Γ. ΓΙΑΝΝΟΠΟΥΛΟΥ – ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ 2024 PDF

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ «Περιβάλλον και υγεία. Διαχείριση περιβαλλοντικών θεμάτων με επιπτώσεις στην Υγεία» ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΒΑΣΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΖΩΗΣ ΣΕ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΙΩΑΝΝΑ ΓΙΑΝΝΟΠΟΥΛΟΥ ΒΙΟΛΟΓΟΣ-ΕΔΙΠ...

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ «Περιβάλλον και υγεία. Διαχείριση περιβαλλοντικών θεμάτων με επιπτώσεις στην Υγεία» ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΒΑΣΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΖΩΗΣ ΣΕ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΙΩΑΝΝΑ ΓΙΑΝΝΟΠΟΥΛΟΥ ΒΙΟΛΟΓΟΣ-ΕΔΙΠ Α΄ Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομικής, Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ  ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΒΑΣΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΖΩΗΣ ΣΕ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ  ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΑΡΟΥ Το σύνολο των κυτταρικών οργανιδίων δίνει τη βασική μονάδα της ζωής, το κύτταρο  ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Βιολογία κυττάρου: παράλληλη μελέτη δομής και λειτουργίας του κυττάρου στο μοριακό επίπεδο  Θεμελιώδες ερώτημα: πώς είναι οργανωμένο το κύτταρο ώστε να εμφανίζει το φαινόμενο της ζωής  Το κύτταρο δεν αποτελεί στατική δομή  Συνεχής αλληλομετατροπή ενέργειας, χημικών μορίων και δομής  ΚΥΤΤΑΡΟ  Ο «νονός» της λέξης κύτταρο ήταν ο Robert Hooke, το 1665.  Παρατήρησε λεπτές τομές φελλού(είδος βελανιδιάς) στο μικροσκόπιο, όπου διαπίστωσε ότι αποτελούνταν από κυψελίδες.  Τις κυψελίδες αυτές ονόμασε κύτταρα.  ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ (Schleiden και Schwann 1839)  Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα  Αποτελούν την απλούστερη δομική και οργανωτική μονάδα των φυτών και ζώων  Οργανωτική μονάδα: περιέχει όλα εκείνα τα στοιχεία, τα απαραίτητα για την έκφραση των φαινομένων της ζωής Virchow,1885:  τα κύτταρα προέρχονται από προϋπάρχοντα κύτταρα  Η ζωή δεν διακόπτεται από τη μια γενιά στην άλλη Τα κύτταρα με βάση την εσωτερική τους πολυπλοκότητα χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες  Τα προκαρυωτικά και τα ευκαρυωτικά Οι ιοί αποτελούν ξεχωριστή ομάδα (δεν έχουν τη δυνατότητα για αυτόνομη οργάνωση και επιβίωση)  ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ  Τα απλούστερα κύτταρα είναι τα βακτήρια και τα κυανοπράσινα φύκη και ονομάζονται προκαρυωτικοί οργανισμοί Το γενετικό τους υλικό, το DNA, δεν περικλείεται από πυρήνα  Όλα τα κύτταρα που περιέχουν πυρήνα ονομάζονται ευκαρυωτικά  ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Όλα τα κύτταρα αποτελούνται από ένα σύστημα βιολογικών μεμβρανών -Ορισμένες μεμβράνες συνιστούν ανεξάρτητα μορφώματα(οργανίδια), όπως η συσκευή Golgi και ενδοπλασματικό δίκτυο -Άλλες μεμβράνες περιβάλλουν οργανίδια, όπως ο πυρήνας ακόμα και αυτό το ίδιο το κύτταρο Κυτταρόπλασμα ή κυτοσόλιο: υδάτινη φάση μεταξύ των μεμβρανών, περιέχει διαλυμένες ουσίες από χαμηλού ΜΒ(μοριακό βάρος) ιόντα έως πολύ μεγάλου ΜΒ πρωτεΐνες και άλλα μακρομόρια  ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ ΣΤΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ  Σε ένα πολυκύτταρο οργανισμό τα κύτταρα που απαρτίζουν τους ιστούς έχουν διαφορετική μορφή και λειτουργία  Όλα τα κύτταρα έχουν προέλθει από ένα κύτταρο, το ζυγωτό (γονιμοποιημένο ωάριο)  Κάθε κυτταρικός τύπος είναι κατάλληλα προσαρμοσμένος στη  ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ  Το ευκαρυωτικό κύτταρο απαντά με πολλές μορφές, σχήματα και φυσιολογικές λειτουργίες  Ανεξάρτητα από τη δομική ή τη μεταβολική λύση που έχει δοθεί στα κύτταρα ενός πολυκύτταρου συνόλου, ο σκοπός είναι κοινός: όλα συμβάλλουν άμεσα ή έμμεσα στη διατήρηση του κυτταρικού κοινωνικού συνόλου, δηλαδή της ζωής  ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ  Ηπατικό κύτταρο: τυπικό ευκαρυωτικό κύτταρο, χωρίς ιδιαίτερη μορφή ,αλλά έντονα ενεργό μεταβολικά  Σπερματοζωάριο: κατάλληλη δομή για τη μετακίνηση του πυρήνα (γενετικές πληροφορίες) προς