Intro to Cell Biology Lecture Notes October 2024 PDF

Κυτταρική Βιολογία Απόστολος Μπελούκας Αναπληρωτής Καθηγητής - Πανεπιστημιο Δυτικής Αττικής Monday, October 7, 2024 1 Διδάσκοντες Απόστολος Μπελούκας Αναπληρωτής Καθηγητής Και λοιποί συνεργάτες Ιωάννης...

Κυτταρική Βιολογία Απόστολος Μπελούκας Αναπληρωτής Καθηγητής - Πανεπιστημιο Δυτικής Αττικής Monday, October 7, 2024 1 Διδάσκοντες Απόστολος Μπελούκας Αναπληρωτής Καθηγητής Και λοιποί συνεργάτες Ιωάννης Πούρης, Αικατερίνη Γιώτη, Άννα Κολλιοπούλου, Κασσάνδρα Πρόκτερ, Παναγιώτα Ρέστα Ακαδημαϊκοί Υπότροφοι, Μεταδιδακτορικοί Ερευνητές Εξωτερικοί ομιλητές/εξωτερικοί συνεργάτες Τομέας Ιατρικών Εργαστηρίων, Τμήμα Βιοϊατρικών Επιστημών, ΠαΔΑ Monday, October 7, 2024 2 Γνωσιακοί Στόχοι (Ι) ✓ Την εξέλιξη της επιστήμης της Κυτταρικής Βιολογίας καθώς και ιστορική αναδρομή των σημαντικότερων ανακαλύψεων ✓ Τη δομή και τη λειτουργία των βασικότερων μακρομορίων (νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, λιπίδια) ✓ Την ποικιλομορφία των κυττάρων καθώς και τις φυλογενετικές τους σχέσεις ✓ Τη δομή και τη λειτουργία των προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων ✓ Την μεταφορά της γενετικής πληροφορίας από το DNA στις πρωτεΐνες ✓ Τις φάσεις του κυτταρικού κύκλου ✓ Την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων ✓ Πώς να χρησιμοποιούν γενικά κείμενα, βιβλία αναφοράς και μια σειρά από άλλους πόρους για περαιτέρω ανάπτυξη της γνώσης μέσω της συνεχούς ανεξάρτητης μάθησης Monday, October 7, 2024 3 Βιβλία, διαφάνειες και τρόπος μελέτης ✓ Επιλογές Συγγραμμάτων: 1. Βιβλίο : Βασικές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας 5η έκδοση, Alberts Bruce, Hopkin Karen, Johnson Alexander, Morgan David, Raff Martin, Roberts Keith, Walter Peter Λεπτομέρειες 2. Βιβλίο : Το Κύτταρο, Geoffrey M. Cooper Λεπτομέρειες 3. Βιβλίο : Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου, Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, David Morgan, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter, John Wilson, Tim Hunt Λεπτομέρειες 4. Βιβλίο : Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου 7η αγγλική/ 2η ελληνική έκδοση, Alberts B., Heald R., Johnson A., Morgan D., Raff M., Roberts K., Walter P., Wilson J., Hunt T. Λεπτομέρειες 5. Βιβλίο : Μοριακή Κυτταρική Βιολογία, Lodish Harvey, Berk Arnold, Kaiser Chris A., Krieger Monty, Bretscher Anthony, Ploegh Hidde, Martin Kelsey C., Yaffe Michael B., Amon Angelika Λεπτομέρειες ✓ Διαφάνειες ✓ Ιστοσελίδες (PubMed) και επιστημονικά περιοδικά (New Scientist, New England Journal of