Celula eucariotă: structură și organite celulare

Celula eucariotă are un nucleu delimitat de membrană și o citoplasmă organizată în compartimente: organitele celulare. Pentru BAC biologie trebuie să știi, pentru fiecare organit, structura pe scurt și funcția, plus diferențele dintre celula vegetală și cea animală. Mai jos le ai grupate după rolul lor, ca să le înveți logic, nu ca pe o listă.

Organizarea generală a celulei eucariote

Orice celulă eucariotă are trei componente fundamentale: membrana celulară (plasmalema), care o delimitează, citoplasma, în care se află organitele, și nucleul, care conține materialul genetic. Celulele vegetale și cele ale ciupercilor au, în plus, un perete celular la exteriorul membranei.

Avantajul compartimentării este că fiecare proces are loc într-un spațiu separat, cu enzimele lui: respirația în mitocondrii, fotosinteza în cloroplaste, digestia intracelulară în lizozomi. Celula procariotă nu are această compartimentare — diferența este explicată în articolul despre celula procariotă.

Membrana celulară și peretele celular

Membrana celulară este formată dintr-un dublu strat de fosfolipide în care sunt incluse proteine (modelul „mozaicului fluid”). Are permeabilitate selectivă: permite trecerea unor substanțe și o blochează pe a altora. Prin ea au loc schimburile cu mediul — difuzie, osmoză, transport activ cu consum de ATP.

Peretele celular, prezent la celula vegetală, este rigid și format în principal din celuloză. Dă formă celulei, o protejează și o împiedică să se spargă atunci când absoarbe apă prin osmoză. Nu îl confunda cu membrana: peretele este permeabil, pe când membrana este cea care face selecția.

Nucleul — centrul de comandă

Nucleul conține informația genetică și controlează activitatea celulei. Componentele lui:

• învelișul nuclear — o membrană dublă, cu pori prin care trec moleculele între nucleu și citoplasmă (de exemplu ARN-ul mesager);
• nucleoplasma — mediul intern al nucleului;
• cromatina — ADN asociat cu proteine; în timpul diviziunii se condensează și formează cromozomii;
• nucleolul — corpuscul fără membrană, implicat în formarea ribozomilor.

Majoritatea celulelor au un singur nucleu, dar există excepții: hematiile mature ale mamiferelor nu au nucleu, iar fibrele musculare striate sunt multinucleate.

Organitele de sinteză și transport

Gândește-te la aceste organite ca la o linie de producție a proteinelor.

• Ribozomii — organite fără membrană, formate din ARN ribozomal și proteine. Sunt sediul sintezei proteinelor. Se găsesc liberi în citoplasmă sau atașați de reticulul endoplasmatic. Mecanismul sintezei îl găsești în articolul despre transcripție și traducere.
• Reticulul endoplasmatic (RE) — o rețea de canale și cisterne delimitate de membrane. RE rugos are ribozomi pe suprafață și participă la sinteza și transportul proteinelor; RE neted nu are ribozomi și participă la sinteza lipidelor.
• Aparatul Golgi — un teanc de cisterne turtite; preia proteinele de la RE, le modifică, le sortează și le „ambalează” în vezicule, care le duc spre membrană (secreție) sau spre alte organite. Este foarte dezvoltat în celulele secretoare.

Traseul unei proteine de export: ribozom de pe RE rugos → RE → aparat Golgi → veziculă → membrana celulară → exteriorul celulei.

Organitele energetice: mitocondria și cloroplastul

Mitocondria este „centrala energetică” a celulei. Are două membrane: una externă netedă și una internă cutată, care formează criste. Interiorul se numește matrice. Aici au loc etapele aerobe ale respirației celulare (ciclul Krebs și lanțul respirator), în care se produce cea mai mare parte a ATP-ului. Celulele cu consum mare de energie, cum sunt cele musculare, au multe mitocondrii. Etapele respirației sunt explicate în articolul despre respirația celulară aerobă.

Cloroplastul există doar în celulele vegetale fotosintetizante (și la alge). Are tot două membrane, iar în interior conține un sistem de tilacoide (grupate în grana), cufundate într-o substanță fundamentală numită stromă. Pe membranele tilacoidelor se află clorofila, unde se desfășoară faza de lumină a fotosintezei; în stromă are loc faza de întuneric. Detalii în articolul despre fotosinteză.

Ambele organite au ADN propriu și ribozomi proprii și se pot multiplica prin diviziune — un detaliu care apare uneori în grile. Cloroplastele fac parte din grupul plastidelor, alături de cromoplaste (cu pigmenți galbeni, portocalii sau roșii, care colorează florile și fructele) și leucoplaste (incolore, depozitează substanțe de rezervă, de exemplu amidon).

Lizozomi, vacuole, centrozom

• Lizozomii — vezicule cu enzime digestive; realizează digestia intracelulară și distrug organitele uzate. Sunt caracteristici celulei animale.
• Vacuolele — în celula vegetală adultă există de obicei o vacuolă mare, centrală, plină cu suc vacuolar; menține turgescența celulei și depozitează substanțe. În celula animală vacuolele sunt mici și temporare.
• Centrozomul — format din doi centrioli; participă la formarea fusului de diviziune în celula animală. Plantele superioare nu au centrioli, dar formează totuși fus de diviziune. Rolul fusului în separarea cromozomilor este explicat în articolul despre etapele mitozei.

Celula vegetală vs. celula animală

Ultimul rând e la fel de important ca celelalte: și celula vegetală are mitocondrii. Plantele respiră continuu, iar o grilă care afirmă că „celula vegetală nu are mitocondrii, pentru că are cloroplaste” este o capcană clasică.