CELICA je najmanja enota ivega

Izola company & Nikola

CELICA je najmanja enota ivega. Vsi organizmi, ki so sestavljeni iz celic imajo nekaj skupnih znailnosti: s svojim okoljem izmenjujejo E, se nanj odzivajo, se mu prilagajajo, ter razmnoujejo. Celica je osnovna enota ivljenja. Obstajajo ogromne razlike v obliki in funkciji. Kemijski procesi so v celici enaki, ne glede na vrsto celic, oz. njihovo funkcijo.

Poznamo ve vrst celic:

1.) PROTOBIONTI- makromolekule obdane z lipidnim ovojem, ki so se sposobne podvajati

2.) PROKARIONTI- bakterijske celice

3.) EVKARIONTI- celice praivali, gliv, rastlin in ivali

GRADNIKI CELIC

a.) BIOGENI ELEMENTI- H, C, O, N, Na, Ca, Mg, K, P in drugi elementi

b.) ANORGANSKI ELEMENTI- voda

c.) ORGANSKE MOLEKULE- sladkorji, maobne kisline, aminokisline in nukleotidi

Vitamini pomagajo pri kemijskih reakcijah in pri normalnem razvoju

OH so glavni vir energije

Beljakovine v celici opravljajo razline naloge

tirje razlini nukleotidi se povezujejo v neskonno tevilo kombinacij v nukleinskih kislinah

Lipidi so vir energije in sestavni del biolokih membran

VRSTE CELIC

1.) PROKARIONTI: je tip celice, ki nima izoblikovanega jedra, ima zrnato citoplazmo, je brez organelov, nima citoskeleta, celina stena je sestavljena iz peptidoglikanov, njihov dedni material je krona DNA. Prokarionti so bakterije.

2.) EVKARIONTI: je enocelini ali mnogocelini organizem, z jasno oblikovanim jedrom in citoplazmo. Celina snov ali protoplazma je diferencirana v jedro in citoplazmo = citosklelet, citosol in celini organel. Evkarionti so glive, praivali, rastline in ivali.

OGLJIKOVI HIDRATI

1.) OH je sploen izraz za sladkorje in sorodne spojine, s splono formulo (CH2O)n. OH so glavni vir energije v celici. OH so enostavni sladkorji in makromolekule, ki so iz njih sestavljene (CH2O : monosaharidi, di, tri, n-saharidi). Razdelimo jih lahko glede na njohovo velikost (monosaharidi, disaharidi, polisaharidi) in glede na njihovo vlogo v organizmu:2.) ZALONI OH (krob, glikogen)

3.) STRUKTURNI OH (celuloza, hitin)

4.) TRANSPORTNI OH (saharoza)

BELJAKOVINEV celici opravljajo razline naloge, kot encimi, hormoni, kot obrambni, transportni, zaloni, gibalni, signalni proteini in kot proteini s posebnimi nalogami. Beljakovine so sestavljene iz majhnih organskih molekul- aminokislin.

Aminokisline so med seboj povezane z peptidno vezjo. Poznamo 20 esencialnih AK in 9 neesencialnih AK, ki jih organizem ne more sintetizirati sam, ampak jih dobi s hrano. Poznamo ve zgradb beljakovin: primarno zgradbo doloa zaporedje AK, sekundarno in terciarno pa doloajo vezi in povezave med posameznimi AK v polipeptidni verigi.

Beljakovine sestavljene iz ve podenot imajo kvadratno zgradbo. AK razdelimo tudi glede na stransko verigo (kisle, bazine, nenabite polarne in nepolarne).STRUKTURA POLIPEPTIDOV: peptidna vez se tvori med amino in karboksilno skupino dveh aminokislin. Vsak protein ima tridimenzionalno konformacijsko strukturo, ki jo oblikuje z najmanjo energijo.

