AND-ul material genetic celular

AND-ul material genetic celular

Atat ARN-ul cat si ADN-ul sunt prezente in toate celulele procariote si eucariote. In organismele ce contin atat ARN cat si |ADN materialul genetic este reprezentat intotdeauna de AND.

ADN-ul din cromozomul organismului procariot, AND-ul cromozomilor nucleici ai eucariotelor, cat si cromozomii organitelor celulare ale eucariotelor , materialul genetic este reprezentat intotdeuna de ADN.

ADN aflat in organitele celulare (mitocondrii, cloroplaste), constituie material genetic si au proprietatea de reproducere, detinere si transmitere de informatie genetica.

ADN-ul a fost depistat in diverse structuri ale celulei eucariote, dar cu preponderenta in cromozomii nucleari. ARN-ul depaseste cantitatea de ADN cellular, fiind situat in nucleu, citoplasma si alte organite celulare, ion spoecial in ribozomi. In acest caz ARN nu este material genetic, neavand capacitatea de autoreplicare, capacitatea pe care o detina, in cazul celulelor eucariote, numai ADN,

Formatiuni celulare implicate in realizarea mecanismelor ereditare

Modul de functionare si transmitere a informatiei ereditare depinde de structura si functiile celulei.

Componentele nucleului sunt : membrana, citoplasma, cu unul si mai multi nucleoli. Carioplasma este alcatuit din cariolimfa (sucul nuclear) si cromatina nucleara. Din cromatina nucleara, in cursul diviziunii se vor diferentia cormozimomii, care reprezinta principalul sediu al genelor, respective al informatiei ereditare.

Nucleolii se constituie pe anumiti cromozomi, in regiunea ce detine informatia genetica pennru sinteza de ARN ribozomal. Aceste zone poarta denumeria de organizatori nucleolari.

In zona nucleolului ADN-ul cromozomial ramane partial despiralizat pana in metafaza constituind strangulatii secundare ale cromozomilor nucleolari. Genele ADN, ce detin informatia genetica pentru sinteza ARN-ului ribosomal, se multiplica prin replicari repetate, constituind segmente de ADN extracromozomial. Aceste segmente de ADN sunt inconjurate in interiorul nucleului de cantitati mari de ARN ribosomal, care se afla in diverse stadii de maturare. In structura nucleolului se gasesc marin cantitati de proteine. Aceste proteine, ajunse in nucleu din citoplasma sunt heterogene ca structura si functii. O parte constituie enzime implicate in sinteza ARN-ului, o alta parte reprezinta proteine ce intra in constitutia protoribozomilor nucleolari. Acestea vor trece ulterior in citoplasma, unde vor constitui ribozomii citoplasmici.

Sucul nuclear sau carioplasma, reprezinta mediul in care se realizeaza oate transformarile din nucleu. In cadrul acestui component nuclear este descrisa o matrice nucleara formata din proteine sau greutate moleculara mare, care asigura forma nucleului jucAND un rol de carioschelet si fractiune labila in care se gasesc o serie de proteine solubile cu greutate moleculara mica, ioni, ATP si apa.

Membrana nucleara de natura lipo-proteica, este dubla. Pelicula externa, are atasati pe fata dinspre citoplasma, numerosi ribozomi. Pelicula interna, prezinta o lamina fibroasa, iar intre cele doua foite exista un spatiu perinuclear. Prin acesti pori se realizeaza trecerea proteinelor dinspre citoplasma, precum si iesirea din nucleu a riboproteinelor.

Citoplasma si formatiunile sale implicate in mecanismele ereditare

Citoplasma este alcatuita din protoplasma si organite

Protoplasma cuprinde o parte structurala si matricea

Componenta structurala a protoplasmei este formataa din citomembrane duble, de natura lipo-proteica, ce alcatuiesc sistemul vacuolar - un complec de spatii, tuburi si saci aplatizati. Acestui sistem ii apartine reticului endoplasmic si complexul Golgi

Reticulul endoplasmic constituie partea principala a componentei structurate a protoplasmei. In alcatuirea sa intra doua tipuri de citomembrane: un tip rugos sau granular si un tip neted sau agranular. Proportia in care se afla cele doua tipuri variaza in functie de natura celulei.

Reticul rugos se numeste asa datorita prezentei ribozomilor. Prezenta acestor ribozomi determina caracteristica principala a reticului endoplasmic rugos de a produce substante proteice, respective citomembrane. Produsii de sinteza ai reticulului rugos sunt orientati spre cavitatile interne ale sistemului vacuolar.

Reticului neted este alcatuit din tubusoare, se prezinta ribozomi la suprafata sa externa. La nicelul acestui reticul sunt localizate mai ales enzyme implicate in sinteza glicogenului, lipidelor si sterolilor. Au ca functie principala depozitarea unor astfel de substante.