το ωάριο, για τη γονιμοποίηση  ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ  Μυϊκό κύτταρο: πολυπύρηνο, άφθονα μιτοχόνδρια που παρέχουν την αναγκαία ενέργεια για τη συστολή των ινιδίων, με τα οποία είναι γεμάτο το κυτταρόπλασμα  Νευρικό κύτταρο: με χαρακτηριστικές προεκτάσεις του κυτταροπλάσματος, απαραίτητες για τη μεταβίβαση των νευρικών ερεθισμάτων  ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ  Η μεγάλη ποικιλότητα στη μορφή και λειτουργία του ευκαρυωτικού κυττάρου είναι απόρροια της διαφοροποίησης  Διαφοροποίηση: διαφορική γονιδιακή έκφραση στο χώρο και στο χρόνο, με αποτέλεσμα τη δημιουργία τελικών διαφοροποιημένων κυττάρων με εξειδικευμένη δομή και λειτουργία ► Συγκρότηση πολυκύτταρων  ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΑΡΟΥ Το σύνολο των κυτταρικών οργανιδίων δίνει τη βασική μονάδα της ζωής, το κύτταρο  ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΑΡΟΥ  Η σταθερότητα των κυτταρικών οργανιδίων είναι αποτέλεσμα της δυναμικής ισορροπίας στο μοριακό επίπεδο  Τα περισσότερα βιομόρια είναι οργανικές ενώσεις του άνθρακα  Αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο και φωσφόρο  Τα βιομόρια απαντούν σε μεγάλη ποικιλία και πολυπλοκότητα και είναι υπεύθυνα για τις δομές του κυττάρου  Οι λειτουργίες του κυττάρου είναι εκδηλώσεις των αλληλεπιδράσεων των βιομορίων  Κάτω από την πιο απλή κυτταρική δομή κρύβεται ένας μεγάλος αριθμός βιομορίων που είναι οργανωμένος με μεγάλη πολυπλοκότητα  ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΑΡΟΥ  Οι μοριακοί σχηματισμοί μέσα στο κύτταρο είναι ασταθείς και παραμένουν σε μια ειδική κατάσταση για μικρό χρονικό διάστημα.  Εξαίρεση: αποταμιευτικά υλικά, όπως τα κοκκία γλυκογόνου και τα σταγονίδια λίπους, που παραμένουν σταθερά για χρονικό διάστημα εξαρτώμενο από τις μεταβολικές ανάγκες του κυττάρου  Τα μόρια που εισέρχονται στο κύτταρο ακολουθούν τη μοριακή ιεραρχία -Τα απλά μόρια γίνονται τμήματα μακρομορίων, τα μακρομόρια υπερμοριακά σύμπλοκα, που με τη σειρά τους συνιστούν τα κυτταρικά οργανίδια Το σύνολο των κυτταρικών οργανιδίων δίνει τη βασική μονάδα της ζωής, το κύτταρο  Μοριακή ιεραρχία Τα μόρια που εισέρχονται στο κύτταρο ακολουθούν τη μοριακή ιεραρχία -Τα απλά μόρια γίνονται τμήματα μακρομορίων, τα μακρομόρια υπερμοριακά σύμπλοκα, που με τη σειρά τους συνιστούν τα κυτταρικά οργανίδια Το σύνολο των κυτταρικών οργανιδίων δίνει τη βασική μονάδα της ζωής, το κύτταρο  ΒΙΟΜΟΡΙΑ Διακρίνονται σε μακρομόρια και μικρομόρια  Μακρομόρια ή βιοπολυμερή(ενώσεις μονομερών): πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες(πολυσακχαρίτες), λιπίδια  Κατά την ένωση των μονομερών ελευθερώνεται ένα μόριο νερού  Ένα ζωικό ή φυτικό κύτταρο αποτελείται κατά προσέγγιση (% κ. β.)  από νερό 75-85%, πρωτεΐνες 10-20%, λιπίδια 2-3%, υδατάνθρακες 1% και ανόργανα υλικά (οξέα, βάσεις, άλατα) 1%.  ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΒΙΟΜΟΡΙΑ Κεντρικό δόγμα της βιολογίας: DNA → RNA → πρωτεΐνες  Η αλληλουχία των δομικών λίθων (μονομερών) των πρωτεϊνών είναι απόρροια της αλληλουχίας των δομικών λίθων του μηνύματος RNA (mRNA), η οποία οφείλεται στην αλληλουχία των δομικών λίθων του DNA  Το DNA αυτοαναπαράγεται και έχει μοναδική διαμόρφωση στο χώρο  Επομένως, τα νουκλεϊκά οξέα είναι πληροφοριακά βιομόρια  Η αλληλουχία των δομικών λίθων των πρωτεϊνών καθορίζει τη στερεοδομή τους, και άρα τη λειτουργικότητά τους  Επομένως, οι πρωτεΐνες αποτελούν πληροφοριακά βιομόρια  ΔΟΜΗ DNA ΠΡΩΤΕΙΝΗ  ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ  Συμμετέχουν σε πολλές βασικές κυτταρικές λειτουργίες  Καταλύουν ένα πολύ μεγάλο αριθμό χημικών αντιδράσεων  Υπεύθυνες για τη δομική σταθερότητα αλλά και τη διαπερατότητα των μεμβρανών  Αναγνωρίζουν και δεσμεύουν άλλα βιομόρια  Υπεύθυνες για την κυτταρική κίνηση  Ελέγχουν τη λειτουργικότητα των γονιδίων  ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ  Οι δομικοί λίθοι(μονομερή) είναι τα αμινοξέα (αα)  Υπάρχουν 20 διαφορετικά αμινοξέα που ενώνονται μεταξύ τους με πεπτιδικό δεσμό, μεταξύ της αμινομάδας(NH2) του ενός αα με την καρβοξυλομάδα(COOH) του επόμενου αα  Μια αλυσίδα αμινοξέων ενωμένη με αυτό τον τρόπο ονομάζεται πολυπεπτιδική αλυσίδα  Κάθε πρωτεΐνη