Biologie Celulară: Structură, Fiziologie, Ciclul Celular și Sinteza Proteică

Flashcarduri de vocabular cuprinzătoare pentru pregătirea examenului de biologie celulară, acoperind structura și organitele celulare, transportul membranar, termodinamica și enzimele, ciclul celular mitotic și mecanismele genetice ale sintezei proteice (transcripție și translație).

Teoria celulară

Concept și principiu de bază al biologiei conform căruia toate organismele vii sunt formate din celule.

Celule procariote

Celule care nu au nucleu, nu au organite și nu se divid prin mitoză (de exemplu: bacteriile).

Celule eucariote

Celule prevăzute cu nucleu și organite, a căror diviziune se realizează prin mitoză (de exemplu: plantele, animalele, oamenii).

Membrana celulară (plasmatică)

Membrană externă compusă în principal dintr-un bistrat lipidic de fosfolipide și proteine cu dispunere tip „sandwich”, având rolul de a delimita celula, de a-i păstra forma, de a separa interiorul celular de mediul extern și de a controla pasajul substanțelor.

Colesterol membranar

Lipid regăsit în cantități mari în membrana plasmatică, cu rolul de a stabiliza lipidele din alcătuirea acesteia și de a-i diminua fluiditatea.

Modelul mozaic fluid

Structură a membranei celulare în care proteinele par să plutească într-un bistrat de lipide, fiind dispuse transmembranar sau periferic.

Proteine transmembranare

Proteine dispuse pe întreaga grosime a membranei plasmatice, proeminente pe ambele fețe ale acesteia, ce funcționează drept canale sau transportori pentru molecule organice.

Proteine periferice

Proteine atașate pe suprafața membranei celulare, multe funcționând ca enzime, iar altele participând la remodelarea celulară din cursul diviziunii și contracțiilor.

Glicoproteine și glicolipide

Complexe formate prin atașarea moleculelor de glucide la proteinele sau lipidele orientate spre exteriorul celulei, având rol în recunoașterea celulară și funcționând drept receptori pentru molecule semnalizatoare (hormoni).

Citoplasmă

Substanță semilichidă fundamentală cu consistență de gel, la nivelul căreia se desfășoară procese metabolice și sinteze proteice și care adăpostește nucleul și organitele celulare.

Reticul endoplasmatic neted (REN)

Organit compus dintr-o rețea de saci și canale membranare interconectate lipsite de ribozomi, la nivelul căruia are loc sinteza lipidelor, formarea membranei și depozitarea calciului.

Reticul endoplasmatic rugos (RER)

Organit membranar constituit din saci și canale pe a căror suprafață se găsesc atașați ribozomi, reprezentând sediul sintezei proteinelor.

Ribozomi

Particule submicroscopice compuse din ARN și proteine, atașate de RE rugos sau libere în citoplasmă, la nivelul cărora are loc combinarea chimică a aminoacizilor pentru a sintetiza proteine.

Aparatul Golgi (Corpul Golgi)

Organit format dintr-un grup de saci membranoși turtiți și curbați la capete, cu rol în procesarea și împachetarea proteinelor și lipidelor în vezicule destinate secreției sau transportului către alte organite.

Lizozom

Organit celular sub formă de sac membranos derivat din aparatul Golgi, ce conține enzime digestive utilizate pentru degradarea particulelor nutritive pătrunse în celulă.

Mitocondrie

Organit celular supranumit „generatorul celulei”, cu partiție interioară, la nivelul căruia degradarea glucidelor, lipidelor și proteinelor furnizează energie stocată sub formă de molecule de ATP în cadrul respirației celulare.

Citoschelet

Rețea interconectată de fibre, filamente și molecule compusă din microtubuli, microfilamente și filamente intermediare din subunități proteice, funcționând ca structură de suport și facilitând deplasarea particulelor în citoplasmă.

Cili

Formațiuni celulare scurte și numeroase, asemănătoare firelor de păr, atașate de corpusculii bazali submembranari, care se ondulează sincron pentru a asigura propulsia fluidelor și a mucusului pe suprafețele celulare.

Flagel

Extensie celulară unică asemănătoare unui fir de păr, ancorată de un corpuscul bazal de sub membrana celulară, responsabilă de mișcarea anumitor celule umane (spermatozoizii).

Înveliș nuclear

Structură membranară dublă alcătuită din două straturi duble de fosfolipide, prevăzută cu pori, cu rol în menținerea formei nucleului și în controlul pasajului de substanțe dintre nucleu și citoplasmă.

