celulei
n Functia de crestere
n Functia de protectie a continutului celular
n Functia de relatie cu celulele invecinate
n Functia de schimb de substante
n Relatia cu celulele invecinate
n Prin intermediul plasmodesmelor se stabilesc contacte
intre protoplastii invecinati → unitate functionala la organismele vegetale
pluricelulare, lipsite de sistem nervos si circulator
n Plasmodesmele trec prin porii foarte fini ai membranei
celulozo-pectice, realizand o continuitate intre plasmodesmele si RE ai
celulelor invecinate
n Deci, membrana celulara nu reprezinta o bariera intre
celule, intre protoplasti, ci e un suport cu rol principal de sustinere si rol
de schimb de metaboliti, ioni si de produsi ai activitatii celulare de la o
celula la alta
Cresterea peretelui celular:
n Are loc atat in suprafata cat si in grosime
n Cresterea in intindere (suprafata) se face prin
mecanismul de intususceptie = intercalarea de noi microfibrile celulozice pe
traiectul celor vechi, preexistente
n Cresterea prin intususceptie se intalneste numai la
peretele primar
n Peretele celular creste mai mult la extremitati
n Cresterea in grosime se realizeaza prin apozitie =
suprapunerea de noi straturi succesive de celuloza peste peretele primar
n Se face centripet
n Poate fi uniforma, pe toata suprafata interna a
peretelui, sau pot ramane zone neingrosate = punctuatiuni: rotunde, ovale, in
forma de butoniera
n Chiar in cazul impregnarii cu alte substante a
peretelui primar, aceasta poate sa nu fie uniforma: rezulta astfel aspecte
caracteristice (sclerenchim, vase lemnoase), unde lignina lasa zone neingrosate
ca punctuatii simple sau areolate
DIVIZIUNEA CELULARA
Odata cu evolutia metodelor de
investigare s-a cautat sa se lamureasca mecanismele diviziunii celulare: microfilmare, evolutia aparatelor optice → se
pot observa elemente de mare finite in diviziunea celulelor
Problema existentei fusului de
diviziune a fost destul de controversata: de cca. 40-50 de ani s-a dovedit
(odata cu perferctionarea observarii prin microscopie electronica) existenta
filamentelor fusului de diviziune, cu aspect de microtubule cu diametrul de 250
Å.
Diviziunea
celulara (citodiereza) este un proces complex alcatuit dintr-un ansamblu de
etape ce formeaza “ciclul mitotic”. Prin diviziunea celulara se realizeaza inmultirea celulelor: acest
lucru asigura perpetuarea organismelor unicelulare si dezvoltarea embrionului,
pornind de la ou si mai departe asigurand cresterea si diferentierea unui
nou organism.
Capacitatea de diviziune apare la
toate organismele vii si se pastreaza in stare latenta, chiar la
celulele ce sunt unite in tesuturi permanente. Sub forma active, diviziunea
celulara se face la tesuturile meristematice.
Exista 2 tipuri principale de
diviziune celulara:
- diviziunea
directa (amitotica)
- diviziunea
indirecta (mitotica sau cariocinetica)
Diviziunea
directa
(diviziunea
amitotica, amitoza, sciziparitatea, fragmentarea)
E rar
intalnita la plantele superioare. La plantele inferioare caracterizeaza algele
albastre si bacteriile. A fost observata de Strassburger si la plantele
superioare, in celulele batrane de Tradescantia
virginiana. Datorita raritatii sale, s-a inaintat ipoteza ca nu este o
forma caracteristica de diviziune a celulei, ci mai curand o manifestare
patologica sau un semn de batranete a nucleului pe cale de disparitie.
In
cadrul acestei forme de diviziune s-au descris urmatoarele momente de
desfasurare:
- in urma
cresterii membranei se observa o alungire a nucleului si concomitant o alungire
a celulei → se produce o gatuire ce imparte nucleul si celula in 2 indivizi
noi;
- segmentarea
nucleului se poate face si fara sa fie nevoie de o alungire prealabila a lui:
se produce o invaginare a membranei celulare; aceasta progreseaza si imparte
toti constituentii celulari, rezultand 2 celule noi.
Diviziunea indirecta
(diviziune mitotica, gemiparitate, cariokineza)
Este cea mai raspandita forma de
diviziune, atat in regnul vegetal, cat si in cel animal. Se numeste cariokineza datorita
miscarilor si figurilor caracteristice observate in nucleu, sau mitoza datorita
aparitiei filamentelor din nucleu.