Medicine, Lancet, JAMA, Nature, Science, Journal of Virology, Viruses κλπ). Monday, October 7, 2024 4 Βιβλία, διαφάνειες και τρόπος μελέτης ✓ Επιλογές Συγγραμμάτων: ✓ Διαφάνειες ✓ Ιστοσελίδες (PubMed) και επιστημονικά περιοδικά (New Scientist, New England Journal of Medicine, Lancet, JAMA, Nature, Science, Journal of Virology, Viruses κλπ). Monday, October 7, 2024 5 6 Υλικό Μαθήματος Monday, October 7, 2024 7 Υλικό Μαθήματος Monday, October 7, 2024 8 Θεματικές Ενότητες - Προγραμματισμός Εβδομάδα Θεματική Ενότητα Ημερομηνία 1 Εισαγωγή - Ιστορική αναδρομή - Εξέλιξη - Βασικές έννοιες 7 Οκτώβριος 2024 Χημική σύσταση-Δεσμοί-Δομή Κυτταρική οργάνωση- 2 14 Οκτώβριος 2024 Κυτταρική θεωρία Βιολογικά Μακρομόρια - Δομη κ Λειτουργία Πρωτεϊνών- 3 21 Οκτώβριος 2024 Ένζυμα - Δομή DNA-Χρωμοσώματα ΑΡΓΙΑ 28ΗΣ ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 28 Οκτώβριος 2024 Ροή Γενετικής Πληροφορίας: Αντιγραφή-Μεταγραφή- 4 4 Νοέμβριος 2024 Μετάφραση-Ρύθμιση Ροή Γενετικής Πληροφορίας: Αντιγραφή-Μεταγραφή- 5 11 Νοέμβριος 2024 Μετάφραση-Ρύθμιση 1η Πρόοδος Κυτταρική μεμβράνη-Μεταφορά διαμέσου μεβράνης- 6 18 Νοέμβριος 2024 Σηματοδότηση - Πυρήνας - Πυρηνική Μεμβράνη-Επικοινωνία Παραγωγή Ενέργειας-Μιτοχόνδρια-Χλωροπλάστες - 7 25 Νοέμβριος 2024 Ενδοκυττάρια διαμερίσματα, οργανίδια και λοιπές δομές 8 Κυτταρική Επικοινία και Σύνδεση - Μεταγωγή σήματος 2 Δεκέμβριος 2024 Κυτταρικός κύκλος-Ρύθμιση - Μίτωση - Μείωση - Κυτταρική 9 9 Δεκέμβριος 2024 Διαίρεση 10 Κυτταρική Γήρανση-Κυτταρικός Θάνατος 16 Δεκέμβριος 2024 12 Διακοπές Χριστουγέννων 23 Δεκέμβριος 2024 13 Διακοπές Χριστουγέννων 30 Δεκέμβριος 2024 14 Διακοπές Χριστουγέννων 6 Ιανουάριος 2025 Monday, October 7, 2024 11 Αναπλήρωση - Ανασκόπηση ύλης 13 Ιανουάριος 2025 9 2η Πρόοδος Εξετάσεις ✓ Στο τέλος του εξαμήνου ✓ Θεωρία: Εξετάζεται όλη η διδακτέα ύλη ✓ Συνήθως 10-12 θέματα θεωρίας κλειστού τύπου Monday, October 7, 2024 10 Εξέταση Κυτταρικής Βιολογίας Θεωρία: 1. Τελική Γραπτή Εξέταση που περιλαμβάνει όλη την ύλη 2. Δυο (2) πρόοδοι, η 1η με την ολοκλήρωση του 50% των ενοτήτων της ύλης του μαθήματος και η 2η με την ολοκλήρωση των διαλέξεων (το δεύτερο 50% της ύλης των ενοτήτων) και πριν την εξεταστική του Φεβρουαρίου. Απαιτείται συμμετοχή και στις δυο (2) προόδους εξέτασης του μαθήματος Ο Τελικός Βαθμός προκύπτει από το μέσο ορό των δυο (2) προόδων εξέτασης Monday, October 7, 2024 11 Ανακοινώσεις & Επικοινωνία ✓ Ιστοσελίδα τμήματος (bisc.uniwa.gr) ✓ e-class (πρόσβαση με τα στοιχεία e-mail που θα έχετε λάβει με την εγγραφή σας) ✓ Επικοινωνία με φυσική παρουσία ή (σε εξαιρετικές