התא מבנה ופעילות תא עצב תאי דם אדומים ותא דם לבן תאי עור תאי כבד

Transcript

1 התא מבנה ופעילות צילומי תאים שונים במיקרוסקופ אלקטרונים סורק. הצבעים אינם טבעיים, והגדלים בצילומים מטעים. תאי חיידקים קטנים פי עשרה מתאי בע"ח וצמחים. גם בין תאים שונים בבע"ח ובצמחים יש הבדלי גודל. תא עצב תאי דם אדומים ותא דם לבן תאי עור תאי כבד חיידקים מסוג E coli חיידקים מסוג streptococcus תאי אצה חוטית תאים בעלה של צמח

2 התא הוא יחידת המבנה והתיפקוד ביצורים חיים. כל יצור בנוי מתאים, לכל הפחות תא אחד. החד-תאיים והחיידקים בנויים מתא אחד. המבנה הבסיסי של כל התאים אחיד. בכולם יש הפרדה מהסביבה החיצונית ונשמרת סביבה פנימית יציבה, נשמר בהם הומאוסטזיס. = Homos שווה ; stasis = יציב. ההפרדה מהסביבה החיצונית היא ע"י קרום התא.cell membrane לכל תא יש קרום תא.

3 הומאוסטזיס בתא הוא שמירה על ריכוז מומסים קבוע; דרגת חומציות קבועה = ph קבוע. הומאוסטזיס מתאפשר בזכות תכונותיו ופעילותו של הקרום. קרום התא בררני בורר אילו חומרים יכנסו לתא ואילו לא יכנסו, אילו יצאו ואילו לא יצאו. הקרום יכול להכניס ולהוציא חומרים אל ומהתא באופן אקטיבי. כל תא יכול להתרבות. כל תא יכול להתחלק, למעט תאי רבייה. כל תא גדל. כשתא מתחלק לשניים, שני התאים שנוצרים קטנים יותר מהתא המקורי. כל תא גדל עד לגודל של תא בוגר.

4 כל תא מקיים חילוף חומרים metabolism עם הסביבה. - חומרי מזון נכנסים לתא, פסולת יוצאת ממנו. - חמצן נכנס לתא בתאים אירוביים, שנושמים עם חמצן, ו - 2 CO יוצא ממנו. - יש תאים שמייצרים חומרים ל"ייצוא", למשל תאים של בלוטות הורמונים, שמייצרים הורמון ומפרישים אותו אל מחוץ לתאי הבלוטה, אל הדם; תאי בלוטות הזיעה, שמייצרים זיעה ומפרישים אותה אל העור. גם יצורים חד-תאיים מפרישים, לעיתים, מיצי עיכול לסביבה ומחדירים את המזון המפורק דרך הקרום. - ישנם תאים שמייצרים חומרים ואוגרים אותם: תאי שומן שאוגרים שומן; תאי הכבד שאוגרים גליקוגן.

5 תאים מגיבים לגירויים, מגיבים לסביבה. - תאי בלוטות מיצי העיכול מייצרים מיץ עיכול כשיש בו צורך. מיוצר פפסין, שהוא מיץ עיכול שמפרק חלבונים. - צמחים מפנים את העלים שלהם לכוון האור. - שורשי צמחים מתארכים בכיוון כוח הכובד, לתוך האדמה. כשיש חלבונים בקיבה

6 כל המאפיינים של התאים הבודדים מאפיינים גם את האורגניזם השלם. כל יצור חי מופרד מהסביבה ושומר על סביבה פנימית קבועה, פחות או יותר, השונה מהסביבה החיצונית. כל יצור חי מתרבה. ישנם בע"ח שלא כל הפרטים באוכלוסייה מתרבים. למשל בדבורים רק המלכה מטילה ביצים, לנקבות האחרות תפקיד של פועלות והן לא מטילות.

7 כל יצור חי גדל. כל יצור חי מקיים חילוף חומרים עם הסביבה. כל בע"הח שותים, אוכלים ומפרישים צואה ושתן; קולטים חמצן ופולטים.CO 2 כל הצמחים הירוקים קולטים מים ו - 2 CO ופולטים חמצן )לתהליך הפוטוסינתזה(; קולטים חמצן ופולטים CO 2 )לתהליך הנשימה(; קולטים תרכובות שונות מהאדמה: מינרלים, חנקות, יסודות קורט.

8 גודלם של התאים נע בין 10 5 מיקרון. מיקרון = 1/1000 מ"מ, ומסומן באות היוונית μ. מדוע אין, כמעט, תאים גדולים יותר? ככל שתא גדול יותר, שטח הפנים שלו גדול יותר והנפח שלו גדול יותר. שטח הפנים גדל בחזקה שנייה, לעומת הנפח שגדל בחזקה שלישית, כלומר הנפח גדל יותר, מכאן שככל שתא גדול יותר היחס בין שטח הפנים לנפח קטן יותר.

9 חומרים נכנסים אל התאים )מים; מזון; חמצן( ויוצאים מהם )חומרי פסולת; )CO 2 דרך קרום התא. בתא גדול מאוד עלול להיווצר מצב שבו שטח הפנים יהיה קטן מכדי לאפשר מעבר של די מזון וחמצן אל התא, ומעבר של די חומרי פסולת החוצה מהתא.

10 התאים הבונים את גופם של היצורים הרב-תאיים, וכן היצורים החד-תאיים, הם תאים בעלי גרעין, תאים אאוקריטיים. התאים הבונים את החיידקים bacteria )ביחיד )bacterium הם תאים חסרי גרעין, תאים פרוקריוטיים. תאי החיידקים בנויים מקרום תא וציטופלסמה שבתוכה חומר תורשתי )רובו - בכרומוזום טבעתי אחד( ומספר מצומצם של אברונים. כל האברונים העטופים בקרום, ובכלל זה גרעין התא, חסרים בתאי החיידקים. תאי החיידקים קטנים בסדר גודל אחד )= פי 10( מהתאים בעלי הגרעין.

11 tuberculosis bacteria streptococcus staphylococcus Salmonella spirillum Ecoli

12 יצורים הבנויים ממעטפת חלבונית ובתוכה חומצת גרעין, DNA או.RNA יש נגיפים העטופים גם במעטפת שומנית. הם טפילים מוחלטים; אין להם חילוף חומרים; הם מתרבים רק לאחר שחדרו לתא מסוג מסוים לכל סוג נגיף תא אליו הוא חודר. לנגיפים צורות שונות יש מוארכים; אליפטיים; עגולים; בעלי צלעות רבות. גודלם בין מיקרון, קטנים פי 3-5 מחיידקים ופי מתאים אאוקריוטיים. HIV 0.1μ נגיף מוזאיקת הטבק 0.3μ בקטריופאז' 0.2μ נגיף פוליו 0.03μ )גודל של ריבוזום(

13 תאים בנויים ממים ומחומרים אורגניים. תפקידי המים ביצורים חיים: המים מהווים תווך שבו מתרחשות כל התגובות הכימיות בתאים החיים. הן המגיבים והן התוצרים של התהליכים הכימיים המתרחשים בתאים מסיסים במים, לכן הסביבה הפנימית של התא היא סביבה מימית. בחלק מהתהליכים האלה המים משמשים כמגיב או כתוצר. o

14 המים משמשים להובלה כושר ההמסה הגבוה של המים הופך אותם למוביל העיקרי בגופם של יצורים חיים. בבע"ח המים מובילים חומרים רבים בדם. בצמחים מועברים מינרלים מהקרקע אל כל חלקי הצמח כשהם מומסים במים בצינורות העצה. o

15 המים מהווים גורם מייצב גופם של צמחים צעירים וצמחים עשבוניים אינו מכיל חומרים מעוצים. זקיפותם נשמרת בזכות המים הממלאים את תאיהם )בעיקר את החלוליות שבתאים(. הלחץ ההדדי של התאים אלה על אלה יוצר מבנה קשיח המאפשר יציבות. o

16 המים כמווסת תרמי המים פועלים כגורם הממתן את השפעת השינויים בטמפ' הסביבה על הגוף החי. החום הסגולי הגבוה של המים מאפשר שמירה על טמפרטורת גוף יציבה גם כשיש תנודות בטמפ' הסביבה. המים מהווים אחוז נכבד ממשקלו של כל יצור חי, לכן דרושה כמות רבה של חום כדי לגרום לשינוי בטמפ' הגוף. o

17

18 תאים בנויים ממים ומחומרים אורגניים. חומר אורגני חומר שבהרכב המולקולה שלו נכללים לפחות שני אטומי פחמן הקשורים זה לזה. בכל החומרים האורגניים כלולים גם אטומי מימן, המולקולות של החומרים האורגניים בנויות ממספר אלפים. וברבים מהם גם אטומי חמצן. רב של אטומים, בין כמה עשרות לכמה לכל החומרים האורגניים יש שלד פחמני. פחמן,,carbon הוא לארבעה יסודות נוספים. יסוד שיכול ליצור 4 קשרים בו זמנית, כלומר להיקשר בו-זמנית

19 נקראים חומרים אורגניים כי קיימים בגופם של אורגניזמים חיים: פחמימות, שומנים, חלבונים וחומצות גרעין. חומר אנאורגני - חומר שאינו מגוף החי או הצומח. דוגמאות: כל המתכות; כל המינרלים; מים; זכוכית; פחמן דו-חמצני. המולקולות של החומרים האנאורגניים הן קטנות מאוד בהשוואה לאלו של החומרים האורגניים. בד"כ מספר האטומים הבונים אותן אינו עולה על עשרה, לעומת עשרות, מאות ואלפי אטומים הבונים את המולקולות של החומרים האורגניים.

20 שם כולל לכל סוגי הסוכרים., C 5 H 10 O 5 כמו היחס בין פחמן בנויים מפחמן, מימן וחמצן ביחס של 1:2:1, למים ומכאן שמם. למשל

21 הפחמימות הפשוטות ביותר. מכילים בין 3 ל 7 אטומי פחמן, מסודרים בטבעת או בשרשרת. החד-סוכרים הנפוצים ביותר במזון: גלוקוז glucose ופרוקטוז.fructose גלוקוז נמצא בריכוז גבוה בענבים לכן נקרא סוכר ענבים..fruit פרוקטוז נמצא בכל הפירות, שמו נגזר מ

22 שתי מולקולות של חד-סוכר שהתחברו ביניהן בקשר גליקוזידי. דו סוכרים נפוצים: סוכרוז sucrose גלוקוז-פרוקטוז, סוכר המאכל. נמצא בכל הצמחים אך ריכוזו גבוה במיוחד בסלק סוכר ובקנה סוכר, מהם הוא מופק. לקטוז lactose גלוקוז-גלקטוז, סוכר החלב. מלטוז maltose גלוקוז-גלוקוז, נמצא בלתת. דו-סוכרים מתפרקים במערכת העיכול לחד-סוכרים. חד-סוכרים עוברים דרך קרומי התאים, דו-סוכרים לא עוברים. גם החד-סוכרים וגם הדו-סוכרים מסיסים במים.