Se poate observa in celulele din
tesuturile organelor aflate in plina activitate de crestere (varfuri vegetative
de la radacina sau tulpina de ceapa, usturoi, bob, fasole, grau, secar etc.).
Poate fi observata direct pe material viu la perii de la Tradescantia virginiana, cu obiectivul de imersie.
Diviziunea cariokinetica e de 2
feluri:
- cariokineza
tipica (ecvationala sau mitoza)
- cariokineza
allotipica (reductionala sau meioza)
Cariokineza
tipica
Este forma in care se divide mai
intai nucleul, de aceea e considerate cea de-a doua perioada in ciclul sau
vital = perioada nucleului in diviziune = procesul cariologic
fundamental de geneza a nucleilor, in dezvoltarea ontogenetica a
organismelor.
In cadrul acestei diviziuni are loc
un ansamblu de procese prin care se face:
- o
reproducere a informatiei ereditare
- o
diferentiere functionala in noile celule rezultate
Exista o uniformitate in
desfasurarea mitozei (atat in regnul vegetal, cat si in cel animal) reprezentata prin “ciclul mitotic”,
care poate fi reprezentat schematic: nucleu muma (nucleu in repaus) – interfaza
– profaza (spirem, ghem) – prometafaza (aster, plan ecuatorial, metacineza) –
metafaza – anafaza (diaster) – telofaza (dispirem) – faza de reconstructie –
celule fiice.
Morfologia
cariocinezei tipice.
In scopuri didactice si de
aprofundare, cariocineza tipica a fost impartita in faze (momente); acestea nu
sunt perfect delimitate, trecerea de la una la alte se face nesesizabil. Fazele
se definesc dupa aspectul si comportarea nucleului in diviziune: profaza,
metafaza, anafaza, telofaza – reprezentate analitic prin subdiviziuni ale
acestora.
Durata mitozei si a fazelor variaza
de la o celula la alta, dar si dupa starea fiziologica si factorii
fizico-chimici care influenteaza celula. Se pare ca exista o ritmicitate a
diviziunii, o periodicitate diurna asemanatoare cu ritmurile circadiene, cu
2 maxime: unul inainte de amiaza si unul dupa amiaza.
In diferitele faze ale cariokinezei apar
structuri nucleare specifice si reticulul cromatic din structura nucleului
in repaus genereaza cromozomi.
Cromatina si cromozomii sunt 2 stari diferite ale aceluiasi material,
constituind elementul ce se urmareste cu preponderenta in diviziunea
cariokinetica.
Cromozomii sunt formatiuni ce apar
numai in timpul diviziunii nucleului. Sunt alcatuiti din filamente foarte fine
ale cromatinei = cromoneme; acestea se spiralizeaza si se comprima
generand cromozomii, iar dupa diviziune, in interfaza, se despiralizeaza. Se
pare ca insasi cromonemele nu sunt simple, ci la randul lor sunt compuse din
elemente fibrilare sau chiar subfibrilare => un cromozom e alcatuit din
subfibrile, formate din dubluhelixuri de ADN, care se asociaza in microfibrile
alcatuind 1/10 de cromatida. Aceasta se asociaza formand 1/8, 1/4, 1/2
cromatida. Doua semicromatide vor da nastere la o cromatida, iar 2 cromatide la
un cromozom.
Forma si
numarul cromozomilor. Au forme diferite: de bastonas drept sau frant;
prezinta o strangulare = constrictie primara (centromer, kinetochor) = o zona
clara cu o granula si rol in miscarea cromozomilor. Pozitia centromerului
determina 3 forme de cromozomi:
- acrocentrici
(telocentrici) – centromerul la o extremitate
- metacentrici
– centromerul e pozitionat central si imparte cromozomul in 2 jumatati egale
- submetacentrici
- centromerul e subcentral si imparte cromozomul in 2 jumatati inegale
De aici deriva variante de forme de
cromozomi: drepti, curbati in forma de U
sau de V, cu brate egale sau nu, forme de J, L etc.