περιπτώσεις) τηλεφωνικά Monday, October 7, 2024 12  Κυτταρική Βιολογία Monday, October 7, 2024 13 Η Κυτταρική Βιολογία μελετά: ▪ Την δομή των κυττάρων ▪ Τη λειτουργία των κυττάρων ▪ Την συμπεριφορά των κυττάρων Και απαντά σε ερωτήματα όπως: ▪ Η προέλευση των ζωντανών οργανισμών ▪ Η ποικιλία των ζωντανών οργανισμών και οι εξελικτικές σχέσεις τους ▪ Η προέλευση και ανάπτυξη του ανθρώπου Monday, October 7, 2024 14 Το κύτταρο ▪ Η θεμελιώδης μονάδα της ζωής. ▪ Κάθε κύτταρο προέρχεται από ένα προϋπάρχον κύτταρο. ▪ Όλοι οι οργανισμοί δομούνται από κύτταρα: 1 κύτταρο→ μονοκύτταρος οργανισμός πολλά κύτταρα → πολυκύτταρος οργανισμός Monday, October 7, 2024 15 Ποικιλομορφία κυττάρων ▪ Στο μέγεθος: μm (π.χ κύτταρο βακτηρίου) – mm (π.χ ωάριο βατράχου) ▪ Στο σχήμα ▪ Στην λειτουργία – στις απαιτήσεις τους σε χημικά μόρια Monday, October 7, 2024 16 Ομοιότητες κυττάρων ▪ Παρόμοια υπόσταση (διαμερισματοποίηση) ▪ Παρόμοια χημική οργάνωση (οργανίδια) ▪ Ίδια μακρομόρια και χημικές αντιδράσεις ▪ Ίδιος χημικός κώδικας γενετικής πληροφορίας ▪ Παρόμοιοι μηχανισμοί μεταβίβασης της γενετικής πληροφορίας Monday, October 7, 2024 17 Ιστορική Αναδρομή (Ι) Ανακάλυψη φωτονικού μικροσκοπίου - Ανακάλυψη κυττάρων ▪ 17ος αιώνας: οι φακοί ήταν τόσο ισχυροί που μπορούσαν να καταστήσουν ορατά αντικείμενα που ήταν αόρατα με γυμνό μάτι. ▪ Robert Hooke: Χρησιμοποίησε ένα μικροσκόπιο εξοπλισμένο με τέτοιους φακούς και εξέτασε ένα κομμάτι φελλού. ▪ 1665: Ανακοίνωσε στη Βασιλική Εταιρία του Λονδίνου ότι ο φελλός αποτελείται από μια μάζα μικροσκοπικών θαλάμων, τους οποίους ονόμασε «κύτταρα», λόγω της ομοιότητάς τους με τους απλούς θαλάμους όπου διέμεναν οι μοναχοί σε ένα μοναστήρι. ▪ O όρος «κύτταρο» επικράτησε ▪ Ο Hooke και Antoni van Leeuwenhoek κατάφεραν να παρατηρήσουν ζωντανά κύτταρα, αναδεικνύοντας έναν ολόκληρο κόσμο, που μέχρι τότε ήταν αόρατος, ο οποίος ήταν γεμάτος από κινούμενους μικροοργανισμούς. Monday, October 7, 2024 18 Ιστορική Αναδρομή (ΙΙ) Η επιστήμη της Κυτταρικής Βιολογίας ▪ Η ανάπτυξη της κυτταρικής βιολογίας υπήρξε μια σταδιακή διαδικασία ▪ Η επίσημη γέννησή της: δύο δημοσιεύσεις 1) Matthias Schleiden (1838) 2) Theodor Schwann (1839) Στις συγκεκριμένες δημοσιεύσεις, οι συγγραφείς κατέγραψαν τ’ αποτελέσματα μιας συστηματικής εξέτασης φυτικών και ζωικών ιστών με το μικροσκόπιο και τελικά απέδειξαν ότι τα κύτταρα ήταν οι οικουμενικοί δομικοί λίθοι όλων των ζωντανών ιστών. Monday, October 7, 2024 19 Τα κύτταρα κάτω από το μικροσκόπιο (Ι) ▪ Ένας ιστός αποτελείται από πολλά κύτταρα α) στενά συνδεδεμένα κύτταρα ή β) διαχωρίζονται από εξωκυττάρια