În acest articol vom discuta despre structurile celulare la alge cu ajutorul unor diagrame.

I. Peretele celular:

Peretele celular al majorității algelor este celulozic. Acesta conține, de asemenea, hemiceluloză, mucilagii, pectină și alte substanțe precum acid alginic, fucoidină, fucină, carbonat de calciu, siliciu etc. în diferite combinații în diferite grupuri de alge. Studiile la microscopul electronic arată că peretele celulozic este alcătuit din microfibrile de celuloză de grosime variabilă, care rămân orientate în mod diferit într-o matrice granulară.

Peretele celular al diatomeelor este silicificat și prezintă structuri secundare caracteristice. La Cyanophyceae, peretele celular este compus din mucopeptide constând în principal dintr-o peptidă de câțiva aminoacizi legați covalent de aminozaharuri, glucozamină și acid muramic.

Acest complex muco- este prezent și în peretele celular al bacteriilor. Un adevărat perete celular lipsește la anumite alge, cum ar fi Gymnodinium și Pyramimonas. În schimb, ele posedă o membrană de delimitare cunoscută sub numele de peliculă.

II. Protoplastul:

Conținutul protoplasmatic al unei celule se numește protoplast. Protoplastul algelor eucariote este înconjurat de o graniță externă lipoproteică, numită membrană celulară, și este format din unul sau mai multe nuclee, de obicei sferice sau elipsoidale, și citoplasmă.

Membrana celulară este alcătuită din lipide și proteine și este de natură mozaică fluidă, ca toate celelalte sisteme membranare biologice. Ea este foarte subțire și elastică și permeabilă selectiv. Ea controlează trecerea materialelor în interiorul și în afara celulelor.

În toate algele eucariote (Chlorophyceae etc.), nucleul este un corp sferic sau eliptic bine organizat. Acesta rămâne înconjurat de o membrană nucleară distinctă. Partea interioară este ocupată de un reticul de cromatină înglobat într-o matrice numită cariozomie. Membrana nucleară este dublu stratificată. Membrana externă este continuă cu reticulul endoplasmatic.

Care nucleu conține unul sau mai mulți nucleoli sau endosomi. Numărul de nucleoli variază la diferite alge. Poate fi unul, doi sau mai mulți. Cromozomii pot avea un centromer localizat sau difuz. Numărul de cromozomi variază de la specie la specie – cel mai mic număr fiind n=2 (de exemplu, Porphyra linearis), în timp ce cel mai mare este n=592 (Netrium digitali).

În celula algală eucariotă există organite celulare legate de membrană, cum ar fi cloroplastele, mitocondriai, aparatul Golgi, reticulul endoplasmatic și, în unele cazuri, pata oculară sau stigmatul.

În celula algală procariotă (membri cianofizi), nucleul nu este delimitat de nicio membrană. În schimb, protoplastul se diferențiază în cromoplasma periferică exterioară care conține pigmenți fotosintetici și o centroplasmă interioară incoloră în care materialul genetic nu se găsește în nucleul legat de membrană, iar firele de ADN nu se combină cu histonele pentru a forma cromozomi.

Astfel, centroplasma reprezintă nucleul incipient la Cyanophyceae. De asemenea, nucleul la Dinophyceae nu este cu adevărat eucariot, deși este legat de membrană, dar cromozomii și aparatul mitotic sunt absenți. Citoplasma celulei algale este împărțită în organite celulare și citosol.

1. Cloroplastul:

Cloroplastele sunt caracteristica foarte proeminentă a celulelor algale. Ele poartă pigmenții fotosintetici. Este o structură cu membrană dublă.

Se cunosc diverse forme de cloroplaste la diferite tipuri de alge, dintre care se recunosc de obicei opt tipuri principale: în formă de cupă (de exemplu, Chlamydomonas și Volvox), discoid (de exemplu, Chara, Vaucheria și diatomee centrice), parietal (de ex, Chaetophorales, Phaeophyceae, Rhodo- phyceae, multe Chrysophyceae și diatomee penate), în formă de centură sau în formă de C (de exemplu, Ulothrix), spiralată (de exemplu, Spirogyra), reticulată (de exemplu, Oedogonium, Hydrodictyon și Cladophora), stelată (de exemplu, Zygnema) și cu nervuri (de exemplu, Volvocales). Structura de bază a cloroplastului este aproape similară în tot regnul vegetal.

Există trei regiuni structurale majore în cloroplast:

1. Un înveliș format din două membrane cu un spațiu închis.

2. Stroma mobilă care conține enzimele solubile pentru metabolism, sinteza proteinelor și stocarea amidonului, și

3. Membranele lamelare interne foarte bine organizate care conțin pigmenți și sunt implicate în captarea și transducția energiei.

Sistemul lamelar intern formează discuri care sunt stivuite împreună ca niște grămezi de monede pentru a forma grana. Fiecare disc este un sac sau veziculă și se numește thylakoid. Fiecare thylakoid închide un spațiu interthylakoid.

Sistemul thylakoid constituie o cavitate unică și complexă, separată de stromă prin membrana thylakoidă. În membranele thylakoide sunt încorporate sisteme de pigmenți și purtători de electroni, care realizează faza luminoasă a fotosintezei.

