4.3 La cèl·lula eucariota

Les cèl·lules eucariotes són el resultat evolutiu de les cèl·lules procariotes, per la qual cosa són cèl·lules més complexes funcionalment i estructuralment. Acostumen a ser més grans que les procariotes, ja que la majoria tenen entre 10 i 100 µm de diàmetre, tot i que algunes poden ser molt més grans.

Es caracteritzen per tenir una estructura membranosa que embolcalla el material genètic i que, en conjunt, forma el nucli cel·lular. El material genètic està constituït per diverses molècules d’ADN, bicatenari, lineal, que es troba en forma de cromatina.

Totes les cèl·lules eucariotes presenten una membrana plasmàtica molt semblant. Algunes presenten una membrana de secreció per sobre de la plasmàtica.

Interiorment, les cèl·lules eucariotes són molt complexes. A l’interior del citoplasma es troben les estructures mancades de membrana, el sistema endomembranós, els orgànuls transductors d’energia i el nucli.

Les estructures mancades de membrana que hi ha en el citoplasma són els ribosomes, el centrosoma i el citoesquelet, que està format per microtúbuls, els filaments intermedis i els microfilaments.
El sistema endomembranós és el conjunt d’estructures intercomunicades i de vesícules aïllades que en deriven, que poden ocupar gairebé la totalitat del citoplasma. Cada tipus d’estructures membranoses desenvolupa una funció diferent. S’hi distingeixen el reticle endoplasmàtic, que s’estén a continuació de la membrana nuclear, l’aparell de Golgi, al seu torn també relacionat amb les membranes del reticle endoplasmàtic, els vacúols i els lisosomes.
Els orgànuls transductors d’energia són els mitocondris i els cloroplasts. Són orgànuls que tenen una doble membrana. La seva funció és la producció d’energia, tant si és a partir de l’oxidació de la matèria orgànica, tal com passa en els mitocondris, com a partir de l’energia lluminosa, tal com succeeix en els cloroplasts.
El nucli de les cèl·lules eucariotes consta d’una membrana nuclear constituïda per una bicapa lipídica, i que presenta molts porus. En el nucleoplasma hi ha el material genètic en forma de cromatina dispersa, i, enmig d’aquesta, una, dues o tres condensacions materials anomenades nuclèols.

Els organismes formats per cèl·lules eucariotes poden ser unicel·lulars (com els protozous o els llevats) tot i que aquestes cèl·lules solen agrupar-se formant organismes multicel·lulars (com les algues) o pluricel·lulars veritables, amb molts tipus diferents de cèl·lules organitzades en teixits i òrgans.

Les cèl·lules eucariotes constitueixen els individus que es troben dins dels regnes Protozous, Cromistes, Animal, Fongs i Plantes.

Dins d’aquest tipus d’organització cel·lular eucariota trobem dos grups que presenten certes característiques diferents: les cèl·lules vegetals i les cèl·lules animals. Entre elles hi ha diferències estructurals (presenten orgànuls exclusius) i funcionals (la cèl·lula vegetal és autòtrofa, mentre que l’animal és heteròtrofa).

En la cèl·lula animal, hi pot haver una membrana de secreció de mucopolisacàrids, l’anomenada matriu extracel·lular. Els vacúols són petits i s’anomenen vesícules, el nucli sol ser al centre, hi ha un centrosoma format per dos centríols. Pot presentar cilis, flagels o emetre pseudòpodes.

El polisacàrid amb funció de reserva energètica que es troba a les cèl·lules animals és el glicogen.

En la cèl·lula vegetal destaca la presència d’una paret cel·lular de secreció gruixuda de cel·lulosa, l’existència en general d’un vacúol gran central que desplaça el nucli des del centre cap a un costat, i la presència de plasts, com ara els amiloplasts, que emmagatzemen el polisacàrid midó, i els cloroplasts, on es duu a terme la fotosíntesi.

