Celula, diviziunea celulară și diversitatea lumii vii
Studiem unitatea de bază a vieții — celula procariotă și eucariotă — diviziunea celulară prin mitoză și meioză, țesuturile și clasificarea viețuitoarelor în regnuri.
1.🦠 Celula procariotă și celula eucariotă
Celula este unitatea structurală și funcțională a tuturor organismelor vii. Celula procariotă, caracteristică bacteriilor și arheelor, este mică (1–10 µm) și nu are nucleu individualizat: materialul genetic (un cromozom circular de ADN) se află liber în citoplasmă, în zona numită nucleoid. Are membrană celulară, perete celular, ribozomi, iar uneori capsulă și flageli.
Celula eucariotă (10–100 µm), prezentă la protiste, fungi, plante și animale, are nucleu delimitat de membrană nucleară și organite specializate: mitocondriile (respirația celulară și producerea de ATP), reticulul endoplasmatic (sinteza și transportul substanțelor), aparatul Golgi (prelucrarea și secreția), lizozomii (digestia intracelulară), ribozomii (sinteza proteinelor).
Celula vegetală se deosebește de cea animală prin perete celular de celuloză, cloroplaste (sediul fotosintezei) și o vacuolă mare, centrală. Celula animală are centrozom, implicat în diviziune, și vacuole mici sau absente.
| Caracteristică | Celula procariotă | Celula eucariotă |
|---|---|---|
| Nucleu | absent (nucleoid) | prezent, delimitat de membrană |
| Dimensiuni | 1–10 µm | 10–100 µm |
| Organite cu membrană | absente | prezente (mitocondrii, RE, Golgi) |
| Exemple | bacterii, arhee | protiste, fungi, plante, animale |
- Procariote: fără nucleu individualizat — bacteriile; eucariote: cu nucleu și organite.
- Mitocondria = „centrala energetică”; cloroplastul = sediul fotosintezei.
- Celula vegetală: perete celulozic, cloroplaste, vacuolă mare; celula animală: centrozom.
2.➗ Diviziunea celulară: mitoza
Mitoza este diviziunea prin care dintr-o celulă-mamă rezultă două celule-fiice identice genetic cu ea, având același număr de cromozomi (2n → 2n). Ea asigură creșterea organismelor, regenerarea țesuturilor și înmulțirea asexuată.
Mitoza este precedată de interfază, în care ADN-ul se replică. Urmează patru faze: profaza (cromozomii se condensează și devin vizibili, membrana nucleară se dezorganizează), metafaza (cromozomii se aliniază în placa ecuatorială, prinși de fusul de diviziune), anafaza (cromatidele-surori se despart și migrează spre polii celulei) și telofaza (se refac nucleii, iar citoplasma se divide prin citochineză).
Erorile de control al mitozei pot duce la înmulțirea necontrolată a celulelor — mecanismul aflat la baza tumorilor.
- Mitoza: 2n → două celule 2n, identice genetic.
- Fazele: profază, metafază, anafază, telofază (PMAT).
- Rol: creștere, regenerare, înmulțire asexuată.
3.🔀 Diviziunea celulară: meioza
Meioza este diviziunea prin care se formează celulele reproducătoare (gameții): dintr-o celulă diploidă (2n) rezultă patru celule haploide (n), fiecare cu jumătate din numărul de cromozomi. La om, din celule cu 46 de cromozomi rezultă gameți cu 23.
Meioza cuprinde două diviziuni succesive. În meioza I, cromozomii omologi se împerechează și pot face schimb de fragmente (crossing-over), apoi se separă — este etapa reducțională, care înjumătățește numărul de cromozomi. Meioza II seamănă cu o mitoză: se despart cromatidele-surori.
Prin crossing-over și prin distribuirea întâmplătoare a cromozomilor materni și paterni, meioza generează variabilitate genetică — de aceea frații nu sunt identici. La fecundație, doi gameți haploizi refac celula-ou diploidă.
- Meioza: 2n → patru celule n (gameți).
- Meioza I este reducțională; crossing-over = schimb de fragmente între cromozomi omologi.
- Meioza creează variabilitate genetică; fecundația reface numărul diploid.
4.🧩 Țesuturile
Țesutul este o grupare de celule cu aceeași formă și funcție. La plante, țesuturile pot fi embrionare (meristeme — asigură creșterea prin diviziuni continue) și definitive: de apărare (epiderma), fundamentale (asimilator, de depozitare), conducătoare (lemnos — transportă seva brută; liberian — seva elaborată), mecanice (de susținere) și secretoare.
La animale există patru tipuri fundamentale de țesuturi: epitelial (acoperă suprafețe și formează glande), conjunctiv (leagă și susține — include țesutul osos, cartilaginos, adipos și sângele), muscular (striat scheletic, neted și miocardul) și nervos (neuroni și celule gliale).
Țesuturile se asociază în organe, organele în sisteme de organe, iar acestea formează organismul — niveluri de organizare tot mai complexe.
- Țesuturi vegetale: meristeme, de apărare, fundamentale, conducătoare, mecanice, secretoare.
- Țesuturi animale: epitelial, conjunctiv, muscular, nervos.
- Niveluri: celulă → țesut → organ → sistem de organe → organism.
5.🌐 Clasificarea viețuitoarelor: cele cinci regnuri
Pentru a ordona diversitatea uriașă a lumii vii, organismele sunt clasificate în unități sistematice (taxoni): specie, gen, familie, ordin, clasă, încrengătură, regn. Specia este unitatea de bază — totalitatea indivizilor asemănători, care se pot reproduce între ei și lasă urmași fertili. Fiecare specie are o denumire științifică dublă (nomenclatura binară), de exemplu Homo sapiens.
Clasificarea pe cinci regnuri cuprinde: Monera (procariote — bacteriile și cianobacteriile), Protista (eucariote unicelulare — euglena, parameciul, amibele, algele unicelulare), Fungi (ciupercile — heterotrofe, cu perete celular chitinos), Plantae (plantele — autotrofe fotosintetizante: mușchi, ferigi, gimnosperme, angiosperme) și Animalia (animalele — heterotrofe, mobile: de la spongieri și viermi la artropode, pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere).
Virusurile nu sunt incluse în regnuri: ele nu au structură celulară și nu pot să se înmulțească decât în interiorul celulelor pe care le parazitează — sunt situate la granița dintre viu și neviu.
- Taxoni: specie → gen → familie → ordin → clasă → încrengătură → regn.
- Cele cinci regnuri: Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia.
- Virusurile nu au structură celulară — nu aparțin niciunui regn.