23 תרכובות הבנויות ממספר רב של חד-סוכרים. כל הרב-סוכרים הם פולימרים = מולקולות ענק הבנויות משרשראות של יחידות קטנות החוזרות על עצמן = מונומרים. המונומרים מהם בנויים הרב-סוכרים הם חד-סוכרים. הרב-סוכרים אינם מסיסים במים.

24 עמילן starch רב-סוכר של גלוקוז, בעל מבנה מסועף. חומר תשמורת בצמחים. נמצא בזרעים וברקמות אגירה. בעת הצורך מתפרק לגלוקוז. גליקוגן glycogen רב-סוכר של גלוקוז, מסועף יותר מעמילן, בנוי ממספר קטן יותר של מולקולות גלוקוז. חומר תשמורת בבע"ח. נאגר בכבד ובשרירים. בעת הצורך מתפרק לגלוקוז. - רב-סוכר של גלוקוז, מולקולות גלוקוז בשרשרת לא תאית cellulose מסועפת. מרכיב ראשי בדפנות תאי הצמחים. ליונקים אין אנזימים לפירוק תאית. למעלי הגירה ישנם חיידקים החיים איתם בסימביוזה, באחת הקיבות שלהם, ומפרקים את התאית.

25 תרכובות הבנויות מפולימרים בעלי שרשראות ארוכות, מעין חוטים = סיבים. רוב הסיבים הם רב-סוכרים. ישנם מאות סוגים של סיבים, הידועים שבהם הם: תאית )צלולוז(, המיצלולוז, פקטין, ליגנין.

26 חלק מהסיבים מסיסים במים - פקטין. הם סופחים מים, מתנפחים, מאטים את קצב התרוקנות הקיבה וכך נוצרת תחושת שובע. סיבים אלה מאטים את קצב ספיגת הפחמימות, השומנים והכולסטרול מהמעי לדם ובכך גורמים לירידת רמתם בדם. סיבים בלתי מסיסים במים תאית; ליגנין. ממריצים את פעולת המעיים. מעבר מהיר של תוכן המעי תורם, כנראה, להקטנת שכיחות סרטן המעי הגס.

27 תרכובות חלבון + סוכר המצויים בקרומי תאים. החלק הסוכרי בולט מצדו החיצוני של הקרום. מהווים "טביעת אצבע" של התא: מבדילים אותו מתאים אחרים. משמשים לזיהוי בין תאים, למשל תאי מערכת החיסון, תאי הדם הלבנים, מבחינים בין תא של הגוף = תא עצמי לבין תא זר עפ"י הגליקופרוטאינים.

28 ההבדל בין סוגי הדם השונים הוא בגליקופרוטאינים שונים שבקרומי תאי הדם האדומים. חלק מהגליקופרוטאינים קושרים תרכובות המגיעות אל התא מתאים אחרים, הורמונים, ובכך מאפשרים תיקשורת בין תאים. למשל

29 מקור עיקרי לאנרגיה לתאים. גלוקוז מפורק בתהליך הנשימה התאית. בפירוק דלק במכונות. כתוצאה מפירוקו משתחררת אנרגיה, כמו o

30 מרכיב מרכזי בדופן התא, בתאים בעלי דופן. בצמחים תאית. בחיידקים פפטידוגליקן.peptidoglycan o

31 בונים את השלד החיצוני בחרקים כיטין.chitin o חומרי תשמורת רב-סוכרים אינם מסיסים במים לכן לא מעלים את ריכוז הציטופלסמה. המולקולות שלהם גדולות בהרבה מכדי לצאת דרך קרום התא. בצמחים עמילן. בבע"ח גליקוגן. כמו כן o עמילופלסטידות בתאי תפו"א

32 קשורים לחלבונים הבולטים מקרומי תאים, משמשים גליקופרוטאינים. לזיהוי ולתקשורת בין תאים. o

33 מולקולות הידרופוביות, כלומר אינן מסיסות במים. הליפידים כוללים את השומנים והשמנים, שהם הליפידים הנפוצים ביותר, הפוספוליפידים והסטרואידים. וכן את השעוות, שומן שמן fat oil נמצא בעיקר בתאי בע"ח. מוצק בטמפ' החדר. נמצא בעיקר בצמחים. נוזלי בטמפ' החדר.

34 שומנים ושמנים בנויים מגליצרול ומחומצות שומניות. גליצרול יכול לקשור אליו עד שלש חומצות שומניות. גליצרול וחומצה שומנית אחת = מונוגליצריד.monoglyceride גליצרול ושתי חומצות שומניות = דיגליצריד.diglyceride גליצרול ושלש חומצות שומניות = טריגליצריד.triglyceride רוב השומנים והשמנים הם טריגליצרידים.

35 חומצת שומן היא מולקולה ארוכה, שרשרת של אטומי פחמן, הרבה אטומי מימן ואטום חמצן אחד. כל אטום פחמן קשור לאטום הפחמן שלפניו ולזה שאחריו, כלומר הוא יכול להיקשר לעוד שני אטומי מימן. חומצת שומן בה לכל פחמן קשורים שני מימנים = חומצת שומן רוויה. )רוויה במימנים(

36 חומצת שומן בה יש פחמן אחד או יותר הקשורים למימן אחד = חומצת שומן לא רוויה. בכל מקום בו "חסר" מימן נוצר קשר כפול וכיפוף של השרשרת. בשומנים בשמנים fats oils יש אחוז גבוה של חומצות שומן רוויות. יש אחוז גבוה של חומצות שומן לא רוויות.

37 ליפידים הבנויים מגליצרול, שתי חומצות שומניות וקבוצת זרחה = קבוצת פוספט. הקצה של מולקולת הפוספוליפיד בו נמצאות החומצות השומניות הוא הידרופובי. הקצה של מולקולת הפוספוליפיד בו נמצאת קבוצת הזרחה הוא הידרופילי. לכל מולקולת פוספוליפיד יש "זנב" הידרופובי ו"ראש" הידרופילי.

38 בניית קרומי התאים רוב רובם של השומנים המרכיבים את קרומי התאים הם פוספוליפידים. הם מסודרים בקרום בשתי שכבות כך שה"זנבות" ההידרופוביים פונים כלפי מרכז הקרום וה"ראשים" ההידרופיליים פונים אל פנים ואל חוץ התא.

39 בידוד תרמי מתחת לעורם של יונקים ועופות החיים במים קרים או בקוטב יש שכבות עבות של שומן. אגירה של אנרגיה מפירוק של שומן מפיקים יותר מכפליים אנרגיה מזו המופקת ממשקל זהה של סוכר.

40 שרשראות ארוכות ומפותלות של חומצות אמיניות = פולימרים של חומצות אמיניות. חומצה אמינית: מולקולה בה לאטום פחמן קשורה קבוצה אמינית,NH 2 קבוצה קרבוקסילית R. וקבוצה צדדית המסומנת באות H אטום מימן,COOH NH 2 קבוצה קרבוקסילית COOH קבוצה אמינית קבוצה צדדית R

41 החומצות האמיניות נבדלות זו מזו בקבוצה הצדדית. הקבוצה הצדדית יכולה להיות אטום מימן )גליצין(: הקבוצה הצדדית יכולה להיות CH 3 )אלנין(:

42 הקבוצה הצדדית יכולה להיות CH 2 SH )ציסטאין(: או CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 )ליזין(:

43 החומצות האמיניות נקשרות זו לזו בקשר פפטידי. קבוצה קרבוקסילית של חומצה אמינית אחת נקשרת לקבוצה האמינית של חומצה אמינית אחרת. התוצר = פפטיד. מעל 10 חומצות אמיניות = פוליפפטיד. חלבון = כמה עשרות ועד 10,000 חומצות אמיניות.

44

45 הגוף מסוגל לשנות חומצות אמיניות, בעזרת אנזימים, מחומצה אחת לאחרת ע"י החלפת הקבוצה הצדדית. יש חומצות אמיניות שהגוף לא מסוגל לייצר ויש לקבל אותן מהמוכן במזון, אלה חומצות אמיניות חיוניות. באדם 8 חומצות אמיניות חיוניות. זו הסיבה שיש לגוון במזון.

46 חלבון מלא הוא חלבון שמכיל את כל החומצות האמיניות. נמצא ב: בשר ודגים חלב ומוצרי חלב ביצים פולי סויה לרוב - חלבונים מהחי. סויה הוא הצמח היחיד שמכיל חלבון מלא.

47 חלבון חסר הוא חלבון שמכיל חלק מהחומצות האמיניות, נמצא ב: אגוזים, שקדים תפוחי-אדמה שעועית, אפונה, חומוס לחם מחיטה מלאה חלבונים מהצומח, מצמחים עשירים בחלבון. אין מאגרי חלבון בגוף. בזמן רעב מורחקת הקבוצה האמינית מחומצות אמיניות בכבד. מה שנשאר הופך לסוכר להפקת אנרגיה.

48 למבנה החלבון יש ארבע דרגות מורכבות: מבנה ראשוני: רצף החומצות האמיניות המרכיבות את החלבון, מספרן, הסוג/ים שלהן והסדר בו הן קשורות ביניהן. מבנה שניוני: הסידור המרחבי של קטעים בשרשרת החומצות האמיניות, סלילי, כמו של חוט טלפון; מבנה "זיג זג" כמו נייר שמקופל כאקורדיון. למשל: מבנה

49 מבנה שלישוני: הארגון המרחבי של כל השרשרת של החומצות האמיניות. מבנה רביעוני: קיים רק בחלבונים המורכבים מכמה שרשראות של חומצות אמיניות. האופן בו מספר שרשראות קשורות זו לזו במרחב. למשל: בהמוגלובין 4 שרשראות = 4 תת-יחידות.