Paret cel·lular. Present a les cèl·lules vegetals, embolcalla la membrana plasmàtica. Està formada per cel·lulosa i confereix forma i resistència a la cèl·lula.
Membrana plasmàtica. Com als procariotes, és una barrera contínua que separa l’interior cel·lular de l’exterior i que permet el pas selectiu de substàncies. És una bicapa fosfolipídica que segueix el model de mosaic fluid. No et perdis aquest vídeo.
Nucli. És un recinte limitat per dues membranes concèntriques travessades per una sèrie de porus que comuniquen el seu interior amb el citoplasma. Conté diverses molècules lineals d’ADN associades a proteïnes i formant els cromosomes. La posició del nucli dins la cèl·lula és variable, des de central a més o menys perifèrica.
Citoplasma. El citoplasma és el contingut de la cèl·lula excloent-hi el nucli. Està constituït per una mescla viscosa, col·loidal i sense estructura, el hialoplasma, dins el qual es troben immersos diversos tipus d’orgànuls, la major part dels quals estan formats per membranes.
Mitocondris. Són orgànuls de forma circular o allargada i de la mida aproximada d’un bacteri. Tenen dues membranes, una externa, llisa i contínua, i una interna que forma plecs cap a l’interior. Els mitocondris tenen petites molècules d’ADN circularsimilar al dels procariotes i ribosomes 70S, raons per les quals poden sintetitzar algunes de les seves proteïnes. Poden dividir-se per a originar nous mitocondris.
Al seu interior té lloc la respiració oxidativa, procés pel qual la cèl·lula obté energia per a les seves funcions. Els mitocondris es van originar, evolutivament, per un procés d’endosimbiosi.
Aparell de Golgi. Està format per un sistema de sacs membranosos tancats i aplanats que s’apilen entre ells. A l’interior d’aquests sacs es modifiquen macromolècules que posteriorment són empaquetades en vesícules que van a l’exterior cel·lular o a altres orgànuls.
Reticle endoplasmàtic (RE). Està format per un conjunt de cisternes i tubs membranosos que s’estén per tot el citoplasma, des de l’exterior del nucli fins a la membrana plasmàtica. Aquest sistema de membranes és continu amb la membrana nuclear externa. Hi ha dos tipus de RE, el RE llis i el RE rugós, essent ambdós continus entre ells. El primer està dedicat a la síntesi i el transport de lípids i sol tenir formes més tubulars; el segon, que té ribosomes associats a la cara citoplasmàtica de la seva membrana (la qual cosa li confereix el seu aspecte rugós), està relacionat amb la síntesi de proteïnes i les formes de les seves cavitats són més aplanades.
Ribosomes. Són ribosomes més grans que els de les cèl·lules procariotes, ribosomes 80S. Es troben dispersos o formant polisomes al hialoplasma o també associats a la membrana del RE rugós.
Citoesquelet. Està format per un conjunt de filaments proteics que travessen el hialoplasma formant una xarxa tridimensional. Hi ha de tres tipus: microtúbuls, filaments intermedis i microfilaments. Confereixen la forma a les cèl·lules animals i estan relacionats també amb diversos tipus de moviments cel·lulars i dels orgànuls. Existeixen també a les cèl·lules vegetals.
Centríols. Són estructures cilíndriques formades per filaments de proteïnes. Prop del nucli n’hi ha dos, disposats de manera perpendicular entre ells, que participen en la formació del fus mitòtic durant la divisió cel·lular i que estan també relacionats amb l’organització del citoesquelet. A la base de cada cili o flagel eucariota trobem també una d’aquestes estructures. Les cèl·lules vegetals superiors no posseeixen centríols.
Lisosomes. Són petites vesícules membranoses que contenen enzims capaços de trencar la major part de les substàncies de la cèl·lula. Tenen com a funció “digerir” restes d’orgànuls o materials que la cèl·lula incorpora de l’exterior. Es troben a les cèl·lules animals, tot i que han estat descrits a algunes cèl·lules vegetals. Els peroxisomes són també vesícules membranoses que contenen enzims que oxiden compostos tòxics.
Vacúols. Són grans vesícules embolcallades de membrana que es troben a les cèl·lules vegetals, on poden arribar a ocupar fins al 90% de l’espai intracel·lular. Al seu interior s’hi acumula aigua i altres substàncies. Tenen diverses funcions: regular la pressió osmòtica, emmagatzemar substàncies (sobretot les que resultarien tòxiques en grans quantitats), “digerir” (paper semblant al dels lisosomes animals) i omplir l’espai de manera que la cèl·lula pugui ocupar un volum major sense necessitat de tenir (i mantenir) més citoplasma.
Plastidis. Són orgànuls membranosos embolcallats per una membrana doble, característics de les cèl·lules vegetals. Existeixen diferents tipus, essent els més importants els cloroplasts, que posseeixen al seu interior uns sistemes de membranes, els tilacoides, que contenen les molècules que participen en la fotosíntesi.
Cilis i flagels. Són orgànuls formats per un complex sistema de túbuls proteics que poden lliscar entre ells, la qual cosa els confereix capacitat de moviment. La seva estructura és absolutament diferent de la dels flagels bacterians. Sobresurten de la cèl·lula embolcallats per la membrana plasmàtica i serveixen per a impulsar-la o bé per a moure el líquid extracel·lular (cilis). Es troben a diversos tipus de cèl·lules animals i en alguns protists.