CELICA - Arnes
Transcript of CELICA - Arnes
CELICA
1.CELIČNA TEORIJA
2. ZGRADBA CELICE
3. EVOLUCIJA CELICE
Robert Hook
CELIČNA TEORIJA
1.Teodhore Schwann (zoolog)
2. Matthias Schleiden (botanik)
3.Rudolf Wirchow (zdravnik, antropolog)
CELIČNA TEORIJA
• Celica je gradbena in funkcionalna enota živega.
• Nove celice lahko nastanejo le z delitvijo obstoječih celic.
• Celice vsebujejo dedni zapis z navodili za razvoj in delovanje.
• …
RAZNOLIKOST CELIC
RAZNOLIKOST CELIC
VELIKOST CELIC JE OMEJENA
PROKARIONTI
EVKARIONTI
RASTLINSKA CELICA
ŽIVALSKA CELICA
CELICA GLIV
ZRNATI CELIČNI ORGANELIRibosomi
• Zgradba: iz rRNA in proteinov. Velikosti navajamo s svedbergi (S) - merilo za hitrost posedanja pri centrifugiranju. Evkarionti: 80S; prokarionti:70 S.
• Lega: prosto v citosolu, vezani na ER ali na jedrno ovojnico. Mitohondriji in kloroplasti imajo lastne ribosome.
• Funkcija: prevajanje mRNA v protein. Delujejo kot katalizatorji sinteze beljakovin. Nekateri antibiotiki delujejo na ribosome, celice ne morejo sintetizirati proteinov, zato se njihova rast ustavi.
ENOMEMBRANSKI CELIČNI ORGANELIEndoplazemski retikulum
Gladki ER = agranulirani ER = AER
Zgradba: cevaste strukture, ni ribosomov.
Lega: ob zrnatem ER; običajno predstavlja manjši delež ER, izjeme: hepatocite, celice nadledvične žleze.
Funkcija:
• Sinteza fosfolipidov (gradniki mb).
• Sinteza steroidov (endokrine žleze).
• Razstrupljanje (v jetrnih celicah).
• Transport beljakovin do GA.
SER = sarkoplazemski retikulum
• Specializiran AER v mišicah.
• Mrežasto obdaja posamezne miofibrile.
• V njem se kopičijo Ca-ioni, ki regulirajo krčenje mišičnih vlaken.
Zrnati ER = granularni ER = GER
Zgradba: membranske cisterne, ribosomi
Lega: zunanja jedrna ovojnica se nadaljuje v GER; več GER v celicah, ki izločajo beljakovine npr. encime ali protitelesa.
Funkcija:
• Sinteza membranskih beljakovin.
• Sinteza sekrecijskih beljakovin.
Golgijev aparat = GA
Golgijev aparat
Zgradba: cisterne naložene v skladovnice. Na konveksni = CIS-strani je povezan z ER. Na konkavni = TRANS- strani se odcepljajo vezikli.
Lega: povezan z ER.
Funkcija: modifikacije, razvrščanje in pakiranje produktov v vezikle za uporabo v celici ali celično sekrecijo oz. eksocitozo, npr. hormoni in Ig.
Funkcija:
• V GA encimi modificirajo proteine z dodajanjem ogljikovih hidratov (glikozilacija) in fosfatov (fosforilacija), ki predstavljajo signal za določeni organel ali eksocitozo.
• Vključen v sintezo glikolipidov in glikoproteinov.
• 80 % metabolizma v GA pri rastlinah namenjeno sintezi polisaharidov, kot so hemiceluloza in pektini, ki gradijo celično steno.
• Protein, lipidi in polisaharidi se prenašajo iz GA do cilja preko veziklov, ki se odcepljajo iz trans Golgijevega omrežja.
Membranski transport
Lizosomi
Lizosomi
Zgradba: vezikli, ki vsebujejo encime za razgradnjo proteinov, NK, ogljikovih hidratov in lipidov. Nastanejo z odcepljanjem od GA.
Funkcija:
• Heterofagija: razgradnja snovi, ki vstopajo v celico.
• Avtofagija: razgradnja lastnih snovi in nefunkcionalnih celičnih organelov.
• Primarni lizosom: vezikli z encimi.
• Sekundarni lizosom (prebavna vakuola): nastane, ko se primarni lizosom združi endocitotskim veziklom.
• Terciarni lizosom (rezidualna telesa): lizosom z nepredelanimi snovmi.
Vakuola
Vakuola
• pri zrelih rastlinskih celicah največji organel, saj lahko zavzema več kot 95% celične prostornine.
Zgradba: obdana z membrano - tonoplastom, znotraj je vodna raztopina - vakuolni sok. Velika vakuola nastane z zlivanjem veziklov ER in GA ter manjših vakuol.
Lega: v sredini celice, obdana s citosolom.
Funkcija:
• zaradi privzemanja vode se vakuola poveča in stisne citoplazmo z vsemi organeli ob plazmalemo in proti celični steni ustvarja turgorski pritisk - turgor, ki omogoča celično čvrstost.
• v vakuoli so: voda, encimi, ioni (Ca2+, K+ ), soli, barvila, kristali, alkaloidi, rastni hormoni, založne beljakovine, čreslovine ali tanini idr.
• deluje kot organel za skladiščenje tako založnih (sladkorji, beljakovine) kot odpadnih produktov metabolizma.