στη φυσική της κατάσταση χαρακτηρίζεται από την τρισδιάστατη δομή της στο χώρο  Με βάση τη διαμόρφωση διακρίνονται σε: ινώδεις και σφαιρικές  Ινώδεις: αποτελούνται από πολυπεπτιδικές αλυσίδες διευθετημένες στο χώρο σε παράλληλη διάταξη, σχηματίζοντας ινίδια  Οι ινώδεις πρωτεΐνες είναι το δομικό στοιχείο του συνδετικού ιστού των ανώτερων ζώων  Παραδείγματα: κολλαγόνο, α-κερατίνη, ελαστίνη  Σφαιρικές: οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες αναδιπλώνονται και σχηματίζουν σφαιρική δομή  Παραδείγματα: ένζυμα, ορμόνες, μεταφορικές πρωτεΐνες, όπως η αλβουμίνη και η αιμοσφαιρίνη  ΝΟΥΚΛΕΙΚΑ ΟΞΕΑ  Είναι το DNA(δεοξυριβοζονουκλεϊκό οξύ) και RNA(ριβοζονουκλεϊκό οξύ)  Δομικοί λίθοι: 4 μόνο διαφορετικά μονομερή, τα νουκλεοτίδια  Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από 3 μόρια: αζωτούχος βάση, σάκχαρο (πεντόζη) και φωσφορική ρίζα  Ένα νουκλεοτίδιο του DNA περιέχει δεοξυριβόζη, φωσφορικό οξύ και μια από τις αζωτούχες βάσεις: αδενίνη(Α), θυμίνη(Τ), κυτοσίνη(C), γουανίνη(G)  Τα νουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα ή κλώνο μεταξύ της φωσφορικής ρίζας του ενός νουκλεοτιδίου και του 3΄ άνθρακα της πεντόζης του επόμενου νουκλεοτιδίου  Το DNA έχει τη διαμόρφωση της διπλής έλικας ή του δίκλωνου μορίου  Δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες σχηματίζουν μια διπλή έλικα, όπου τα φωσφορικά οξέα και οι πεντόζες βρίσκονται στο εξωτερικό, ενώ οι βάσεις στο εσωτερικό της έλικας  Οι βάσεις ενώνονται με δεσμούς υδρογόνου σύμφωνα με τον κανόνα της συμπληρωματικότητας  απέναντι από μια αδενίνη βρίσκεται πάντα μια θυμίνη, ενώ απέναντι από κυτοσίνη μια γουανίνη DNA  RNA  Το RNA χημικά διαφέρει σε 2 σημεία από το DNA: Περιέχει: - ριβόζη αντί δεοξυριβόζη και - ουρακίλη(U) αντί θυμίνη(Τ)  Είναι μονόκλωνο μόριο, με ενίοτε αναδιπλώσεις εντός του ίδιου μορίου(tRNA)  ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ Διακρίνονται σε μονοσακχαρίτες και δισακχαρίτες  Οι πιο σημαντικοί μονοσακχαρίτες είναι : η γλυκόζη (πηγή ενέργειας σε όλα τα κύτταρα των ανώτερων οργανισμών), η ριβόζη(συστατικό RNA) και η δεοξυριβόζη(συστατικό DNA)  Οι μονοσακχαρίτες αποτελούνται από άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο -Το μόριό τους αποτελείται από δακτυλίους  Η ένωση πολλών όμοιων ή ανόμοιων μονοσακχαριτών δημιουργεί τους πολυσακχαρίτες  Γλυκογόνο: ο πιο γνωστός πολυσακχαρίτης των ζωϊκών κυττάρων  ΛΙΠΙΔΙΑ  Δομικοί λίθοι: λιπαρά οξέα και γλυκερόλη  Οργανικά μόρια που περιέχουν μια υδρογονανθρακική αλυσίδα, που είναι υδρόφοβη και μια καρβοξυλομάδα, που είναι υδρόφιλη  Η πιο σημαντική τους λειτουργία είναι ότι αποτελούν συστατικό των βιολογικών μεμβρανών  ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΛΙΠΙΔΙΩΝ Φωσφολιπίδια:  δίπολα μόρια που στη κεφαλή φέρουν φωσφορικές ομάδες και δύο ουρές από υδρόφοβους υδρογονάνθρακες  Φωσφατιδυλοσερίνη, φωσφατιδυλοαιθανολαμίνη, φωσφατιδυλοχολίνη(λεκιθίνη) και σφιγγομυελίνη Ουδέτερα λιπίδια:  με κύριο αντιπρόσωπο τη χοληστερόλη Γλυκολιπίδια,  ενώσεις υδατανθράκων και λιπιδίων, με κύριο εκπρόσωπο τα γλυκοσφιγγολιπίδια Τα γλυκολιπίδια απαντούν στην εξωτερική πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης Σε ένα τυπικό, ευκαρυωτικό κύτταρο παρατηρούνται τα εξής διαφοροποιημένα τμήματα, τα οποία ονομάζονται κυτταρικά οργανίδια 1. Κυτταρική μεμβράνη 2. Ενδοπλασματικό δίκτυο, το οποίο διακρίνεται σε αδρό και λείο 3. Πυρήνας 4. Πυρηνίσκος 5. Σύμπλεγμα Golgi 6. Μικροϊνίδια, ενδιάμεσα ινίδια και μικροσωληνίσκοι, (Κυτταρικός σκελετός) 7. Ριβοσώματα 8. Μιτοχόνδρια 9. Λυσοσώματα 10.Υπεροξυσώματα  ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Σύνολο μεμβρανών του κυττάρου  Πλασματική μεμβράνη: περιβάλλει το κύτταρο  Μεμβράνες στο εσωτερικό του κυττάρου: - διάφορα μεμβρανικά συστήματα σύμπλεγμα Golgi, το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER) - και σε οργανίδια που περιβάλλονται από μεμβράνη πυρήνας, μιτοχόνδρια, λυσοσώματα, υπεροξυσώματα Νέα διάσταση στην Κυτταρική Βιολογία: το κύτταρο βρίσκεται σε υψηλή τάξη οργάνωσης που οφείλεται κυρίως στο δίκτυο των μεμβρανών  ΚΥΤΤΑΡΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Σύσταση μεμβρανών  Τα κύρια συστατικά είναι τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες  Στα κύτταρα των θηλαστικών υπάρχουν επιπλέον μικρά ποσά υδατανθράκων ενωμένων με πρωτεΐνες ( γλυκοπρωτεΐνες) ή με λιπίδια (γλυκολιπίδια)  Οι περισσότερες μεμβράνες περιέχουν 60% πρωτεΐνες και 40% λιπίδια  Υπάρχουν βέβαια αποκλίσεις ανάλογα με την εξειδίκευση της μεμβράνης ή του κυττάρου  ΛΙΠΙΔΙΑ ΚΑΙ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Φωσφολιπίδια, χοληστερόλη και γλυκολιπίδια με κυριότερο συστατικό τα φωσφολιπίδια  Η σύσταση σε λιπίδια ποικίλει μεταξύ του ίδιου ή διαφορετικών κυττάρων  Η πλασματική μεμβράνη ορισμένων κυττάρων π.