TIPURI DE CELULE: CELULE PROCARIOTE, CELULE EUCARIOTE - BIOLOGIE - 2025

Două tipuri de celule alcătuiesc toate organismele vii pe care le putem identifica în natură; acestea sunt cunoscute sub numele de procariote și eucariote. Primele sunt tipice pentru unele microorganisme, în timp ce cele din urmă formează organisme multicelulare la fel de complexe ca plante și animale.

Celulele reprezintă unitatea de bază de viață, care este cunoscută mai mult sau mai puțin din 1840. Se spune că sunt „unități de bază”, deoarece în cadrul fiecăruia există aceleași procese pe care le recunoaștem în organisme „superioare” sau superioare. complex.

Schema celor două tipuri de celule din natură: eucariote și procariote. Sunt prezentate principalele părți, care arată diferențele dintre ele (Sursa: Nu este furnizat niciun autor care poate fi citit de către mașină. Mortadelo2005 presupus (bazat pe revendicări de copyright). Via Wikimedia Commons)

Astfel, o celulă este cea mai mică ființă vie care poate să se hrănească, să metabolizeze, să crească și să se reproducă, lăsând urmași (o celulă poate veni doar dintr-o altă celulă preexistentă).

Dimensiunea celulelor poate varia foarte mult. Dacă avem în vedere dimensiunea unei bacterii mici, care poate măsura puțin peste 100 de microni și o comparăm cu cea a neuronului unei ființe adulte, care poate măsura până la 1 metru, vom găsi o diferență de aproximativ 6 ordine de mărime.

Cu toate acestea, întrucât procesele care apar în cadrul lor sunt similare, diferitele tipuri de celule au multe caracteristici. De exemplu, toate sunt înconjurate de o membrană care le separă de mediul din jurul lor și care permite trecerea selectivă a substanțelor dintr-o parte în alta.

Spațiul înconjurat de această membrană conține un fel de lichid sau fluid numit citosol, în care sunt componentele intracelulare care fac posibilă metabolizarea și reproducerea, pentru a numi câteva procese.

Citosolul tuturor celulelor conține (separat prin membrane interne sau nu) materialul ereditar compus din acizi nucleici; cantitate mare de proteine ​​structurale și cu activitate enzimatică; ioni, carbohidrați și alte molecule de natură chimică diferită.

Unele celule au un perete celular care își acoperă membrana plasmatică și care le oferă o anumită rigiditate, suport și rezistență mecanică și chimică. În plus, atât organismele procariote cât și cele eucariote pot avea structuri precum cilia și flagelul, care servesc mai multor scopuri.

Celule procariote

Celulele procariote sunt celule relativ simple. Numele său vine de la grecescul „pro”, care înseamnă înainte, și „karyon” care înseamnă nucleu, iar acesta este folosit pentru a denumi organismele cu un nucleu primordial sau „primitiv”, care nu au un nucleu membranos.

Organismele procariote sunt bacteriile și arhaea. Bacteriile reprezintă unul dintre cele mai importante grupuri de ființe vii din punct de vedere ecologic și practic (antropocentric vorbind), precum și în ceea ce privește abundența lor (număr de indivizi).

Diagrama unei celule procariote «medii» (Sursa: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats). Etichete spaniole de Alejandro Porto. Via Wikimedia Commons)

Arhaea, abundentă ca bacteriile, locuiește în locuri inospitale și ostile, cum ar fi saramuri, izvoare vulcanice sau situri fierbinte și foarte acide.

Există multe diferențe între arhaea și bacterii, dar numai cele mai distinctive caracteristici ale bacteriilor vor fi menționate mai jos, deoarece acestea sunt cel mai cunoscut grup.

- Caracteristici

Procariotele au dimensiuni și forme foarte variabile, care depind fundamental de specia și de modul de viață luate în considerare. Bacteriile, de exemplu, se disting morfologic în cocci și bacili.

Coccii sunt forme aproape sferice și se pot asocia între ele pentru a forma agregate celulare (similare cu o grămadă de struguri) care sunt caracteristice unor specii.

Bacilii au formă de tijă, dar lățimea și lungimea lor sunt foarte variabile; Acestea pot fi, de asemenea, asociate între ele, formând lanțuri similare cu un „șnur” de chorizo.

