Morfologia generala a celulei

Morfologia generala a celulei

1. Tipuri de celule

Celula este unitatea elementara a lumii vii, produs al unei indelungate evolutii, cu o ordine interna complexa ce-i confera capacitatea de crestere, dezvoltare si reproducere, precum si o organizare dinamica aflata in relatii de echilibru cu mediul inconjurator.

Dupa organizarea celulara, lumea vie a fost grupata in doua categorii: procariote si eucariote. Organizarea de tip procariot este caracteristica arhebacteriilor, bacteriilor propriu-zise (eubacteriilor) si cianobacteriilor (algelor albastre verzi) iar cea de tip eucariot, mult mai complexa, este caracteristica tuturor organismelor vegetale si animale.

Procariotele se caracterizeaza printr-o organizare structurala si functionala simpla; nu au nucleu si membrana celulara iar materialul genetic, de baza, este reprezentat printr-un singur cromozom, alcatuit dintr-o macromolecula de ADN si ARN. Inmultirea celulelor procariote se face prin impartirea egala a celulei initiale in doua celule fiice, fenomen numit sciziparitate.

Celulele eucariote (eucitele) au o organizare foarte complexa, acestea continand nucleu, organite citoplasmatice, citoschelet. Complexitatea structurala si functionala a cromozomilor atinge cel mai inalt grad, acestia fiind alcatuiti din ADN, ARN, proteine histonice, proteine nonhistonice, lipide, ioni de calciu si magneziu.

2. Identificare formei si a marimii celulelor

2. 1. Forma celulelor

Celulele eucariote prezinta o mare diversitate de forme, in special eucitele animale. Forma celulelor este controlata atat de factori interni (activitatea functionala, varsta, vascozitatea citoplasmatica, structura interna, caracterele suprafetei celulare) cat si de factori externi (presiunea sau vascozitatea mediului).

Celulele se pot grupa in celule cu forma variabila si celule cu forma constanta (fixa). Celulele cu forma variabila isi desfasoara activitatea intr-un mediu lichid (celule sangvine) si au, de regula, forma sferica sau ovala (tabel 1).

Tabel 1. Forma celulelor

    .

a. b. c. d

Fig. 1 - Tipuri de celule

a.      spermatozoid; b. ovul; c. celula nervoasa; d. celula bazofila

2. 2. Marimea celulelor

In general, diametrul celulelor are valori cuprinse intre 10-30µ. Exista situatii cand aceste limite sunt depasite si anume: ovocitul (cea mai mare celula din organism) are un diametru de 250 µ; celulele granulare din scoarta cerebrala au undiametru de 3-4 µ.

Dimensiunile celulelor sufera modificari in raport cu starea functionala, cu conditiile de mediu in care isi desfasoara activitatea si cu varsta astfel ca celulele tinere au diametrul mai mare decat celulele adulte sau imbatranite.

Volumul celulelor variaza intre 200-1500µ fiind constant pentru un anumit tip de celula si independent de marimea organismului.

Un rol important il are raportul nucleo-citoplasmatic, modificarea unuia ducand la modificarea celuilalt; de exemplu, masa unei celule bacteriene este de aproximativ 10^-12g iar cea a unui ovocit uman de aproximativ 10^-8g.

3. Evidentierea nucleului

Nucleul este o structura intracitoplasmatica avand rolul de a cantona informatia genetica si de a controla si coordona intreaga activitate a celulei.

Fig. 2 - Structura celulei umane

3. 1. Forma nucleului

In mod obisnuit, forma nucleului este la fel cu cea a celulei din care face parte:

● sferic, in celulele sferice (ovocite);

● cubic, in celulele ce formeaza endoteliul cailor biliare;

● ovalar, in celulele piramidale sau prismatice;

● bastonas sau fusiform in celulele musculare striate;

● bilobat in leucocitele mature.

3. 2. Conturul nucleului - neregulat in celulele secretorii (foliculi tiroidieni, fibra musculara) si regulat in celulele epiteliului cubic si prismatic.

