CELULA VEGETALA

 

Plasmalema (membrana celulara). Este pelicula lipoproteica de la periferia citoplasmei, cu structura moleculara complexa si dinamica. Prezinta conexiuni cu celelalte componente ale citoplasmei. Structura ei de baza (fig. 2) este asemanatoare celei a membranelor ce compartimenteaza spatiul intern celular si delimiteaza diferite organite. Modelul de structura a acestor membrane a fost elaborat de Singer S.J. si Nicolson G.L. (1972) si denumit modelul mozaicului fluid.

Principala functie a plasmalemei este aceea de mediere a transportului substantelor în si în afara protoplastului.

Matrixul citoplasmic (substanta fundamentala). Are o structura asemanatoare celei trabeculare din oasele spongioase. Este constituit însa din fibre proteice contractile dispuse în retea. Ochiurile retelei sunt umplute cu o faza fluida bogata în apa.

În matrixul citoplasmic se afla suspendati ceilalti constituenti ai citoplasmei.

Reticulul endoplasmic. Este un complex tridimensional de membrane care, privit în sectiune, apare alcatuit din doua membrane de tip mozaic fluid. Reticulul endoplasmic reprezinta un sistem de canalizare a materialelor în diferite parti ale celulei si se afla în continuitate cu membrana externa a învelisului nuclear (fig. 1 si fig. 6).

Plastidele. Sunt componente celulare proprii plantelor autotrofe. Fiecare plastida are un învelis din doua membrane de tip mozaic fluid, care delimiteaza o substanta mai mult sau mai putin omogena, stroma, si un sistem de membrane, tilacoidele. Dupa pigmentii pe care îi contin pot fi: cloroplaste (fig. 1 si fig. 3) care contin clorofile si pigmenti carotenoizi, cro-moplaste care acumuleaza si sintetizeaza pigmenti caro-tenoizi si dau culorile gal-ben, portocaliu si rosu unor flori, frunze îmbatrânite, fructe si radacini si leuco-plaste care nu au pigmenti, dar sintetizeaza si acumulea-za amidon (amiloplastele), uleiuri (oleoplastele), protei-ne (proteinoplastele).

Plastidele pot trece unele în altele: cloroplastele pot evolua în cromoplaste, iar leucoplastele la lumina, pot deveni cloroplaste, etc.

Mitocondriile. Sunt organite celulare abia vizibile cu microscopul optic (au cca ˝ μm), carora microscopul electronic le-a evidentiat o structura complexa (fig. 4).

Mitocondriile sunt considerate centre respiratorii si rezervoare energetice ale celulei. La fel cu plastidele, sunt organite semiautonome, câstigate în decursul evolutiei de catre celula eucariota, prin evenimente simbiotice.

   

A B

Fig. 4 - Organizarea mitocondriei: A - schema evidentiind în spatiu învelisul si cristele mitocondriale (dupa Nougarčde, A., 1969) si B - structura în sectiune (dupa Kleinsmith, L. Y. si Kish, V. M., 1995): 1 - membrana externa; 2 - membrana interna; 3 - criste; 4 - matrix; 5 - spatiu perimitocondrial; 6 - ADN; 7 - particule F₁; 8 - ribozomi.

Dictiozomii. Totalitatea lor în celula reprezinta aparatul Golgi. Fiecare dictiozom este alcatuit dintr-o grupare de 4-8 cisterne turtite (fig. 5 si fig. 6) ce emit vezicule cu substante (mai ales polizaharide) destinate sintezei peretelui celular.

Ribozomii. Sunt particule mici (doar 17-23 nm în diametru) din proteine si ARN. Gruparile de ribozomi, polizomii (fig. 1), reprezinta locurile în care aminoacizii sunt înlantuiti spre a forma proteine.

Microtubulii. Se gasesc în toate celulele eucariote si sunt structuri cilindrice ce directioneaza veziculele dictiozomice pentru cresterea ordonata a peretelui celular.

Vacuolele. Sunt compartimente celulare (fig. 1) înconjurate de o singura membrana elementara de tip mozaic fluid, numita tonoplast. În interior se afla un fluid mai putin vâscos decât matrixul celular numit suc celular (suc vacuolar). Sucul celular contine multa apa în care se gasesc, ca solutii sau pseudosolutii, saruri anorganice, mono- si dizaharide, acizi organici, glicozide si alcaloizi.

Vacuolele depoziteaza unele substante de rezerva, dar si unele glicozide colorate, ca antocianii, ce dau culorile violet, albastru sau nuante de rosu petalelor unor flori si unor organe vegetative, cum este radacina sfeclei.

Substantele ergastice. Sunt produsi inactivi ai protoplastului: unii sunt substante    de depozitare, altii deseuri scoase din metabolism. Acesti compusi pot sa apara sau sa dispara în diferite perioade ale vietii celulelor. Astfel de produsi sunt: granule de amidon, cristale de oxalat de calciu, pigmenti antocianici, rasini, gome, taninuri, corpusculi proteici. Substantele ergastice se acumuleaza în matrixul citoplasmic, în organite, în vacuole sau chiar în peretele celular.

Nucleul. La nucleul din interfaza s-au evidentiat: învelis nuclear din doua membrane de tip mozaic fluid, considerat drept o portiune specializata, diferentiata local a reticulului endoplasmic (fig. 6); carioplasma care este substanta fundamentala, alcatuita din fibrile proteice interconexate si care include cromatina; cromatina care reprezinta forma interfazica, despiralizata a cromozomilor; nucleolii alcatuiti mai ales din proteine si care reprezinta locul de sinteza a ARN_r.