Fiecare forma de cromozom isi are perechea sa, alcatuind cromozomi omologi → deci in fiecare nucleu exista o serie de cromozomi
identici sau perechi. La animale si chiar la plantele dioice diferentiate
in sexe, exista la unul din sexe o pereche de cromozomi care nu seamana intre
ei = heterocromozomi, allozomi,
cromozomi sexuali. De acestia se leaga determinarea sexului.
In afara constrictiei primare, la
unii cromozomi apare una sau mai multe „constrictii secundare”. Acestea nu au
rol kinetic, constituind numai zone de mica rezistenta. Totodata, se poate ca
la una din extremitati, cromozomul sa aiba o anexa legata printr-un filament:
- de forma
sferica, numita satelit,
- de forma
alungita, numita trabecul.
Caracteristic pentru cromozomi este
si numarul lor. Notatia numarului se face
conventional, dupa cum se considera un singur lot de
cromozomi (in cazul celulelor sexuale, haploide – se noteaza cu n) sau 2 loturi de cromozomi identici (in cazul
celuleor somatice, diploide – se noteaza cu 2n). Se semnaleaza situatia cand
numarul diploid de cromozomi este perturbat si apar nuclei cu mai mult de 2n
cromozomi (ex. 4n=tetraploizi, 8n=octaploizi etc.).
Dimensiunile
cromozomilor variaza intre 0,2 – 50 μ in diametru, dar se pot intalni cromozomi
mult mai mari.
Morfologia
complexului cromozomic (numarul, forma si marimea lor) reprezinta cariotipul sau idiograma, caracteristica pentru fiecare specie de planta sau
animal.
Structura cromozomilor. E diferita, dupa
cum sunt observati cu microscopul optic sau electronic. Se prezinta ca mase
dense cu structura fibrilara, lipsite de membrana proprie. Structura la nivel
molecular a cromozomilor e mai putin cunoscuta, dar s-au emis mai multe scheme
de organizare ipotetice.
Dupa
Taylor (1963), in structura cromozomilor exista niste filamente fine,
spiralate, numite cromoneme, formate
din molecule de ADN. Cromonema se dispune in lungul cromozomului, prezentand
zone cu spire mai dense (aglomerari de spire) care sunt mai intens colorabile =
cromomere.
La peii
staminali de Tradescantia se poate
observa cum cromozomii sunt clivati in 2 jumatati = cromatide. Acestea apar numai in timpul diviziunii si sunt formate
din filamente helicoidale, cu dimensiuni apropiate de cele ale
nucleoproteinelor (cca 40 Å). Fiecare fibrila e formata dintr-un dublu helix de
ADN (20 Å in diametru) asociat cu o histona si putandu-se spirala sau plisa in
diferite moduri. Fibrila prezinta un ax central format din ADN care e atacat de
dezoxiribonucleaza, invaluit intr-un manunchi extern proteic, atacat de tripsina.
- structura intima a cromozomilor e legata de alungirea si scurtarea
ritmica a spiralelor cromonemei.
In acest sens:
- in profaza – scurtarea
cromozomilor se datoreaza unei
comprimari a spiralelor cromonemei
- in telofaza – are loc o
despiralizare ce atinge maximum in interfaza cand cromozomii de fapt nu dispar,
ci sunt slab vizibili datorita diametrului foarte mic
FAZELE DIVIZIUNII
-
s-au studiat pe preparate fixe, colorate prin diverse tehnici, ca si prin
metode moderne (filmare pe material viu si microscopie electronica). De baza
raman totusi fazele acceptate conventional cu toate ca unii autori iau in considerare subdiviziuni ale acesteia si mai
ales delimitarea diferita a fazelor diviziunii
INTERFAZA
- nu este o faza, dar precede diviziunea
- nucleu bine delimitat de membrana proprie
- cromozomii foarte subtiri, fini alcatuind o retea greu de pus in evidenta
prin colorare; aceasta datorita unei puternice hidratari a cromozomilor in
aceasta perioada → aceasta face ca ei sa se coloreze slab. Din acest motiv s-a
crezut ca in aceasta perioada cromozomii dispar ca entitate structurala si
nucleul s-ar gasi intr-un repaus total.