χ. ήπατος περιέχει υψηλά, ενώ το ενδοπλασματικό δίκτυο και οι μιτοχονδριακές μεμβράνες χαμηλά ποσοστά χοληστερόλης  Η καρδιολιπίνη υπάρχει μόνο στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων  H μυελινική μεμβράνη που περιβάλλει τα νευρικά κύτταρα περιέχει πάνω από 75% λιπίδια  ΚΥΤΤΑΡΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Αρχιτεκτονική μεμβρανών  Το διμοριακό στρώμα των λιπιδίων είναι το δομικό πλαίσιο όλων των βιολογικών μεμβρανών  Τα φωσφολιπίδια σχηματίζουν εντός του υδατικού περιβάλλοντος του κυττάρου διμοριακό στρώμα λόγω της πολικότητας του μορίου τους  Στο εξωτερικό τμήμα αυτού βρίσκονται οι φωσφορυλιωμένες κεφαλές, ενώ στο εσωτερικό τμήμα είναι στραμμένες οι υδρογονανθρακικές ουρές  ΚΥΤΤΑΡΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Αρχιτεκτονική μεμβρανών  Οι βιολογικές μεμβράνες δομούνται με βάση το μοντέλο του ρευστού μωσαϊκού  Στη θάλασσα αυτή των λιπιδίων βυθίζονται και από τις δύο επιφάνειες οι πρωτεΐνες των μεμβρανών, σε διαφορετικό βάθος ή ακόμα και εντελώς διαμεμβρανικά: Μωσαϊκό πρωτεϊνών  Σημαντικό στοιχείο είναι η ρευστότητα της μεμβράνης, που οφείλεται στη ρευστότητα των λιπιδίων και τη δυνατότητα κίνησης των πρωτεϊνών, οι οποίες επιπλέουν στο λιπιδικό στρώμα  Ο ρόλος των μεμβρανικών πρωτεϊνών είναι λειτουργικός και όχι δομικός  Κυτταρική μεμβράνη και Υδατάνθρακες Απαντούν μόνο στην πλασματική μεμβράνη των ευκαρυωτικών κυττάρων  Τα κυριότερα σάκχαρα που βρίσκονται στις γλυκοπρωτείνες ή τα γλυκολιπίδια είναι: η γαλακτόζη,μαννόζη, φουκόζη, γαλακτοζαμίνη, γλυκοζαμίνη, γλυκόζη και το σιαλικό οξύ  Το σιαλικό οξύ είναι υπεύθυνο για το αρνητικό φορτίο των κυττάρων των θηλαστικών  ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ  Η πλασματική μεμβράνη ξεχωρίζει το κύτταρο από το περιβάλλον του και του δίνει οντότητα.  Μέσω της ημιπερατότητάς της επιτρέπει την εκλεκτική διέλευση ουσιών.  Επιτρέπει στο κύτταρο να "επικοινωνεί" με άλλα κύτταρα.  Διαθέτει ειδικούς "υποδοχείς" για την προσκόλληση σε αυτήν ουσιών με ποικίλους ρόλους  ΚΥΤΤΑΡΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Λειτουργίες μεμβρανών Μετακίνηση μικρομορίων Νερό και μη πολικά μακρομόρια (διαλυτά στο λιπίδια) -διαπερνούν με απλή διάχυση, με βάση την κλίση συγκέντρωσης Πολικά βιομόρια (ιόντα, σάκχαρα, αμινοξέα, νουκλεοτίδια, μεταβολίτες) Διαπερνούν με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών Πρωτεΐνες-μεταφορείς: μεταφέρουν τις ουσίες με αλλαγή της στερεοδομής τους Πρωτεΐνες-δίαυλοι: δημιουργούν δίαυλο(πόρο) διαμέσω του διμοριακού λιπιδικού στρώματος  Λειτουργίες μεμβρανών ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΩΝ Οι κυτταρικές μεμβράνες είναι ρευστά μορφώματα και εμφανίζουν κατά τόπους εγκολπώματα και αναδιπλώσεις Ενδοκυττάρωση - Εξωκυττάρωση  Τα εισερχόμενα και εξερχόμενα μόρια π.χ πρωτεΐνες, δεν έρχονται σε επαφή με το κυτταρόπλασμα, γιατί είναι εγκλωβισμένα σε κυστίδια  Τα κυστίδια προέρχονται από τις εγκολπώσεις της μεμβράνης, τα οποία και αποκόπτονται  Κυτταροφαγία για στερεά υλικά  Κυτταροποσία για πρωτεΐνες, αμινοξέα και ιόντα Είσοδος με μεσολάβηση υποδοχέων  ΚΥΤΤΑΡΟΦΑΓΙΑ  Μηχανισμός θρέψης κατώτερων οργανισμών  Μηχανισμός άμυνας ανώτερων οργανισμών  Το ανθρώπινο σώμα έχει δύο κατηγορίες λευκών αιμοσφαιρίων που δρουν ως φαγοκύτταρα: τα μακροφάγα και τα πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα  Εγκλωβίζουν και ενσωματώνουν ξένα υλικά, όπως βακτήρια  ΙΣΤΟΙ  Τα κύτταρα που συγκροτούν τους πολυκύτταρους οργανισμούς οργανώνονται σε ιστούς  Η δημιουργία των ιστών συνεπάγεται ορισμένες τροποποιήσεις της πλασματικής μεμβράνης  Οι διαφοροποιημένες