Nucleoli

Corpusculi denși din nucleu, lipsiți de membrană proprie, ce conțin ARN și intervin în producția subunităților ribozomale înainte de asamblarea lor în citoplasmă.

Histone

Proteine nucleare ce oferă un cadru de sprijin pentru molecula de ADN, formând prin asociere cu acesta structuri numite nucleozomi.

Nucleozom

Structură formată prin înfășurarea ADN-ului în jurul unui complex de proteine histone; supraspiralizarea a milioane de nucleozomi generează cromozomii condensați.

Gene

Segmente funcționale din structura ADN-ului organizat sub formă de cromozomi, nucleul fiecărei celule umane deținând aproximativ $30.000$ de astfel de unități.

Difuziune

Mecanism pasiv de deplasare a moleculelor dintr-o zonă cu concentrație mai mare spre una cu concentrație mai mică, în sensul gradientului de concentrație (de exemplu: trecerea oxigenului din alveole în capilare).

Osmoză

Formă de difuziune pasivă ce constă în trecerea apei printr-o membrană semipermeabilă dintr-o zonă cu o concentrație mai mică a substanței dizolvate (solvit) către o zonă cu o concentrație mai mare a acesteia.

Soluție hipertonă

Soluție externă cu o concentrație de solvit mai mare decât cea din citoplasma celulară (de exemplu: soluție salină de $5\%$ comparativ cu citoplasma de $1\%$), care provoacă ieșirea apei prin osmoză și micșorarea („zbârcirea”) celulei.

Soluție hipotonă

Soluție cu o concentrație de solvit mai redusă decât cea din celulă (de exemplu: soluție salină de $0,3\%$), ceea ce determină pătrunderea apei în celulă prin osmoză, provocând umflarea sau lizarea acesteia.

Soluție izotonă

Soluție în care concentrația de solvit din mediul extracelular este egală cu cea din interiorul celulei (aproximativ $1\%$ sare), condiție în care nu se constată flux net de osmoză.

Difuziune facilitată

Transport pasiv al moleculelor în sensul gradientului de concentrație (de la concentrație mare la mică) realizat prin intermediul proteinelor transportoare membranare (de exemplu: intrarea glucozei în hematii).

Transport activ

Mecanism transmembranar prin care substanțele sunt deplasate împotriva gradientului de concentrație (de la mic la mare) cu ajutorul proteinelor transportoare, necesitând consum direct de energie provenită din ATP.

Endocitoză

Proces prin care o zonă a membranei celulare se pliază și înglobează particule sau fluide externe, delimitând o veziculă care se desprinde și migrează în citoplasmă.

Fagocitoză

Tip de endocitoză specific înglobării de particule solide (de exemplu: ingestia bacteriilor de către leucocite).

Pinocitoză

Tip de endocitoză specializat în înglobarea de picături de lichid de la suprafața celulei.

Exocitoză

Proces prin care veziculele citoplasmatice migrează și fuzionează cu membrana plasmatică, deschizându-se și eliberându-și conținutul în mediul extracelular (de exemplu: secreția de hormoni, neurotransmițători sau mucus).

Energie de activare

Cantitatea de energie de natură chimică sau termică necesară pentru a iniția o reacție chimică în celulă.

Reacție exergonică

Reacție chimică însoțită de eliberare de energie, în cadrul căreia produșii finali au o încărcătură energetică inferioară reactanților.

Reacție endergonică

Reacție chimică ce necesită absorbția de energie din alte resurse, stocând-o în compușii rezultați.

Enzime

Catalizatori biologici de natură proteică ce accelerează reacțiile biochimice fără a suferi modificări, acționând prin scăderea energiei de activare necesare.

Substrat

Substanța chimică specifică asupra căreia acționează o enzimă în cadrul unei reacții catalizate.

Zonă activă

Regiune cheie din structura unei enzime la nivelul căreia se leagă substratul pentru a forma produșii finali de reacție.

Catalază

Enzimă responsabilă de degradarea rapidă a apei oxigenate (peroxidul de hidrogen) în apă și oxigen.

Cale metabolică

Succesiune de reacții chimice celulare catalizate de enzime, incluzând degradarea moleculelor mari (catabolism) sau sinteza acestora (anabolism).

Denaturare proteică

Proces prin care o proteină își pierde structura fizică nativă și funcția biologică sub influența căldurii în exces sau a modificărilor de mediu.

ATP (adenozin trifosfat)

Moleculă constituită din adenină, riboză și 3 grupări fosfat unite prin legături macroergice; scindarea grupării fosfat terminale degajă circa $7,3\,\text{kcal}/1\,\text{mol ATP}$, reprezentând sursa imediată de energie a celulei.

