3/25/2016

1

BIOLOGIJA ĆELIJE

2+1+2 (7 ECTS)

Nastavnik:

dr Perica Vasiljević, vanredni profesorSaradnici:

Milena Aleksić, dipl. biolog

Andrea Žabar, dipl. biolog

"Davno je postalo jasno da ključ za svaki biološki problem mora biti

tražen u ćeliji, jer svaki živiorganizam je izgrađen od ćelija. "

E.B. Wilson (1925)

Šta je Biologija ćelije?

Oblast biologije koja proučava ćeliju iz svih aspekata.

Biohemija, biofizika i molekularna biologija: proučava strukturu i ulogu bioloških

molekula

3/25/2016

2

Mikrobiologija: proučava prokariote i viruseBiologija ćelije:proučava strukturu i funkciju

eukariotskih ćelija

Biologija razvića:proučava kako ćelije formiraju tkiva, organi i organizam

Anatomija i Fiziologija: proučava strukturu i funkciju tkiva, organa i organizma

3/25/2016

3

Zoologija i botanika: proučava organizme Ekologija: pročava interakcije između organizama i organizama i njihove okoline

BIOLOGIJA ĆELIJE

Spaja druge biološke discipline kao što su:• citologija• molekularna biologija• fiziologija• genetika• biohemija

Biologija ćelije je jedna od najekspanzivnijih biološkihoblasti u “post-genomskoj” eri i koristi nove tehnike kao štosu: ćelijska kultura, manipulacije genima, monoklonskaantitela i napredna svetlosna i elektronska mikroskopija.

Znanja iz ćelijske biologije su značajna za razumevanje nastanka velikog broja

bolesti npr.:

• Hiperholesteremija (povišeni holesterol )

• Cistična fibroza

• Hipertezija

• Kongenitalni srčani defekt

• Mišićna distrofija

• Lizozomske bolesti

• Kancer

• Starenje

3/25/2016

4

Znanja iz biologije ćelije su značajna i za:

• Genetski inženjering

• Biotehnologiju

• Ćelijski i tkivni inženjering

• Istraživanja matičnih ćelija

• Forenzičke nauke

• Arheologiju

Cilj kursa iz biologije ćelije

Da predstavi savremeni pogled na ćelijsku biologiju, sa posebnim osvrtom na primenu širokog spektra savremenih tehnika.

Izvori za učenje

• Predavanja• Аlberts B i sar., 2009:Essential Cell Biology,Third Edition.

Garland Publishing.• Cooper G & Hausman R, 2009: The Cell: Molecular

Approach, Fifth Edition. Sinauer Associates. • Шербан, Н., 2001: Ћелија, структуре и облици. Завод за

уџбенике и наставна средства. Београд.• Анђелковић и сар.,2002: Ћелија и ткива. Бонафидес. Ниш.• Васиљевић П и Најман С, 2013: Биологија ћелије-

практикум са радном свеском. ПМФ Ниш• Lodish H.; Berk A. et al. Molecular Cell Biology• S. Najman. Osnovi molekularne humane genetike• V. Avramović i sar. Osnovi citologije- Druge knjige iz oblasti biologije ćelije - Internet

Kako položiti ispit iz BĆ?• Kredit 10 bodova• Test 30 bodovaili parcijalno kroz Test I i II po 15

bodova.• Praktični 20 bodova• Usmeni 40 bodova

Ukupno: 100 bodova

Bodovi Ocena91-100 1081-90 971-80 861-70 751-60 6

Kredit: Vežbe: 0 – 3 bodaSeminari: 0 – 4 bodaPredavanja: 0 – 3 boda

TERMINI ZA POLAGANJETEST I 14.04.2016.TEST II 26.05.2016.

REDOVNI ROKOVI NA:http://www.pmf.ni.ac.rs

3/25/2016

5

OBAVEŠTENJA Oglasne table fakulteta Internet sajt fakulteta-predmetni portal Predmetni nastavnik (perica.vasiljevic@pmf.edu.rs) KONSULTACIJE• utorak 10-12 sati 405• on-line četvrtak: 1300-1400

• Skype name za on-line konsultacije: live:perica.vasiljevic• Predmetni asistenti

PROGRAM BĆSedmica Predavanje

Nastavna jedinica

Izvor Vežba

1 Uvod u biologiju ćelije The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 1

Metode u biologiji ćelije

2 Hemijske komponente ćelije The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 2 str. 41-63

Metode u biologiji ćelije

3 DNK i hromozom. Struktura i organizacija genoma. The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 3 str. 90-99 i

Poglavlje 4

Molekularne metode

4 DNK replikacija The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 5

Zadaci

5 Od DNK do proteina The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 6 i poglavlje

7 str. 281-298

Zadaci

6 Jedro The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 8

Jedro

7 Test I Seminar

8 Membrane ćelije The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 2 str. 79-85 i

poglavlje 12

Ćelijska membrana

9 Endomembranski sistem The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 9

Endomembranski sistem

10 Organele za energetske transformacije i ćelijska energetika The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 2 str. 63-74 i

poglavlje 10

Mitohondrije i hloroplasti

11 Citoskelet The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 11

Citoskelet

12 Vanćeliski matriks i međućelijske interakcije The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 13

Zadaci

13 Ćelijski ciklus The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 14

Mitoza i mejoza

14 Ćelijska smrt. Biologija kancerske ćelije. The Cell G.Cooper

(Stanica hr.prevod) Poglavlje 15

Zadaci

15 Test II Seminar

Poreklo i evolucija ćelija

3.8 milijardi godina- nastao život

Hemijska ( prećelijska) evolucija

Biološka (ćelijska) evolucija

Hemijska evolucija

• “prebiotička sinteza”

Hipoteza : molekuli neophodni za formiranje života se mogu spontano formirati

Molekuli:H2, CH4, NH3, CO2,CO, H2S ( atmosfera, dubina okena, rasedi, glina)

Mineralni katalizatori: fosfati, piriti i glina

Energija: sunčevo zračenje UV, zraci, kosmičko zračenje, elekttrično praznjenje, vulkani,...