50

51 שינוי במבנה המרחבי של החלבון גורר שינוי בפעילותו ובתכונותיו. למשל: חלבוני שריר לא יתכווצו. שינוי כזה נקרא דנטורציה = ביטול המבנה הטבעי. = de שונה, לא כמו. = natura טבע. דנטורציה מתרחשת בחום גבוה או ב ph קיצוני. כיוון שמולקולות חלבון רגישות לשינויים ב ph נשמר בתאים חיים ph קבוע, פחות או יותר, סביב הנייטרלי, מעט בסיסי. ישנם בתא בופרים,,buffers שהם חומרים השומרים על ph קבוע בתמיסה. תוספת חומצה לא תוריד את ה ph ותוספת בסיס לא תעלה אותו, עד גבול מסוים.

52 חלבוני מבנה חלבוני תיפקוד: אנזימים הורמונים נוגדנים המוגלובין

53 אנזימים הם מולקולות חלבון גדולות מאוד. הם מזרזים תהליכים כימיים בתאים או מחוץ לתאים. תהליכים אלו היו מתרחשים גם ללא התערבות האנזים, אלא שהיו מתרחשים במשך שעות או ימים. התרכובת עליה פועל האנזים, תרכובת שהוא מפרק או בונה נקראת סובסטרט = מצע. אנזים פועל כמעט תמיד על סובסטרט אחד בלבד. החומר המתקבל בעקבות פעילותו נקרא תוצר.

54 על מנת שתגובה כימית תתרחש, דרושה אנרגיית שפעול, "דחיפה" לתחילת התגובה. אנרגיה זו יכולה להיות אנרגיה של חום או זרם חשמלי. אנזימים מקטינים את אנרגיית השפעול, מאפשרים לתגובות כימיות להתרחש בטמפ' השוררת בתאים.

55 במולקולת האנזים ישנו אזור שהוא האתר הפעיל, אליו נקשרת מולקולת הסובסטרט. ההתאמה בין האתר הפעיל לבין מולקולת הסובסטרט מבוססת על התאמה מרחבית בין חלקי המולקולות ועל תכונות כימיות שלהן.

56 בעקבות ההיקשרות אנזים סובסטרט באתר הפעיל נוצר תצמיד אנזים - סובסטרט. האתר הפעיל גורם לשינויים בקשרים כימיים במולקולת הסובסטרט. השינויים יכולים להיות יצירה של קשר חדש בין שתי המולקולות, חיתוך של קשר קיים או תזוזה של אטומים מסוימים בתוך המולקולה. קשר חדש בין שתי מולקולות = בנייה של מולקולה חדשה = אנאבוליזם.anabolism חיתוך של קשר בתוך מולקולה = קטאבוליזם.catabolism

57 לאחר שהאנזים פעל את פעולתו על הסובסטרט מולקולת התוצר ניתקת ממולקולת האנזים. עם הניתוק מולקולת האנזים חוזרת למצבה המקורי והיא יכולה להיקשר למולקולת סובסטרט נוספת.

58 אנזימים הם חלבונים ולכן חזקים. נהרסים בטמפ' גבוהה ובמגע עם חומצות או בסיסים אנזימים הם ייחודיים = ספציפיים, בדר"כ אנזים אחד סובסטרט אחד. ריכוז האנזים בתחילת התהליך שווה לריכוזו בסיום התהליך. אנזימים אינם מתכלים במהלך התגובה. השינוי חל בסובסטרט.

59 אנזימים פועלים בסביבה מימית. פועלים בטווח טמפ' C בתחום בו יש עלייה של במהירות התגובה, C 37 0, - של הטמפ' ב - C 10 מכפילה, בקירוב, את מהירות התגובה. כל עלייה

60 פועלים בטווח ph מוגדר וצר. ככל שכמות האנזים גדלה, עולה מהירות התגובה, כל עוד יש עודף סובסטרט. ככל שכמות הסובסטרט גדלה, עולה מהירות התגובה, כל עוד יש עודף אנזים.

61 ויסות באמצעות התוצר הסופי אנזימים רבים פועלים בתגובות שרשרת בהן התוצר של תגובה אחת הוא הסובסטרט של תגובה אחרת: A B C D E F גלגולים שונים, המזורזים ע"י 5 אנזימים שונים, והתוצר הסופי הוא חומר A עובר 5 חומר F.

62 כשיש עודף של תוצר )סופי( מולקולות התוצר העודפות נקשרות למולקולות האנזים ומעכבות את פעילותן. כשכמות מולקולות התוצר בתא יורדת, ניתקות מולקולות תוצר ממולקולות אנזים ופעילותו מתחדשת. זהו משוב שלילי, המשוב הנפוץ ביותר. ישנם מצבים בהם עלייה בריכוז התוצר הסופי מזרזת פעילות אנזים. למשל: עלייה בכמות הפפטידים בקיבה מזרזת ייצור פפסין. זהו משוב חיובי, שהרבה פחות נפוץ ממשוב שלילי.

63

64 בקרה ע"י קופקטורים ) שנקשרת Mg 2+ ; Ca 2+ ; Cu 2+ ( קופקטור :co-factor מולקולה קטנה, לא חלבון, של ויטמין או של יון מתכת לאתר הפעיל של האנזים. יש אנזימים שאינם פעילים. היקשרות למולקולת קופקטור הופכת אותם לפעילים. למשל: שלבים מסוימים בתהליך קרישת הדם מתבצעים רק בנוכחות יוני סידן Ca 2+ יש אנזימים שאינם פעילים כל עוד קשורה אליהם מולקולה או יון של קופקטור. הניתוק מהקופקטור הופך אותם לפעילים.

65 Inhibitors מעכבים אנזימטיים מעכב תחרותי: חומר הדומה מאוד במבנהו לסובסטרט של אותו אנזים, מתקשר לאתר הפעיל וחוסם אותו בפני הסובסטרט. למשל: פניצילין הוא מעכב תחרותי לאנזים המשתתף בבניית דופן התא בחיידקים. ציאניד נקשר לאנזים המשתתף בתהליך החימצון במיטוכונדריה ואינו מאפשר לו להיקשר לחמצן. אפשר לנטרל את השפעתו של מעכב תחרותי ע"י הוספת כמות רבה מאוד של סובסטרט. ככל שריכוז מולקולות הסובסטרט גבוה יותר, גדל הסיכוי שמולקולות כאלו, ולא מולקולות של מעכב, ייקשרו למולקולות האנזים.

66 מעכב לא תחרותי חומר שנקשר לאנזים לא באתר הפעיל שלו. הקישור משנה את המבנה המרחבי של האנזים, מעוות אותו כך שהוא מאבד את הכושר להיקשר לסובסטרט.

67 אפשר לזהות עיכוב תחרותי ע"י מדידה של קצב פעילות האנזים בנוכחות מעכב בריכוזים שונים של סובסטרט. אם יש עלייה בקצב פעילות האנזים עם העלייה בריכוז הסובסטרט, המעכב הוא תחרותי. תוספת סובסטרט, במקרה של עיכוב לא תחרותי, לא תביא לעלייה במהירות התגובה.

68 אבחון מחלות יש מחלות המתאפיינות בכך שחל שינוי בכמות של אנזים כלשהו בדם החולה. אבחון המחלה יכול להיעשות ע"י זיהוי עודף או חסר של אנזים בדם. למשל: בהתקף לב מופרש לקטט הידרוגנאז. בדלקת כבד אמינוטרנספראז.

69 אבקות כביסה יש אבקות כביסה המכילות אנזימים המפרקים חלבונים ושומנים ליחידות קטנות הנמסות במים וכך מאפשרים להוריד כתמי דם ושומן = אבקות ביו. מרכך בשר מכיל פפאין, שמקורו בפפאיה. גורם לפירוק חלבונים ובכך לריכוך הבשר.

70 בנוי משתי שכבות של מולקולות שומן, בתוכן "נעוצות" מולקולות חלבונים. לחלק מהחלבונים קשור סוכר, אלה הגליקופרוטאינים. הסוכר פונה כלפי חוץ התא.

71 שומנים מהווים כ 50% ממסת הקרום. רוב השומנים הם פוספוליפידים המסודרים בשתי שכבות חד-מולקולריות "זנב אל זנב": ה"זנבות" ההידרופוביים פונים כלפי מרכז הקרום וה"ראשים" ההידרופיליים פונים אל הסביבה המימית מחוץ לתא הנוזל הבין תאי ובתוך התא הציטופלסמה.

72 בנוסף לפוספוליפידים - גם מולקולות כולסטרול. נמצאות בין מולקולות הפוספוליפידים, יוצרות מגע עם ה"זנבות" ומונעות תנועת יתר שלהם. גורמות בכך לייצוב מכני והקשחה של הקרום. מולקולות הכולסטרול גם מונעות עליות בנזילות הקרום בטמפרטורות גבוהות. מומלץ שלא להרבות באכילת כולסטרול כדי למנוע הקשחה של הקרומים, בעיקר בתאים היוצרים את דפנות כלי הדם.

73 חלבונים נותנים גמישות לקרום. מולקולות גדולות ומפותלות, יכולות להתקפל ולהתפרס הקרום יכול להתכווץ, להתפשט, להקטין ולהגדיל את הרווחים בין המולקולות. מאפשר ויסות של כניסה ויציאה של חומרים.

74 חלק מחלבוני הקרום הם גליקופרוטאינים, תרכובת של חלבון וסוכר. הגליקופרוטאינים: מהווים קולטנים, רצפטורים. משמשים להיכרות בין תאים. למשל: תאי דם לבנים מבחינים בין תאי הגוף לבין תאים זרים על פי סוגי הגליקופרוטאינים. משמשים אתר קישור להורמונים. קישור ההורמון לקולטן גורר שינויים בתא

75

76 עובי קרום התא הוא 7.5 ננומטר )ביליונית המטר(. 40,000 קרומים זה על גבי זה עובי של דף נייר. הקרום אינו מבנה קשיח. הוא חצי נוזלי ומתרחשת בו תנועה מתמדת. קרום שנקרע מתאחה מייד. ישנם קרומים גם בתוך התא. חלק מאברוני התא עטופים בקרום; בציטופלסמה. לכל הקרומים בתא מבנה זהה. יש רשת קרומים

77 פעפוע תנועה של חלקיקים ממקום בו ריכוזם גבוה למקום בו ריכוזם נמוך. כל חומר בנוי מאטומים או ממולקולות. בין המולקולות יש רווחים. המולקולות נמצאות בתנועה מתמדת תנועת בראון. בגזים התנועה מהירה מאוד, בנוזלים אטית בהרבה ובמוצקים כמעט שלא קיימת.

