Celulă și Diversitatea Vieții

Celulă, genom și diversitatea vieții

• Celulele sunt unități morfo-funcționale fundamentale ale vieții
• Biologia celulară și moleculară studiază structura, funcția și comportamentul celulelor, explicând mecanismele moleculare ale vieții
• Peste 2 milioane de specii trăiesc pe Pământ, multe nedescoperite
• Majoritatea organismelor vii sunt unicelulare, iar celelalte sunt multicelulare, cu grupuri de celule (țesuturi) interconectate pentru funcții specializate
• Ființele sunt fundamental similare, deși variate, la nivel de mecanisme fundamentale
• Fiecare specie este diferită și se reproduce cu fidelitate
• Organismul uman este format din peste 10¹³ celule, rezultate din diviziuni și diferențieri dintr-o singură celulă

Viețuitoarele sunt sisteme chimice autonome

• Totul în biologie se supune legilor chimiei și fizicii
• Chimia celulei este similară în toate celulele, datorită originii comune
• Patru elemente (carbon, hidrogen, azot și oxigen) formează aproximativ 99% din greutatea unei celule
• Atomii acestor elemente sunt legați prin legături covalente, puternice și rezistente la schimbările termice, care se pot rupe în reacții chimice catalizate biologic
• Legăturile necovalente (legături de hidrogen și interacții electrostatice) sunt mai slabe, dar esențiale pentru recunoașterea și asocierea reversibilă a moleculelor
• Apa este abundentă (~70%) și vitală pentru reacțiile chimice din celule

Forța hidrofobă

• Moleculele hidrofile sunt polare sau ionice, se dizolvă în apă, formând legături de hidrogen cu apa
• Moleculele hidrofobe nu sunt polare și nu interacționează cu apa
• Hidrocarburile sunt un exemplu de molecule hidrofobe
• Apa pură are un pH de 7,0 (neutru); pH < 7 = acid, pH > 7 = alcalin
• Celulele mențin un pH apropiat de neutralitate prin sisteme tampon

Macromolecule organice

• Carbohidrații (cu formula generală (CH₂O)_n) sunt o sursă importantă de energie (ex: glucoză)
• Acizii grași sunt componente ale fosfolipidelor (membrane celulare) și trigliceridelor (sursă de energie)
• Aminoacizii sunt subunități ale proteinelor, legate prin legături peptidice, și există 20 de tipuri principale
• Nucleotidele sunt subunități ale acizilor nucleici (ADN și ARN)

ATP (adenozin-trifosfat)

• Este o moleculă transportator de energie în celulă

Chimia celulelor este dominată de macromolecule

• Macromoleculele (polimeri) sunt formate prin legarea covalentă a moleculelor mici (monomeri)
• Polimerizarea în trepte produce molecule mari datorită adăugării repetate a monomerilor
• Secvența liniară specifică a monomerilor codifică informațiile ereditare într-o celulă
• Macromoleculele se pliază în forme specifice, datorită interacțiunilor necovalente

Sursa primordială de energie este radiația electromagnetică

• Celulele extrag energia stocată în moleculele alimentare prin oxidare treptată (arderea controlată)
• Reacțiile catabolice descompun moleculele alimentare în produși mai mici, eliberând energie
• Reacțiile anabolice folosesc energia eliberată pentru a construi molecule noi

Fotosinteza și respirația aerobă

• Procesele complementare, conectate prin circulația moleculelor ca apă și CO2
• Plantele realizează fotosinteza pentru a transforma energia luminii solare în energie chimică (glucoză)
• Organismele incapabile de fotosinteză obțin energie prin respirație aerobă, folosind moleculele organice

Genomul

• Reprezintă totalitatea informațiilor ereditare ale unei celule, scrise în secvența liniară a nucleotidelor din ADN
• ADN este sintetizat pe o matriță și este o moleculă dublu catenară
• Nucleotidele sunt uniti prin legaturi covalente (intr-o catena) si prin legaturi de hidrogen (intre catene complementare)
• ADN-ul este o molecula antiparalela, cu o secventa de nucleotide specifica, care determina caracteristicile unei fiinte

Eucariote și procariote

• Celulele eucariote au un nucleu închis într-o membrană, conținând majoritatea ADN-ului, și organite membranoase
• Celulele procariote nu au nucleu, iar ADN-ul se află într-un nucleoid și nu sunt delimitate de compartimente membranoase.

Acest quiz explorează conceptele fundamentale ale biologiei celulare, inclusiv structura și funcția celulelor. De asemenea, se discută despre diversitatea speciilor și conexiunile chimice care fac posibilă viața. Testați-vă cunoștințele despre unicelulare și multicelulare, precum și despre chimia vitală a organismelor.