περιοχές της μεμβράνης επιτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες  - εξειδικευμένη λειτουργία: οι μικρολάχνες (προεξοχές της πλασματικής μεμβράνης) αυξάνουν την απορροφητικότητα των κυττάρων  -επικοινωνία των κυττάρων μέσω ειδικών διαφοροποιήσεων που ονομάζονται σύνδεσμοι (δεσμοσώματα, στενοσύνδεσμοι, χασματοσύνδεσμοι, προσκολλητικές συνδέσεις) ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΛΟΙΠΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ  ΠΥΡΗΝΑΣ  Όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πυρήνα που περιβάλλεται από μεμβράνη  Κύριος ρόλος: παροχή κατάλληλου περιβάλλοντος για τη συντήρηση και έκφραση του γενετικού υλικού του κυττάρου  Οι γενετικές πληροφορίες είναι αποθηκευμένες στο μόριο του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA), που βρίσκεται στον πυρήνα σε συνδυασμό με πρωτεΐνες(νουκλεοπρωτεΐνες)  Οι νουκλεοπρωτεΐνες είναι οργανωμένες μαζί με το DNA σε χρωμοσώματα  Μέσα στον πυρήνα βρίσκεται επίσης ένα μόρφωμα, το πυρήνιο ή πυρηνίσκος.  ΠΥΡΗΝΑΣ  Ο πυρήνας περιβάλλεται από διπλή μεμβράνη  Ο ενδομεμβρανικός χώρος συνδέεται με το ΕΔ(ενδοπλασματικό δίκτυο) και το σύμπλεγμα Golgi  Η εξωτερική μεμβράνη συνδέεται με δίκτυο μικροσωληνίσκων, οι οποίοι σταθεροποιούν τη θέση και τη μορφολογία του πυρήνα μέσα στο κυτταρόπλασμα  ΠΥΡΗΝΑΣ  Η εσωτερική μεμβράνη φέρει ειδικές πρωτεΐνες, οι οποίες ενώνονται με άλλες πρωτεΐνες και σχηματίζουν το πυρηνικό έλασμα  Το έλασμα συμμετέχει στο σχηματισμό των πυρηνικών πόρων, στην οργάνωση των χρωμοσωμάτων, στην εξαφάνιση της μεμβράνης κατά τη μίτωση και στην επαναδημιουργία με το τέλος της κυτταρικής διαίρεσης  Ο πυρηνικός πόρος δημιουργείται από σύντηξη της εξωτερικής και εσωτερικής πυρηνικής μεμβράνης  Ο δίαυλος συγκροτείται από 8 πρωτεΐνες  ΠΥΡΗΝΑΣ  Ο κύκλος ζωής του ευκαρυωτικού κυττάρου διακρίνεται σε δύο στάδια: τη μεσόφαση και την κυτταρική διαίρεση(μίτωση)  Κατά τη μεσόφαση το κύτταρο προετοιμάζεται για να διαιρεθεί και να δώσει κατά το στάδιο της μίτωσης δύο όμοια κύτταρα  Η δομή και λειτουργία του πυρήνα διαφέρει στα δύο στάδια  Ο πυρήνας είναι ο χώρος του κυττάρου όπου παραμένουν τα χρωμοσώματα,  γίνεται η αντιγραφή του DNA σε DNA  και η μεταγραφή του DNA σε mRNA  ΠΥΡΗΝΑΣ Τα κύρια συστατικά του πυρήνα είναι η χρωματίνη, ο πυρηνίσκος και το πυρηνόπλασμα  Χρωματίνη: σύμπλεγμα DNA με πυρηνικές πρωτεΐνες  Πυρηνικές πρωτεΐνες: Ιστόνες και μη-ιστονικές πρωτεΐνες Οι ιστόνες συμπυκνώνουν το DNA και ρυθμίζουν τη μεταγραφή  ΙΣΤΟΝΕΣ Σφαιρικές πρωτεΐνες στον πυρήνα όλων των κυττάρων, γύρω από τις οποίες πακετάρεται το DNA δημιουργώντας τη δομή της χρωματίνης Πέντετύποι ιστονών: Η1, Η2Α, Η2Β, Η3, Η4 Νουκλεόσωμα: Δομική και λειτουργική μονάδα της χρωματίνης Πολλά νουκλεοσώματα συνιστούν τη χρωματίνη ΝΟΥΚΛΕΟΣΩΜΑ  ΧΡΩΜΑΤΙΝΗ-ΧΡΩΜΟΣΩΜΑ Χρωματίνη ονομάζεται το σύμπλοκο του γενετικού υλικού(DNA) και των ιστονών στη μεσόφαση, ενώ χρωμόσωμα στη μίτωση Μεσόφαση Μίτωση  ΠΥΡΗΝΑΣ-ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Μέσω των πόρων επιτυγχάνεται η ροή της πληροφορίας και επομένως η πυρηνοκυτταροπλασματική επικοινωνία  Το DNA αντιγράφεται (σε DNA) και μεταγράφεται σε RNA στον πυρήνα,  όπου ακολούθως εξέρχεται στο κυτταρόπλασμα για τη μετάφραση σε πρωτεΐνες  Από την άλλη πλευρά, για την αντιγραφή και μεταγραφή απαιτούνται ένζυμα, τα οποία μεταφέρονται από το κυτταρόπλασμα  Η είσοδος και έξοδος πρωτεϊνών επιτυγχάνεται μέσω δέσμευσης με πυρηνικούς υποδοχείς Ροή γενετικής πληροφορίας  ΠΥΡΗΝΙΣΚΟΣ Ο πυρηνίσκος είναι μια δομή που διακρίνεται εύκολα στο μικροσκόπιο από το σφαιρικό σχήμα της και την πυκνή υφή της. Αποτελείται κυρίως από RNA και DNA και δεν περιβάλλεται από στοιχειώδη μεμβράνη. Σ' αυτόν συντίθεται το rRNA (ριβοσωμικό RNA-συστατικό των ριβοσωμάτων).  