32
Ćelijske organele

Ćelijske organele

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ćelijske organele

Ćelijske organele

Page 2: Ćelijske organele

Plan rada

12.11.2013 14.11.2013 19.11.2013. 21.11.2013. 26.11.2013

• Preostale ćelijske organele, film

• Mitoza

Blok nastava Mejoza • Katabolizam proteina, masti, nk

• Katabolizam šećera-glikoliza

Kontrolni test:Ćelija, ćelijske organele, ćelijske deobe

Page 3: Ćelijske organele

Citoplazma

• Citoplazma predstavlja unutrašnji sadržaj ćelije, odvojen od jedra, u kome se nalaze ćelijske organele.

• Citoplazmu, dakle, čine citosol i ćelijske organele.

• Citosol je deo citoplazme van ćelijskih organela koji zauzima oko 55% ukupne ćelijske zapremine.

• http://www.youtube.com/watch?v=b-hyqOM-4aA• http://www.johnkyrk.com/CellIndex.html

Page 4: Ćelijske organele

Citosol• U citosolu se nalaze:

– na hiljade enzima koji učestvuju u ćelijskom metabolizmu;

– niz različitih proteinskih vlakana koja grade citoskelet (ćelijski skelet;

– granule (zrnca) ispunjene rezervnim materijama, kao što su granule glikogena u ćelijama jetre i mišića ili velike kapljice masti u masnim ćelijama;

– veliki broj ribozoma na kojima se sintetišu proteini citosola.

– Joni i elementi u tragovima

Page 5: Ćelijske organele

Ćelijske organele

• U unutrašnjosti ćelije obrazuje čitav sistem membrana koje dele ćeliju na odeljke za obavljanje različitih funkcija.

• Ti odeljci su ćelijske organele. • Ćelijske organele mogu biti obavijene jednostrukom ili

dvostrukom membranom, mada ima i organela i struktura u ćeliji koje nemaju membranu.

• Citoplazmine organele se mogu grupisati prema srodnosti njihovih funkcija u ćeliji na:

• organele koje učestvuju u procesima sinteze; ribozomi, endoplazmatični retikulum, Goldžijev kompleks–anaboličke organele

• organele u kojima se skladište hidrolitički enzimi (procesi katalize) to su: lizozomi, peroksizomi i vakuole biljne ćelije-kataboličke organele

• organele u kojima se sintetiše ATP: mitohondrije i hloroplasti

Page 6: Ćelijske organele
Page 7: Ćelijske organele

Ribozomi• Ribozomi su ćelijske organele bez

membrane u kojima se vrši sinteza proteina.

• To su jedine organele prisutne i u prokariotskoj i u eukariotskoj ćeliji.

• Osim u citosolu, nalaze se i na membranama endoplazmatičnog retikuluma, u mitohondrijama i hloroplastima.

• Izgrađeni su od dve podjedinice (subjedinice) – velike i male

• Prokariotski ribozomi su 70S, a njihove subjedinice su 50S (velika) i 30S (mala). Ribozomi eukariota su 80S, sa subjedinicama 60S i 40S

Page 8: Ćelijske organele

Ribozomi

• Subjedinice ribozoma nastaju u jedarcetu • Ribozomi se sastoje od r-RNK i proteina • Da bi ribozomi obavljali sintezu proteina neophodno je da

se velika i mala subjedinica udruže i, istovremeno, povežu sa i-RNK. Veći broj ribozoma povezanih molekulom i-RNK obrazuje poliribozome (polizome)

• Prema uputstvu koje je sadržano u i-RNK, transportna RNK donosi aminokiseline do ribozoma gde se one povezuju u polipeptidni lanac.

Page 9: Ćelijske organele

Endoplazmatični retikulum

• Sastoji se od membrana koje ograničavaju unutrašnje prostore (cisterne) i pružaju se gotovo kroz čitavu ćeliju (poput mreže pa otuda i naziv lat. reticulum = mreža; polovinu od ukupnih membrana u ćeliji čine membrane endoplazmatičnog retikuluma. 9Osnovna uloga ove organele je sinteza različitih materija i njihov transport kroz ćeliju.

• Prema građi i ulozi razlikuju se dva oblika ER-a: rapavi (granularni – GER, grER) i glatki (agranularni – aGER, gER) ER.

• grER učestvuje u sintezi proteina (dodaje oligosaharidne komponente), a agER u sintezi membranskih lipida i detoksikacija organizma

Page 10: Ćelijske organele

Granularni ER

Page 11: Ćelijske organele

Goldži kompleks

• Goldžijev kompleks (aparat) je ćelijska organela u kojoj proteini i lipidi, stvoreni u ERu, dobijaju svoju konačnu strukturu i usmeravaju se ka konačnom odredištu (vrši izmene na oligosaharidima proteina, razvrstavanje proteina i usmeravanje, stvaranje glikolipida, delovi ĆZ)

• Sastoji se od niza spljoštenih, diskoidalnih kesica (sakule, cisterne), koje su međusobno skoro paralelno postavljene (kao naslagani tanjiri) i na krajevima su proširene.

• Uz njih se nalaze manje ili veće vezikule (mehurići) u kojima se nalaze proizvodi sinteze Goldžijevog aparata.

• Zajedno sa ER čini endomembranski sistem.

Page 12: Ćelijske organele

Goldži kompleks

• Iz ER-a u Goldžijev aparat dospevaju: • sekretorni proteini (oni koje će ćelija egzocitozom

izbaciti u međućelijski prostor; npr. insulin u ćelijama pankreasa)

• proteini i lipidi koji će biti poslati u ćelijsku membranu

• proteini (enzimi) koji će obrazovati lizozome • u biljnim ćelijama u Goldžijevom aparatu se

obavlja sinteza proizvoda koji su namenjeni vakuoli, ćelijskom zidu i plazma membrani

Page 13: Ćelijske organele
Page 14: Ćelijske organele

Lizozomi

• Lizozomi (lisa = razlaganje; soma = telo; organele za varenje)

• Ispunjene su enzimima za unutarćelijsko varenje makromolekula

• sadrže razne enzime (proteaze, lipaze, nukleaze, fosfataze i dr.)

• Svi ovi enzimi su optimalno aktivni pri pH oko 5 pa se zbog toga nazivaju kisele hidrolaze

• Uloga:– odbrana ćelija od mikroorganizama – varenje dotrajalih, oštećenih ili nepotrebnih molekula ili delova

ćelije – autoliza (posledica ili patoloških stanja (bolesti) ili normalnih

uslova)

Page 15: Ćelijske organele

Lizozomi

• Lizozomi se dele na dve osnovne vrste: primarni i

sekundarni lizozom. • Primarni lizozomi su tek formirane kesice (vakuole)

ispunjene enzimima na koje je sama membrana lizozoma

otporna. Primarni lizozom poreklom je od Goldži aparata• Kada se primarni lizozom

spoji sa unetom česticom

(fagozom), nastaje

sekundarni lizozom

u kome enzimi deluju na

supstrat i razgrađuju ga

Page 16: Ćelijske organele

• Peroksizomi su male, jednostrukom membranom okružene vezikule • Sadrže enzime za oksidaciju masnihkiselina i aminokiselina, pri čemu se kao sporedan proizvod javlja vodonik-peroksid • Otrovan vodonik-peroksid (H2O2) se u njima razlaže na

vodu i kiseonik. • Pretpostavlja se da je jedna od uloga peroksizoma oslobađanje toplote kao proizvoda razgradnje masnih kiselina koje su bogate energijom • Peroksizomima, koji su svojstveni životinjskim ćelijama, odgovaraju glioksizomi u biljnim ćelijama, mada ih dosta citologa smatra istom organelom

Peroksizomi

Page 17: Ćelijske organele

Mitohondrije• Sadržaj je obavijen dvema

membranama – spoljašnjom i unutrašnjom, između kojih se nalazi međuprostor

• Spoljašnja membrana je glatka i u kontaktu je sa citoplazmom.

• Unutrašnja membrana gradi mnoge uvrate označene kao kriste (pregrade), usled čega je njena površina oko pet puta veća od površine spoljašnje membrane

• Na njoj se nalaze enzimi respiratornog lanca koji omogućuju stvaranje ATP-a u procesu ćelijskog disanja. Zbog toga se mitohondrije popularno nazivaju električne centrale.