Matricea protoplasmei este partea protoplasmei necuprinsa in organitele celulare. Prezinta un adevarat mediu intern al celulei contin ADN in general, toti componentii care se pot gasi intr-un organism cu exceptia ADN. In interiorul ei se desfasoara procese esentiale pentru celula asa cum sunt procesele metabolice ale zaharurilor, lipidelor, proteinelor si nucleotidelor, realizarea echilibruluiionic, etc.

Organitele citoplasmei

Aceste organite sunt formatiuni celulare care contribuie direct sau indirect , la realizarea mecanismelor ereditare ale celulelor eucariote. Unele organite celulare detin material genetic si au capacitate de reproducere (mitocondriile, plastidele, centrozomii).

Mitocondriile sunt organite granulare sau filamentoase. Ca structura au un invelis dublu lipopreoteic, contribuind la realizarea celei mai mari parti a ATP-ului cellular. Din aceasta cauza mitocondriile sunt considerate centrele energetice ale celulelor. Mitocondriile contin ADN mitocondrial si au capacitate de autoreplicare. Acest ADN are structura circulara, asemanandu-se cu ADN-ul bacterian. Mitocondriile detin ribozomi mitocondriali, ARN informational, ARN de transport, precum si enzimele necesare sintezei proteice proprii.

Plastidele sunt organite caracteristice numai celulelor vegetale. Contin pigmenti asimilatoriclorifieni, se numesc cloroplaste. Din punct de vedere structural, plastide;e au o membrana dubla lipo-proteica. Platidele detin material genetic (ADN sub form circulara, asemanatoare tipului bacterian), ribozomi liberi, ARN si intreaga gama de enzime care le permitesa realizeze sinteze proteice. Aceste structuri le confera plastidelor capacitatea de reproducere.

In timpul diviziunii mitotice plastidele nu se distribuie cu exactitate in celulele fiice.

Centriolii ca si mitocondriile si plastidele , au capacitate de autoreproducere, detinand material genetic ADN. Sunt organite caracteristice celulelor animale, dar se pot intalni si la unele plante inferioare de tipul algelor unicelulare. In etapa de sinteza din interfaza celulara, cele doua manunchiuri de tubusoare se separa si fiecare determina sinteza unui nou manunchi dispus perpendicular pe cel vechi. Prin organizarea fusului de diviziune, asigura deplasarea cromozomilor, iar la celulele cu miscare amoeboidale, tot centriolul este coordonatorul acestor deplasari.

Atat centriolii cat si corpii bazali determina formarea microtubulilor din care sunt alcatuite atat fibrele fusului de diviziune, cat si axonema flagelilor.

In timpul diviziunii celulare (la sfarsitul profazei) cele doua perechi de centrioli se separa si migreaza la polul celulei. Intre ele se structureaza fibrele (meridianele) fusului de diviziune, formate din manunchiuri de microtubuli. Cei doi centrioli sunt inconjurati fiecare de centrosfera proteica din care pleaca fibre radiare, alcatuite tot din microtubuli, formand asterul.

Ribozomii sunt formatiuni granulare, care se gasesc fie liberi, fie atasati de membranele reticulului endoplasmic. Ribozomii sunt alcatuiti in principal din ARN ribosomal si proteine, continand de asemenea apa si ioni de Mg si Ca.

Ribozomii nu au capacitate autosintetica, nu contin material genetic. Ribozomi incep sa se sintetizeze in nucleu la nivelul nucleolilor sub forma de protoribozomi sau ribozomi nucelolari, care trec apoi in citoplasma, unde li se adauga un nou set de proteine, care le confera proprietati specifice.

Functia esentiala a robozomilor este de realizare a sintezei proteice. ARN-ul mesager ajuns in citoplasma, leaga 4-5 ribozomi constituind un polisom activ. Aceste formatiuni reprezinta "atelierele" de fabricare a proteinelor celulare.

Complexul Golgi Definitiveaza activitatea reticului endoplasmic si a ribozomilor liberi, nu are rol genetic direct.

Lizozomii sunt vezicule intracelulare, rotunde ovoidale. Dselimitate de membreane lipoproteice. Contin hidrolaze acide , cu rol de realizare a digestiei celulare si implicit, autoliza celulara. Lizozomii se formeaza prin desprinderea lor din cisternele complexului Golgi.

Membrana celulara

Plasmalema se racordeaza sistemului reticular si prezinta pori. Biosintezansaneste specificata si controlata de nucleu prin intermediul metabolismului cellular, caruia ii asigura functionarea materialului ereditar. Un rol preponderant in aceasta directie ii revine nucleului. ADN-ul cromozomial specifica si dirijeaza procesele metabolice din celula, in principal, sinteza proteinelor. Organitele citoplasmatice care detin material genetic propriu asigura, impreuna cu celelalte sisteme citoplasmatice, realizarea informatiei ereditare.