ΡΙΒΟΣΩΜΑΤΑ  Σφαιρικά ή ελλειψοειδή σωματίδια που περιέχουν RNA και πρωτεΐνες  Βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα ελεύθερα ή προσδεμένα στο αδρό ΕΔ  Είναι τα εργοστάσια παραγωγής των πρωτεϊνών  Η γενετική πληροφορία μεταφέρεται μέσω σύνδεσης με mRNA, ενώ μεταφράζεται σε αμινοξύ μέσω σύνδεσης από το αντίστοιχο μεταφορικό tRNA Ριβόσωμα και σύνθεση πρωτεϊνών  ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ-ΕΔ  Το ΕΔ είναι ένα εκτεταμένο αλληλοσυνδεόμενο μεμβρανικό δίκτυο αποτελούμενο από σωληνάρια, κυστίδια και ασκίδια  Ο εσωτερικός χώρος ονομάζεται δίαυλος και διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα σε 2 διαμερίσματα: στον ενδομεμβρανικό χώρο και στο υπόλοιπο κυτταρόπλασμα  Οι δίαυλοι αναστομώνονται με την πυρηνική μεμβράνη  Το ΕΔ με κυστίδια επικοινωνεί με το σύμπλεγμα Golgi, τα λυσοσώματα και υπεροξυσώματα  Με το ΗΜ(ηλεκτρονικό μικροσκόπιο) διακρίνεται σε -κοκκιώδες ή αδρό και μη κοκκιώδες ή λείο ΕΔ  Το αδρό ΕΔ έχει ριβοσώματα στην επιφάνειά του, ενώ το λείο όχι ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ-ΕΔ  ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΑΔΡΟΥ ΕΔ  Οι μεμβράνες του ΕΔ περιέχουν πρωτεΐνες και λιπίδια(2:3)  Τα λιπίδια του ΕΔ είναι μόνο φωσφολιπίδια  Οι πρωτεΐνες του αδρού ΕΔ είναι ένζυμα που συμμετέχουν στη σύνθεση τριγλυκεριδίων, φωσφολιπιδίων και χοληστερόλης  Τα δεσμευμένα στο ΕΔ ριβοσώματα συνθέτουν τις πρωτεΐνες των λυσοσωμάτων, τις εκκριτικές και αυτές που δομούν τις μεμβράνες(πλην του μιτοχονδρίου)  Τα παραγόμενα λιπίδια και πρωτεΐνες μεταφέρονται στα διάφορα οργανίδια με ειδικά κυστίδια μεταφοράς  Τα κυστίδια μεταφοράς προκύπτουν από τη μεμβράνη του ΕΔ με εκβλάστηση, ενώ συντήκονται με τη μεμβράνη του οργανιδίου- στόχου Το λείο ΕΔ συμμετέχει σε βασικές κυτταρικές λειτουργίες Λειτουργίες: υδροξυλίωση, μεταβολισμός υδατανθράκων, αποτοξίνωση από φάρμακα, σύνθεση λιπιδίων και στεροειδών ορμονών.  Στο λείο ΕΔ υπάρχουν ένζυμα υδροξυλίωσης που αυξάνουν τη διαλυτότητα των φαρμάκων στο νερό και τελικά την απέκκριση μέσω της κυκλοφορίας  Στο λείο ΕΔ υπάρχει το ένζυμο φωσφατάση του 6-φωσφορικού εστέρα της γλυκόζης - το ένζυμο αποφωσφορυλιώνει τη γλυκόζη των ηπατοκυττάρων( είναι αποθηκευμένη με τη μορφή κοκκίων γλυκογόνου) , η οποία μεταφέρεται στα όργανα που έχουν ανάγκη ενέργειας.  ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ GOLGI  Είναι ένα διαφοροποιημένο τμήμα του ενδομεμβρανικού συστήματος του ευκαρυωτικού κυττάρου  Συμμετέχει στη λειτουργική ολοκλήρωση των πρωτεϊνών και είναι κέντρο διαλογής των πρωτεϊνών για τον τόπο προορισμού τους  Αποτελείται από μια συστοιχία πλατυσμένων σάκων δισκοειδούς μορφής και από παρακείμενα εκκριτικά κυστίδια  Η μία πλευρά των σάκων συνορεύει με το ΕΔ και λέγεται cis- πλευρά, ενώ η άλλη trans-πλευρά  ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ GOLGI  Η cis- πλευρά σχηματίζεται από τη σύντηξη κυστιδίων που προέρχονται από το ΕΔ, ενώ η trans-πλευρά παράγει συνεχώς κυστίδια  Τα κυστίδια δημιουργούν τα εκκριτικά κοκκία που απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους στο εξωκυττάριο περιβάλλον  ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ  GOLGI Το σύμπλεγμα αποτελείται από 60% πρωτεΐνες και 40% λιπίδια  Οι cis μεμβράνες μοιάζουν με αυτές του ΕΔ, ενώ οι trans με την πλασματική μεμβράνη Ροή μεμβρανικών συστημάτων  Τα πιο σημαντικά ένζυμα είναι οι γλυκοζυλ-τρανσφεράσες και η συνθετάση του γλυκογόνου  Οι γλυκοζυλτρανσφεράσες προσκολλούν υδατάνθρακες σε πρωτεΐνες και λιπίδια  Συμβολή στο μεταβολισμό των υδατανθράκων και στη σύνθεση των γλυκοπρωτεϊνών  Μεταφορά βιομορίων στον τόπο προορισμού τους  ΜΙΤΟXOΝΔΡΙΑ  Μεγαλύτερα οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων μετά τον πυρήνα  Σωληνοειδείς ή σφαιρικές δομές που περιβάλλονται από διπλή μεμβράνη - εξωτερική: λεία -εσωτερική: εγκολπώματα που ονομάζονται λοβοί →αύξηση επιφάνειας  Δύο διακριτά διαμερίσματα - ενδομεμβρανικό - εσωτερικό: μήτρα ΜΙΤΟXOΝΔΡΙΑ  ΜΙΤΟXOΝΔΡΙΑ  Βρίσκονται σε θέσεις έντονης μεταβολικής δραστηριότητας  Οι κύριες μεταβολικές διεργασίες που επιτελούνται στα μιτοχόνδρια - ο κύκλος του Krebs - η μεταφορά των ηλεκτρονίων - οξειδωτική φωσφορυλίωση  Αποτέλεσμα: παραγωγή ATP και CO2 , H2O Ενεργειακά κέντρα του κυττάρου Τα μιτοχόνδρια χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα για τον μεταβολισμό των βιολογικών μακρομορίων που προσλαμβάνουν οι οργανισμοί με τις τροφές. Mε τη βοήθεια των μιτοχονδρίων τα κύτταρα διασπούν τους υδατάνθρακες και τα λίπη, συνθέτοντας μόρια τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), μέσω της διαδικασίας της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Η διαδικασία