78 גביש צבע בכוס מים: בתחילה ריכוז הצבע גבוה מאוד בנקודה בתחתית הכוס ואפסי במים שמסביב. במשך הזמן הצבע יתפזר בצורה אחידה בכל נפח המים. מצב בו יש הבדל בריכוזו של חומר בסביבה נתונה מכונה מפל ריכוזים. דיפוזיה מתרחשת תמיד בכיוון מפל הריכוזים של החומר, מריכוז גבוה לריכוז נמוך. לאחר שמולקולות הצבע מתפזרות במים באופן אחיד הדיפוזיה מסתיימת, אך מולקולות המים ומולקולות הצבע עדיין בתנועה. אין תנועה "נטו" של חלקיקים בכיוון מסוים אלא תנועה אקראית לכל הכיוונים )תנועת בראון(. הדיפוזיה תסתיים כשיושג שוויון ריכוזים.

79 דוגמאות לתנועה בדיפוזיה: התפשטות ריח באוויר התפשטות עשן ממדורה שקית תה במים דיפוזיה היא תהליך איטי לכן זהו תהליך יעיל להעברת חומרים למרחקים קצרים, ובלתי יעיל לחלוטין להעברת חומרים למרחקים ארוכים. דיפוזיה של מולקולה קטנה למרחק של 20μ, קוטר תא ממוצע בגוף, אורכת כמה אלפיות שנייה. דיפוזיה למרחק מילימטר אחד אורכת שעה, ולמרחק סנטימטר אחד כמה ימים.

80 הגורמים המשפיעים על קצב הדיפוזיה: מפל הריכוזים. ככל שמפל הריכוזים גדול יותר, הדיפוזיה מהירה יותר. o טמפרטורה. ככל שהטמפ' גבוהה יותר, הדיפוזיה מהירה יותר. o גודל החלקיקים. ככל שהם קטנים יותר תנועתם בדיפוזיה מהירה יותר. o שטח המגע בין החלקיקים לבין הנוזל. יותר. ככל ששטח המגע גדול יותר הדיפוזיה מהירה o

81

82 מקרה פרטי של דיפוזיה. תנועה של מולקולות מים בין שתי תמיסות דרך קרום בררני, קרום שחדיר למים אך לא חדיר לכל המומסים. כמו בדיפוזיה, המים ינועו מהמקום בו ריכוזם גבוה למקום בו ריכוזם נמוך, מהתמיסה המהולה לתמיסה המרוכזת. במשך הזמן יעלה גובה פני הנוזל במחצית הכוס שבה התמיסה המרוכזת, בגלל תוספת מים.

83 האוסמוזה לא תסתיים בשוויון ריכוזים, כמו דיפוזיה. היא תסתיים כשלחץ פיזי, הלחץ האטמוספרי, ימנע ממים נוספים לעבור לצד ה"מלא" של הכוס. דיפוזיה ואוסמוזה הם תהליכים פסיביים. אין צורך בהשקעה של אנרגיה כדי שיקרו.

84 שלשה מונחים המשמשים לתיאור היחס בין ריכוז המומסים של שתי תמיסות: תמיסה איזוטונית = isos שווה. = Tonos מתח. תמיסה שריכוז המומסים בה שווה לריכוזם בתמיסה אחרת. תמיסה היפרטונית = hyper מעל. תמיסה שריכוז המומסים בה גבוה יחסית לריכוזם בתמיסה אחרת. תמיסה היפוטונית = hypo מתחת. תמיסה שריכוז המומסים בה נמוך יחסית לריכוזם בתמיסה אחרת.

85 תאי דם אדומים, אריתרוציטים, "טבולים" בתוך פלסמת הדם. קרום תא הדם מפריד בין הציטופלסמה שבתוך התא לבין פלסמת הדם. שתי התמיסות, הציטופלסמה והפלסמה, איזוטוניות זו לזו. כאשר הפלסמה נמהלת, ע"י הוספה של מים, מתחילה זרימה של מים לתוך תאי הדם. כדוריות הדם יתנפחו. כשנפח הכדוריות גדל מעבר לגבול האלסטיות של הקרום, הכדוריות מתפוצצות. הרס תאי הדם האדומים ודליפת ההמוגלובין מהם נקרא המוליזה.

86 ריכוז פלסמת הדם וריכוז הציטופלסמה הוא 0.85%. תמיסה בריכוז זה נקראת תמיסה פיזיולוגית. תאי דם אדומים מתפוצצים בתמיסה שריכוזה 0.35%. בתמיסה שריכוזה גבוה מ 0.85% תאי הדם יאבדו מים, יתכווצו, כוכב והתאים מתים. תמותת התאים בריכוז 1.2% ומעלה. צורתם נעשית צורת

87 לתאי דם אדומים של בע"ח שונים קרומים בעלי גמישות שונה. בזכות גמישות הקרום של תאי הדם האדומים של הגמל, מסוגלים תאי הדם שלו לעמוד בריכוזים גבוהים בהרבה מאלה שעומדים בהם תאי הדם האדומים של אדם. גמל מסוגל לשתות אחת לשלשה ימים כמויות עצומות של מים, שמורידות את ריכוז פלסמת הדם שלו, מבלי שכדוריות הדם שלו ייפגעו. כמות הכולסטרול הגבוהה בקרומי תאי הדם שלו מקשיחה את הקרומים.

88 תא צמח מוקף בדופן קשיח, בנוסף לקרום. דרך הדופן מתאפשר מעבר חופשי של מים ומומסים. רוב נפחו של תא צמח בוגר תפוס ע"י החלולית = וקואולה )יש תאים, בעיקר תאים צעירים, בהם יש מספר חלוליות(. החלולית מלאה בתמיסה מימית = מוהל התא. הנוזל שבחלולית לוחץ על דפנות התא בלחץ טורגור. הדופן מתנגד ללחץ זה, בכוון הפוך, ומאזן אותו. זהו לחץ הדופן.

89 חלק מהצמחים מכילים בחלולית חומרים ייחודיים: אופיום בפרג; חומרי טעם בשום ובתפוז; פיגמנטים בשורש סלק, בעלי כרוב אדום ובעלי כותרת של חלק מהפרחים הצבעוניים. תא צמח בתמיסה היפוטונית מים יחדרו לתא. התא לא יתפוצץ משום שהדופן קשיח ולחץ הדופן ימנע ממים להמשיך ולחדור לתא. האוסמוזה תיפסק בגלל לחץ פיזי ולא בגלל שוויון ריכוזים.

90 תא צמח בתמיסה היפרטונית יאבד מים. קרום התא יתנתק מהדופן, תוכן התא יתכדר במרכז התא. לתופעה זו קוראים פלסמוליזה. לרווח שבין הדופן לבין הקרום חודרת התמיסה החיצונית, ההיפרטונית, שגרמה לפלסמוליזה. אם תא במצב של פלסמוליזה יקבל מים, הוא יחזור לטורגור מלא, יעבור דפלסמוליזה.

91

92

93 ישנם חומרים שלא עוברים דרך הקרום בדיפוזיה. חומרים שהמולקולות שלהם גדולות מהרווחים שבין המולקולות שבונות את הקרום. חומרים שאינם מסיסים בשומן ולכן לא יכולים לעבור דרך שכבת הפוספוליפידים. מולקולות קוטביות. מעבר של חומרים אלה מתאפשר ע"י תעלות, אנדוציטוזה ואקסוציטוזה. נשאים, משאבות וקולטנים שבקרום וע"י

94 תעלות של חלבון, צינור חלבוני העובר דרך שכבת הפוספוליפידים, מצד אחד של הקרום לצדו האחר. דרך התעלות עוברים חומרים המסיסים במים, ללא מגע עם השומנים שבקרום. יש תעלות שפתחי הכניסה והיציאה שלהן רחבים ויש תעלות שפתחיהן צרים. יש תעלות הטעונות במטען חשמלי, חיובי או שלילי. בהתאם לכך כל תעלה מאפשרת מעבר של מומס אחד או כמה מומסים הדומים ביניהם בגודלם ובמטענם החשמלי.

95 בחלק מהתעלות יש מנגנונים המבקרים את פתיחת התעלה ואת סגירתה. הבקרה נעשית ע"י שינוי המבנה המרחבי של החלבון הבונה את התעלה. המומסים עוברים בתעלות בהתאם למפל הריכוזים שלהם, כלומר העברת מומסים דרך תעלות היא העברה סבילה = פסיבית, שאינה צורכת אנרגיה.

96 חלבונים הנעוצים בקרום התא. שלא כמו התעלות, כל נשא נקשר למולקולה מסוימת או ליון מסוים )יש גם נשאים לשני יונים(. עם התקשרות הנשא אל המולקולה המתאימה חלים שינויים במבנהו המרחבי והמולקולה הקשורה אליו עוברת לצדו האחר של הקרום. לאחר השתחררות המולקולה מהנשא, הנשא חוזר לצורתו המקורית ויכול להיקשר למולקולה נוספת.

97 מעבר של חומרים דרך הקרום באמצעות נשאים יכול להיעשות בכוון מפל הריכוזים, ואז זו העברה סבילה שאינה כרוכה בהשקעת אנרגיה, או בניגוד למפל הריכוזים, ואז זו העברה פעילה המצריכה השקעת אנרגיה. נשאים המעבירים חומר בניגוד למפל הריכוזים נקראים משאבות. מעבר חומרים באמצעות נשאים אטי יותר ממעבר בתעלות )בערך פי 1000(.

98 נקראים גם רצפטורים. חלבונים או גליקופרוטאינים בקרום התא שנקשרים באופן ייחודי למולקולה מסוימת. הקשירה לקולטן מבוססת על התאמה מבנית בין מולקולת הקולטן לבין מולקולת החומר הנקשר. בעקבות הקשירה נגרם שינוי מרחבי בקולטן, שכתוצאה ממנו מתעוררת תגובה בתוך התא. החומר הנקשר לקולטן אינו חודר לתא. לכל אחד מההורמונים יש קולטן ייחודי בתאי איבר / איברי המטרה שלו.

99 תהליך שבו חומרים נכנסים אל התא בלי לחצות את קרום התא. הקרום מתקפל סביב חומרים אלה, נסגר סביבם ויוצר בועית שמוחדרת פנימה. מולקולות גדולות כמו רבות ממולקולות החלבון "נבלעות" ע"י יצורים חד-תאיים באנדוציטוזה. בגוף האדם "בליעה" של חיידקים ע"י תאי דם לבנים בולעניים.