Salmonella typhimurium (roșu) invadând celulele umane. Autor: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH De SUA gov (fișier: SalmonellaNIAID.jpg), prin Wikimedia Commons

Celulele procariote au un număr mare de structuri, care sunt responsabile de realizarea tuturor proceselor lor vitale. Una dintre caracteristicile care diferențiază o bacterie de orice celulă eucariotă este absența structurilor membranoase interne.

Cu alte cuvinte, bacteriile nu au organele citosolice precum cele găsite în eucariote (mitocondrii, nucleu, reticulul endoplasmic etc.).

- Piese ale unei celule procariote

O bacterie; celule procariote, organisme unicelulare

Părțile care se pot distinge în majoritatea procariotelor sunt membrana plasmatică, ribozomii, corpurile de incluziune, regiunea nucleoidă, spațiul periplasmic, peretele celular, capsula, fimbria și pili și flageli.

Plasma sau membrana celulară

Membrana care acoperă celulele bacteriene îndeplinește diferite funcții ca o interfață între ele și mediul lor. Este alcătuit din lipide dispuse sub formă de stratură și câteva proteine ​​asociate care, împreună, formează o structură nu mai mare de 10 nm.

Fațetele stratului care „fac față” „în” și „în afara” celulelor conțin porțiunea hidrofilă a lipidelor, în timp ce interiorul lor este foarte hidrofob. Proteinele asociate pot fi integrale sau periferice, în funcție de natura chimică a asocierii lor.

Procariotele nu au structuri membranoase interne, cu toate acestea, membranele lor plasmatice pot forma invaginații sau pliuri proeminente în interiorul lor și acestea îndeplinesc funcții diferite.

citoplasma

Citoplasma este spațiul dintre membrana celulară și nucleu; conține citosol. Este destul de similar cu citoplasma celulelor eucariote.

citosol

Membrana plasmatică cuprinde o substanță lichidă cunoscută sub numele de citosol. Nu există proteine ​​citoscheletice sau organule membranoase în acest fluid, dar se pot distinge „regiuni” cu funcții definite și componente specifice.

Un bun exemplu al unor „structuri” asociate cu citosolul bacteriilor este cel al corpurilor de incluziune, care sunt granule compuse din material organic sau anorganic înglobat în matricea citosolică.

Ribozomi și chaperoni moleculari

În citosolul unei celule procariote se poate observa un număr mare de particule (uneori asociate cu membrana plasmatică) care sunt responsabile pentru sinteza proteinelor celulare; Acestea sunt cunoscute sub denumirea de ribozomi și se găsesc și în celulele eucariote, deși sunt mai mari la acestea din urmă.

În strânsă asociere cu ribozomii există și proteine ​​numite chaperone moleculare, responsabile de colaborarea cu plierea proteinelor sintetizate de ribozomi.

Nucleoid

Celulele procariote posedă în mod normal o moleculă de ADN care alcătuiește un cromozom circular cu două cateni. Acest cromozom nu este închis într-un nucleu delimitat de o membrană, ci este ambalat într-o regiune definită a citosolului.

Această regiune este cunoscută sub numele de regiunea nucleoidă sau nucleară. Aceasta este cea care conține toate informațiile genetice care definește caracteristicile unei bacterii și cea care se reproduce în momentul diviziunii celulare.

Peretele celular al bacteriilor

Toate bacteriile au un perete celular care înconjoară membrana plasmatică. Această structură este foarte importantă pentru supraviețuirea procariotelor, deoarece le conferă o anumită rezistență împotriva lizei osmotice.

În funcție de caracteristicile peretelui celular, s-au distins două grupuri mari de bacterii: Gram Positive și Gram Negative.

Peretele celular al bacteriilor Gram-pozitive este compus dintr-un strat omogen de peptidoglican (N-acetil glucozamină și acid N-acetilmuramic) care înconjoară membrana plasmatică.

Bacteriile gram-negative au, de asemenea, un perete celular peptidoglican pe membrana plasmatică, dar au și o membrană exterioară suplimentară care le înconjoară.

Spațiul dintre peretele celular și membrana plasmatică a ambelor tipuri de bacterii se numește spațiul periplasmic, unde sunt adăpostiți un număr mare de enzime și alte proteine ​​cu funcții importante.