θέμελια ουσία ▪ Διάμετρος κυττάρου 5-20μm ▪ Κύτταρα συνήθως διαφανή ή άχρωμα→ Παρατήρηση κυττάρων και δομών τους α) Χρήση χρωστικών β) Διαφορετικός δείκτης διάθλασης γυαλιού και νερού Monday, October 7, 2024 20 Τα κύτταρα κάτω από το μικροσκόπιο (ΙΙ) Monday, October 7, 2024 21 Τα κύτταρα κάτω από το μικροσκόπιο (ΙΙΙ) ▪ Διακρίνονται: Κυτταροπλασματική μεμβράνη, πυρήνας, κυτταρόπλασμα Monday, October 7, 2024 22 Τα κύτταρα κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (Ι) ▪ Αποκαλύπτει δομές μεγέθους nm ▪ Παρατηρούνται τα ογανίδια του κυττάρου καθώς και μακρομόρια ▪ Πριν την παρατήρηση το δείγμα α) μονιμοποιείται β) σκηνώνεται σε παραφίνη ή ρητίνη γ) τεμαχίζεται σε πολύ λεπτές τομές Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διεύλευσης ή Σάρωσης Monday, October 7, 2024 23 Τα κύτταρα κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (ΙΙ) Monday, October 7, 2024 24 Μέγεθος κυττάρου και συστατικών του Monday, October 7, 2024 25 Ταξινόμηση κυττάρων ▪ Προκαρυωτικά: προ (πριν) + κάρυο (πυρήνας): κύτταρο χωρίς πυρήνα ▪ Ευκαρυωτικά: ευ (αληθινό, πραγματικό) + κάρυο (πυρήνας): κύτταρο με πυρήνα Monday, October 7, 2024 26 Ταξινόμηση Οργανισμών Σύγχρονη κατάταξη των οργανισμών Βασίλεια οργανισμών Ζώα Φυτά Μύκητες Πρωτόκτιστα Προκαρυωτικά Πρωτόζωα Πρωτόφυτα Πρωτομύκητες Αποτελούνται από ευκαρυωτικά κύτταρα Monday, October 7, 2024 27 Προκαρυωτικοί οργανισμοί (Ι) ▪ Βακτήρια: Απαντώνται κ βρίσκονται παντού (χώμα, αέρας, νερό, παρασιτούν κ.α) ή ευθύνονται για ασθένειες (π.χ Mycobactεrium tuberculosis, φυματίωση) ▪ Αρχαία: ζουν σε πολύ αλμυρό νερό σε θερμές όξινες ηφαιστειακές πηγές στον πυθμένα της θάλασσας σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων στο όξινο αναερόβιο περιβάλλον του στομάχου μιας αγελάδας: αποδομούν την κυτταρίνη και παράγουν μεθάνιο Monday, October 7, 2024 28 Προκαρυωτικά κύτταρα (Ι) ▪ Μονοκύτταρα ▪ Μέγεθος: μm ▪ Σχήμα: σφαιρικά, ραβδόμορφα, σπειροειδή ▪ Φέρουν: Κυτταρικό τοίχωμα, κυτταρική μεμβράνη, κυτταρόπλασμα ▪ Αναπαράγονται με διχοτόμηση (σε ευνοικές συνθήκες κάθε 20min) Monday, October 7, 2024 29 Προκαρυωτικά κύτταρα (ΙΙ) ▪ Ζουν σε πολλά περιβάλλοντα Θεωρία Συμβίωσης ▪ Ορισμένα φωτοσυνθέτουν→ (Μετεξέλιξή τους σε χλωροπλάστες) ▪ Κάποια αερόβια→ (Μετεξέλιξή τους σε μιτοχόνδρια) Κάποια αναερόβια Monday, October 7, 2024 30 Ευκαρυωτικά κύτταρα - Πυρήνας ▪ Φέρουν κυτταρική μεβράνη, κυτταρόπλασμα, πυρήνα, οργανίδια ▪ Ο πυρήνας: Περιβάλλεται από δύο ομόκεντρες μεμβράνες: πυρηνικό περίβλημα-φάκελος Περιέχει το γενετικό υλικό: DNA με τη μορφή χρωμοσωμάτων Monday, October 