Denaturacija = e protein obdelamo s topili, ki raztrgajo nekovalentne vezi, se protein razpre

Renaturacija = ko odstranimo topilo, se protein povrne v prvotno konfiguracijo

LIPIDI

So vir energije in sestavni deli biolokih membran. So raznovrstne spojine, ki so netopne v vodi. Maobe sestavljajo tri verige maobnih kislin, ki so vezane na glicerol in se rabijo kot energijska zaloga.

Funkcija lipidov:

Shramba energije

So sestavni del membran

Medcelina komunikacija

Fosfolipidi so zgrajeni iz dveh maobnih kislin fosfatne skupine, ki so pripete na glicerol. So glavna sestavina membran in so amfipatske molekule, v vodi delno topne in delno netopne.

Glikolipidi so sestavni del membran, na glicerol je vezan sladkor, je polarna molekulaTrigliceride sestavljajo glicerol in tri maobne kisline, so netopni v vodi in so glavni depo energije.

Holesterol sestavljajo tirje obroiogljikovodikov in ravna veriga ogljikovodikov. Je polarna molekula in njegova funkcija je da membrani daje trdnost.

NUKLEINSKA KISLINA

Sestavljena je iz verige nukleotidov, povezanih s fosfodiesterskimi vezmi. Nukleotid je strukturna podenota nukleinskih kislin, ki je sestavljena iz:

Enostavni sladkor: pentozi (riboza, deoksiriboza)

Duikova baza: -pirimidinski bazi (citozin, timin v DNA, uracil v RNA)

-purinski bazi (adenin, gvanin)

Ena ali ve fosfatnih skupin

Energijsko bogate snovi: (ATP) : koencim

Nukleinske kisline so polimeri nukleotidov, ki nastanejo s kondenzacijsko reakcijo med sladkorjem enega nukleotida in fosfatno skupino drugega nukleotida = fosfodiesterska vez.VODA

Vodikova atoma sta povezana s kisikom s kovalentnimi vezmi = zelo polarna molekula. Zato med molekulami vode nastanejo zelo ibke vodikove vezi. Glede na vezavo delimo:

Hidrofilne molekule, ki so topne v vodi

Hidrofobne molekule, ki so NE topne v vodi

CELINI METABOLIZEM

Celice so odprti sistemi, ki energijo sprejemajo, jo pretvarjajo ali jo ne morejo ustvarjati.

Celini metabolizem je sestavljen iz katabolizma in anabolizma- iz katabolinih in anabolinih presnovnih reakcij. Veina energije, shranjene v kemijskih vezeh molekul hrane, se porazgubi kot toplota. Celice regulirano sproajo energijo.

Katabolizem: to so procesi, v katerih se molekule v kemijskih reakcijah razgradijo na enostavneje molekule. Pri teh reakcijah se sproa energija. Sem spada celino dihanje in fotosinteza (svetlobna faza).

Anabolizem: so procesi v katerih iz enostavnih molekul nastajajo bolj zapletene molekule. Potreben je vnos energije. Sem spada fotosinteza (temotna faza).

FOTOSINTEZAElektromagnetna energija sonne svetlobe se pretvori v kemijske vezi v celici v procesu fotosinteze. Poznamo 2 stopnji: Svetlobna faza (nastanek ATP in NADPH)

Temotna faza (nastanek sladkorjev)

Fotosinteza in celino dihanje sta komplementarna procesa.

CELINO DIHANJERazgradnja sladkorjev in drugih organskih molekul vodi do nastanka ogljikovodikovega dioksida in vode.

Celino dihanje poteka v vsaki celici organizma. Je metabolini proces, v katerem se razgradijo sladkorji ali druge energijsko bogate skupine. Energija, ki se sprosti iz kemijskih vezi energijsko bogatih molekul, se uporabi za delo v celici, za njeno rast in razvoj. Proces celinega dihanja se zane z razgradnjo sladkorja in ne potrebuje kisika-glikoliza.Drugi del poteka v osrednjem metabolinem ciklu-krebsov cikel (tu nastane veina NADH in malo ATP). Zadnji del celinega dihanja= elektronska prenaalna veriga (tu nastaja veina celinega ATP).