100 ש

101 תהליך שבו חומרים יוצאים מתוך התא בתוך בועיות, בלי לחצות את קרום התא. הבועיות הנוצרות בתא מכילות חומרים המיועדים להפרשה ממנו. הן נודדות לעבר קרום התא; קרומי הבועיות מתמזגים עם קרום התא בצידו הפנימי ותוכן הבועיות משתחרר החוצה.

102 תמיסה מימית צמיגה שהיא למעשה "גופו" של כל תא. בתאים אאוקריוטיים נמצאים בציטופלזמה הגרעין וכל האברונים של התא. בציטופלזמה של תאים אאוקריוטיים נמצאת גם רשת מסועפת של קרומים, הרשת האנדו- פלסמתית וכן נמצא בה השלד התוך-תאי.

103 רשת של סיבים בתוך תאים אאוקריוטיים, המקנה לתאים את צורתם, משמרת את האירגון הפנימי שלהם ומחזקת את קרום התא ואת רקומי הגרעין. חלק מסיבי הרשת מקבעים את חלבוני הקרום למקומם ואחרים מאפשרים תנועה של האברונים ממקום למקום בתא.

104 בשונה מהשלד שבגוף האדם, שצורתו קבועה, השלד התוך-תאי הוא מבנה דינמי שצורתו משתנה.

105 הקניית מבנה מרחבי לתא, ושינוי מבנה זה בתנאים שונים. סיבי השלד התוך-תאי יוצרים מעין "פיגום" המעצב את מבנה התא ומייצב את האברונים שבו. שינוי בצורת התא, למשל התכווצות או התמתחות של תא שריר, מותנים בארגון סיבי השלד.

106 תנועה בתוך התא סיבי השלד משמשים מעין מסילות לתנועת אברונים בתא. למשל: בזמן חלוקת התא הכרומוזמים נעים ממרכז התא אל הקטבים. הכרומוזומים נצמדים לסיבי הכישור, התכווצות סיבי הכישור גורמת ל"גרירת" הכרומוזומים לקטבי התא.

107 תנועה של התא כולו amoeboid movement היא תנועה שנעשית ע"י דחיסת תנועה אמבואידלית הציטופלזמה לתוך שלוחה הנוצרת בכיוון התנועה. חד-תאיים רבים נעים בתנועה אמבואידלית )ובכללם אמבות( וכן תאי הדם הלבנים. צביעה ייחודית לסיבי השלד התוך-תאי גילתה סיבים מסודרים לאורך ציר התנועה של תא הנע בתנועה אמבואידלית.

108 גם בתנועה באמצעות אברוני תנועה, שוטונים או ריסים, מעורב השלד התוך-תאי. תנועה באמצעות שוטונים מתקיימת בד"כ בחיידקים )בפרוקריוטיים(, תנועה באמצעות ריסים בחד-תאיים )אאוקריוטיים(. לתא יכול להיות שוטן אחד או מספר שוטונים. בחד-תאיים הריסים משמשים גם לאיסוף מזון.

109 Endoplasmic reticulum E.R. בתוך הציטופלסמה נמצאת מערכת מסועפת של קרומים היוצרת רשת של צינורות שטוחים. רשת קרומים זו מהווה המשך רציף של קרום התא. בחלק מאזורי הרשת נמצאים מעין כדורים קטנים, צמודים לרשת. אזורים אלה נקראים רשת תוך תאית מחוספסת )או מגורגרת(. כדורים אלה הם ריבוזומים. ישנם גם ריבוזומים "חופשיים" בציטופלסמה. הריבוזומים אינם מתוחמים בקרום. האזורים ברשת החשופים מריבוזומים נקראים רשת תוך תאית חלקה.

110 בריבוזומים נעשית בניית החלבונים. באזורים של הרשת החלקה מורכבים השומנים, באמצעות אנזימים, וכן יש באזורים אלה מאגרים של סידן. החלבונים והשומנים עוברים עיבוד והובלה ע"י הרשת התוך תאית ומגיעים באמצעותה אל מערכת גולג'י.

111 Golgi apparatus אוסף של שלפוחיות קרום פחוסות, בדר"כ 4-6, בקוטר של מיקרון בערך, המוקפות בשלפוחיות קטנות יותר. חלבונים ושומנים מהרשת התוך תאית מגיעים למערכת גולג'י ועוברים בה כמה שינויים כימיים. יש חלבונים הפעילים רק לאחר שנקשרה אליהם קבוצה כימית )כמו קבוצת זרחה(, ויש חלבונים שהרחקת של קבוצה כימית מהם היא הגורמת להפעלתם. החלבונים המעובדים יוצאים משקיקי המערכת "ארוזים" בשלפוחיות קרומיות, בתוכן הם מגיעים ליעדם אחד מאברוני התא או שמופרשים אל מחוץ לתא.

112 מערכות גולג'י גדולות ומפותחות במיוחד נמצאות בתאים המפרישים הורמונים או כל חלבון אחר. בנוסף לפעילות של מערכת גולג'י בעיבוד חלבונים ושומנים, היא מהווה אתר לבניית סוכרים בתא. למשל: חלק מחומרי הדופן של תא צמח. תא. בתאי בע"ח יש מספר מערכות גולג'י בודדות בכל תא. בתאי צמחים יש כמה מאות בכל

113 אברונים דמויי שלפוחיות, שקוטרם מיקרון. = lysis פירוק = soma גוף, גופיפים שמפרקים. בתוך הליזוזומים נמצאים אנזימי פירוק )כ 40 סוגי אנזימים(.

114 בחד-תאיים ובנבוביים האנזימים מפרקים מזון, חומרים אורגניים שנבלעו ע"י התאים. בתאי דם לבנים האנזימים מפרקים תאים או חומרים שנבלעו ע"י התאים: תאים זקנים; תאים פגומים; תאים זרים לגוף חיידקים. בתאי הכבד - מפרקים רעלים. מספר הליזוזומים שונה מתא לתא, התא. נע בין עשרות בודדות לעשרות רבות, תלוי בפעילות

115 ה ph בחלל הליזוזום נמוך מזה שבתא,,pH 5 לעומת ph 7.2 בציטופלסמה. האנזימים שבליזוזומים פועלים באופן מיטבי ב ph חומצי. במקרה של פגיעה מליזוזום ודליפת האנזימים שבו לציטופלסמה, לא ייפגעו חומרים הבונים את התא. בתהליך הפירוק בליזוזומים מתקבלים חומרים אורגניים שעוברים לציטופלסמה באמצעות חלבוני העברה בקרום הליזוזום. חלקם ממוחזרים בתא, משמשים אבני בניין להרכבת מולקולות חדשות. חומרים שאינם מנוצלים בתא )חומרי פסולת( מופרשים מהתא.

116 ביחיד מיטוכונדריון. אברונים גדולים, 3-10 מיקרון, המוקפים בשני קרומים: קרום חיצוני חלק וקרום פנימי מפותל. בחלל המרכזי של המיטוכונדריון יש נוזל ו.DNA במיטוכונדריה מתקיים תהליך הנשימה התאית = פירוק של גלוקוז לצורך הפקת אנרגיה. חלק מאנזימי הנשימה ספוחים לקרום הפנימי, לכן הפיתולים, כדי להגדיל את שטח הפנים כך שיהיה מקום ליותר מולקולות אנזימים. הנוזל מספק לאנזימים סביבה מימית.

117 במיטוכונדריה מתקיים תהליך הנשימה התאית = פירוק של גלוקוז לצורך הפקת אנרגיה. חלק מאנזימי הנשימה ספוחים לקרום הפנימי, לכן הפיתולים, כדי להגדיל את שטח הפנים כך שיהיה מקום ליותר מולקולות אנזימים. הנוזל מספק לאנזימים סביבה מימית. בתאים שצריכת האנרגיה שלהם גבוהה, למשל תאי שריר, שטח הפנים של הקרום הפנימי גדול יותר מאשר זה שבמיטוכונדריה שבתאים הצורכים מעט אנרגיה.

118 המיטוכונדריה מכפילים את עצמם בלי תלות בהכפלת התא בו הם נמצאים. ההשערה היא שבעבר הרחוק הם היו אורגניזמים עצמאיים שחדרו לתאים וחיו איתם בסימביוזה, אנדוסימביוזה, לכן הם מכילים DNA משל עצמם.

119 יש התאמה בין מספר המיטוכונדריה בתא לבין מידת צריכת האנרגיה שלו. בתא אוגר שומן, שצריכת האנרגיה שלו קטנה מאוד, יש מיטוכונדריה בודדים. בתא כבד, בו יש חילוף חומרים נמרץ, יש מיטוכונדריה )הם מהווים כ 1/5 מנפח התא(. בתאי שריר הלב מספרם גדול עוד יותר. המיטוכונדריה ממוקמים בתא באיזור בו נצרכת מירב האנרגיה. בשריר מסודרים בשורות בין הסיבים המתכווצים. בתאי זרע סביב בסיס השוטון.

120 תהליך של הפקת אנרגיה ע"י פירוק מולקולות גלוקוז )לעתים פירוק של חד-סוכרים אחרים(. מטרת התהליך שחרור אנרגיה. בקשרים שבין האטומים בכל מולקולה אצורה אנרגיה. כדי ליצור קשר כימי צריך להשקיע אנרגיה, כשקשר כימי מתפרק משתחררת אנרגיה. השלב הראשון בפירוק מחייב השקעה של אנרגיה = אנרגיית הפעלה.

121 חומר שכמות האנרגיה המשתחררת מפירוקו גדולה הרבה יותר מהאנרגיה שהושקעה בבנייתו הוא חומר שיכול לשמש מקור אנרגיה "כדאי" לפרק אותו, יש רווח אנרגטי בפירוקו = חומר שיש בו קשר/ים עתירי אנרגיה. סימן זיהוי לחומרים שיש בהם קשרים עתירי אנרגיה דלק; מתאן = גז הבישול; עץ; סוכרים; שמנים. כולם חומרים שבוערים: כוהלים; רוב האנרגיה המשתחררת מהפירוק נפלטת כאנרגיית חום.