DVOMEMBRANSKI CELIČNI ORGANELIMitohondrij
Zgradba
• valjaste oblike, velikost: 1-3µm
• deli: zunanja membrana (gladka), notranja membrana (nagubana), kriste, matriks, mitohondrijska DNK, ribosomi
• število mitohondrijev v celicah je različno in je odvisno od presnovne aktivnosti celic
Funkcija
• celično dihanje: skupno ime za metabolnereakcije v celici, s katerimi si pridobi energijo iz organskih molekul; energija se sprošča v procesu oksidacije organskih molekul
• »tovarne energije« - je zelo poenostavljena predstavitev mitohondrijev, v resnici sodelujejo pri številnih metaboličnih procesih: sinteza hemoglobina, metabolizem holesterola (sinteza estrogena in testosterona), metabolizem neurotransmitorjev
Kloroplast
Zgradba
• lečasti/kroglasti; premer: 5-10µm, v celici: 40-200
• deli: zunanja membrana, notranja membrana, tilakoidna membrana, medmembranskiprostor, tilakoidni prostor, grana, stroma, ribosomi, klorofilna DNK
Funkcija
• tilakoidna membrana: vsebuje klorofil, beljakovine in druge molekule za prenos elektronov in protonov, ATP-sintaza; tu poteka 1. stopnja fotosinteze – reakcije odvisne od svetlobe
• stroma: vsebuje DNK, ribosome, encime, ATP; tu poteka 2. stopnja fotosinteze – od svetlobe neodvisne reakcije, Calvinov cikel, sinteza sladkorjev
• zapis kemijske reakcije za fotosintezo
Plastidi
• vsi se razvijejo iz izvornih plastidov in lahko prehajajo iz ene oblike v drugo
• kromoplasti: barvila
• leukoplasti: založne snovi: amiloplasti, elaioplasti, proteinoplasti
Plastidi
Primerjava mitohondrij - kloroplast
• Skupne značilnosti:
• notranje membrane: tesno zložene, nagubane, ATP-sintaza
• lastna DNK: krožna, nadzoruje sintezo encimov, ki sodelujejo v presnovi (fotosinteza/celično dihanje)
• lastni ribosomi (podobni prokariontskim)
• rastejo in se delijo neodvisno od delitve celice
kloroplast mitohondrij
oblika lečasti/okrogli valjasti
velikost 5-10µm 1-3 µm
obarvanost zeleni - klorofil rožnati - citokrom
število membran 3 2
proces fotosinteza celično dihanje
vir energije za izdelavo ATP
energija sončne svetlobe
energija vezana v kem. vezeh hrane
prisotnost v celicah
celice zelenih delov rastlin
v vseh živalskih in rastlinskih celicah
ENDOSIMBIONTSKA HIPOTEZA
• Evkarionti so se razvili iz velikih prokariontskihcelic, ki so manjše prokarionte vključile v svojo celico. Razvilo se je sožitje - endosimbioza. Mitohondriji so se razvili iz škrlatnih bakterij,kloroplasti pa iz cianobakterij, ki so bile sposobne opravljati fotosintezo. Novonastali organeli so postali odvisni od jedra gostiteljske celice, ki je nadzorovalo nekatere procese v njih.
Jedro
CITOSKELET
• Citosol je prepreden z beljakovinskimi nitkami.
• Sistem nitk sestavlja ogrodje celice.
• Celici daje mehansko oporo in obliko; usmerja gibanje v notranjosti, sodeluje pri gibanju celic.
• Je zelo dinamičen del celice.
• Aktinski filamenti: polimeri aktina; najmanjši –7 nm; najbolj gibljivi; tvorijo svežnje, mreže 3D gele
• Mikrotubuli: polimer tubulina; največji – 25 nm; najbolj togi.
• Intermediarni filamenti: iz različnih vlaknatih beljakovin; v obliki vrvi; za mehansko trdnost celice; debeli cca. 10 nm.
• Bički in migetalke• Enaka zgradba: 9x2+2 mikrotubulov.• Razlika: število in dolžina (migetalke do 10 μm, bički do
100 μm).
• Bazalno telo• Zgradba: 9x3 mikrotubili na obodu.• Nujni za razvoj bička ali migetalke.
• Centriol• Enaka zgradba kot bazalno telo.• Sodeluje pri nastanku delitvenega vretena. Značilen le
za živalske celice.
NITASTI CELIČNI ORGANELIBički in migetalke; Bazalno telo
Centriol
CELIČNA STENA
• Naloga: oblika in zaščita celice.
• Med razvojem celice se kemijsko spreminja.
• Primarna: celuloza, hemiceluloza, pektin, beljakovine; celice lahko spreminjajo obliko.
• Sekundarna: celuloza, lignin (les), suberin (pluta); celice se prenehajo deliti.
• Osrednja lamela: pektinska plast med celicami.
HIPOTEZE O NASTANKU ŽIVLJENJA
1.TRAJNOSTNA HIPOTEZA
2. STVARITELJSKA (KREACIJSKA) HIPOTEZA
3. KOZMIČNA (PANSPERMIJSKA) HIPOTEZA
4. HIPOTEZA O SPONTANEM NASTANKU
abiogeneza
5. BIOKEMIJSKA EVOLUCIJSKA HIPOTEZA
Za nastanek prvih celic je bilo potrebno:
• Sinteza organskih molekul (kopičenje; ni kisika)
• Polimerizacija → KEMOEVOLUCIJA
• Nastanek membrane (liposomi, protobionti)
• Pojav dednosti (samopodvajajoče molekule, ribocimi) → BIOEVOLUCIJA
BIOKEMIJSKA EVOLUCIJSKA HIPOTEZA
20. STOLETJE
MILLER
EVOLUCIJA CELICE
ARHEJE
EVBAKTERIJE
ENDOSIMBIONTSKA TEORIJA