ENCIMIEncimi so vrsta proteinov, ki sproajo kemijske reakcije, zniajo aktivacijsko enrgijo in poveejo energijsko neugodne reakcije z energijsko ugodnimi reakcijami. Pri teh reakcijah sodelujejo predvsem ATP, NADH in NADPH. Encimi veejo molekulo- substrat, mu omogoajo preoblikovanje, vendar se sami pri tem ne spremenijo. Encimi delujejo tako, da se na aktivno mesto vee substrat. Veina encimov je alosterinih proteinov, ki obstajajo v dveh oblikah- model klju-kljuavnica.Regulacija delovanja encimov je alosterina: preko povratne zanke, s fosforilizacijo, vezava majhnih molekul na drugo vezavno mesto na encimu.

ATP

Je adenozin trifosfat. Je energijska valuta celice in je molekula, ki sodeluje pri sintezi makromolekul, celini membrani, krenju miic, premikanju kromosomov pri mitoziATP nastane z energijsko neugodno reakcijo fosforilacije s hidrolizo.

NADH in NADPHNikotinamid adenin dinukleotid. Sodelujeta pri reakcijah redukcije in oksidacije. Sta nosilca elektronov.

MEMBRANEMembrane v celici: plazmalema, jedrni ovoj, endoplazmatski retikulum, golgijev aparat, mitohondrij, lizosomi, perkosisomi in vezikli.

Struktura membran: lipidni dvosloj, membranski proteini, plazmalema, celine povrine so pokrite z glikokaliksom.

Transport skozi membrane: koncentracija ionov je razlina v citoplazmi in zunanjosti celice. Lipidni dvosloji so neprepustni za ione in veje nelabilne polarne molekule. Membrane so prepustne za majhne nepolarne molekule. Poznamo pasivni transport, ki je odvisen od koncentracijskega gradienta in membranskega potenciala, ter aktivni transport, kjer snovi potujejo v nasprotni smeri koncentracijskega gradienta.Proteini v membrani so prenaalci in kanalki.

JEDRNA OVOJNICAZa prehod skozi jedrne pore je potrebna energija. Edina komunikacija med jedrom in citoplazmo je preko por. Zunanja jedrna ovojnica je nadeljevanje endoplazmatskega retikuluma.

ENDOPLAZMATSKI RETIKULUMJe najobseneji membranski sistem v celici. Membrane ER se neposredno nadaljujejo v zunanjo membrano jedrne ovojnice. ER sestavlja sistem membran gladkega in zrnatega retikla. Zrnati videz ER dajejo ribosomi, ki so pripeti na membrane ER in so mesto beljakovinske sinteze v celici. Na gladkem ER nastajajo membranski fosfolipidi.

Postranslakcijske spremembe se dogajajo v lumnu ER.

GOLGIJEV APARATSestavljajo ga sploene membranske cisterne. Golgijev aparat sprejema in pogosto tudi kemino preoblikuje snovi, ki so pred tem nastale v ER. Snovi sprejema in jih spet pakira v obliki membranskih mehurkov.

Golgijev aparat je udeleen v procesiranju celinih komponent na sekretorni poti, procesira proteine, v veziklih se komponente transportirajo v lizosome, plazemsko membrano ali pa se izloijo. Golgijev aparat je skladovnica sploenih mehurjev. Vstopno mesto=cis, izstopno mesto=trans.LIZOSOMISo majhni in nepravilno oblikovani organeli napolnjeni s tevilnimi prebavnimi encimi, ki razgrajujejo beljakovine, nukleinske kisline, oligosaharide in fosfolipide. Membrana lizosoma omejuje zunajcelino prebavo v notranjosti organela. So glavno mesto celine prebave, v lizosomu so encimi kisle hidrolize.

PLAZMALEMALoi celico od okolja, kot selektivna bariera, doloa vsebino citoplazme, ter omogoa interakcijo med celico in okoljem.

