הרצאה מס 1.pptx
Document Details

Uploaded by TranquilWerewolf
אוניברסיטת חיפה
Full Transcript
– ביולוגיה של התא מבוא מבנה התא רמות הארגון בעולם החי רמה הכימית רמת התא Cell רמת הרקמה Tissue רמת האיבר Organ רמת המערכת System האורגניזם השלםOrganism Chemistry מהם חיים? הגדרת החיים מכלול המאפיינים המבדילים אורגניזמים מישויות חומריות אחרות. מהם ח...
– ביולוגיה של התא מבוא מבנה התא רמות הארגון בעולם החי רמה הכימית רמת התא Cell רמת הרקמה Tissue רמת האיבר Organ רמת המערכת System האורגניזם השלםOrganism Chemistry מהם חיים? הגדרת החיים מכלול המאפיינים המבדילים אורגניזמים מישויות חומריות אחרות. מהם חיים? הגדרת החיים מכלול המאפיינים המבדילים אורגניזמים מישויות חומריות אחרות. • • • • תורשה (יחידה גנטית) מטאבוליזם (תהליכים כימיים ייחודיים) גדילה ורבייה התפתחות מהם חיים? הגדרת החיים מכלול המאפיינים המבדילים אורגניזמים מישויות חומריות אחרות. • • • • תורשה (יחידה גנטית) מטאבוליזם (תהליכים כימיים ייחודיים) גדילה ורבייה התפתחות כל התנאים המופיעים ברשימה שלהלן ,מגדיר עצם כחי. יומו של אחד התנאים מן הרשימה ,גורם לאי הגדרתו כחי. תורת התאכל האורגניזמים ,בע"ח וצמחים, בנויים מתאים ומתוצרי תאים .1התאים הם היחידות הקטנות ביותר של צורות החיים .2תכונות האורגניזם תלויות בתכונות התאים .3תאים נוצרים מתאים קיימים .4ההמשכיות נשמרת ע"י קיום החומר הגנטי תורת התא רק במאה ה -19הושגה ההבנה על קיום של שלב ביניים בין הרמה הכימית לבין הרמה של הרקמה והאבררמת התא :הקושי נבע בגלל • גודל התאים שהצריך שימוש במיקרוסקופים, עדשות ואופטיקה יותר משוכללת • התאים והרקמות הם חסרי צבע ,פיתוח שיטות צביעה • הרקמות הנפוצות (שריר ,עצם ,עצבים) הן בעלות מבנה מסובך להבנה שריר שלד השריר בנוי מסיבים ארוכים שבהם מפוזרים הגרעינים אבל אין מבנה של תא בודד כי שריר השלד מורכב מאיחוי של הרבה תאים יחד ) )Sincytiumולכן קשה היה לזהות את המבנה של התא הבודד תאי עצב ברקמת העצבים התאים בעלי צורות שונות ובעלי שלוחות ארוכות שאינן מאפשרות לזהות בקלות את מבנה התא מאחר וגוף התא והשלוחה שלו אינם נמצאים באותו מקום תאי עצם העצם בנויה מתאים המכוסים בחומר חוצתאי ובו מושקע מינרל ,דבר המקשה על זיהוי התאים עצמם לכל התאים יש מבנה בסיסי אחד אבל הם שונים בהתאם לתפקידים שהם ממלאים בגוף התאים עוברים תהליך התמיינות Differentiation :תהליך התמחות לתפקידים שונים תא שריר ,תא עצב ,תא כבד ,תא כליה, תא עצם התא הוא היחידה התפקודית של הגוף ומסוגל לבצע את כל הפעולות המתבצעות ע"י הגוף השלםעיכול ,נשימה הפרשה ,בקרה, תורשה קליטת חומרי גלם-עיכול הפקת אנרגיה-נשימה ייצור מרכיבים תאיים וחוצתאיים-הפרשה בקרה על תכונות וגדילה -עצבים ,הורמונים כל בעלי החיים עשויים מתאים -מבנים עטופים בקרום הממברנה של התא The cell membrane הקרום מבודד את תוכן התא (שהוא תמיסה מימית הופעת קרום התא שינתה את עולם החי כל התאים מוקפים בקרום שמבדיל אותם מהסביבה וגם מאפשר להם תקשורת עם הסביבה :המידע על הקרום התברר לפי מעקב אחר חדירת חומרים לפי בדיקת המבנה של הקרום בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוני התאים שנוצרו הם תאים קטנים 10-20מיקרון, זה מאפשר לשמור על קשר הדוק בין המולקולות מרבית התאים הם קטנים The Didinium cell is 159μm in diameter - תאים הניזונים ע"י בליעה-יצורים חד פגוציטוזה A – (Angstrom) 10-10 m nm – (nanometer) 10-9 m μm – micrometer, 10-6 m mm – millimeter, 10-3 m מספר עובדות על הרכב ומבנה התא בכל תא יש 10 סוגים שונים של חלבונים 10 מוליקולות של חלבון היוצרות כל חלבון קשור למדור מסוים בתוך התא .המדור עטוף בקרום מרבית התהליכים הביוכימיים בתא מתרחשים על פני הקרומים השטח הכולל של הקרומים התוך תאיים הוא פי 25 המנגנון המניע את עולם החי -אבולוציה כל האורגניזמים וכל התאים המרכיבים אותם נוצרו מתא מקור אחד בתהליך האבולוציה דרך מנגנון הברירה הטבעית זה משלב שני תהליכים: .1הופעה של שינויים אקראיים בתכונות הגנטיות המועברות מהפרט לצאצא .2העדפה של אינפורמציה גנטית שעוזרת לאלה שמחזיקים בה לשרוד האבולוציה היא העיקרון המרכזי בביולוגיה העוזר לנו להבין את השונות בעולם החי תא פרוקריוטי Prokaryotic אין קרום גרעין ,אין קרומים לאברונים אין מידור של האברונים (האורגנלות) : וירוסים ,חיידקים ,אצות כחוליות תא אאוקריוטי Eukaryotic יש קרום גרעין ,מידור של האברונים יש להם קרומים: כל בעלי החיים והצמחים פרוקריוטים - Prokaryotesחיידקים תאים אאוקריוטים גדולים פי 10 מהפרוקריוטים תא נויטרופיל (מקרופאג) בולע תא פרוקריוטי תא אאוקריוטי חד תאיים ורב תאיים הצורות הפשוטות ביותר הם תאים בודדים המתחלקים לשניים וכך הם מתרבים בעלי חיים מפותחים יותר הם כמו ערים של תאים בהם קבוצות של תאים מתארגנות לביצוע תפקיד מסויים ומחוברים ביניהם ע"י מערכת תקשורת לתיאום הפעולות אייל זכריה [email protected] https://chat.whatsapp.com/DnUBchADTtrHfGv7oMjt2S נושאי הלימוד בקורס: ביולוגיה של התא: מבוא לאימונולוגיה: עקרונות החיים -התא כיחידת החיים הבסיסית. ארגון התא ואברוניו. תפקיד ה DNA -וארגונו. סינטזת חלבונים. חלוקת התא ועקרונות הגנטיקה. יצור האנרגיה בתא הממברנה -מבנה ותפקוד השלד התאי מעבר אותות אימונולוגיה במבט כללי מערכת החיסון הטבעית תאי Bונוגדנים מולקולות MHCוהצגת אנטיגנים תאי Tוציטוקינים כשלים אוטואימוניים חיסונים קרום התא Plasma membrane הת א גרעין Nucleus ציטופלסמה Cytoplasm אברונים Organelles ""נוזל Cytosol חלקי התא האוקריוטי .גרעין .ציטופלסמה אברונים ORGANELLES - תוספות INCLUSIONS- שלד התאCYTOSKELETON - .קרומים (ממברנות) קרום התא קרומים של אברונים וגרעין Plasma membrane - קרום התא קרום התא -מבנה לא סימטרי קרום התא Plasma membrane - Lipid bilayer מבנה לא קשיח מבנה לא סימטרי הפרדה קרום בררני תקשורת מה נמצא בתוך התא? ציטופלסמה = תוך התא כולל אברונים אברונים organelles - גופיפים ומבנים קטנים ,תוך תאיים, בעלי תפקידים שונים בד"כ מוקפים בקרום אחד או שניים הגרעין – Nucleus של ("המוח" התורשתי החומר את מכיל התא) מרכז הבקרה של תיפקודי התא הגדול באברוני התא מוקף בקרום כפול פרוקריוטים :תאים ללא גרעין (חיידקים) אאוקריוטים :תאים בעלי גרעין גרעין התא – צילום במיקרוסקופ אלקטרוני חודר 01_15_Nucleus.jpg Ribosome בית חרושת ליצירת חלבונים •תת-היחידות בנויות מ -RNAוחלבונים •מצוי בציטופלסמה •גופיף המורכב משתי תת-יחידות •אינו מוקף בממברנה רשתית אנדופלסמית Endoplasmic reticulum רשת מסועפת של תעלות קרומים הדומים לקרום התא בהרכבם מקופלים בצורת מאורכים שקיקים וצרים רשתית אנדופלסמית מחוספסת Rough Endoplasmic Reticulum )(RER רשת מסועפת של תעלות שקושרת ריבוזומים רשתית אנדופלסמית מחוספסת Rough Endoplasmic Reticulum (RER) תפקידי הרשתית האנדופלסמית המחוספסת ()RER מיון חלבונים לכאלה המופרשים מהתא ולכאלה הנשארים בתא ועוברים עיבוד השינויים: חיבור שרשראות חלבונים הוספת זרחן הוספת סוכר Smooth ER (SER) הרשתית האנדופלסמית החלקה ()SER מבנה: מבנה החללים דמויי צינורות המשכיים ל RER אינה קושרת ריבוזומים תפקיד: ייצור חומצות שומניות ייצור סטרואידים ניטרול רעלים (אלכוהול) כמות גדולה של SERמוצאים ב: תאים המייצרים הורמונים סטרואידים תאי כבד – ניטרול רעלים (אלכוהול) תאי שריר – מעורב בריכוז ++ יוני Ca ושחרור מערכת גולג'י Golgi apparatus מערכת גולג'י Golgi apparatus מבנה: קפלים של קרום ,כמעין שקיקים שטוחים המונחים זה על גבי זה תפקיד: עיבוד חלבונים מיון הפרשה בשלפוחיות Mitochondria מיטוכונדריה מבנה המיטוכונדריה קרום חיצוני: אנזימים תעלות העברת יונים פנימי: קרום מכיל חלבונים רבים המשתתפים במעגלי חימצון ויצירת ATP חלבוני העברה מטריקס: מאות אנזימים DNA, RNA וריבוזומים מיטוכונדריאליים Lysosomes - ליזוזומים ליזוזומים Lysosomes - מבנה: שקיק קרומי עגלגל מכיל כ 40-אנזימים מעכלים פנים הליזוזום חומצי מאד קרום הליזוזום שומר על תוכנו ליזוזומים Lysosomes - תפקידים: פרוק חומרים /גופים החודרים מחוץ לתא " מיחזור" אברונים :קרום האברונים מתאחה עם קרום הליזוזומים , תוכנם מעוכל ע"י אנזימי הליזוזום Anatomy of the Lysosome ממברנת התא היא מבנה גמיש המאפשר החדרת חומרים באמצעות שלפוחיות Vesicles וסיקולות השלד התוך תאי Cytoskeleton מורכב ממיקרוטובולי ומיקרופילמנטים החוצים את התא לכל הכוונים סוגי פילמנטים: Intermediateמקנה קשיחות לתא ועומד בפני שינויים חיצוניים Microtubulesפילמנטים שעל גביהם יש תנועה של האורגנלות בתוך התא ושל התוצרים שעוברים ביניהם Actin filamentsמקנים את יכולת התנועה של התאים וקובעים את הצורה הספציפית של התא להם גם תפקיד נוסף בחלוקת התא יצירת הכישור עליו לכל התאים יש מאפיינים דומים האינפורמציה הגנטית נאגרת בחומצות הגרעין קיים קוד גנטי לפענוח האינפורמצה העברת אינפורמציה גנטית הקרומים מפרידים בין מדורים בתא משתמשים ב ATP כמקור לאנרגיה לביצוע התהליכים חלבונים מתפקדים גם כזרזים של ריאקציות בתא מ DNA -ל RNA -ולחלבון גרעין התא איך המידע המקודד לכל פעולות התא אגור ומתבטא גרעין התא עטוף בקרום ובו ""חורים קוטר גרעין התא בתאי אדם נע בסביבות 5-10מיקרון (שהם 5-10אלפיות המילימטר). הגרעין ממלא כ 10% -מנפח התא . ה"שערים" בקרום הגרעין מאפשרים משאר התא ,היא הגרעיני החומר לצאתמבודדת לחומרים הגרעין מעטפתהגרעין ומתוך אתאל ולהיכנס כפולה והחלק החיצוני שלה מהווה המשך ישיר