Biologija 10. razreda - Ćelijska struktura

Profaza

• Počinje formiranje mitotičkog vretena, koje se inicira u ekstranuklearnoj regiji.
• Hromosomi postaju kraći i deblji zbog spiralizacije.
• Jedarce se razgrađuje, a jedrova membrana se raspada.

Prometafaza

• Jedrova membrana se raspada u sitne vezikule.
• Hromosomi se i dalje skraćuju.
• Hromosomi počinju migrirati prema sredini ćelije, formirajući buduću ekvatorijalnu ravan.
• Jedarce potpuno iščezava.

Metafaza

• Najkraća i najtipičnija faza mitoze.
• Hromosomi su maksimalno spiralizirani, tanki i smješteni u ekvatorijalnoj ravni.
• Diobeno vreteno je formirano, omogućavajući analizu hromosoma pojedinačno.
• Nema jedrove membrane niti jedarceta.
• Sustrinske hromatide su orijentirane suprotno jedna prema drugoj.
• Centromere: centralno suženje na hromosomu.
• Kinetohor: mjesto na hromosomu gdje se pričvršćuju niti diobenog vretena.
• Diobeno vreteno se sastoji od:
  • Astralne niti: mikrotubule koje se pružaju radijalno od centriola prema polovima.
  • Polarne niti: protežu se od pola prema drugom polu.
  • Hromosomske niti: vezuju se za centromere svakog hromosoma.

Anafaza

• Počinje podjelom centromera i razdvajanjem kinetohora svake hromatide.
• Sustrinske hromatide se razdvajaju i kreću prema suprotnim polovima ćelije.
• Hromatide postaju nezavisni hromosomi.
• Na svaki pol ćelije odlazi diploidan broj jednohromatidnih hromosoma.
• Hromosomi na kraju anafaze leže u dvije skupine na suprotnim polovima diobenog vretena.

Polisaharidi

• Makromolekuli nastali povezivanjem velikog broja monosaharida u dugačke lance.
• Rezervni polisaharidi (glikogen kod životinja, skrob kod biljaka) služe kao magacini energije.
• Gradivni polisaharidi uključuju celulozu (biljke), hitin (životinje) i agar (alge).
• Oligosaharidi se mogu povezati s proteinima (glikoproteini) ili lipidima (glikolipidi), koji se nalaze u ćelijskoj membrani.
• Šećerni lanci glikoproteina i glikolipida pomažu u zaštiti površine ćelije te omogućavaju međusobno povezivanje ćelija.

Lipidi (masti)

• Energetski najbogatija organska jedinjenja koja se ne rastvaraju u vodi.
• Prosti lipidi se sastoje od glicerola i masnih kiselina.
• Složeni lipidi sadrže dodatnu komponentu (npr. fosfatnu grupu kod fosfolipida).
• Fosfolipidi i holesterol su važni gradivni lipidi membrana životinjskih ćelija.
• Holesterol je derivat lipida, a steroidima pripadaju i neki hormoni (polni hormoni, hormoni kore nadbubrežne žlijezde).

Proteini (bjelančevine)

• Sastavljene od velikog broja aminokiselina, povezanih peptidnim vezama u polipeptidne lance.
• Broj, vrsta i slijed aminokiselina određuju primarnu strukturu proteina, koja je genetski programirana.
• Učestvuju u mnogim procesima u organizmu, djelujući kao enzimi, hormoni, antitijela, gradivni materijali (keratin), transportni proteini (hemoglobin), kontraktilni proteini (aktin, miozin) i rezervni proteini (u jajima i sjemenima).
• Prema uputstvu iz i-RNK, transportna RNK donosi aminokiseline do ribozoma gdje se povezuju u polipeptidni lanac.

Mitohondriji

• Prisutno je nekoliko stotina mitohondrija po ćeliji.
• Vidljive su i svjetlosnim mikroskopom.
• Obavijeni su ovojnicom koja se sastoji od dvije membrane.
• Unutrašnja membrana je naborana, sadrži enzime i proteine, a nabori ulaze duboko u matriks.
• Matriks sadrži prstenastu molekulu DNK, ribosome i enzime.
• Mitohondrijalna DNK podsjeća na onu u prokariotske stanice.
• Spoljašnja mitohondrijalna membrana određuje oblik organele. Kanal porin je propustljiv za određene molekule.
• Unutrašnja mitohondrijalna membrana ima nekoliko puta veću površinu od vanjske.
• Kriste su nabori unutrašnje membrane koji povećavaju površinu.
• Matriks sadrži nekoliko stotina enzima koji pretvaraju produkte metabolizma ugljenih-hidrata, lipida i proteina u ugljen-dioksid i vodu, uz oslobađanje energije u obliku ATP-a.
• Mitohodrije nasljeđuju se od majke putem jajne ćelije.
• Mitohondrijalna DNK kodira sintezu 13 proteina, dok se ostali mitohondrijalni proteini kodiraju sa DNK u jedru.
• Mitohondrije imaju nekoliko, za organele neuobičajenih karakteristika, podsjećajući na bakterijske ćelije:
  • Semiautonomna organela s dvostrukim, kružno uobličenim lancem DNK.
  • Sadrže ribosome slične bakterijskim ćelijama.
  • Nove mitohondrije nastaju deobom postojećih.

Endoplazmatski Retikulum (ER)

• Mreža membrana koje ograničavaju unutrašnje prostore (cisterne).
• Pruža se od jedra prema spoljašnoj ćelijskoj membrani.
• Uloga ER-a: sinteza i transport različitih materija kroz ćeliju.
• Dva tipa ER-a:
  • Hrapavi (granularni - GER): sadrži ribosome.
  • Glatki (agranularni - aGER): nema ribosome.