7, 2024 31 Ευκαρυωτικά κύτταρα - Μιτοχόνδρια ▪ Σκωληκλόμορφες δομές που σχηματίζουν διακλαδισμένα δίκτυα ▪ Περιβάλλεται από δύο μεμβράνες: Η εσωτερική σχηματίζει πτυχές ▪ Κυτταρική Αναπνοή: Αξιοποίηση ενέργειας από την οξείδωση των σακχάρων → Παραγωγή ΑΤΡ: Παραγωγή χημικής ενέργεια για το κύτταρο Monday, October 7, 2024 32 Ευκαρυωτικά κύτταρα - Μιτοχόνδρια ▪ Περιέχουν το δικό τους DNA ▪ Πολλαπλασιάζονται ανεξάρτητα από το κύτταρο διαιρούμενα στα δύο ▪ Θεωρία συμβίωσης Monday, October 7, 2024 33 Ευκαρυωτικά Φυτικά Κύτταρα - Χλωροπλάστες ▪ Παρατηρούνται μόνο σε φυτικά κύτταρα ▪ Περιβάλλονται από δύο μεμβράνες ▪ Εσωτερικές μεμβράνες που περιέχουν τη χρωστική χλωροφύλλη ▪ Φωτοσύνθεση: Σύνθεση σακχάρων με τη χρήση της ηλιακής ενέργειας→ παραγωγή Ο2 ως παραπροϊόντος. Monday, October 7, 2024 34 Ευκαρυωτικά Φυτικά Κύτταρα - Χλωροπλάστες ▪ Περιέχουν το δικό τους DNA ▪ Πολλαπλασιάζονται ανεξάρτητα από το κύτταρο διαιρούμενα στα δύο ▪ Θεωρία συμβίωσης Monday, October 7, 2024 35 Εσωτερικές μεμβράνες-Οργανίδια ▪ Τα υπόλοιπα οργανίδια του κυττάρου (εκτός από πυρήνα, μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες) οριοθετούνται από μια απλή μεμβράνη. ▪ Ενδοπλασματικό δίκτυο: Ακανόνιστος λαβύρινθος Σύνθεση συστατικών κυτταρικής μεμβράνης Σύνθεση συστατικών που εξέρχονται από το κύτταρο Monday, October 7, 2024 36 Εσωτερικές μεμβράνες - Οργανίδια ▪ Τα υπόλοιπα οργανίδια του κυττάρου (εκτός από πυρήνα, μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες) οριοθετούνται από μια απλή μεμβράνη. Monday, October 7, 2024 37 Εσωτερικές μεμβράνες - Οργανίδια ▪ Ενδοπλασματικό δίκτυο: Ακανόνιστος λαβύρινθος Σύνθεση συστατικών κυτταρικής μεμβράνης Σύνθεση συστατικών που εξέρχονται από το κύτταρο Monday, October 7, 2024 38 Εσωτερικές μεμβράνες - Οργανίδια ▪ Συσκευή Golgi: Στοίβες επιπεδωμένων μεμβρανικών ασκών ▪ Αποδέχεται και τροποποιεί τα μόρια που συντίθενται στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Monday, October 7, 2024 39 Εσωτερικές μεμβράνες - Οργανίδια ▪ Λυσοσώματα: Μικρά οργανίδια ακανόνιστου σχήματος ▪ Πραγματοποιείται η ενδοκυττάρια πέψη: Απελευθέρωση θρεπτικών ουσιών και αποδόμηση ανεπιθύμητων μορίων. ▪ Υπεροξειδιοσώματα: Σφαιρικά οργανίδια ▪ Πραγματοποίηση αντιδράσεων με χρήση υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η2Ο2)→ απενεργοποίηση τοξικών μορίων ▪ Ανταλλαγή υλικών μεταξύ ενδοπλασματικού δικτύου, συσκευής Golgi, λυσοσωμάτων και εξωκυττάριου χώρου. Monday, October 7, 2024 40 Ενδοκυττάριο υγρό ▪ Αν αφαιρέσουμε όλα τα οργανίδια από το εσωτερικό του κυττάρου απομένει το ενδοκυττάριο υγρό. ▪ Ζελατινώδες υγρό ▪ Περιέχει μικρομόρια και μεγάλα μόρια ▪ Διεξάγονται χημικές αντιδράσεις (π.