3/25/2016

6

Spontano formiranje organskih molekula

• Oparin & Haldane (1920)• Stanley Miller & Harold Urey (1953)

H2, CH4, NH3 urea, a.k., mravlja kis...

Formiranje makromolekulaSpospobnost samoreprodukcije- N.K.RNK svetFormiranje membrane

H2OKako se proučavaju ćelije?

Svetlosna mikroskopija je dovela do otkrića ćelija

Robert Hook je prva osoba koja je otkrila ćelije posmatrajući preseke plute -1665. godine.

Antony Van Leeuwenhoek 1670. godine-eritrociti, sprematozoidi i bakterije.

Robert Hook(1635-1703)

Zašto su ćelije male?

Površina : Zapremina

3/25/2016

7

Ćelijska teorija1838. godine

• Svi organizmi su izgrađeni iz ćelija

• Ćelije su osnovne jedinice zivota

• Ćelije nastaju od drugih ćelijaTheodor Schwann

(1810-1882)Matthias Schleiden

(1804 – 1881)

Ćelijsko jedinstvo i različitost

• Membrana odvaja unutarćelijski od vanćelijskog prostora;unutrašnje membrane vrše kompartmentalizaciju ćelije

• Metabolizmom se iz hrane formiraju kompleksni dok se visokoenergetski molekuli dobijaju disanjem i fotosintezom

• Kapacitet za reprodukciju:

geni ==> transkripcija ==> translacija ==> struktura i regulacija

DNK ==> iRNK ==> protein ==> subjedinica i enzimi

Ćelijsko jedinstvo: sve ćelije dele niz zajedničkih karakteristika

• Ista biohemija: Sve ćelije poseduju iste gradivne blokove ( DNK, RNK, amino kiseline, lipide, ugljene hidrate)

• Isti makromolekuli, supramolekularnestrukture i fiziologija (lipidni dvosloj, ribozomi, ATP)

Ćelijska raznolikost: ćelije mogu biti kategorizovane na osnovu

njihove slozenosti

Dve glavne klase ćelija na osnovu njihove složenosti su:

1. Prokariotske ćelije

2. Eukariotske ćelije

3/25/2016

8

Prokariotska ćelija

Kapsula: Polisaharidne prirode; štiti bakterijsku ćeliju.Kod patogenih bakterija predstavlja barijeru za fagocitozu

Ćelijski zid: peptidoglikan(polisaharid+ protein). Daje oblik i strukturu bakterijskoj ćeliji.

Ćelijska membrana: Spoljašna membrana. Reguliše selektivni transport materija u i iz ćelije.

Prokariotska ćelija

Flagelum: Spiralne strukture svojom rotacijom omogućuje pokretljivost bakterijskoj ćeliji.

Pili: šuplje, kao dlake, strukture koje omogućuju konjugaciju

Nukleoid: kružna DNK bakterije smeštena direktno u citoplazmu.

Ribozomi: sitni, učestvuju u procesu biosinteze proteina

Eukariotska ćelija

Ćelijska membrana: Spoljašna membrana. Reguliše selektivni transport materija u i iz ćelije The external membrane. Na površini se nalaze proteini koji služe kao receptori ili za interakcije između ćelija i ćelija i ECM

Nukleus(Jedro): Linearni DNK upakovan u hromatin odvojen od citoplazme jedrovim ovojem. U jedru se odvijaju procesi replikacije i transkripcije.

Mitohondrije: Izgrađene od dvostruke membrane. Ćelijske “energane”- mesta sinteze ATP-a.Imaju sopstvenu DNK i proteine ( smatra se da potiču od bakterija)

Eukariotska ćelija

Ribozomi: Molekularna mašinerija koja čita iRNK i sintetiše na osnovu nje proteine. Slobodni u citosolu ili vezani na membrani grER.

Endoplazmatični retikulum (ER):Mesto biosinteze proteina (grER) za sekreciju i lipida (agER).

Goldžijev aparat: Naređani membranski diskovi. Proteinima sa grER-a se dodaje šećer (glikozilacija)

Lizozomi: Sadrže proteaze i digestivne enzime. Fuzionišu se sa edocitoznim vezikulama i vrše digestiju njihovog sadržaja.

3/25/2016

9

Eukariotska ćelija

Peroksizomi: Sadrže oksidativne enzime za metabolizam lipida.Razlažu vodonik peroksid.

Citosol: Vodeni rastvor velikih i malih molekula-veoma dinamičan .

Citoskelet: 3 tipa končastih polimera koji daju oblik i potporu ćeliji, učestvuju u kretanju organela i same ćelije

Centrozom: Organizator citoskeleta. Par centriola + pericentriolar ni materijal (PCM).

Prokariote vs. eukariote

Evolucija ćelija