- Cercetarile moderne – in interfaza cromozomii sunt sub forma de filamente
lungi, fine, uneori de dimensiuni macromoleculare
- FILAMENTELE = cromoneme (procromozomi) – prin duplicare si individualizare
dau nastere la cromozomi – formati din 2 cromatide
-
In interfaza are loc:
♦ sinteza materialului nuclear necesar pentru desfasurarea divizunii
nucleului
♦ sinteza replicativa a ADN, ARN si a proteinelor
♦ are loc un permanent schimb intre nucleu- citoplasma- pentru reglarea
sintezelor din celula, asigurandu-se astfel specificul ereditar al celulei
PROFAZA
- are loc scurtarea si cresterea in diametru a cromozomilor, care isi
pastreaza structura dubla ( 2 cromatide alipite longitudinal si care se
rasucesc una in jurul alteia → rezultatul = ingrosarea si scurtarea
cromozomilor)
- nucleolul isi micsoreaza dimensiunile fara a dispare intru totul
- la sfarsitul acestei faze → diferentierea fusului de diviziune (fus
acromatic) – format din fibre subtiri, continue, care unesc cei 2 poli ai
celulei
- dispare (la sfarsit) si membrana nucleara si continutul nuclear se uneste
cu citoplasma formand mixoplasma
METAFAZA
- cromozomii se orienteaza spre planul ecuatorial al celulei, se fixeaza de
firele fusului de diviziune (prin intermediul centromerului) alcatuind placa
ecuatoriala
- mai tarziu se divid longitudinal, fiecare jumatate avand cate o cromatida
dupa care cromatidele perechi se indeparteaza una de alta, orientandu-se in
sens opus
ANAFAZA
- fiecare cromatida devine cromozom monocromatidic cu un centromer propriu,
orientandu-se spre poli
- are loc simultan si o scurtare a filamentelor fusului de diviziune
TELOFAZA
- cromozomii monocromatidici situati la cei 2 poli ai celulei se
despiralizeaza si isi pierd individualitatea
-
apar nucleolii
- se formeaza membrana nucleara, ce imbraca cei 2 nuclei rezultati si care
contin acelasi numar de cromozomi ca si celula din care au luat nastere
Incercari de
stabilire a duratei fiecarei faze a cariochinezei:
-
35-90 minute – profaza (cea mai lunga)
-
7-30 minute – metafaza(cea mai scurta)
- 15-35 minute – anafaza aproximativ
2 ore
- 20-35 minute – telofaza
Momentul duplicarii ADN –
ului (care constituie baza materiala a
cromatinei si a cromozomilor) – in profaza cand apar cromozomii, ei sunt deja
dedublati in 2 cromatide bine individualizate si legati intre ei prin centromer
→ aceasta arata ca dublarea substantei cromozomiale se petrece inainte de
inceperea desfasurarii mitozei – inca din nucleul interfazic. Aceasta s-a putut
urmari microspectrofotometric si autoradiografic.
S-a constatat ca in interfaza se
sintetizeaza nu numai ADN, ci si histone; aceasta faza de sinteza = faza S.
Aceasta imparte interfaza in 2 perioade:
G1
-
precede sinteza ADN
- nucleul este diploid, posedand o garnitura de 2n cromozomi
G2
-
urmeaza dupa sinteza ADN
- nucleul este tetraploid, cu garnitura de 4n cromozomi
- dupa aceasta faza nucleul intra in diviziune si garnitura cromozomica
revine la 2n, caracteristica fiecarei specii
-
CITOKINEZA
-
dupa diviziunea nucleului sau chiar in timpul diviziunii acestuia are loc si o diviziune a celorlalti
constituenti celulari → o dublare a numarului de celule
-
citkineza (citodiereza) se realizeaza prin impartirea continutului celulei
mama in 2 parti egale si aparitia unei noi membrane celulare
-
mecanismul de formare a noii membrane: mai multe ipoteze
Ex: inca din
anafaza filamentele fusului acromatic incep a se ingrosa pana cand fuzioneaza
rezultand astfel o membrana plasmatica (fragmoplast) ce divide continutul celulei
in doua.
Fragmoplastul se cliveaza → la nivelul
clivarii se depun pectine => lamela mijlocie; peste aceasta se depun
straturi succesive celulozice, de o parte si de alta formandu-se peretele
primar.
Din toate aceste transformari rezulta
dintr-o celula diploida o alta celula
tot diploida; aceasta va intra in interfaza relansandu-si activitatile
biologice specifice (crestere, biosinteze, respiratie) pana la o noua
diviziune.