αυτή είναι αερόβια και συντελείται διαμέσου ενός πολύπλοκου διαμεμβρανικού ενζύμου που βρίσκεται στην εσωτερική μεμβράνη του μιτοχονδρίου και ονομάζεται ATP-συνθετάση  ΗΜΙΑΥΤΟΝΟΜΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ Τα μιτοχόνδρια περιέχουν το δικό τους DNA (mtDNA) με διαφορετική κωδικοποίηση βάσεων από το πυρηνικό DNA  ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ  Η παρουσία ξεχωριστού γενετικού συστήματος → Προσδίδει μερική αυτονομία  Είναι μητρικής προέλευσης  Αυτό συμβαίνει επειδή το μαστίγιο του σπερματοζωαρίου, το οποίο φέρει τη συντριπτική πλειοψηφία των μιτοχονδρίων του, δεν εισέρχεται στο ωάριο κατά τη γονιμοποίηση  Ο μηχανισμός αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης ομοιάζει με του προκαρυωτικού κυττάρου  Η διαίρεση γίνεται ανεξάρτητα κατά τη διάρκεια της μεσόφασης  ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Στα ευκαρυωτικά κύτταρα τα μιτοχόνδρια παράγουν την απαραίτητη ενέργεια για τις μεταβολικές λειτουργίες, οι οποίες εκτός από το κυτταρόπλασμα και το μιτοχόνδριο επιτελούνται και σε άλλα οργανίδια  ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ ΑΠΟΔΟΜΗΣΗΣ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ ΚΑΙ ΛΟΙΠΩΝ ΒΙΟΜΟΡΙΩΝ  Κανένα συστατικό του κυττάρου δεν παραμένει ανέπαφο  Παρατηρείται συνεχής ανακύκλωση των μακρομορίων  Τα κυριότερα οργανίδια αποδόμησης: -λυσοσώματα -και υπεροξυσώματα  Η αποικοδόμηση των μακρομορίων π.χ πρωτεΐνες, RNA είναι βασικής σημασίας για την επιβίωση του κυττάρου  Σημαντική πρωτεόλυση επιτελείται στα λυσοσώματα όταν «πεινά» το κύτταρο  ΥΠΕΡΟΞΥΣΩΜΑΤΑ Η ονομασία προέρχεται από την κύρια λειτουργία τους: παραγωγή και διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου(Η2Ο2)  Το Η2Ο2 παράγεται με τη δράση της οξειδάσης  Είναι τοξικό μόριο και διασπάται εντός του οργανιδίου από την καταλάση  ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ  Σφαιρικά οργανίδια με μονή μεμβράνη  Δεν περιέχουν DNA και ριβοσώματα  Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης τους συντίθενται στο αδρό ΕΔ, ενώ τα ένζυμα σε ελεύθερα ριβοσώματα  ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ Στα ηπατοκύτταρα υπάρχουν 400 οργανίδια πλησίον μεμβρανών Στο ΗΜ παρατηρείται μια ηλεκτρονιόπυκνη περιοχή στο εσωτερικό των υπεροξυσωμάτων που οφείλεται στην παρουσία των ενζύμων ουρική οξειδάση και καταλάση  ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Περιέχουν ένζυμα που διασπούν τα λιπαρά οξέα και τα αμινοξέα Συμβαίνουν οξειδώσεις του τύπου  RH2 + O2→R + H2O2 (δράση οξειδάσης) (R:οργανικό μόριο)  H2O2 → H20 + 1/2O2 (δράση καταλάσης) Αποτοξίνωση από διάφορες τοξικές ουσίες από την καταλάση των υπεροξυσωμάτων των ηπατικών και νεφρικών κυττάρων  Μεθανόλη, αλκοόλη, φαινόλες  Διάσπαση αλκοόλης από την αλκοολική οξειδάση  Αποικοδόμηση των βάσεων αδενίνη και γουανίνη, μέσω της ουρικής οξειδάσης  ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΑ Κυτταρικά οργανίδια που περιβάλλονται από μονή μεμβράνη και θεωρούνται ως τα κυριότερα πεπτικά οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων  Οι διεργασίες που συμμετέχουν τα λυσοσώματα είναι : κυτταροφαγία, αυτοφαγία, αυτόλυση, ενδοκυτταρική πέψη Αποικοδομούν μόρια που εισέρχονται στο κύτταρο, αλλά και βιομόρια του ίδιου του κυττάρου όταν δεν τα χρειάζεται πια  Τα προς αποικοδόμηση υλικά δεν εισέρχονται άμεσα στο λυσόσωμα  αλλά περιβάλλονται από κυστίδια τα οποία και συντήκονται με τη μεμβράνη του λυσοσώματος  Συμμετοχή στη διαδικασία της κυτταροποσίας και κυτταροφαγίας  Κυτταροποσία: πρόσληψη διαλυτού εξωκυττάριου υλικού που περιέχει μικρά ιόντα, μικρά μόρια και πρωτεΐνες -Πρόσληψη από το αίμα σωματιδίων λιποπρωτεινών που περιέχουν χοληστερόλη  Κυτταροφαγία: πρόσληψη αδιάλυτων μεγάλων σε μέγεθος υλικών ή και ολόκληρων κυττάρων -Μηχανισμός άμυνας  ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ  Διάσπαση βιομορίων στους δομικούς λίθους, οι οποίοι διαπερνούν τη μεμβράνη του λυσοσώματος και χρησιμοποιούνται στο κυτταρόπλασμα  Η διάσπαση γίνεται από υδρολυτικά ένζυμα  Νουκλεάσες  Πρωτεάσες  Γλυκοσιδάσες  Φωσφατάσες  Λιπάσες  Λυσοσωματικές ασθένειες Υλικά, όπως άτομα σιδήρου, χρυσού, αμίαντου ή πολυμερή υδρογονανθράκων -Αδυναμία