La Cyanophyceae, tirocoizii nu sunt închiși în grupuri legate de membrană pentru a forma cloroplaste, în schimb se află liberi în citoplasmă. Tilakoizii sunt sediul clorofilei a, iar pigmenții accesorii se găsesc, de asemenea, pe suprafața lor sub forma unor mici vezicule numite ficobilisomi.

a. Pigmentarea:

Pigmenții care asigură culoarea propriu-zisă a talilor sunt de diferite tipuri:

i. Clorofilele:

Există cinci tipuri de clorofile care se găsesc în alge, Chi a, b, c, d și e. Dintre acestea, clorofila a este prezentă în toate grupele de alge. Clorofila b se găsește numai în Chlorophyceae, clorofila c în Phaeophyceae, Cryptophyceae, Bacillariophyceae și Chrysophyceae, clorofila d în unele alge roșii, iar clorofila e în anumite Xanthophyceae.

ii. Caroteinoidele:

Carotenii și xantofilele constituie împreună carotenoidele. Ei sunt pigmenți fotosintetici accesorii.

Cinci tipuri de caroteni se găsesc în alge: α-caroten în Chlorophyceae, Cryptophyceae și Rhodophyceae; β-caroten în toate grupurile de alge, cu excepția Cryptophyceae; c-caroten în Chlorophyceae; e-caroten în Bacillariophyceae, Cryptophyceae, Phaeophyceae și Cyanophyceae și flavacen în. membri ai Cyanophyceae.

iii. Xantofile:

În alge se găsesc mai multe tipuri de xantofile. Dintre acestea, luteina, violaxantina și neoxantina se găsesc la membrii Chlorophyceae și Phaeophyceae. Fucoxantina este principalul pigment xantofil în Phaeophyceae și Bacillariophyceae, în timp ce myxoxanthophyll, myxoxanthin și oscilloxan- thin se găsesc numai în Cyanophyceae.

iv. Ficobilinele:

Ficobilinele sunt tetr’apirrole liniare solubile în apă. Ele sunt biliproteine de culoare roșie (ficoeritrină) sau albastră (ficocianină). Ele se găsesc numai la Rhodophyceae și Cyanophyceae. Ele funcționează ca pigmenți accesorii prin absorbția și transferul energiei luminoase către centrul de reacție.

b. Pirenoidele:

Pirenoidele sunt corpuri proteice prezente în cloroplaste sau în cromatofori – foarte caracteristice cloroplastelor algelor. Ele sunt de obicei asociate cu sinteza și stocarea amidonului. În Bacillariophyceae ele acumulează lipide. Numărul de pirenoide poate fi unul (de exemplu, Chlamydomonas) sau mai mult de unul (de exemplu, Oedogonium) pe cromatofor.

2. Mitocondrii:

Mitochondriile se găsesc în toate celulele algale, cu excepția Cyanophyceae. Fiecare mitocondrie este înconjurată de un dublu înveliș membranar. Membrana interioară a mitocondriilor vegetale înconjoară o matrice apoasă de soluturi, enzime solubile și glucoza mitocondrială.

Membrana internă este mai mare decât membrana externă și suferă invaginații care produc criste asemănătoare unor saci de formă și număr variabile – de obicei cu un gât îngust. Întreaga mitocondrie este din nou înconjurată de o membrană externă situată aproape de cea internă, lăsând un spațiu intermembranar care este continuu cu spațiul intercristal.

Matricea este fin granulară și foarte proteică. Organelul este de natură semiautonomă, deoarece conține un ADN circular și ribozomi proprii, cu ajutorul cărora își poate sintetiza o parte din proteine. Există, de obicei, mai mult de o mitocondrie pe celulă, dar la Micromonas (Chlorophyceae) fiecare celulă conține o singură mitocondrie

Celulele algelor verzi-albastre nu au mitocondrii. Membrana citoplasmatică este sediul funcțiilor biochimice asociate în mod normal cu organitele membranoase bine definite din celulele eucariote. La fel ca în cazul bacteriilor, membrana celulară se invaginează pentru a forma o structură numită mezosomă, unde sunt localizate enzimele respiratorii.

3. Reticulul endoplasmatic (ER):

Studiile la microscopul electronic indică faptul că celulele algale conțin o rețea membranară extinsă de tubuli și cisterne (sac aplatizat) interconectate, numită reticul endoplasmatic. Membranele RE traversează întreaga citoplasmă.

Reticulul este format din cisterne paralele interconectate, asociate cu ribozomul, atașate la fața citoplasmatică a membranei. Această formă de RE este cunoscută sub numele de reticul endoplasmatic dur (RER), care este un situs major al sintezei proteinelor. Dimpotrivă, membranele ER care nu poartă ribozomul se numesc reticul endoplasmatic neted (SER).

4. Dictiozomii sau aparatul Golgi:

Dictiozomii sau corpurile Golgi se găsesc în toate celulele algale, cu excepția algelor verzi-albastre, și pot fi observate la microscopul electronic. Aparatul Golgi este o componentă a sistemului endomembranar al celulei și pare să servească drept intermediar între reticulul endoplasmatic și membrana plasmatică.