Unele bacterii, pe lângă peretele celular, conțin un strat de polizaharide și glicoproteine ​​care acționează pentru a proteja împotriva desicării sau atacul de agenți patogeni, cum ar fi bacteriofagii; funcționează și în procesele de aderență celulară.

Plasmidele

Plasmidele sunt structuri circulare ale ADN-ului. Sunt purtători de gene care nu sunt implicați în reproducere.

Capsulă

Se găsește în unele celule bacteriene și ajută la reținerea umidității, ajută celula să adere la suprafețe și nutrienți. Este un înveliș exterior suplimentar care protejează celula atunci când este absorbită de alte organisme.

Pili

Celulele procariote au, de asemenea, structuri externe cunoscute sub numele de "pili", care sunt un fel de "fire de păr" la suprafața acestor celule și care de multe ori joacă roluri importante în schimbul de informații genetice între bacterii.

Material genetic (ADN și ARN)

Celulele procariote au cantități mari de material genetic sub formă de ADN și ARN. Deoarece celulele procariote au lipsă de nucleu, o singură catenă circulară mare de ADN se găsește în citoplasmă care conține cea mai mare parte a genelor necesare pentru creșterea, reproducerea și supraviețuirea celulelor.

Celulele eucariote

Exemplu de celulă eucariotă (celulă animală) și părțile sale (Sursa: Alejandro Porto prin Wikimedia Commons)

Celulele eucariote constituie majoritatea organismelor pe care le vedem în natură. Eucariotele sunt drojdii și alți ciuperci unicelulare, copaci uriași ca sepoie și mamifere maiestuoase precum balenele albastre.

În comparație cu celulele procariote, celulele eucariote sunt considerabil mai mari și mai complexe, deoarece au un număr mare de organele interne și sisteme membranoase complexe încorporate în citosol.

Cuvântul "eucariot" provine din grecescul "eu", care înseamnă adevărat și "karyon", care înseamnă nucleu și este folosit pentru a denumi celule care au un "nucleu adevărat", delimitat de o membrană.

- Caracteristici

Animalele, plantele, ciupercile și unele organisme unicelulare, cum ar fi ameba și drojdia sunt formate din celule eucariote.

Cu diferențele lor, celulele care alcătuiesc aceste organisme au o organizare internă complexă: au un nucleu membranos și o mare diversitate de organele interne, membrane separate.

- Piese ale unei celule eucariote

citoplasma

Este situat între membrana plasmatică și nucleu, în interiorul acesteia se află organelele și citoscheletul. Spațiile care sunt conținute de membranele organelelor constituie microcompartimentele intracelulare.

Membrană plasmatică

Nucleul celulelor eucariote

Nucleul este cel mai proeminent și caracteristic organel intracelular al unei celule eucariote. Este „recipientul” unde materialul genetic (acizii nucleici) este închis în asociere strânsă cu proteinele numite „histone”, care formează cromozomi eucarioti.

Această organelă este delimitată de învelișul nuclear, care corespunde unei perechi de membrane concentrice care separă componentele nucleare de restul citosolului și care are funcții importante din punctul de vedere al exprimării genelor.

mitocondriile

mitocondriile

Citosolul unei celule eucariote are și alte organele membranoase foarte importante, responsabile de generarea energiei care poate fi folosită de celulă: mitocondriile.

Datorită acestor organele, organismele vii au capacitatea de a trăi în prezența oxigenului.

Mitocondriile sunt structuri „în formă de tijă”, asemănătoare cu o bacterie (consultați teoria endosimbiotică), au propriul genom, astfel încât acestea se reproduc aproape independent de celula care le adăpostește și au două membrane, una extrem de pliată internă și una externă. , care se confruntă cu citosolul.

Un schimb constant de metaboliți și informații are loc între mitocondrii, citosol și unele dintre organele membranoase ale celulelor eucariote, care sunt esențiale pentru funcționarea celulei.

ribozomii

Sunt structuri esențiale pentru sinteza proteinelor. Sunt formate din ARN ribozomal și proteine. Ribozomii servesc la fabricarea proteinelor.

cloroplaste

cloroplastelor

Plantele, algele și cianobacteriile, pe lângă mitocondrii, au organele (plastide) specializate în fotosinteză. Acestea conțin numeroase invaginații și procese membranoase interne, care sunt bogate în pigmenți și enzime specifice.