Goldžijev Kompleks

• Nastavlja proces sinteze proteina i lipida koji je započet u ER-u.

Centrosom

• U životinjskim ćelijama nalazi se par centriola, svaki sa po 9 trostrukih mikrotubula.
• Centrioli se repliciraju tokom diobe ćelije.
• Cilije i flagele imaju sličnu građu kao i centrioli.
• Razlikuju se po dužini: flagele su duže.
• Cilije i flagele služe za kretanje jednoćelijskih organizama i spermatozoida.
• U osnovi svake cilije i flagele nalazi se bazalno telašce, koje ima isti promjer.

JEDRO

• Informacioni centar ćelije.
• Prisutno u svim eukariotskim ćelijama osim eritrocitima sisara i keratocitima.
• Jednojedarne (mononukleusne).
• Dvijejedarne (binukleusne) –hepatociti, kardiomiociti.
• Višejedarne (polinukleusne)-osteoklasti, skeletne mišićne ćelije.
• Sadrži DNK kod eukariota.
• Najjasnije vidljivo u interfazi.
• Oblik i veličina jedra ovise o vrsti ćelije i funkcionalnom stanju.
• Veličina je obično u korelaciji s veličinom ćelije.
• Nukleocitoplazmatski odnos N/C je stalan (1:5 ili 1:4).
• Prečnik jedra se kreće od 5-10 μm.

Građa jedra

• Jedrov omotač (nukleusni ovoj):
  • Unutrašnja i vanjska jedrova membrana.
  • Pore jedrove membrane.
  • Jedrova lamina.
• Nukleoplazma (karioplazma).
• Hromatin.
• Jedarce (nukleolus).
• Jedrov omotač:
  • Spoljašnja membrana.
  • Perinukleusna cisterna.
  • Unutrašnja membrana.
  • Jedrove pore.
• Jedrova lamina: građena od intermedijalnih filameneta.

Regulacija ćelijskog ciklusa

• Ćelijski ciklus se kontroliše složenim mehanizmom s mnogo signalnih puteva.
• Kontrola se ostvaruje na prelazu iz G1 u S fazu, između G2 i M faze, te na početku mitoze.
• Proteini koji učestvuju u regulaciji ćelijskog ciklusa nazivaju se ciklini i ciklin-ovisne kinaze (CDK).
• Uloga ciklina je da aktiviraju CDK.
• Ciklini se sinteziraju i razgrađuju tokom ćelijskog ciklusa.
• Ciklini i CDK kontrolišu aktivnosti drugih enzima (replikacije DNA, sinteze proteina, razgradnje proteina) koji su neophodni za progresiju kroz ćelijsku diobu.
• Faktori koji mogu stimulirati ili inhibirati ćelijsku diobu:
  • Unutarnji signali:
    • Šteta na DNK (inhibira daljnju diobu).
    • Dovoljna količina citoplazme (pokreće mitozu).
    • Spremnost jedra za replikaciju DNK.
    • Okruženje jedra (kontrolu jedrove membrane nad reorganizacijom mikrotubula u diobeno vreteno).
  • Vanćelijski signali:
    • Faktori rasta.
    • Mitogeni i hormoni.

Apoptoza

• Programirana ćelijska smrt.
• Uzrokovana aktiviranjem kaspaza.
• Kaspaze pokretači aktiviraju kaspaze izvršitelje.
• Kaspaze izvršitelji aktiviraju enzime koji razgrađuju ćeliju i njenu DNK.
• Apoptoza je jedan od osnovnih kontrolnih mehanizama kod višećelijskih organizama – prirodna, genetički programirana smrt ćelije.
• Apoptoza se može pokrenuti i raznim agensima koji oštećuju ćeliju.
• Mutacije koje inhibiraju apoptozu su opasne, npr. tumorska transformsacija.
• Organizam štiti svoju genetičku informaciju potičući samouništenje potencijalno opasnih ćelija.

Karbonska vrijednost (C-vrijednost)

• Predstavlja količinu DNK po genomu po garnituri hromosoma.
• C1: količina DNK u haploidnom jedru (spermatozoidi, jajne stanice, spore).
• C2: količina DNK u diploidnom jedru somatskih ćelija.
• C4: količina DNK na kraju S podfaze ćelijskog ciklusa.
• C-vrijednost je marker za jednostruku količinu DNK u haploidnom jedru ili dvostruku količinu u diploidnoj somatskoj ćeliji eukariotskih organizama.

Mejoza

• Jedno udvostručavanje hromosoma u interfazi (premejotička interfaza).
• Dvije uzastopne diobe: mejoza jedan (redukciona dioba) i mejoza dva (ekvaciona dioba).

Mjesto mitoze u kliničkoj praksi

• KI-67 indeks
  • Ki-67 je proliferativni ćelijski marker koji se eksprimira u svim fazama ćelijskih ciklusa osim G0.
  • KI-67 se koristi kao način za određivanje malignih potencijala tumora i kao prognostički marker kod bolesnika s malignim neoplazmama (tumori mozga, gastrointestinalni i pankreatični neuroendokrini tumori, limfomi i karcinomi dojke).

Ovaj kviz testira vaše znanje o ključnim funkcijama ćelijskih organela kao što su mitohondriji i endoplazmatski retikulum. Takođe se fokusira na procese poput mitoze i Krebsovog ciklusa. Prođite kroz pitanja kako biste provjerili svoje razumevanje ovih važnih biologijskih tema.