Cromatină

Masă dispersată compusă din filamente de ADN despiralizat și histone, prezentă în nucleul celulei în interfază, ce conține informația genetică necesară sintezei proteice.

Faza G1

Prima etapă a interfazei de după mitoză, caracterizată prin creșterea în dimensiuni a celulei, sinteza activă de proteine structurale și enzime, cromozomii aflându-se sub formă de cromatină despiralizată ($46$ de cromatide).

Faza S

Etapă a interfazei caracterizată prin replicarea completă a ADN-ului nuclear și sinteza de proteine și centrioli; numărul de cromatide crește de la $46$ la $92$, asociate în câte $46$ de cromozomi bicromatidieni.

Faza G2

Perioadă a interfazei pregătitoare pentru diviziune, în care cromatina începe să se condenseze și se asamblează filamentele de microtubuli ce alcătuiesc fusul de diviziune.

Profaza

Prima fază a mitozei în care cromatina se condensează în cromozomi vizibili formați din două cromatide surori unite prin centromer, nucleolii dispar, învelișul nuclear se dezasamblează, iar centriolii migrează spre poli formând fusul de diviziune și asterul.

Kinetocor

Structură specializată situată la nivelul centromerului fiecărui cromozom, ce conține o proteină motorie responsabilă de atașarea pe filamentele fusului și de deplasarea cromozomilor.

Placa ecuatorială (metafazică)

Aranjament format în planul median al celulei în cursul metafazei, alcătuit din alinierea a $92$ de cromatide organizate în $46$ de cromozomi bicromatidieni.

Anafaza

Fază a mitozei declanșată prin clivarea centromerilor, în cursul căreia câte $46$ de cromozomi monocromatidieni sunt trași către polii opuși ai celulei, adoptând o formă caracteristică în „V”.

Telofaza

Ultima fază a diviziunii nucleare în care cromozomii ajung la polii opuși, se despiralizează în cromatină, fusul de diviziune se descompune, nucleolii reapar și învelișul nuclear se reface.

Citokineza

Procesul de diviziune efectivă a citoplasmei prin formarea unui șanț de clivare la nivelul plăcii ecuatoriale și contracția microfilamentelor, soldat cu separarea a două celule fiice independente.

ARN mesager (ARNm)

Tip de ARN sintetizat în nucleu care transcrie codul genetic din ADN și îl transferă în citoplasmă la ribozomi pentru a fi folosit ca matriță în sinteza proteinelor.

ARN de transfer (ARNt)

Moleculă de ARN din citoplasmă ce leagă un aminoacid specific și îl transportă la ribozom, având un anticodon complementar codonului de pe molecula de ARNm.

ARN ribozomal (ARNr)

Formă de ARN care intră în compoziția structurală și funcțională a ribozomilor celulari.

Transcripție

Prima etapă a sintezei proteice ce are loc în nucleu, constând în construirea unei catene complementare de ARNm pe baza catenei matriță de ADN sub acțiunea ARN-polimerazei.

Catena matriță de ADN

Catena din dublul helix al ADN-ului citită nucleotidă cu nucleotidă de către ARN-polimerază pentru producerea ARNm-ului, cealaltă catenă rămânând dormantă.

Codon

Secvență formată dintr-un grup de 3 nucleotide din catena de ARNm (de exemplu: CGA) care codifică un aminoacid specific în cursul translației sau un semnal de oprire.

Translație

A doua etapă majoră a sintezei proteice, desfășurată la nivelul ribozomilor, prin care codul genetic din ARNm este decodificat într-o secvență specifică de aminoacizi asamblați în lanț polipeptidic.

Anticodon

Triplet de nucleotide expus pe molecula de ARNt care recunoaște și se împerechează complementar cu codonul corespunzător de pe molecula de ARNm la nivelul ribozomului.

Codoni stop

Trei codoni specifici din catena de ARNm care nu codifică aminoacizi, semnalizând ribozomului oprirea adăugării aminoacizilor când proteina este completă.

Introni

Secvențe intercalate necodante din structura moleculei primare de ARNm, lipsite de informație pentru sinteza proteică, care sunt eliminate înainte de formarea ARNm-ului funcțional matur.

Exoni

Regiuni funcționale codante ale genelor ce reprezintă aproximativ $5\%$ din materialul genetic uman (partea exprimată a genomului), unite pentru a alcătui molecula finală de ARNm matur.

ARN de reglare

Molecule de ARN care controlează expresia genică și sinteza proteică la nivel celular prin mecanisme specifice de control.