ל ER-שבציטופלסמה. במעטפת הגרעין ישנם מעברים – nuclear poresהבנוייםמקומפלקס של כ30 - חלבונים הנקראים .NPCדרכם מועברים חומרים מהגרעין גרעין התא מכיל בתוכו את החומר התורשתי של היצור הארוז במבנים הנקראים כרומוזומים כרומוזום בהגדלה גרעין התא מרכז הכרומוזום הנקרא צנטרומר קצה הכרומוזום הנקרא טֵל ֹומֵר לכל אורגניזם מספר כרומוזומים המאפיין אותו מספר הכרומוזומים מאפיין כל יצור מספר הכרומוזומים היצור החי 254 סרטן נזיר 78 תרנגולת 78 כלב 48 קוף 48 נמלה 46 אדם 8 זבוב הפירות 6 יתוש 48 תפוח אדמה 20 תירס 14 אפונה בעלי חיים צמחים כל כרומוזום עשוי ממולקולה סלילית ארוכה מאד של חומר הנקרא :דנ"א הדנ"א הוא חומר כימי (מולקולה) המאפשר קידוד של מידע; מידע האחראי לתכונות של יצורים חיים ...בשנת 1953 פרנסיס קריק בן ה 37-וג'יימס ווטסון בן ה,25- גילו את מבנה הדנ"א. קריק ווטס ון פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה 1962 ווטסון וקריק גילו כי לדנ"א יש מבנה של סליל כפול, מבנה אלגנטי ופשוט המזכיר סולם מפותל. ווטסון קרי ווטסון ק קרי ק ?ממה מורכבת מולקולת הדנ"א מולקולת הדנ"א היא חומצת גרעין. חומצות גרעין הן מולקולות גדולות הבנויות מיחידות החוזרות על עצמן. כל יחידה חוזרת נקראת נוקלאוטיד ,ויש 4 נוקלאוטידים שונים: נוקלאוטיד האדנין A נוקלאוטיד הגואנין G נוקלאוטיד התימין T נוקלאוטיד הציטוזין C ?ממה מורכבת מולקולת הדנ"א מולקולת הדנ"א היא חומצת גרעין. חומצות גרעין הן מולקולות גדולות הבנויות מיחידות החוזרות על עצמן. כל נוקלאוטיד ,בנוי משלושה חלקים: .1קבוצת זרחה ?ממה מורכבת מולקולת הדנ"א מולקולת הדנ"א היא חומצת גרעין. חומצות גרעין הן מולקולות גדולות הבנויות מיחידות החוזרות על עצמן. כל נוקלאוטיד ,בנוי משלושה חלקים: .2סוכר הסוכר דאוקסיריבוז (בדנ"א) ?ממה מורכבת מולקולת הדנ"א מולקולת הדנ"א היא חומצת גרעין. חומצות גרעין הן מולקולות גדולות הבנויות מיחידות החוזרות על עצמן. כל נוקלאוטיד ,בנוי משלושה חלקים: .3בסיס חנקני – בכל נוקלאוטיד המרכיב את הדנ"א יש אחד מארבעת הבסיסים החנקניים: אדנין A תימין T גואנין G ציטוזין C ארבעת הבסיסים החנקניים שבמולקולת הדנ"א אדנין A תימין T ציטוזין C גואנין G ארבעת הנוקלאוטידים המרכיבים את מולקולת הדנ"א נוקלאוטיד האדנין A נוקלאוטיד התימין T נוקלאוטיד הגואנין G נוקלאוטיד הציטוזין C Figure 4-3 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) קשרי מימן נוקלאוטיד האדנין נקשר תמיד לנוקלאוטיד התימין ,ונוקלאוטיד הגואנין נקשר תמיד הסוכר דאוקסיריבוז קשר פוספודיאסט רי DNA and its building blocks )1קשר '5' – 3 פוספו די-אסטרי )2כיווניות )3קצה ‘5 קצה ‘3 סיכום: * אבני הבניין של ה DNA -נקראות נוקלאוטידים .nucleotides * נוקלאוטיד בנוי מטבעת סוכר בשם ,deoxyriboseאליו קשור שייר פוספאט לפחמן מספר ,’5ומטבעת חנקנית שהיא הבסיס. הבסיס יכול להיות Adenine (A), Thymine (T), Cytosine ),(C או ).Guanine (G * הקשרים בין הנוקלאוטידים השונים מייצבים את מבנה מולקולת ה,DNA - כיצד? .1כל טבעת ריבוז (סוכר) קשורה דרך קבוצת הפוספאט שנמצאת על פחמן מספר ’5שלה ,לפחמן מספר ’3על טבעת