3. 3. Pozitia nucleului in celula

In general, pozitia nucleului este centrala dar poate fi modificata de anumiti factori (acumularea de substante de rezerva sau de granule de secretie, varsta celulei).

3. 4. Dimesiunile nucleului

Dimensiunile nucleului pot varia de la o celula la alta in functie de specie si de varsta iar in cadrul aceleeasi celule in functie de fazele ciclului celular. La celulele umane, dimesiunea nuclelui este cuprinsa intre 3-25 µ.

3. 5. Structura morfologica a nuclelui

La microscopul optic, nucleul interfazic apare ca un organit vezicular, delimitat de o membrana vizibila, avand in interior 1-2 nucleoli refringenti si carioplasma.

Fig. 3 - Componentele nucleului

a. Membrana nucleara

- la microscopul optic, are aspectul unei linii fine care separa continutul nucleului de cel citoplasmatic.

- in microscopia electronica, este constituit din doua membrane trilaminate separate printr-un spatiu clar, cisterna (spatiul perinuclear) ce are o grosime de 10-15nm.

    Fig. 4 - Aspectul membranei nucleare

b. Cromatina - se prezinta sub forma unor granule si este dispusa sub doua aspecte: condensata si eucromatina.

1. Cromatina condensata - este reprezentata de formatiuni intens colorate, de forma si dimensiuni variabile, numite cromocentrii. Totalitatea cromocentrilor formeaza heterocromatina. Folosind coloranti specifici(coloranti bazofili) din heterocromatina se delimiteaza:

- cromatina sexuala X care reprezinta un cromozom X intens heterocromatinizat in celulele somatice care au 2 cromozomi

- cromatina sexuala Y, care reprezinta 2 3 distale din bratul lung al cromozomului Y

2. Eucromatina - formata din granule de cromatina fin dispersata, slab colorata cu colorantii specifci.ADN-ul din compozitia cromatinei se identifica prin colorare cu colorantul Fulgen (ADN-ul se coloreaza in rosu-violet).

    Fig. 5 - Eucromatina

c. Nucleolii

au forma sferica si contin o cantitate mare de ARN;

- evidentierea celor doi acizi nucleici de face cu verde de metil pironina (verdele are

afinitate pentru ADN, colorandu-l in verde iar pironina are afinitate pentru ARN,

colorandu-l in rosu).

Fig. 6 Nucleolii

d. Sucul celular

- reprezinta continutul nucleului, in care se gasesc cromatina si nucleolii;

- are aspect omogen

3.6. Izolarea nucleilor hepatici

Tehnicile de izolare a nucleilor pot fi impartite in doua categorii si anume:

► tehnici de izolare a nucleilor in medii apoase;

► tehnici ce utilizeaza medii de suspendare apoase

Izolarea nucleilor hepatici intr-un mediu de suspendare cu acid citric

● Principiul metodei: in mediul de suspendare cu acid citric se solubilizeaza proteinele citoplasmatice si se inlatura aderenta lor la membrana nucleara

● Dezavantaj: datorita pH-ului scazut al mediului se elibereaza o parte din histonele cromatinei, se dizolva o serie de fosfolipide, cu consecinte negative asupra structurii cromatinei.

● Mod de lucru:

- prelevarea ficatului; cantarirea acestuia pentru un raport de omogenizare potrivit, 1g/10mL mediu de dispersie

- maruntirea grosiera cu foarfeca;

- omogenizarea im solutie de acid citric 2,5% cu pH

- filtrarea cu palnia Büchner pe fundul careia se aduce o rondea de tifon;

- centrifugarea la 3000 rpm timp de 10 minute (sedimenteaza faza nucleara);

- resuspendarea sedimentului in acid citric 2,5% si centrifugare 10 minute;

- realizarea de frotiuri de nuclei din sedimentul rezultat

- uscarea frotiurilor 5-10 minute la aer.