CELINA KOMUNIKACIJASignaliziranje med celicami:

Signalna celica proizvede signalno molekulo, ki jo prepozna tona celica Tona celica ima receptorski protein, ki jo prepozna in specifino odgovori na signalno molekulo

Naini signaliziranja: Kontaktno: signalna in tona celica morata biti v stiku, da se signal prenese

Parakrino: signalna celica sproa signalne molekule, ki difundirajo v okolico in delujejo lokalno

Sinaptino: nevroni specifino oivujejo tonine celice

Endokrino: signalne celice sproajo signalne molekule v krvni obtok

Avtokrino: signalna celica je istoasno tudi tarna celica

Signalne molekule so: Hormoni (adrenalin, inzulin, testosteron)

Lokalni mediatorji (epidermalni rastni faktor)

Nevrotransmiterji (acetilholin)

Pri kontaktni signalizaciji pa so to delta molekula in delta receptor

RECEPTORJI

Celice imajo veliko tevilo receptorjev, skoraj vedno so receptorji proteini. Obiajno en receptor aktivira ena signalna molekula. Sprejem signala je prvi dogodek v signalni verigi, tu so prisotne intracelularne signalne molekule. Receptorji so lahko prisotni na celini povrini in zunanji celini receptorji.

Signalne poti: receptor, ki signal sprejme, transformacija, prenos, pomnoevanje, distribucija.

CITOSKELETJe sistem beljakovinskih vlaken, v citoplazmi evkariontske celice, ki celici daje obliko in ji omogoa usmerjena gibanja. Glavni deli citoskeleta so mikrotubuli, aktinski filamenti in intramediarni filamenti.Najdrobneje nitke so aktinski filamenti, to so spiralno oblikovani polimeri beljakovine aktina. Povezujejo se v svenje ali mree. Veliko jih je v miinih celicah, kjer sestavljajo sistem, ki omogoa krenje miic. Najdebeleje nitke citoskeleta so mikrotubuli, to so cevkaste strukture iz beljakovine tubulina. Med delitvijo celice oblikujejo delitveno ? in so najbolj togi citoskeletni elementi. Po debelini med aktinske filamente in mikrotubule uvramo intramediarne filamente, ki so vrvi podobna vlakna, sestavljena iz razlinih beljakovin. Vsi skupaj z drugimi beljakovinami, ki se najne pritrdijo, oblikujejo nosilce, vrvi in motorke, ki dajejo celici mehansko oporo.

CELINI CIKELJe ponavljajoi se proces celine rasti in delitve, ki vkljuuje tudi mitozo. Glavni stopnji celinega cikla sta interfaza in celina delitev.

Interfaza je sestavljena iz G1, S in G2. G1=rast in priprava na S fazo, S=celice podvajajo DNA, G2=rast in priprava na mitozo. V interfazi celica raste in opravlja svojo funkcijo.

M faza je sestavljena iz mitoze in citokineze

Mitoza je delitev jedra, tu se kromosomi razporejajo med nastajajoi herinski jedri.

Citokineza je delitev citoplazme. Tu se citoplazma porazdeli med herinski celici.

Kontrola celinega cikla:

Bistvene dogodke v celinem ciklu sproi kontrolni sistem. Bistveni dogodki so:

Podvojitev DNA

Mitoza in citokineza

Kontrolne toke:G1, G2, metafazna kontrolna toka. Dve najbolj pomembni spojini pri kontrolni toki sta ciklin in ciklinska kinaza.CELINA DELITEVJe sestavljena iz mitoze in citokineze.

Mitoza je sestavljena iz 5-ih faz:

1.) Profaza: kondenzacija kromosomov, centrosoma se razcepita

2.) Metafaza: kromosomi se postavijo v evkariontsko ravnino

3.) Anafaza: sestrske kromatide se loijo in zanejo potovati proti poloma celice4.) Telofaza: tu oba seta kromosomov prispeta na pole celic, nastane nova jedrna ovojnica-konec mitoze

5.) Citokineza: je delitev citoplazme, tu nastane nova delitvena brazda, ki jo sestavljajo aktinski filamenti.