La nucleul aflat în mitoza cromatina se condenseaza treptat în cromozomi. Fiecare cromozom are câte doua cromatide surori (fig. 7) prinse la nivelul centromerului, iar fiecare cromatida are în alcatuire câte o molecula de ADN dublu catenara.

Nucleul determina ce molecule sa fie sintetizate si când sa fie sintetizate si stocheaza informatia genetica, transmitând-o celulelor fiice la diviziunea celulara.

Peretele celular. Repre-zinta, alaturi de plastide si va-cuole, element structural carac-teristic celulei vegetale.

Compozitia chimica a peretelui celular difera cu specia de planta, vârsta si functia celulei, fiind realizata din trei categorii de substante:

- substante cristaloide, cum este celuloza, care îndeplinesc rol scheletic; moleculele de celuloza sunt grupate mai multe împreuna în microfibrile groase de 10-25 nm, iar microfibrilele se asociaza prin rasucire în asa numitele fibrile; la rândul lor, fibrilele se pot învârti una în jurul alteia, asemanator fibrelor unui cablu, alcatuind macrofibrile de circa 0,5 μm diametru;

- matrix, care este constituit din hemiceluloze, substante pectice si glicoproteine; matrixul reprezinta un liant ce înglobeaza substantele cu functie scheletica;

- substante încrustante, întâlnite numai la peretii cu modificari secundare; între substantele încrustante se remarca lignina, abundenta în peretii celulelor din xilemul (lemnul) tulpinii, unde substituie hemicelulozele si substantele pectice, conferind rigiditate peretelui celular (alte substante încrustante sunt suberina si cutina care impermeabilizeaza peretele celular pentru apa si gaze si respectiv taninurile care confera rezistenta la putrezire).

În structura peretelui celular se disting lamela mijlocie si peretele primar, iar la unele celule si un perete secundar (fig. 8).

Lamela mijlocie, numita si substanta intercelulara, este alcatuita din pectine. La colturile celulei cliveaza, delimitând spatiile intercelulare (meaturi) (fig. 1).

Peretele primar este caracteristic celulelor implicate în procese metabolice ca fotosinteza, respiratia si secretia. Peretii primari nu sunt uniformi ca grosime, ci au zone subtiri numite câmpuri de punctuatiuni primare (fig. 1). La nivelul acestora, trec fire citoplasmice, numite plasmodesme, ce interconecteaza protoplastii vii ai celulelor adiacente.

Peretele secundar se constituie prin activitatea protoplastului dupa oprirea cresterii celulei (peretele primar si-a oprit extinderea). În astfel de celule proto-plastul moare dupa ce a format peretele secundar. Celuloza este mai abundenta ca în peretele primar, iar substantele pectice lipsesc, astfel ca peretele secundar este mai rigid si mai greu extensibil. Hemicelulozele matrixului sunt în cazul lemnului secundar substituite de lignina care ajunge în acest caz la 40-50% din materia peretelui.

La adaugirea peretelui secundar, câmpurile de punctuatiuni primare ale peretelui primar sunt exceptate. În felul acesta iau nastere în peretele secundar întreruperi numite punctuatiuni, ce pot fi punctuatiuni simple sau cu cavitati si atunci se numesc punctuatiuni areolate (fig. 9). Punctuatiunile a doua celule vecine se afla fata în fata, alcatuind perechi de punctuatiuni.

DIVIZIUNEA CELULARĂ

Procesul de diviziune consta din doua etape consecutive: mitoza si citochineza.

Prin mitoza nucleul genereaza doi nuclei fii, fiecare morfologic si genetic echivalent celuilalt si totodata nucleului tata.

Citochineza implica împartirea portiunii citoplasmice a unei celule si separarea nucleilor fii în doua celule independente.

Celulele în diviziune trec printr-o succesiune regulata de evenimente, numita ciclu celular. Ciclul celular cuprinde interfaza si cele patru faze ale mitozei.

În interfaza, cromozomii, initial monocromatidici, se autoduplica, devenind cu câte doua cromatide, fiecare constând dintr-o unitate veche si una noua (replicare semiconservativa).

În profaza mitozei (fig. 10) cromozomii se scurteaza si se îngroasa, iar învelisul nuclear se dezorganizeaza. În metafaza cromozomii se dispun în planul ecuatorial al fusului de diviziune (mitotic). În anafaza cele doua cromatide ale fiecarui cromozom se separa, astfel ca devin cromozomi fii, iar loturile de cromozomi fii se îndeparteaza migrând spre câte un pol. În telofaza loturile de cromozomi fii ajung la câte un pol celular, dupa care se alungesc si redevin fibre subtiri, iar învelisul nuclear se reorganizeaza.

Fig. 10 - Diviziunea mito-tica: A, B, C - profaza; D - metafaza; E - anafaza; F- telofaza; 1 - nucleoplasma; 2 - învelisul nuclear; 3 - nucleol; 4 - cromozom; 5 - cromatide; 6 - centromer; 7 - fus acromatic; 8 - cromo-zomi fii; 9 - fragmoplast; 10 - placa celulara (dupa Raven, P.H. si colab., 1987)

Spre deosebire de mitoza, în cazul diviziunii reductionale, numita si meioza, numarul de cromozomi se va reduce de la 2n la n cu formarea a patru celule. De fapt procesul consta din doua diviziuni, una heterotipica în care dintr-o celula 2n rezulta doua celule cu n cromozomi si alta homeotipica în care fiecare dintre celulele n se va diviza, cu pastrarea garniturii de n cromozomi.