χ αποδόμηση μορίων των τροφών) Monday, October 7, 2024 41 Κυτταροσκελετός ▪ Ινίδια μέσα στο κυτταρόπλασμα ▪ Συνδέονται με το ένα άκρο τους στην κυτταρική μεμβράνη ή εκτείνονται ακτινωτά από μια κεντρική θέση δίπλα στον πυρήνα. ▪ Τρεις τύποι ινιδίων α) ινίδια ακτίνης: υπεύθυνα για συστολή κυττάρων→ πολυάριθμα σε μυικά κύτταρα β) ενδιάμεσα ινίδια: προσδίδουν μηχανική ισχύ γ) μικροσωληνίσκοι: απαραίτητοι στην κυτταρική διαίρεση Monday, October 7, 2024 42 Κυτταροσκελετός ▪ Οι τρεις τύποι ινιδίων ελέγχουν το σχήμα του κυττάρου, προσδίδουν στο κύτταρο μηχανική ισχύ και καθοδηγούν τις κινήσεις του. ▪ Ρυθμίζουν την εσωτερική οργάνωση του κυττάρου ▪ Οι μικροσωληνίσκοι σχηματίζουν τα ινίδια της ατράκτου κατά την κυτταρική διαίρεση Monday, October 7, 2024 43 Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αναπτύχθηκαν ως άρπαγες (Ι) ▪ Tα ευκαρυωτικά κύτταρα συνήθως έχουν 10πλάσιο μήκος και χίλιες φορές μεγαλύτερο όγκο από τα προκαρυωτικά κύτταρα ▪ Οι ευκαρυώτες, τα βακτήρια και τ’ αρχαιοβακτήρια πρέπει να διαφοροποιήθηκαν και ν’ απέκλιναν σε πολύ πρώιμο στάδιο κατά την ιστορία της ζωής. ▪ Το αρχέγονο ευκαρυωτικό κύτταρο ήταν ένας άρπαγας που τρεφόταν συλλαμβάνοντας άλλα κύτταρα. Monday, October 7, 2024 44 Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αναπτύχθηκαν ως άρπαγες (ΙΙ) ▪ Ο διαχωρισμός του πυρήνα μπορεί να προήλθε από την ανάγκη να διατηρηθεί το DNA διαχωρισμένο από αυτό το συνονθύλευμα φυσικών και χημικών διεργασιών, έτσι ώστε να εξασφαλίσει την ακριβή και πολύπλοκη ανάγνωση των γενετικών πληροφοριών. ▪ Ένας τέτοιος αρχέγονος ευκαρυώτης, με πυρήνα και κυτταροσκελετό, πιθανότατα καταβρόχθισε τ’ αυτόνομα αερόβια βακτήρια που ήταν οι πρόδρομοι των μιτοχονδρίων και αργότερα, ένα υποσύνολο αυτών των κυττάρων απέκτησε χλωροπλάστες καταβροχθίζοντας φωτοσυνθετικά βακτήρια. Monday, October 7, 2024 45 Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αναπτύχθηκαν ως άρπαγες (ΙΙΙ) - Τα πρωτόζωο Didinium ▪ Didinium: μεγάλο σαρκοφάγο πρωτόζωο με διάμετρο περίπου 150 μm (10πλάσια (10X) από τη διάμετρο ενός συνήθους ανθρώπινου κυττάρου) ▪ Κολυμπά με μεγάλη ταχύτητα, χάρη στο χτύπημα των βλεφαρίδων του. ▪ Mόλις συναντήσει ένα κατάλληλο θήραμα (συνήθως ένα πρωτόζωο που ανήκει σε κάποιο άλλο είδος) απελευθερώνει πολυάριθμες μικρές παραλυτικές άκανθες από την περιοχή του ρύγχους του. ▪ Tο Didinium συνάπτεται στο άλλο κύτταρο και το καταβροχθίζει, αναποδογυρίζοντας σαν κούφια μπάλα προκειμένου να