122 הגלוקוז מפורק בתאים באופן הדרגתי, בתהליך רב-שלבי, כדי שלא כל החום ייפלט בבת אחת ויעלה את טמפ' התא במידה שתסכן אותו. פירוק הגלוקוז יכול להעשות עם חמצן, בנשימה אירובית = בנשימה אנאירובית, אל-אווירנית. נשימה אווירנית, או בלי חמצן,. H 2 O - ו CO 2 גלוקוז פירוק עם חמצן הוא פירוק שלם. מולקולות הגלוקוז מתפרקות למולקולות

123 מופקת מהגלוקוז מקסימום כמות האנרגיה שניתן להפיק ממנו באמצעים כימיים. CO 2 ו -O H 2 הם חומרים שלא "משתלם" לפרק. אין בהם קשרים עתירי אנרגיה, יש להשקיע בפירוקם אנרגיה רבה מזו שתתקבל בעקבות הפירוק. פירוק הגלוקוז ללא חמצן הוא פירוק חלקי. מולקולות הגלוקוז מתפרקות למולקולות ש"כדאי" לפרק ולהפיק מהן אנרגיה נוספת, אלא שלתאים הנושמים בנשימה אנאירובית אין האנזימים הדרושים להמשך הפירוק.

124 כמות האנרגיה המופקת מפירוק מולקולת גלוקוז בנשימה אירובית, עם חמצן, מזו המופקת מפירוקו בנשימה אנאירובית, ללא חמצן. גדולה בהרבה כל בעלי-החיים הרב-תאיים, כל הצמחים ורוב החד-תאיים נושמים בנשימה אירובית. רק חלק מהחד-תאיים ומהחיידקים יכולים להסתפק באנרגיה המופקת בנשימה אנאירובית.

125 פירוק הגלוקוז מתחיל, בשני סוגי הנשימה, בפירוק מולקולת הגלוקוז ה 6 פחמנית לשתי מולקולות 3 פחמניות של חומצה פירובית. תהליך זה נקרא גליקוליזה. כיוון שמולקולות גלוקוז מאוד יציבות, תהליך הגליקוליזה מתחיל בערעור מולקולות הגלוקוז ע"י זירחון = הוספת שתי יחידות זרחה לכל מולקולת גלוקוז, ורק אז השלב השני בגליקוליזה שהוא שלב הביקוע.

126 הגליקוליזה מתרחשת בציטופלסמה, ומשתחררת באמצעותה מעט אנרגיה. ביצורים אנאירוביים זו כל האנרגיה שמופקת מהגלוקוז. החומצה הפירובית הופכת בשמרים לאלכוהול ו - 2,CO בחיידקים מסוימים לחומצת חלב = חומצה לקטית וישנן אפשרויות נוספות. באף אחת מהן אין הפקה נוספת של אנרגיה.

127 ביצורים אירוביים מולקולות החומצה הפירובית מועברות לתוך המיטוכונדריה ושם נמשך תהליך הפירוק בתהליך מעגלי שנקרא מעגל קרבס עד לקבלת CO 2 ו - O. H 2 מהפירוק במיטוכונדריה מתקבלת כמות גדולה מאוד של אנרגיה.

128 האנרגיה המשתחררת מפירוק מולקולות הגלוקוז נאגרת בתאים במולקולות של.ATP הדבר דומה לפריטה של שטרות של 200 שקלים )מולקולות.)ATP )מולקולות הגלוקוז( למטבעות של 5 שקלים מולקולות ATP הן מולקולות adenosine triphosphate

129 כדי לבנות אותן יש להוסיף למולקולות,adenosine monophosphate,amp פוספט נוסף: AMP + P (+ E) ADP adenosine monophosphate energy ואח"כ להוסיף למולקולות,adenosine diphosphate,adp פוספט נוסף: ADP + P (+E) ATP

130 כמות האנרגיה המשתחררת מפירוק אנאירובי של מולקולת גלוקוז מספיקה לבניית שתי מולקולות.ATP כמות האנרגיה המשתחררת מפירוק אירובי של מולקולת מולקולות.ATP גלוקוז מספיקה לבניית 30 בנשימה אירובית הרווח האנרגטי הרבה יותר גדול מאשר בנשימה אנאירובית. תא צורך אנרגיה כל הזמן: להעברה של חומרים דרך הקרום; חומרים שהוא זקוק להם; לייצור חומרים שהוא "מייצא". האנרגיה מגיעה מפירוק של מולקולות.ATP לתיקון נזקים בתא; לייצור

131 מולקולות ATP מפורקות ל ADP + P ATP ADP + P (+ E) והאנרגיה המשתחררת מנוצלת לצרכי התא:

132 :AMP + P אם מלאי מולקולות ה ATP ADP AMP + P (+ E) בתא אוזל, מולקולות ADP מפורקות ל

133 מתקיימים בתא תהליכים הדומים לאלה שבבטרייה נטענת: אנרגיה משתחררת מפירוק מולקולות גלוקוז, שמפורקות 24 שעות ביממה. אנרגיה זו נאגרת במולקולות ATP )חלקה מתפזרת כחום( ומשתחררת ממולקולות ה ATP בעת הצורך. תוצרי הפירוק של ה :ATP AMP,ADP ו P נבנים מחדש ל ATP תוך שימוש באנרגיה המשתחררת מפירוק מולקולות גלוקוז.

134 נשימה אירובית נשימה אנאירובית מגיבים: חד-סוכרים, גלוקוז וחמצן. על פי רוב מגיבים: חד-סוכרים, גלוקוז. על פי רוב תוצרים: CO 2 ומים. תוצרים: CO 2 ואלכוהול או חומצת חלב או חומצת חומץ. התוצרים מנוצלים לצרכי התא - מים, או מסולקים ממנו בקלות - 2 CO התוצרים מכילים מעט מאוד אנרגיה. משתחררת הרבה אנרגיה, רוב האנרגיה האצורה בסוכר 30 מולקולות ATP נבנות מהאנרגיה המשתחררת מכל מולקולת סוכר. התוצרים מהווים גורם מפריע כשמצטברים בתא, חייבים להיות מסולקים. התוצרים מכילים הרבה אנרגיה. משתחררת מעט אנרגיה, רק חלק קטן מהאנרגיה האצורה בסוכר. נבנות רק 2 מולקולות.ATP מתקיימת בתאי בע"ח, ורוב החד-תאיים. צמחים מתקיימת בשמרים כשאין חמצן ובחלק מהחיידקים.

135 כל תא שיש לו אנזימים לפירוק אירובי של גלוקוז ינשום בנשימה אירובית כיוון שהיא רווחית יותר. ישנם תאים / אורגניזמים שיכולים לנשום רק בנשימה אירובית. בהעדר חמצן הם ימותו. אלה תאים / אורגניזמים אירוביים אובליגטוריים. ישנם תאים שיכולים לנשום גם בנשימה אירובית וגם בנשימה אנאירובית. אלה תאים אירוביים פקולטטיביים. למשל: תאי שריר. כשלא מגיע לתאי שריר די חמצן, בזמן מאמץ גופני או בגלל חסימה של כלי דם, תאי השריר יעברו לנשימה אנאירובית. דוגמה נוספת שמרים.

136 ישנם תאים שיכולים לנשום רק בנשימה אנאירובית. יש ביניהם כאלה שיכולים להתקיים רק בסביבה דלה בחמצן, חמצן הורג אותם אלה האנאירובים האובליגטוריים. יש כאלה שלא נפגעים מחמצן אם כי לא יכולים לנצל אותו בתהליך הנשימה אלה האנאירוביים הפקולטטיביים.

137 plastos chloros ירוק = ; צורה = נמצאים רק בחלקי הצמח הירוקים נותנים להם את צבעם. אברונים גדולים, באורך של כ 5 מיקרון. הכלורופלסט מוקף בשני קרומים. במרכזו נוזל, סטרומה, המכיל, בין השאר, אנזימים המשתתפים בפוטוסינתזה ו.DNA בתוך הסטרומה נמצאים שקיקים קרומיים שטוחים, דמויי דיסקיות, המסודרים בערמות, תילקואידים. בקרומי התילקואידים ממוקמות מולקולות הכלורופיל, שהן הנותנות לצמח את צבעו הירוק.

138 הכלורופלסטים מכפילים את עצמם בלי תלות בהכפלת התא בו הם נמצאים, כמו המיטוכונדריה. ההשערה היא שגם הכלורופלסטים היו בעבר הרחוק אורגניזמים עצמאיים שחדרו לתאים חיים וחיו איתם באנדוסימביוזה.

139 בכלורופלסטים מתרחש תהליך הפוטוסינתזה. אור ; photos בניה, הרכבה synthesis הרכבה של חומרים אורגניים בעזרת אנרגיית האור. המים מגיעים לתאי הצמח מהקרקע, דרך השורשים. ה - 2 CO מגיע מהאוויר, דרך העלים והגבעולים.

140 תהליך הפוטוסינתזה מתרחש בשני שלבים: שלב האור ושלב החושך. שלב האור מתרחש בכלורופיל שבקרומי התילקואידים. אנרגיית אור מותמרת חמצן ויוני מימן. לאנרגיה כימית המנוצלת לביקוע מולקולות של מים למולקולות של החמצן נפלט לאוויר ויוני המימן נקשרים למולקולות CO 2 ונבנות מולקולות של פחמימות. קשירת המימנים למולקולות CO 2 זהו שלב החושך )כי לא נחוץ אור כדי שיתרחש, ולא כי מתרחש רק בחושך!( שלב החושך מתרחש בסטרומה. נקרא גם שלב קיבוע ה 2 CO כי,CO 2 שהוא אנאורגני, מקובע בתרכובת אורגנית.

141 בתהליך הפוטוסינתזה נבנות מולקולות גלוקוז, שמועברות לכל אברי הצמח. חלקן מנוצלות ע"י תאי הצמח בתהליך הנשימה, וחלקן משמשות חומר מוצא לבניית סוכרוז, עמילן וחומצות אמינו. )החנקן הדרוש לבניית חומצות האמינו מגיע מתרכובות חנקן בקרקע(. גם בעלי-חיים יכולים להפוך חומר אורגני אחד לאחר, אך רק צמחים ירוקים וחלק מהחיידקים יכולים לבנות חומר אורגני מחומרים שאינם אורגניים. היצורים שמסוגלים לייצר תרכובות אורגניות נקראים אוטוטרופיים. היצורים שאינם מסוגלים לייצר תרכובות אורגניות וניזונים מתרכובות אורגניות מוכנות נקראים הטרוטרופים.

