Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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