περικλείσει το θύμα του, το οποίο είναι σχεδόν εξίσου μεγάλο. Monday, October 7, 2024 46 Πρωτόζωα ▪ Μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί ▪ Φωτοσυνθετικά ή σαρκοφάγα ▪ Ακίνητα ή κίνηση με ψευδοπόδια, μαστίγια, βλεφαρίδες ▪ Περίπλοκη δομή: μπορεί να φέρουν τριχίδια, φωτοϋποδοχείς, στόματα, ρύγχη, μίσχους κτλ Monday, October 7, 2024 47 Πρότυποι οργανισμοί ▪ Οργανισμοί που επιλέγονται για μελέτη στο εργαστήριο ▪ Χαρακτηριστικά τους: Αναπαράγονται γρήγορα ή Προσφέρονται για γενετικές παρεμβασεις ή Είναι διαφανείς για καλύτερη παρατήρηση στο μικροσκόπιο. Πρότυπος προκαρυωτικός οργανισμός: Βακτήριο Escherichia coli Πρότυπος μονοκύτταρος ευκαρυωτικός οργανισμός: Ζυμομύκητας Saccharomyces cerevisiae Monday, October 7, 2024 48  Πρότυποι οργανισμοί ▪ Πρότυπο φυτό: Arabidopsis thaliana Τα γονίδια του έχουν ομόλογα σε πολλά είδη καλλιεργούμενων φυτών ▪ Πρότυπα ζώα 1) Drosophila melanogaster (μύγα): η κλασική γενετική σε μεγάλο βαθμό θεμελιώθηκε σε μελέτες με αντικείμενο την Drosophila. μελέτες στην Drosophila απέδειξαν οριστικά ότι τα γονίδια (οι μονάδες της κληρονομικότητας) μεταφέρονται στα χρωμοσώματα Monday, October 7, 2024 49  Πρότυποι οργανισμοί 2) Caenorhabditis elegans (σκώληκας): Αναπτύσσεται από ένα γονιμοποιημένο ωάριο σ’ ένα ενήλικο ον με ακριβώς 959 σωματικά κύτταρα. Γνωρίζουμε πλέον λεπτομερώς την ακολουθία των γεγονότων που οδηγούν σε αυτό το αποτέλεσμα, η οποία περιλαμβάνει διαιρέσεις, μετακινήσεις και λειτουργικές εξειδικεύσεις κυττάρων σύμφωνα με αυστηρούς και προβλέψιμους κανόνες. 3) zebra fish (ψάρι): Βοήθησε στην παρατήρηση της αναπτυξιακής διαδικασίας, ιδιαίτερα στα σπονδυλωτά. Τις δύο πρώτες εβδομάδες της ζωής του είναι διαφανές και συνεπώς αποτελεί ιδανικό σύστημα για την παρατήρηση της συμπεριφοράς των κυττάρων κατά την ανάπτυξη ενός οργανισμού. Monday, October 7, 2024 50  Κυτταροκαλλιέργειες ▪ Όπως τα βακτήρια ή ο ζυμομύκητας, τα κύτταρά μας μπορούν να αναπτυχθούν σε καλλιέργεια, όπου μπορούμε να μελετήσουμε τη βιολογία τους και να εξετάσουμε πιο προσεκτικά τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τη λειτουργία τους. ▪ Μέσα στο κατάλληλο περιβάλλον, τα περισσότερα ανθρώπινα κύτταρα θα επιβιώσουν, θα πολλαπλασιαστούν και θα εκφράσουν εξειδικευμένες ιδιότητες μέσα σε ένα τριβλίο καλλιέργειας. Monday, October 7, 2024 51 Σύγκριση γονιδιωμάτων: Κοινή καταγωγή των οργανισμών Monday, October 7, 2024 52 Κοινή καταγωγή των οργανισμών Monday, October 7, 2024 53 Πρότυποι οργανισμοί - Τα γονιδιώματά τους Monday, October 7, 2024 54  Σας ευχαριστώ πολύ! Monday, October 7, 2024 55