142 זהו התהליך היחיד בטבע בו נבנים חומרים אורגניים. אלמלא הפוטוסינתזה מלאי החומרים האורגניים בעולם היה אוזל. זהו התהליך היחיד בטבע בו נוצר חמצן. רוב היצורים החיים צורכים חמצן בנשימתם. אלמלא הפוטוסינתזה מלאי החמצן באטמוספרה היה אוזל. זהו התהליך היחיד בטבע בו נקלט.CO 2 רוב היצורים החיים פולטים CO 2 בנשימתם. עלייה בריכוז ה - 2 CO קטלנית ליצורים חיים. אלמלא הפוטוסינתזה היצורים החיים היו מתים מהרעלת.CO 2

143 בתהליך הנשימה נקלט חמצן ונפלט.CO 2 בתהליך הפוטוסינתזה נקלט CO 2 ונפלט חמצן. צמחים נושמים 24 שעות ביממה ומבצעים פוטוסינתזה רק בשעות האור, מכאן שמידת הפוטוסינתזה עולה על מידת הנשימה. החמצן שנוצר מספיק לנשימת הצמחים ולנשימת בעלי החיים.

144 בנוסף לכלורופלסטים ישנם בצמחים פלסטידים נוספים: צבע chroma מכילים חומרי צבע שונים, שאינם כלורופיל. נותנים לפרחים ולפירות את צבעיהם. פלסטידים בהם נאגר עמילן. נמצאים במספרים גדולים באברי אגירה כמו פקעות של צמחים. )למשל של תפו"א ובטטה( ובזרעים

145 מבנה קשיח בעובי מיקרון. עובי הדופן משתנה בהתאם לתפקיד הרקמה בתאי רקמה הפעילה בפוטוסינתזה הדופן דקה, בתאי רקמות תמיכה הדופן עבה. הדופן בתאי צמחים בנויה בעיקר מתאית,cellulose שהיא רב-סוכר. מולקולות התאית יוצרות סיבים וסיבים אלה משולבים עם רב- סוכרים נוספים ועם כמה חלבונים.

146 בדפנות התאים יש פתחים דרכם הציטופלסמה של תא אחד מחוברת עם הציטופלסמה של התאים השכנים. "גשרים" אלה יוצרים רצף של ציטופלסמה וקרום בין תאים סמוכים. הדופן מקנה הגנה מכאנית לתאים ומאפשרת את קיום לחץ הטורגור, שמאפשר לצמחים להזדקף.

147 האברונים המצויים בסוגי תאים שונים גרעין קרום תא דופן ציטופלסמה רשת תוך תאית ריבוזומים מערכת גולג'י ליזוזומים מיטוכונדריה כלורופלסטידים חלולית פרוקריוטיים חיידקים אאוקריוטיים בעלי-חיים צמחים

148 גרעין התא הוא האברון הגדול ביותר בתאים אאוקריוטיים. הוא מוקף בקרום כפול. בתוך הגרעין נמצאים הכרומוזומים )גוף = soma ; צבע =.)chroma בכל כרומוזום חומצת גרעין מסוג.DNA חומצת גרעין נוספת היא מסוג.RNA

149 חומצות הגרעין הן מולקולות ארוכות הבנויות משרשרת של נוקלאוטידים. כל נוקלאוטיד בנוי מ: קבוצת זרחה קבוצה כימית שבה נמצא אטום זרחן. סוכר חד-סוכר חמש פחמני. בסיס חנקני מולקולה הבנויה מטבעת אחת או שתי טבעות ובה, בנוסף לאטומי פחמן, מימן וחמצן, גם אטומי חנקן.

150 DNA קבוצת הזרחה היא אותה קבוצת זרחה בנוקלאוטידים הבונים את ה o הבונים את ה.RNA ובאילו o בנוקלאוטידים של ה DNA כלול סוכר מסוג Deoxy-ribo Nucleic Acid בנוקלאוטידים של ה RNA כלול סוכר מסוג,ribose מכאן: Ribo Nucleic Acid,deoxyribose מכאן שמו:

151 o הבסיס החנקני הוא המבדיל בין נוקלאוטיד אחד לשני. הבסיס החנקני בכל אחד מהנוקלאוטידים שב DNA הוא אחד מארבע סוגים: אדנין adenine תימין thymine גואנין guanine ציטוזין cytosine מאחר והבסיס החנקני הוא המבדיל בין הנוקלאוטידים, שם הנוקלאוטיד הוא כשם הבסיס החנקני הכלול במבנה שלו.

152

153 הנוקלאוטידים מחוברים בשרשרת שבה סוכר של נוקלאוטיד אחד קשור לזרחה של נוקלאוטיד שכן: כל מולקולה של DNA מורכבת משתי שרשראות כאלה, המחוברות ביניהן דרך הבסיסים החנקניים. כל שרשרת, המהווה חצי מולקולה, נקראת גדיל. הבסיסים קשורים ביניהם בקשרי מימן, שהם קשרים חלשים יחסית.

154 קיימת חוקיות בדרך שבה הבסיסים החנקניים בשני הגדילים קשורים זה לזה: אדנין נקשר לתימין A T גואנין קשור לציטוזין G C גדיל אחד הוא "תמונת ראי" של הגדיל המשלים שלו:

155 שני הגדילים מלופפים זה סביב זה בצורה לוליינית )כמו חוט רקמה(, לכן מולקולת ה DNA מתוארת כסליל כפול.double helix

156 ב, 1953, היו ג'יימס מי שגילו את המבנה המרחבי של ה DNA תגלית שזיכתה אותם בפרס נובל. ווטסון ופרנסיס קריק,

157 החומר התורשתי בכל היצורים החיים הוא.DNA ה DNA היא מולקולה המכילה מידע איך לייצר את כל החומרים שבתא, מעין "ספר בישול" ובו "מתכונים" כיצד לייצר את כל החלבונים שבתא, חלבוני המבנה והאנזימים. כל תא מכיל את המידע התורשתי בשלמותו. באורגניזמים חד-תאיים, בתאי כל האורגניזמים מאותו המין יש אותו.DNA כל תא עושה שימוש בכל המידע שב DNA שבו. באורגניזמים רב-תאיים, בכל תא מתאי האורגניזם יש אותו.DNA כל תא עושה שימוש במידע שרלוונטי לו. למשל: בתאי יותרת המח )ההיפופיזה(, בה מיוצר הורמון הגדילה, ייעשה שימוש במידע איך לייצר את כל חלבוני התא ואיך לייצר את הורמון הגדילה. בכל שאר תאי הגוף המידע איך לייצר את הורמון הגדילה קיים אך לא מנוצל, לא מוצא מהכח אל הפועל.

158 כמעט כל התאים מתחלקים. חד-תאיים מתרבים ע"י חלוקה. רב-תאיים: גדלים ע"י חלוקת תאים. מתקנים נזקים ברקמות פגועות. מייצרים תאים )למשל תאי דם(. כשתא מתחלק לשני תאים, המידע התורשתי אמור להחצות. כל תא בת אמור לקבל חצי מהמידע התורשתי, חצי מה.DNA כאמור כל תא מכיל את המידע התורשתי בשלמותו. לפני שתא מתחלק, הוא מכפיל את החומר התורשתי שלו, מכפיל את ה.DNA כל תא בת מקבל חצי מהכמות הכפולה של ה,DNA כלומר מקבל את כל המידע התורשתי.

159 הקשרים שבין הבסיסים החנקניים שבנוקלאוטידים נפתחים ע"י אנזים. שני גדילי ה DNA נפרדים זה מזה מקצה לקצה, כמו רוכסן שנפתח. כל אחד מהגדילים משלים את עצמו עם נוקלאוטידים חופשיים שבגרעין. לכל נוקלאוטיד T שנחשף יתחבר נוקלאוטיד A, לכל A יתחבר T, לכל C יתחבר G ולכל C. G

160

161 מתקבלות שתי מולקולות.DNA בכל מולקולה יש גדיל אחד "ישן", ממולקולת ה DNA המקורית, מנוקלאוטידים שהיו בגרעין. שתי המולקולות זהות בדיוק למולקולה המקורית. וגדיל אחד "חדש" שנבנה הכפלת ה DNA מתרחשת לפני שתא מתחלק. כשתא מתחלק, מולקולות ה DNA נפרדות לשני תאי הבת כך שכל תא בת מקבל את מלוא כמות ה DNA שהיתה בתא המקורי.

162 בעל הרכב אופייני למין וייחודי לפרט נשמר )ברובו( במעבר בין הדורות יציב מאוד יכול לעבור שינויים )מוטציות(

163 בתא אאוקריוטי יש מחזוריות של 4 שלבים:

164 Growth 1 (Gap 1) שלב G 1 השלב בו נמצא תא שזה עתה נוצר בחלוקה. התא גדל, מתבצע בו חילוף חומרים נמרץ, מיוצרים בו חלבונים וחומרים נוספים. שלב זה נמשך בין מספר שעות למספר ימים, תלוי בסוג התא. יש תאים שלא מתחלקים, למשל תאי עצב, או תאי צמח באזורים שאינם קודקודי צמיחה, והם נמצאים בשלב G 1 כל חייהם. בתאים אלה שלב זה נקרא G. 0 Synthesis שלב S בשלב זה מוכפלות מולקולות ה DNA שבגרעין. בסיומו של תהליך זה הגרעין מכיל כמות כפולה של.DNA שלב זה נמשך 6 3 שעות.

165 Growth 2 (Gap 2) שלב G 2 גם כן שלב של גידול, ייצור של חלבונים וחומרים נוספים. Mitosis שלב M G 1 שלב קצר יחסית לאחרים. הגרעין מתחלק לשניים ואחר-כך הציטופלסמה מתחלקת. חצי מכמות ה DNA )שכמותו כפולה( מגיע לתא בת אחד וחצי מגיע לתא הבת האחר. כל אחד מתאי הבת נכנס לשלב 60 פעמים, ואח"כ מת, באפופטוזיס. תא מתחלק 65

166 ה DNA בגרעין נמצא בכרומוזומים. כרומוזום = גדיל כפול של DNA המלופף סביב חלבונים כדוריים. בפרוקריוטיים ה DNA נמצא בכרומוזום אחד טבעתי בציטופלסמה. באאוקריוטיים ה DNA מחולק לקטעים, נמצא במספר כרומוזומים. (species) מספר כרומוזומים האופייני לו. באדם 46. לכל מין יש

167 לכל כרומוזום יש בן זוג, כרומוזום הדומה לו בצורתו ובסוג המידע שבו.