Corpii Golgi pot fi găsiți în regiunea nucleului (de exemplu, Chlamydomonas), în apropierea plastidelor (de exemplu, diatomee și Bulbochaete), sau poate fi găsit oriunde în celulă. Corpurile Golgi sunt compuse din 2-20 de vezicule plate care sunt dispuse în stive.

Care stivă se numește dictiosom. Toți dictiozomii formează în mod colectiv aparatul Golgi. Acesta funcționează în ambalarea materialelor pentru exportul către exteriorul celulei. Este, de asemenea, responsabil pentru formarea de noi membrane plasmatice pentru a susține creșterea sau pentru a o înlocui pe cea pierdută.

5. Punctul ocular sau stigmatul:

Celele vegetative și reproducătoare mobile ale algelor au în partea anterioară, mijlocie sau posterioară a celulei o pată pigmentată, cunoscută sub numele de eye-spot sau stigmat (fig. 3.12). Acesta este implicat direct sau indirect în percepția luminii. Stigmatul se găsește, de obicei, în interiorul thylakoidelor care trec longitudinal prin eye-spot, între două rânduri de granule.

6. Vacuole:

Aproape toate celulele algelor, cu excepția membrilor Cyanophyceae, posedă una sau mai multe vacuole. Fiecare vacuolă este delimitată de o membrană distinctă numită tonoplast.

În formele mobile se găsesc trei tipuri de vacuole:

(i) Vacuolă simplă:

Sunt de dimensiuni foarte mici și prezintă contracții și expansiuni periodice. Se mai numesc și vacuole contractile. Ele aruncă deșeurile metabolice ale celulelor. De asemenea, reglează conținutul de apă al celulei prin evacuarea cantității în exces la intervale scurte de timp. Așadar, au o funcție secretorie.

(ii) Vacuolă complexă:

Aceasta este caracteristica Dinophyceae și Euglenophyceae. Este alcătuită dintr-un citofaringe tubular, un rezervor mare și un grup de vacuole de diferite dimensiuni. Vacuolele îndeplinesc funcția de osmoreglare în interiorul celulei. Uneori, vacuolele stochează, de asemenea, materiale alimentare de rezervă, cum ar fi laminarina și crisolaminarina.

(iii) Vacuolele gazoase:

În celulele membrilor Cyanophyceae există cavități care conțin gaze și care se prezintă sub forma unor grămezi de mici cilindri transparenți cu diametru uniform. Pereții lor sunt liber permeabili la gaze. Vacuolele de gaz dau flotabilitate formelor planctonice și servesc, de asemenea, ca ecrane de protecție împotriva luminii strălucitoare incidente.

7. Flagelul:

Celulele vegetative sau reproductive mobile sunt prezente în toate grupurile de alge, cu excepția Cyanophyceae și Rtiodophyceae. Mișcarea se realizează prin acțiunea de bătaie a unor mici apendice protoplasmatice filiforme sau filiforme asemănătoare unor fire, numite flageli. Acestea variază în. număr, lungime, poziție și prezența sau absența firelor de păr în număr diferit. Numărul variază de la unul la patru sau mai multe.

Ei sunt în principal de două tipuri:

1. Biciul sau acronematicul:

Aceștia sunt flageli cu suprafața netedă, fără păr, cu suprafața netedă-.flagelați (Fig. 3.13A, Fig. 3.14A) și

2. Acrila sau Pleuronematică:

Aceștia au unul sau mai multe rânduri de peri filamentoși fini laterali, cunoscuți sub numele de mastigoneme sau flămânzi

Ei se mai clasifică în:

a. Pantonematice. În cazul în care mastigonemele sunt dispuse în două rânduri opuse (Fig. 3.13B).

b. Pantoacronematică. Flagelul pantonematic cu o fibrilă terminală se numește pantoacronematic (Fig. 3.13C).

c. Stichonematic. Are mastigoneme unilaterale (Fig. 3.13D).

Dacă numărul de flageli pe celulă este mai mare de unul și este identic, se numește izoconte, iar când este disimilar, se numește heteroconte.

Rădăcini flagelare în alge:

Flagelii sunt emergența extrem de fină, hialină a citoplasmei. În mod obișnuit, la baza fiecărui flagel (fig. 3.15A) se află un singur granuleț, blefaroplastul sau corpul bazal. În cazul în care celula algală are un perete ferm, flagelul iese printr-un por.

Care flagel are un filament subțire central sau axial, axonemul. Axonemul este înconjurat de o membrană citoplasmatică sau de un înveliș format de o prelungire a membranei celulare sau plasmatice. Învelișul se termină chiar înainte de vârful flagelului. Porțiunea apicală goală a axonemului se numește extremitate.

În secțiune transversală, flagelul (Fig. 3.15B) prezintă două fibrile singlet centrale înconjurate de nouă fibrile dublete periferice. Fiecare fibrilă este acoperită de o membrană, iar cele două centrale sunt acoperite în continuare de o membrană suplimentară.