Delitveno vreteno; mikrotubuli in z njim povezane molekule, ki se eliptino razporejajo v celici med mitozo in premikajo narazen podvojene kromosome. Centrosom se podvoji v interfazi.

V profazi se nanj pritrdijo mikrotubuli delitvenega vretena. Prine se razpad jedrne ovojnice. Centrosoma prineta potovati na pola celice. V metafazi prideta do pola celice.

MUTACIJEGen: del DNA, ki nosi zapis za funkcionalni produktGenom: celoten zapis dedne informacijeKromatin: tvorijo ga nukleotidiKromosom: vsebuje gene, pojavi se v razlinih oblikah v celici

Loimo DNA in kromosomske mutacije.

DNA mutacije:

Nesmiselne: nastanek novega kodona povzroi predasno konanje prepisovanja ( nastane skrajan protein)

Brezsmiselne: nastanek novega kodona povzroi, da se vkljui nepravilna aminokislina v protein (uinek na funkcijo je odvisen od tega kaj se je vkljuevalo namesto pravilne aminokisline) Premik bazalnega okvirja: izguba ali pridobitev 1 ali 2 nukleotidov spremeni bralni okvir, kar pomeni da so vsi naslednji kodoni napani.

Kromosomske mutacije: Translokacije: tvorjenje kromosomov in tvorba novih (kronina mieloina levkemija) Pomnoevanje genov: nastanek double minute kromosomov, zaradi pomnoevanja doloene regije na kromosomu

Inverzije: del kromosoma se odcepi in prilepi nazaj v obratni smeri

Aneoplodija: med celino delitvijo pride do napane porazdelitve kromosomov med herinskima celicama

TRANSKRIPCIJA

Prokarionti( poteka v citoplazmi, Evkarionti(poteka v jedru

Potek:

Zaetek prepisovanja se zane, ko se DNA odvije in razklene na doloenem mestu. RNA polimeraza se vee na promotor (=zaporedje na DNA, ki kodira za zaetek prepisovanja RNA). RNA polimeraza odvije DNA. Ena od verig DNA slui kot matrica za zaetek tvorbe RNA verige. Veriga se podaljuje, dokler ne pride RNA polimeraza do zaporedja na DNA, ki oznauje konec prepisa. RNA polimeraza se odcepi od DNA.TRANSLACIJA(pri prokariontih in evkariontih poteka v citoplazmi

Potek:

Poteka v 3 fazah. Vezava prve tRNA na manjo podenoto ribosoma(nastanek peptidne vezi. Premik manje podenote ribosoma za 3 nukleotide (vezava nove tRNA, uporabljena tRNA se odcepi).

(Peptil transferaza( tvorjenje peptidne vezi med AK, v novo nastajujoi polipeptidni verigi katalizira mRNA v veji podenoti ribosoma. Konec translacije: ribosom razpade na dve podenoti.

(DNA podvajanje( sinteza DNA se zane v replikacijskih zaetnikih. Sinteza nove DNA poteka v replikacijskih vilicah, ki so asimetrine. Kratka zaporedja RNA sluijo kot zaetnik za DNA sintezo. Proteini v replikacijskih vilicah sodelujejo med seboj in tvorijo replikacijski aparat. Telomeraze podvajajo konce evkariontskih kromosomov.(DNA popravljanje( stabilnost organizma je omogoena samo z popravljanjem napak med podvajanjem DNA, naknadnih napak in tistih, ki so ostale nepopravljene. Napake, ki nastanejo pri podvajanju DNA na novo nastali verigi popravi MIS-MATCH REPAIR.

Osnovni principi DNA popravljanja so: izrezovanje pokodovanega dela, DNA polimeraza naredi novo verigo, DNA ligaza zlepi konce.