CARIOKINEZA
ALLOTIPICA (diviziunea reductionala, meioza)
- numarul cromozomilor din nucleii nou formati e redus la jumatatea numarului
specific, deci si cantitatea de ADN, iar numarul celulelor ce se formeaza de
obiecei este 4, asa numitele tetrade.
- Raspandire: Bryophyta, Pteridophyta,
Spermatophyta si numai in cazuri rare la plante inferioare.
- Caracterizeaza formaraea celulelor sexuale, a gametilor cu alte cuvinte,
acestea fiind celule haploide (n), ele provenind din celule diploide (2n)
- La aceasta forma de diviziune se deosebesc 2 etape diferite:
- A) diviziunea
heterotipica (diferita de mitoza)
- B) diviziunea
homeotipica (asemanatoare cu mitoza)
A) Diviziunea heterotipica – reprezinta
de fapt diviziunea reductionala – aici avand loc reducerea numarului de
cromozomi
- se petrece in 4 faze, cea mai lunga fiind profaza
PROFAZA
-
cromozomii se alatura cate 2, formand perechi = gemini
-
acestia se despart in metafaza, jumatate din numarul lor migreaza spre un
pol, iar jumatate spre celalalt pol al celulei
-
spre cei 2 poli
ai celulei merg cromozomi intregi si nu jumatati (cromatide) ca la mitoza!!
In aceasta faza are loc o
succesiune de subfaze:
→ leptotenul = spiralizarea
filamentelor de cromatina, scurtarea si ingrosarea lor
→ zigotenul – cromozomii omologi
(unul mascul, altul femel) formeaza perechi → bivalenti sau gemenii
→ pachitenul – cromozomii se
ingroasa si se scurteaza
→ diplotenul – se distinge
clivarea in cele 2 cromatide ale fiecarui cromozom, astfel ca fiecare pereche e
formata din 4 cromatide => tetrada
→ diakineza – tetradele se
scurteaza si se ingroasa, apare fusul de diviziune
METAFAZA
-
cromozomii (tetrade) se fixeaza de filamentele fusului de diviziune
ANAFAZA
-
tetradele se desfac cate doua, deci se desprind cromozomii din tetrade
formand diade, 2 merg la un pol, iar celalalte 2 la celalalt pol = cromozomi
recombinati
TELOFAZA
-
se formeaza 2 nuclei haploizi, dar nu are loc citodiereza
B) Etapa a 2-a : diviziunea homeotipica
- are loc in continuarea primei etape dupa o scurta perioada (intercinetica,
interfazica)
- este o diviziune cariokinetica tipica cu:
PROFAZA – de durata mai scurta
METAFAZA – cromozomii bicromatidici se
fixeaza pe filamentele fusului de diviziune separandu-se la nivelul
centromerului lor
ANAFAZA – se formeaza nuclei cu
garnitura cromatica redusa la jumatate
TELOFAZA – se definitiveaza formarea nucleilor haploizi → rezulta asfel 4 nuclei
haploizi in care cantitatea de ADN specificea e redusa la jumatate. Aceasta este o adaptare a organismului
la inmultirea sexuata, unde cei 2 gameti rezultati prin diviziunea reductionala
a celulelor mama sunt celule haploide!
In continuare prin fuziunea a
doua astfel de celule (gameti) rezultate de la indivizi de sex contrar se
restabileste in urma fecundarii garnitura specifica de cromozomi si se formeaza
o celula – ou – cu numar diploid (2n) de cromozomi; aceasta celula ou e singura
capabila de diviziune, gametii neavand aceasta capacitate.
Celula ou prin diviziuni mitotice succesive va da nastere unui nou
organism.
Divizunea reductionala si sexualitatea reprezinta doua laturi diametral
opuse ale reproducerii si ele asigura constanta numarului de cromozomi pentru
fiecare specie din generatie in generatie. Aceste fenomene stau la baza
explicarii posibilitatii de transmitere a caracterelor ereditare, aparitia de
variatii si mutatii si mai ales evolutia organismelor vii
Alte forme de diviziune
Diviziunea prin
inmugurire
- se intalneste la unele ciuperci, tipica fiind cea de la drojdia de bere –
Saccharomices cerevisiae
In cazul genezei endospermului secundar
la angiosperme se intalneste o forma speciala de diviziune a nucleului, cu
intarzierea formarii membranelor de separatie; un caz asemanator → la formarea
ascosporilor la ciupercile Ascomycetes
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu