ĆelijaĆelija-uvod--uvod-

-hemijski sastav--hemijski sastav-

Savremena podela Savremena podela živog svetaživog sveta

PET CARSTAVAPET CARSTAVA CC. MONERA. MONERA E. PROTISTAE. PROTISTA A. GLJIVE A. GLJIVE

(FUNGI)(FUNGI) B. BILJKE B. BILJKE

(PLANTAE)(PLANTAE) D. ŽIVOTINJE D. ŽIVOTINJE

(ANIMALIJA)(ANIMALIJA)

ЕВОЛУЦИЈА ЕВОЛУЦИЈА ЋЕЛИЈЕЋЕЛИЈЕ

ПРОКАРИОТЕ И ПРОКАРИОТЕ И ЕУКАРИОТЕЕУКАРИОТЕ

Сунчев системСунчев систем настао пре око настао пре око 4,6 4,6 милијардимилијарди година година..

Појави живота на Земљи претходио Појави живота на Земљи претходио дуг период дуг период хемијске еволуцијехемијске еволуције..

Прва ћелијаПрва ћелија настала је пре, настала је пре, отприлике, отприлике, 3.5 или 4 милијарде3.5 или 4 милијарде годинагодина..

Пре око Пре око 1,6 милијарди1,6 милијарди година година дошло до дошло до преласка прокариота преласка прокариота у у еукариотскеукариотске ћелије.е ћелије.

Данас је најприхватљивија Данас је најприхватљивија симбиотска теоријасимбиотска теорија која објашњава која објашњава настанак еукариотских ћелија.настанак еукариотских ћелија.

Еволуција ћелијаЕволуција ћелија је трајала од је трајала од 3-4 3-4 милијарде годинамилијарде година

ПРОКАРИОТСКА И ПРОКАРИОТСКА И ЕУКАРИОТСКА ЋЕЛИЈАЕУКАРИОТСКА ЋЕЛИЈА

Све живе системе, Све живе системе, према према сложености грађесложености грађе, можемо , можемо поделити наподелити на::

–ацелуларнеацелуларне (нећелијске; јер је (нећелијске; јер је лат. а= не, без; celulla = ћелија)лат. а= не, без; celulla = ћелија)

–целуларнецелуларне (ћелијске).(ћелијске). Под Под ацелуларнимацелуларним се подразумевају они се подразумевају они

организми који нису достигли ниво ћелијске организми који нису достигли ниво ћелијске грађеграђе ( (вирусивируси).).

Према сложености грађе ћелије сви Према сложености грађе ћелије сви целуларни организми се деле нацелуларни организми се деле на::

–прокариотепрокариоте–еукариотееукариоте

Прокариотама припадају бактерије Прокариотама припадају бактерије и цијанобактерије (модрозелелне и цијанобактерије (модрозелелне алге), алге),

ЕукариотеЕукариоте су су сви остали сви остали једноћелијски и вишећелијски једноћелијски и вишећелијски организми.организми.

Живи светПрема сложености грађе

ацелуларни целуларни

прокариоти

бактерије

еукариоти

цијанобактерије

гљиве

биљке

животиње

вируси

DefinicijaDefinicija

Ćelija je osnovna gradivna i Ćelija je osnovna gradivna i funkcionalana jedinica svakog funkcionalana jedinica svakog živog bića, osim virusa.živog bića, osim virusa.

Šematski Šematski prikaz prikaz

životinjske životinjske ćelijećelije

Šematski Šematski prikaz biljne prikaz biljne

ćelijećelije

Šematski prikaz Šematski prikaz prokariotske ćelijeprokariotske ćelije

ZajedničkeZajedničke osobine osobine ććelijelijaa svih svih tkivatkiva

rastenjerastenje do veličine koja je karakteristična za do veličine koja je karakteristična za datu vrstu ćelije;datu vrstu ćelije;

obavljanje određenih zadataka (obavljanje određenih zadataka (funkcijafunkcija, , ulogauloga););

primanje signalaprimanje signala iz spoljašnje sredine na koje iz spoljašnje sredine na koje ćelija na određeni način odgovara;ćelija na određeni način odgovara;

život ćelije odvija se kroz život ćelije odvija se kroz ciklusecikluse koji se koji se završavaju ili deobom ili ćelijskom smrću; pri završavaju ili deobom ili ćelijskom smrću; pri deobi ćelija daje nove ćelije;deobi ćelija daje nove ćelije;

jedinstven jedinstven hemijski sastavhemijski sastav jedinstvena jedinstvena građagrađa (plazmamembrana, (plazmamembrana,

nasledni materijal, organele)nasledni materijal, organele)

ĆELIJSKA TEORIJAĆELIJSKA TEORIJA1.1. svi organizmi su građeni od ćelija; svi organizmi su građeni od ćelija;

2.2. ćelije su osnovne jedinice života na planeti Zemlji. ćelije su osnovne jedinice života na planeti Zemlji.

3.3. svaka ćelija iz ćelijesvaka ćelija iz ćelije (lat. (lat. Omnis cellula e cellulaOmnis cellula e cellula) - svaka ćelija ) - svaka ćelija nastala deobom prethodne ćelije, izuzev samog porekla života. nastala deobom prethodne ćelije, izuzev samog porekla života.

4.4. ćelija je osnovna jedinica građe živih bića ćelija je osnovna jedinica građe živih bića

5.5. ćelija je funkcionalna jedinica jer je funkcija organizma rezultat ćelija je funkcionalna jedinica jer je funkcija organizma rezultat aktivnosti samih ćelija; aktivnosti samih ćelija;

6.6. ćelija može da obavi određenu ulogu, ali češće grupa ćelija ćelija može da obavi određenu ulogu, ali češće grupa ćelija (populacija ćelija) vrši određenu funkciju (populacija ćelija) vrši određenu funkciju

7.7. svaka ćelija nastaje deobom prethodne postojeće ćelije; svaka ćelija nastaje deobom prethodne postojeće ćelije;

8.8. nasledne informacije se prilikom deobe prenose sa ćelije na ćeliju; nasledne informacije se prilikom deobe prenose sa ćelije na ćeliju;

9.9. ćelija je jedinica razmnožavanja, rastenja i razvića; život svakog ćelija je jedinica razmnožavanja, rastenja i razvića; život svakog organizma počinje od ćelije, čijim deobama, rastom i razvićem se organizma počinje od ćelije, čijim deobama, rastom i razvićem se razvija i celokupan organizam razvija i celokupan organizam

10.10. ćelija ima sopstveni metabolizam ćelija ima sopstveni metabolizam

HEMIJSKI SASTAV HEMIJSKI SASTAV ĆELIJEĆELIJE

НЕОРГАНСКЕ МАТЕРИЈЕНЕОРГАНСКЕ МАТЕРИЈЕ•ВОДА

•МАКРОЕЛЕМЕНТИ–кисеоник, водоник, угљеник, азот, фосфор, натријум, калијум, калцијум, магнезијум, гвожђе

•МИКРОЕЛЕМЕНТИ–јод, бакар, манган, кобалт, цинк

•КАТЈОНИ–Na+, K+, Mg++, Ca++

•АНЈОНИ

–Cl-, SO4--, PO43-

Mineralne materije organizam ne stvara sam, već ih unosi Mineralne materije organizam ne stvara sam, već ih unosi hranom. Radi razumevanja značaja ovih materija biće hranom. Radi razumevanja značaja ovih materija biće navedene uloge nekih najbitnijih:navedene uloge nekih najbitnijih:

Fe (gvožđe) je veoma važan sastojak hemoglobina; Fe (gvožđe) je veoma važan sastojak hemoglobina; nedostatak gvožđa u organizmu ometa normalno stvaranje nedostatak gvožđa u organizmu ometa normalno stvaranje crvenih krvnih zrnaca, što prouzrokuje malokrvnost – anemiju crvenih krvnih zrnaca, što prouzrokuje malokrvnost – anemiju (mada za ovu bolest postoje i drugi uzroci)(mada za ovu bolest postoje i drugi uzroci)

Ca i P grade kalcijum-fosfate koji su glavni sastojci kostijuCa i P grade kalcijum-fosfate koji su glavni sastojci kostiju S ulazi u sastav nekih aminokiselinaS ulazi u sastav nekih aminokiselina Na, K i Cl učestvuju u osmoregulacijiNa, K i Cl učestvuju u osmoregulaciji F sprečava karijes zuba; F sprečava karijes zuba; Co je sastavni deo vitamina Co je sastavni deo vitamina B, K, A B, K, A itd.itd.