Page 18: Ćelijske organele

Mitohondrije

• Unutrašnji sadržaj mitohondrija naziva se matriks. U njemu se nalaze:

1. ribozomi, koji su sitniji od onih u citoplazmi – 70S (slični su prokariotskim ribozomima, čime se potvrđuje simbiotska teorija evolucije ćelije, o kojoj je ranije bilo reči);

2. mitohondrijalna DNK (mtDNK) koja je prstenasta (slična prokariotskoj) i ima sposobnost da se replikuje nezavisno od replikacije DNK u jedru; time i mitohondrije mogu da se udvajaju (samoduplikacija) nezavisno od deobe same ćelije;

3. enzimi koji učestvuju u ćelijskom disanju, u drugoj fazi tog procesa koja se naziva Krebsov ciklus

Page 19: Ćelijske organele

Ćelijsko disanje

• Ćelijsko disanje je proces u kome se organske materije oksiduju, pri čemu kao krajnji proizvodi te oksidacije nastaju ugljen-dioksid, voda i energija u obliku molekula ATP-a. Zbirno jednačina ćelijskog disanja je:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + ATP (energija)

Page 20: Ćelijske organele

Glikoliza

• Prva faza u razlaganju glukoze je glikoliza i odvija se u citoplazmi u odsustvu kiseonika

• Glikolizom se jedan molekul glukoze razloži na dva molekula pirogrožđane kiseline (ima 3 C atoma) i pri tome se oslobodi 2 molekula ATP

• Elektrone, koji se oslobađaju u procesu glikolize, prihvataju određeni koenzimi

• pirogrožđana kiselina prelazi u mlečnu kiselinu usled nedovoljne količine kiseonika (u mišićima)

Page 21: Ćelijske organele

Krebsov ciklus

• Druga faza je ćelijsko disanje i odvija se u mitohondrijama u prisustvu kiseonika. Ćelijsko disanje obuhvata dva procesa: Krebsov ciklus (ciklus limunske kiseline) i transport elektrona

• Pre ulaska u Krebsov ciklus pirogrožđana kiselina se razlaže na ugljen-dioksid i acetilni ostatak. Acetilni ostatak (2C atoma) se vezuje za koenzim A (CoA)i nastaje acetil-koenzim A. Acetil-CoA povezuje glikolizu i Krebsov ciklus. Ulaskom u Krebsov ciklus acetil-CoA se vezuje za oksal-sirćetnu kiselinu (4C atoma) pri čemu nastaje limunska kiselina (6 C atoma). Tokom ciklusa se oslobađa ugljen-dioksid (2 molekula pri svakom ciklusu) i obnavlja oksal-sirćetna kiselina. Na taj način je oksal-sirćetna stalno prisutna u ćeliji.

Page 22: Ćelijske organele

Transport elektrona

• Oksidovana jedinjenja gube elektrone koje prihvata čitav niz enzima koji nagrade respiratorni lanac enzima. Duž ovog lanca elektroni se prenose uvek od višeg ka nižem energetskom nivou. Da bi sa višeg prešli na niži energetski nivo, elektroni moraju da otpuste deo energije. Energija koju oni otpuštaju tokom ovog prolaska koristi se za stvaranje ATP-a iz ADP-a. Krajnji primalac elektrona je kiseonik koji se kombinuje sa vodonikovim jonima iz rastvora stvarajući vodu.

Page 23: Ćelijske organele

Katabolički putevi

• Većina organizama energiju dobija iz masti i proteina, a ne direktno iz glukoze. Masti i proteini se razlažu u sistemu za varenje i pretvaraju u molekule koji se mogu uključiti u nekoj tački u Krebsov ciklus. Polisaharidi se razlažu na monosaharide koji se uključuju u glikolizu. Masti se prvo razlažu (u crevima) na glicerol i masne kiseline. Masne kiseline se razlažu na delove od po 2 C atoma (proces se naziva b- oksidacija masnih kiselina), koji ulaze kao acetil-CoA u Krebsov ciklus. Proteini se u crevima razlažu na aminokiseline koje dezaminacijom (otklanjanjem amino grupe) uključuju u glikolizu ili Krebsov ciklus.

Page 24: Ćelijske organele

Citoskelet

1. daje i održava oblik ćelije

2. povezuje susedne ćelije (učestvujući u izgradnji veza);

3. pokreće organele, 4. omogućava

endocitozu, 5. pokreće ćelije

Page 25: Ćelijske organele

Centriole• Nalaze se blizu jedra u ćeliji• Centriole imaju oblik cilindra

čiji je zid izgrađen od 9 grupa po 3 mikrotubule, nemaju membranu

• Uloga centriola je u organizaciji deobnog vretena koje omogućava kretanje hromozoma za vreme ćelijske deobe

• Građu sličnu centriolama imaju cilije (treplje) i flagele (bičevi)

• U osnovi svake cilije i flagele je bazalno telašce iz koga oni izrastaju

Page 26: Ćelijske organele

Plastidi• Plastidi su organele prisutne isključivo u

biljnim ćelijama • Sadrže sopstvenu DNK koja se replikuje

nezavisno od replikacije DNK jedra pa novi plastidi nastaju deobama već postojećih plastida u ćeliji. Svaki tip plastida u zavisnosti od potreba ćelije i spoljašnjih faktora može preći u neki drugi tip.

• Postoji nekoliko vrsta:– Proplastidi (plastidi u nastanku)– Hloroplasti (zeleni, proces fotosinteze)– Hromatoplasti (obojeni-ksantofili,

karotenoidi)– Leukoplasti (skladistenje materija)

Page 27: Ćelijske organele

Hloroplast• Proces fotosinteze se odvija upravo u

hloroplastima - ovde se energija sunčevog zračenja konvertuje u slobodnu energiju hemijske veze organskih molekula (ATP, NADPH)

• Hloroplasti su obavijeni dvema membranama, spoljašnjom i unutrašnjom, između kojih se nalazi međumembranski prostor.

• Obavijen unutrašnjom membranom je matriks hloroplasta, u kome se nalaze membranske strukture - tilakoidi (po grčkoj reči θυλακοειδηζ = koji liči na kesu). Na tilakoidima se nalaze pigmenti i enzimi koji učestvuju u svetloj fazi fotosinteze. U stromi hloroplasta nalaze se: ribozomi (70S), slični prokariotskim, hloroplastna DNK (cpDNA) koja se udvaja nezavisno od udvajanja jedarne DNK, granule skroba u kojima se magacionira glukoza stvorena u fotosintezi, mnogobrojni enzimi koji učestvuju u tamnoj fazi fotosinteze.

Page 28: Ćelijske organele

Vakuola

• Pored plastida, vakuole su organele karakteristične isključivo za biljnu ćeliju.

• Obavijene su jednostukom membranom nazvanom tonoplast

• Mlade ćelije sadrže veći broj sitnih , dok zrele ćelije imaju jednu krupnu, centralno postavljenu vakuolu koja potiskuje citoplazmu uz ćelijski zid

• sadrže hidrolitičke enzime.• Osim toga, uloga im je u

skladištenju hranljivih materija i davanju čvrstine ćeliji (sok u vakuoli održava ćelijski turgor-napetost).

Page 29: Ćelijske organele

Ćelijski zid

Page 30: Ćelijske organele

Ćelijski zid• Ćelijski zid predstavlja ekstracelularnu strukturu- pripada

vanćelijskom matriksu biljne ćelije.To je čvrsti, jedinstven omotač koji opkoljava i štiti plazmamembranu svake biljne ćelije, dok ga životinjske ćelije ne poseduju. Izgrađen je od polisaharida, ali je slojevit, vlaknast, elastičan, savitljiv i izuzetne čvrstine

• Neke supstance ćelijski zid propušta, a drugima ne omogućava ulazak u ćeliju.

Page 31: Ćelijske organele

• Postoje primarni i sekundarni ćelijski zid

• Funkcija primarnog zida je da omogući rast ćelije i da joj u isto vreme obezbedi čvrstinu i potporu

Ćelijski zid

Posle celuloze lignin je najčešćibiološki polimer na Zemlji

• Kad se na već postojeći primarni zid dodaju novi slojevi, koji sadrže mnogo veći procenat celuloze nastaje sekundarni ćelijski zid.

• Sekundarni zid izgrađen je od lignina, koji je čvrst i nepropustan za vodu

Page 32: Ćelijske organele

Literatura

• Sadava D., Hillis D., Heller H., Berenbaum M. 2011. LIFE: The Science of Biology, Ninth Edition. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, Massachusetts. 1268 pp

• Dobrković B., Stošić J. 2006. Biologija 3M za treći razred matematičke gimnazije. Krug. Brograd. 291 str.

• Šerban N., Cvijan M., Jančić R. 2003. Biologija za I razred gimnazije i poljoprivredne škole. Zavod za udžbenike. Beograd. 224 str.

• http://www.bionet-skola.com