διάσπασης από τα λυσοσωματικά ένζυμα -Οι ίνες αμιάντου προκαλούν ρήξη της μεμβράνης του οργανιδίου στα μακροφάγα κύτταρα -Ενεργοποίηση ινοβλαστών και παραγωγή κολλαγόνου με αποτέλεσμα πρόκληση ίνωσης και μείωση αναπνευστικής ικανότητας  Λυσοσωματικές αποθηκευτικές ασθένειες -μεταβολικές κληρονομικές νόσοι  ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟΣ  Το ευκαρυωτικό κύτταρο αφορίζεται από το περιβάλλον του με μια εύκαμπτη πλασματική μεμβράνη  Το εσωτερικό του συνίσταται από τη διαλυτή φάση-κυτοσόλιο ή κυτταρόπλασμα, στην οποία είναι βυθισμένα τα διάφορα οργανίδια Πως προκύπτει επομένως η σταθερότητα;  Είναι γνωστό ότι τα εξειδικευμένα κύτταρα έχουν καθορισμένο σχήμα, που υποδηλώνει την ύπαρξη κάποιου σκελετού  Στη διαλυτή φάση του κυττάρου υπάρχουν πολύπλοκα πρωτεϊνικά ινίδια, τα οποία συνιστούν τον κυτταροσκελετό ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟΣ  ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟΣ  Τα κύρια δομικά στοιχεία του κυτταροσκελετού είναι:  Οι μικροσωληνίσκοι  Τα μικροϊνίδια  Και τα ενδιάμεσα ινίδια  ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟΣ Οι δομές αυτές προκύπτουν από πολυμερισμό πρωτεϊνών με κύριες τις: Τουμπουλίνη Ακτίνη  μυοσίνη τροπομυοσίνη  ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟΥ  Η κίνηση των χρωμοσωμάτων  Η μυϊκή συστολή  Η δομή και η κίνηση των βλεφαρίδων και των μαστιγίων Η ενέργεια που απαιτείται για τις κινήσεις προέρχεται από την υδρόλυση του ΑΤΡ Οι πρωτεΐνες των ινιδίων καθώς και η τουμπουλίνη των μικροσωληνίσκων έχουν δραστηριότητα ΑΤΡάσης (διάσπαση του ATP)  ΜΙΚΡΟΣΩΛΗΝΙΣΚΟΙ  Κυλινδρικά, επιμήκη οργανίδια  Το τοίχωμα των μικροσωληνίσκων αποτελείται από 13 ινίδια στοιβαγμένα σε παράλληλη διάταξη, που ονομάζονται πρωτοϊνίδια  Κάθε πρωτοϊνίδιο είναι ένα γραμμικό πολυμερές σφαιρικών πρωτεϊνικών υπομονάδων που ονομάζονται τουμπουλίνες(α- και β-τουμπουλίνη)  Οι σωληνίσκοι αυτοί αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, αλλά και με άλλες πρωτεΐνες του κυττάρου  ΜΙΚΡΟΣΩΛΗΝΙΣΚΟΙ Οι μικροσωληνίσκοι είναι δυναμικές δομές  Σε κάθε χρονική στιγμή ορισμένοι πολυμερίζονται, ενώ άλλοι αποπολυμερίζονται Ο πολυμερισμός της τουμπουλίνης σε μικροσωληνίσκους γίνεται στα κέντρα οργάνωσης των μικροσωληνίσκων  Είναι το κεντροσωμάτιο  για τα κύτταρα που  βρίσκονται στη μίτωση Ρόλοι των μικροσωληνίσκων  Ακριβοδίκαιος διαχωρισμός χρωμοσωμάτων στη μίτωση  Κίνηση οργανιδίων και κυττάρων  Καθορισμός θέσης ΕΔ και Golgi  ΜΙΚΡΟΙΝΙΔΙΑ  Είναι πολυμερή μιας πρωτεΐνης, της ακτίνης  Δεν υπάρχει δίαυλος στη μέση  Η μυοσίνη είναι πρωτεΐνη, πάντα ενωμένη με την ακτίνη στα μυϊκά κύτταρα Σημασία των μικροϊνιδίων  Συστολή ινιδίων μυϊκών κυττάρων  Δημιουργούν διασυνδέσεις με τις πρωτεΐνες της πλασματικής μεμβράνης και επηρεάζουν τη μετακίνηση και το σχήμα των κυττάρων  Διαίρεση κυτταροπλάσματος κατά τη μίτωση  ΕΝΔΙΑΜΕΣΑ ΙΝΙΔΙΑ  Τα πιο σταθερά στοιχεία του κυτταροπλάσματος  Βάση δημιουργίας κυτταροσκελετού  Αποτελούνται από ινώδεις πρωτεΐνες που συνδέονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μακριά ινίδια  ΕΝΔΙΑΜΕΣΑ ΙΝΙΔΙΑ  Ινίδια κερατίνης Απαντούν στα επιθηλιακά κύτταρα, τρίχες, νύχια, κύριες πρωτεΐνες δέρματος  Ινίδια δεσμίνης Βρίσκονται στα μυϊκά κύτταρα  Ινίδια βιμεντίνης Στα μεσεγχυματικά κύτταρα  Νευροϊνίδια,  Νευρογλοιακά ινίδια, στα αστροκύτταρα του εγκεφάλου  Πυρηνικές λαμίνες  Επενδύουν την πυρηνική μεμβράνη Κατά τη μίτωση φωσφορυλιώνονται και αποδιοργανώνουν τον πυρήνα  ΕΝΔΙΑΜΕΣΑ ΙΝΙΔΙΑ  Μυϊκά κύτταρα: ινίδια δεσμίνης και βιμεντίνης  Επιθηλιακά κύτταρα: ινίδια βιμεντίνης και κερατίνης  Εκτείνονται από την πυρηνική έως την πλασματική μεμβράνη  Συνδέονται με μόρια κυτταρικής επικοινωνίας ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ  Κυτταρική κίνηση Ορισμένα παραδείγματα Κίνηση βλεφαρίδων στο αναπνευστικό σύστημα  Απομάκρυνση βλέννης και σκόνης  Μια από τις βλαβερές συνέπειες του καπνού του τσιγάρου είναι ότι εμποδίζει την κίνηση των βλεφαρίδων των επιθηλιακών κυττάρων και συνεπώς δεν γίνεται η αυτοκάθαρση των πνευμόνων  Κυτταρική κίνηση Καρκινική διήθηση και μετάσταση Διαταραχή κυτταρικής επικοινωνίας και απόκτηση κινητικής και μεταναστευτικής ικανότητας, μεταξύ άλλων φαινομένων Σας ευχαριστώ