Molekulska formula:

Strukturna formula:

Modeli molekula:

Voda

мала молекулска тежина – течно стање захваљујући посебној структури молекула

ФИЗИЧКО – ХЕМИЈСКА СВОЈСТВА ЈЕДИНСТВЕНА У ПРИРОДИ

поларност молекула – ковалентна веза са асиметричном дистрибуцијом електрона

максимална густина на 4°Свисока специфична топлота- прима огромну количину топлоте уз мало повећање температуревисок топлотни капацитет - топлотни изолатор висок површински напон - кохезија и адхезија; капиларност

кристална структура чврстог агрегатног стања - лед лакши од воде због велике запремине

Voda ima osobinu da se jonizuje – na H i OH jone.

U čistoj vodi broj H+ jona je jednak broju jona OH-. Rastvor koji ima više jona H+ je kiseo, dok je rastvor sa više jona OH- bazan. Kiseli rastvor ima pH manji od 7, bazni iznad 7, dok je neutralan sa pH=7.

Molekul vode je polaran – grade se vodonične veze

Molekul vode se sastoji od dva atoma vodonika, koji donose po jedan elektron atomu kiseonikaka sa šest elektrona, čineći kovalentnu vezu. Međutim, elektroni se kreću bliže atomu kiseonikaka, pa taj deo molekula poseduje nagativni naboj (dipolni momenat), a onaj deo s atomima vodonika je pozitivan

Voda poseduje veliki kapacitet primanja toplote (specifična toplota)

Radi savladavanja vodonikovih veza mora se utrošiti mnogo veća količina toplote pri promeni agregatnog stanja. Voda se greje i hladi pet puta sporije od kopna, što znatno utiče na klimu.

Voda je najgušća na +4°C; pri smrzavanju dolazi do širenja, a ne skupljanja vode

Led je lakši od vode i hvata se samo na površini. To omogućava organizmima koji žive ispod da prežive hladnu zimu. Ako bi se voda skupljala, led bi bio teži i tonuo bi. Postepeno bi se sva voda pretvorila u led i Zemlja bi se na kraju potpuno zamrzla.

Visok površinski napon

Zbog niza vodoničnih veza, molekuli vode su čvrsto privučeni jedni drugima, pa je teško probiti površinu tečne vode (leti se mogu videti mnogi insekti kako hodaju preko površine raznih vodnih površina). Velika površinski napon vode je razlog da se voda zatvorena u cevčicama malog prečnika penje nagore (kapilarnost). Prodiranje vode u biljne sudove, kao i zadržavanje vode u malim pukotinama između čestica tla moguće je upravo zbog velikog površinskog napona.

FIZIČKO – HEMIJSKA SVOJSTVA VODE

Uloge i značaj vodeUloge i značaj vode

univerzalni rastvarač univerzalni rastvarač idealan metabolički medijumidealan metabolički medijum ima ima osobinu da se jonizuje – na osobinu da se jonizuje – na HH i O i OHH

jone. jone. ttransportna uloga ransportna uloga termoregulacijtermoregulacijaa osmoregulacijosmoregulacijaa

Uloge i značaj vodeUloge i značaj vodeOna je univerzalni rastvarač

U vodi se rastvara najveći broj materija. Materije rastvorljive u vodi nazivaju se hidrofilne (vole vodu), a one koje se ne rastvaraju su hidrofobne (boje se vode).

Idealni metabolički medijum

Metabolizam je ukupan promet materije i energije . Sve hemijske reakcije u organizmu se odvijaju u uskom rasponu pH, između 6 i 8 (izuzetak je varenje u želucu čoveka i životinja, koje se odvija pri pH oko 2). Čista voda ima pH=7 (neutralna je).

Transportna uloga vode

Lako prenošenje materija koje se u njoj rastvaraju (aminokiseline, šećeri, proteini) kroz samu ćeliju i iz jedne ćelije u drugu.

Voda ima ulogu i u termoregulaciji (održavanju stalne telesne temperature kod ptica i sisara).

Znojenjem se snižava telesna temperatura. Oko 1,5 l vode za 24 časa čovek izgubi preko znoja. Kao bezbojna tečnost, voda propušta vidljivi deo Sunčevog spektra, a apsorbuje deo infracrvenog zračenja, pa je stoga dobar toplotni izolator.

Voda učestvuje u osmoregulaciji (održavanje stalnog osmotskog pritiska)

Kada u ćelijama čoveka, a pre svega u krvi, dođe do gubitka vode povećava se osmotski pritisak (pritisak soli rastvorenih u vodi), jer se povećala koncentracija soli. Krv zgusnuta za 1%, koja kroz kapilare pritiče u mozak, izvodi iz ravnoteže nervne ćelije centra u hipotalamusu. Sledi nekoliko nervnih reakcija i onda osetimo žeđ

ORGANSKA JEDINJENJAORGANSKA JEDINJENJA•UGLJENI HIDRATI

–strukturni, energetski

•MASTI (LIPIDI)-–energetski

•PROTEINI–struktura, biokatalizatori

•NUKLEINSKE KISELINE

– nasledna informacija

ЧЕТИРИ ГЛАВНА ТИПА МАКРОМОЛЕКУЛА КОЈИ СЕ НАЛАЗЕ У ЋЕЛИЈИ

БИО -МАКРОМОЛЕКУЛ

ЕЛЕМЕНТИ

МОНОМЕРИ(Градивни блокови)

ПОЛИМЕР ПРИМЕР УЛОГА

Угљени хидрати

C, H, O Моносахариди Прости шећери (10)

пполисахарид

сскроб, гликоген, целулоза, хитин

Депои енергије, структурна (ћелијски зидови, егзоскелет)

Липиди C, H, O, Р

Масне киселине (10) и глицерол

// ммасти, уља, стероиди, фосфолипиди

Депои енергије, структурна (ћелијска мембрана)

Протеини C, H, O, N, S

Амино киселине (20)

полипептид

Кератин, пепсин, инсулин

СтруктурнаЕнзимиХормониАнтитела

Нуклеинске киселине

C, H, O, P, N

Нуклеотиди (5) полинуклеополинуклеотидтид

DNA, RNA Информациона

UGLJENI HIDRATIUGLJENI HIDRATIMONOSAHARIDIMONOSAHARIDI

TRIOZETRIOZE PENTOZEPENTOZE

ribozariboza dezoksiribozadezoksiriboza

HEKSOZEHEKSOZE GLUKOZAGLUKOZA FRUKTOZAFRUKTOZA galaktozagalaktoza

DISAHARIDIDISAHARIDI MALTOZAMALTOZA SAHAROZASAHAROZA laktozalaktoza

POLISAHARIDIPOLISAHARIDI STRUKTURNISTRUKTURNI

CELULOZA CELULOZA -- biljke biljke HITIN - životinjeHITIN - životinje

REZERVNIREZERVNI SKROB - biljkeSKROB - biljke GLIKOGEN GLIKOGEN - - životinježivotinje

HITINHITIN

MASTI (LIPIDI)MASTI (LIPIDI)TRIGLICERIDI STEROIDIFOSFOLIPIDI

MASNE KISELINEMASNE KISELINE

PROTEINIPROTEINI

STRUKTURNISTRUKTURNI KERATINKERATIN

ENZIMI ENZIMI (biokatalizatori)(biokatalizatori) AMILAZAAMILAZA

HORMONIHORMONI INSULININSULIN

ANTITELAANTITELA IMUNOGLOBULINIIMUNOGLOBULINI

Opšta struktura

amino kiselina

Amino grupa (-NH2)

Karboksilna grupa (-COOH)

-R ostatak ima različitu strukturu i osobine ima različitu strukturu i osobine (rastvorljivost, naelektrisanje, elementarni sastav)(rastvorljivost, naelektrisanje, elementarni sastav)

Пептидна веза

N- терминус С- терминус

PRIMARNA STRUKTURA

SEKUNDARNA STRUKTURA

TERCIJARNA STRUKTURA

Dva ili više polipeptidna lanca

KVATERNERNA STRUKTURA

Uvijeni lanac

- β paralelne ploče

- α heliks

- nepravilno klupče

linearna sekvenca amino kiselina

Vodonične veze

- α heliks β paralelne ploče

koordinatne veze metalnih jona

hidrofobne veze

elektrostatičke veze

PRIMARNA STRUKTURAPRIMARNA STRUKTURA sekvenca AK (sekvenca AK (broj, broj, redosled i redosled i sadrsadržajžaj!!!)!!!)

SEKUNDARNA STRUKTURASEKUNDARNA STRUKTURA α heliks, β paralelne pločeα heliks, β paralelne ploče, nasumično , nasumično

klupčeklupče TERCIJARNA STRUKTURATERCIJARNA STRUKTURA

linearni ili globularnilinearni ili globularni NNativna konformacija – funkcionalni oblikativna konformacija – funkcionalni oblik NNarušava se DENATURACIJOMarušava se DENATURACIJOM

KVERTENERNA STRUKTURA KVERTENERNA STRUKTURA više subjedinicaviše subjedinica

Amino kiseline potrebne ljudskom telu

esencijalne neesencijalne

Amino kiseline sa alifatičnim ostatkom

Amino kiseline sa aromatičnim ostatkom

Amino kiseline sa ostatkom

koji sadrži sumpor

Amino kiseline sa alifatičnim ostatkom koji sadrži hidroksilnu grupu

Amino kiseline sa kiselinskim ostatkom i njihovi derivati

Amino kiseline sa baznim ostatkom

NUKLEINSKE NUKLEINSKE KISELINEKISELINE

Građa DNKGrađa DNK

Molekul DNK se sastoji iz dva komplementarna Molekul DNK se sastoji iz dva komplementarna lanca nukleotida, odnosno od dva lanca nukleotida, odnosno od dva polinukleotidna lanca koji se spiralno uvijaju i polinukleotidna lanca koji se spiralno uvijaju i povezani su vodoničnim vezama. povezani su vodoničnim vezama.

Svaki nukleotid sastoji se iz tri molekula Svaki nukleotid sastoji se iz tri molekula pentoza desoksiribozapentoza desoksiriboza azotna baza (purinske: adenin i guanin i pirimidinske: azotna baza (purinske: adenin i guanin i pirimidinske:

citozin i timin)citozin i timin) fosforna kiselina ili fosfatna grupafosforna kiselina ili fosfatna grupa

NUKLEOTID

Dezoksiribonukleotid

fosfat timin

dezoksiriboza

Komplementarno sparivanje baznih parova

A

adenin

C

citozin

T

timin

G

guanin

Vodonične veze

Fosfodiestarske veze

Građa RNKGrađa RNK

RNK gradi 1 polinukleotidni lanac RNK gradi 1 polinukleotidni lanac Nukleotid RNK se sastoji od:Nukleotid RNK se sastoji od:

pentoze ribozepentoze riboze azotne baze (purinske: adenin i guanin; azotne baze (purinske: adenin i guanin;

pirimidinske: citozin i uracil)pirimidinske: citozin i uracil) fosfatne grupe.fosfatne grupe.

Postoje 3 tipa RNK:Postoje 3 tipa RNK:informaciona RNK (iRNK, informaciona RNK (iRNK,

mRNK - messenger)mRNK - messenger)ribozomalna RNK (rRNK)ribozomalna RNK (rRNK)transportna RNK (tRNK)transportna RNK (tRNK)

Razlike molekula RNK i DNK

RNK• molekul je

jednolančan, • sadrži šećer

ribozu u nukleotidima

• umesto timina, sadrži uracil.

DNK• molekul je

dvolančan, • sadrži šećer

dezoksiribozu u nukleotidima

literaturaliteratura http://www.bionet-skola.com/w/http://www.bionet-skola.com/w/ĆĆelijaelija http://www.bionet-skola.com/w/http://www.bionet-skola.com/w/

Hemijski_sastav_Hemijski_sastav_ććelijeelije Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS,

Beograd, 2001Beograd, 2001 Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija, Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija,

ZUNS, Beograd, 2000 ZUNS, Beograd, 2000 Pantić, R, V: Biologija ćelije, Univerzitet u Pantić, R, V: Biologija ćelije, Univerzitet u

Beogradu, beograd, 1997Beogradu, beograd, 1997 Diklić, Vukosava, Kosanović, Marija, Dukić, Diklić, Vukosava, Kosanović, Marija, Dukić,

Smiljka, Nikoliš, Jovanka: Biologija sa humanom Smiljka, Nikoliš, Jovanka: Biologija sa humanom genetikom, *Grafopan, Beograd, 2001 genetikom, *Grafopan, Beograd, 2001

Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Beograd, 1998.Beograd, 1998.