Reticulul endoplasmic grosier (RER)

Este o zonă a reticulului care are ribozomi asociați cu membrana organelor. În ea, proteinele sunt modificate și sintetizate. Funcția sa principală este de a produce proteine ​​care acționează în afara celulei sau în interiorul unei vezicule.

Reticulul endoplasmatic neted (REL)

Această regiune a reticulului nu are ribozomi, astfel că aspectul său neted este responsabil pentru sinteza lipidelor și steroizilor.

Complex sau aparat Golgi

Complexul Golgi este definit ca o „stivă de sacuri aplatizate” care sunt acoperite de o membrană. Este unul dintre site-urile de modificare a proteinelor sintetizate în reticulul endoplasmatic și este responsabil pentru distribuția lor în alte regiuni ale celulei și către exterior.

endosomii

Endosomii pot fi descriși ca compartimente limitate de o membrană care face parte din mecanismele endocitozei. Funcția principală este clasificarea proteinelor care sunt trimise prin vezicule și transmise către destinațiile lor finale, care ar fi diverse compartimente celulare.

lizozomi

Lysozomii sunt organele mici și sunt responsabili pentru digestia intracelulară a proteinelor „învechite”, eliberând compuși nutritivi în citosol.

Perosixomas

Peroxisomii, pe de altă parte, sunt responsabili în primul rând pentru degradarea speciilor de oxigen reactiv și sunt, de asemenea, implicați în oxidarea acizilor grași.

În unele microorganisme parazite există peroxisomi modificați și specializați pentru catabolismul glucozei, motiv pentru care sunt cunoscuți sub denumirea de glicozomi.

vacuole

Celulele vegetale au în mod obișnuit un vacuol, care sunt organele mari de mare importanță pentru creșterea și dezvoltarea plantelor, deoarece ocupă mai mult de 80% din volumul total de celule, conțin apă și au un sistem de endomembran cunoscut ca placa tonală.

citoscheletului

Un alt aspect care diferențiază celulele eucariote de procariote este prezența unei rețele de proteine ​​filamentoase interne care formează un fel de eșafod în citosol.

Acest „eșafod” contribuie nu numai la stabilitatea mecanică a celulelor, dar are și funcții importante pentru comunicarea intracelulară, transportul intern și mișcările celulare.

microtubuli

Face parte din elementele citoscheletului împreună cu filamentele. Ele pot prelungi și scurta, ceea ce este cunoscut sub numele de instabilitate dinamică.

- Cilia și flagela

Așa cum este valabil și pentru bacterii, multe celule eucariote, animale și vegetale, au structuri externe compuse din microtubuli care funcționează în special în locomoție și mișcare.

Flagelele sunt structuri de până la 1 mm lungime, în timp ce cilii pot avea lungimea de 2 până la 10 microni. Aceste structuri sunt abundente în microorganisme și în mici organisme multicelulare.

La animale și plante există, de asemenea, celule cu cili și flageli. Acesta este cazul flagelului celulelor spermei și al cililor care aliniază suprafețele celulare care alcătuiesc epiteliile interne ale unor organe.

centrioles

Centriolele sunt structuri goale, în formă de cilindru, care sunt formate din microtubuli. Derivații săi generează corpurile bazale ale cililor și apar doar în celulele de tip animal.

filamentele

Ele pot fi clasificate în filamente de actină și filamente intermediare. Celulele actinei sunt filamente flexibile ale moleculelor de actină, iar intermediații sunt fibre asemănătoare cu frânghie, care se formează din diferite proteine.

proteasomes

Sunt complexe proteice care degradează enzimatic proteinele deteriorate.

Referințe

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologia celulară esențială. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Enger, E., Ross, F., & Bailey, D. (2009). Conceptele în Biologie (ediția a 13-a). McGraw-Hill.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Biologie moleculară celulară (ediția a 5-a). Freeman, WH & Company.
4. Meshi, T., & Iwabuchi, M. (1995). Factorii de transcriere a plantelor. Fiziologia celulelor plantelor, 36 (8), 1405-1420.
5. Prescott, L., Harley, J., & Klein, D. (2002). Microbiologie (ediția a 5-a). Companiile McGraw-Hill.
6. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologie (ediția a 5-a). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Fiziologia plantelor (ediția a 5-a). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.