168 .)homos )שווה = גן הוא קטע כרומוזום המקדד לתכונה מסוימת או לפעולה מסוימת. כרומוזומים הנושאים את אותן התכונות נקראים כרומוזומים הומולוגיים באדם 23 זוגות הומולוגים, או 22 זוגות ו.Xy בכל תא באדם: 1.75 מ'.DNA 3 ביליון זוגות בסיסים מיליון זוגות בסיסים בכרומוזום..bp (base pairs)

169 בשלב G 1 הכרומוזומים בגרעין נראים כמו פקעת סבוכה של חוטים דקיקים. בהסתכלות במיקרוסקופ אי אפשר להבחין בכרומוזומים בודדים אלא נראה אזור כהה בגרעין. לקראת החלוקה הכרומוזומים: 1. מתקצרים ומתעבים, נדחסים. 2. נפרדים מהפקעת בה היו, עוברים מסבך של כרומוזומים דקים וארוכים לכרומוזומים נפרדים, קצרים ועבים. בשלב זה הכרומוזומים נראים מבעד למיקרוסקופ כגופים נפרדים.

170 בשלב S הכרומוזומים הוכפלו. כל כרומוזום שהיה בנוי מגדיל כפול של DNA מלופף סביב "שרשרת" של חלבונים כדוריים בנוי בסוף שלב S משני גדילים כפולים של DNA מלופפים סביב שתי "שרשראות" חלבונים כדוריים. כל כרומוזום בנוי בשלב זה משתי כרומטידות קצרות ועבות. הכרומטידות מחוברות ביניהן ע"י צנטרומר.

171 אחרי הכפלת הכרומוזומים קרום הגרעין נעלם. בסמוך לגרעין ישנם שני צנטריולים, אברונים גליליים באורך של כ 0.4 מיקרון. לפני החלוקה הצנטריולים מוכפלים, מתקבלים שני זוגות, שנודדים לקוטבי התא. כל זוג צנטריולים מייצר סיבים, שנפגשים במרכז התא. מתקבלים סיבים מקבילים המתוחים מקצה אחד של התא אל קצהו השני, מקוטב לקוטב. סיבים אלה הם סיבי הכישור. )כישור הוא קנה שכורכים עליו את החוטים בזמן שטווים אותם. החוטים נכרכים בצורה אליפטית, בדומה לחוטי הכישור בתא(.

172 הכרומוזומים מסתדרים במישור המשווה של התא, כל כרומוזום מול ההומולוג שלו, לסיבי הכישור בעזרת הצנטרומר. ונצמדים הצנטרומרים מתחלקים, זוגות הכרומטידות נפרדות, לכל כרומטידה צנטרומר משלה. מכל זוג כרומטידות אחת נעה, לאורך סיב כישור, הנגדי. בשלב זה כל כרומטידה נקראת כרומוזום. לקוטב אחד של התא והשנייה נעה לקוטב

173 הכרומוזומים בכל אחד מהקטבים נפרשים שוב ל"חוטים" דקים וארוכים. נוצרת שוב פקעת של חוטים בה לא ניתן להבחין בכרומוזומים הבודדים. סביב כל אחת משתי קבוצות הכרומוזומים נבנה קרום גרעין. הכישור נעלם והתא מתחלק לשניים. תאי בע"ח מתחלקים מהחוץ פנימה. נוצר שנץ שהולך ומעמיק מהיקף התא פנימה = השתנצות. בתאי צמח נוצר דופן שהולך ונבנה ממרכז התא כלפי חוץ עד שמתאחד עם דופן התא ומחלק את התא לשניים.

174 חלוקת הפחתה תאי הרבייה, תאי הזרע ותאי הביצה, נוצרים בחלוקת הפחתה, במיוזה. הם מכילים מחצית ממספר הכרומוזומים שבתאי הגוף. מטרת החלוקה במיוזה היא לשמור על מספר קבוע של כרומוזומים מדור לדור, למנוע הכפלת מספר הכרומוזומים עם התלכדות תא הזרע ותא הביצה.

175 תא גוף, תא סומאטי מכיל "סט כפול" של כרומוזומים, שני הומולוגים מכל כרומוזום, הוא תא דיפלואידי. )כפול (diploos = תא רבייה, גמטה, מכיל "סט יחיד" של כרומוזומים, הומולוג אחד מכל כרומוזום, הוא תא הפלואידי. )יחיד = (haploos כששתי גמטות הפלואידיות מתלכדות, נוצרת זיגוטה דיפלואידית.

176 מיוזה מתרחשת רק באברי הרבייה, הגונדות: בשחלות בבע"ח ובצמחים, באשכים בבע"ח ובאבקנים בצמחים. תהליך המיוזה כולל שתי חלוקות גרעין עוקבות ללא הכפלת הכרומוזומים ביניהן. בחלוקה המיוטית הראשונה נפרדים הכרומוזומים ההומולוגיים השנייה נפרדות הכרומטידות זו מזו. זה מזה ובחלוקה המיוטית מכל תא המתחלק במיוזה נוצרים 4 תאי בת.

177 ההיפרדות של הכרומוזומים במיוזה היא היפרדות בלתי תלויה, לכן יש אפשרויות שונות לצירופי כרומוזומים שאינם הומולוגים. כתוצאה מכך צירוף הכרומוזומים בכל גמטה הוא שונה, כל גמטה מכילה צירוף שונה של תכונות. בפרט שבתאיו שני זוגות כרומוזומים הומולוגיים (2=n) יכולים להיווצר ארבעה צירופים שונים של כרומוזומים בגמטות. מספר צירופי הכרומוזומים האפשרי בגמטות הוא 2. n באדם,n = 23 לדבר חשיבות עצומה לכן בכלל הגמטות שיוצר כל פרט ייתכנו, כ מיליון )!( נוצר מגוון, שונות רבה בתוך המין. צירופים.

178 יתכנו שגיאות בהיפרדות הכרומוזומים, בזמן חלוקת הגרעין. כתוצאה מכך עלול להתקבל תא שבו עודף של כרומוזום או תא שחסר בו כרומוזום. שגיאה כזו נקראת אי הפרדה של הכרומוזומים. אי הפרדה במיוזה יכולה לקרות בכל אחת משתי החלוקות.

179 אי ההפרדה הנפוצה ביותר היא בכרומוזום 21. אנשים שבתאיהם שלשה כרומוזומי 21 במקום שניים )בסך הכל 47 כרומוזומים במקום 46( לוקים בתסמונת דאון.Down syndrome בין הסימנים של תסמונת דאון: פנים רחבות ושטוחות עיניים מלוכסנות קו רוחב יחיד בכפות הידיים פיגור בהתפתחות הגופנית והשכלית רגישות גבוהה למחלות זיהומיות שונות

180 מיטוזה מכל תא אם נוצרים שני תאים. תאי הבת דיפלואידיים. תאי הבת זהים זה לזה וזהים לתא האם. תאי הבת מסוגלים להתחלק. מיוזה מכל תא אם נוצרים 4 תאים. תאי הבת הפלואידיים. תאי הבת שונים זה מזה ושונים מתא האם. תאי הבת לא מסוגלים להתחלק.

181 תאי רבייה לא מתחלקים. תאי ביצה נוצרים בשחלות בשלב העוברי. החל מגיל ההתבגרות מבשילים מספר תאים מדי חודש, כשאת תהליך ההבשלה מסיים בדר"כ רק תא ביצה אחד. תאי זרע נוצרים באשכים מגיל ההתבגרות במשך כל החיים.

182 בתהליך ההפריה: היכרות בין הביצית לתא הזרע או לגרגר האבקה. תא זרע / גרגר אבקה ממין אחד אינו מפרה ביצית ממין אחר. ההיכרות מבוססת על התאמה בין מרכיבים בקרום תא הזרע / במעטפת הביצית. גרגר האבקה לבין מרכיבים לאחר התלכדות הביצית ותא הזר / גרגר האבקה = לאחר ההפריה, נמנעת חדירת תא זרע / גרגר אבקה נוסף.

183 הביצית המופרית = הזיגוטה מכילה את כל המידע איך לייצר אורגניזם שלם. הזיגוטה מתחלקת במיטוזה, נוצרים 2 תאים, 8 4, וכו'. תחילה נוצר גוש של תאים זהים זה לזה, אח"כ התאים מתחילים לעבור התמיינות. נוצרים תאים השונים זה מזה בתכונותיהם ובתפקידיהם. התמיינות היא בד"כ לא הפיכה. כל תא מתאי הגוף נוצר במקור מזיגוטה, והוא מכיל את המידע איך לייצר אורגניזם שלם. בכל תא מתאי הגוף רק חלק ממידע זה בא לידי ביטוי. רוב המידע קיים, אך לא מתבטא. רק הגנים המכילים מידע הרלוונטי לאותו תא מתבטאים, פעילים. כל הגנים האחרים לא מתבטאים, לא פעילים.

184 המידע להרכבת חלבוני התא נמצא ב DNA שבגרעין, ואילו החלבונים נבנים בריבוזומים. ה DNA לא יכול לצאת מהגרעין, והריבוזומים לא יכולים להיכנס לגרעין. המידע שב DNA "מצולם", מועתק, למולקולה מתווכת בתהליך שנקרא תעתוק.Transcription המולקולה המתווכת יוצאת מהגרעין לציטופלסמה ולריבוזומים. על פי המידע שבמולקולה המתווכת נבנים חלבונים.

185 תהליך התעתוק: בקטע ה DNA בו נמצא המידע לייצור החלבון הדרוש בתא = בגן לייצור אותו חלבון, שני גדילי ה DNA נפרדים )כמו רוכסן מקולקל(. על גבי אחד הגדילים נבנית מולקולה מנוקלאוטידים המשלימים לאלה שב.DNA מקור הנוקלאוטידים נוקלאוטידים חופשיים בגרעין, אותו מאגר נוקלאוטידים המשמש גם לשכפול ה DNA לפני חלוקת התא. המולקולה הנבנית על גבי קטע ה DNA שנחשף היא תמונת ראי של אותו הקטע.

186 מולקולה זו מתנתקת מה,DNA יוצאת מהגרעין ומגיעה לריבוזום. זו מולקולה של RNA שליח mrna.messenger RNA, ו RNA שתיהן חומצות גרעין ושתיהן בנויות משרשרת של נוקלאוטידים. DNA מולקולת RNA שונה ממולקולת DNA בכך ש: היא קצרה ממנה בהרבה. היא בנויה מגדיל אחד של נוקלאוטידים, ולא מגדיל כפול. היא לא יכולה לשכפל את עצמה. ארבעת סוגי הנוקלאוטידים מהם בנויה מולקולת ה RNA הם: אדנין, אורציל, גואנין וציטוזין. במקום התימין שב DNA ב, RNA ישנו אורציל.uracil הסוכר המשתתף במבנה כל אחד מהנוקלאוטידים ב RNA הוא סוכר מסוג ריבוז, בעוד שב DNA הסוכר הוא מסוג דאוקסיריבוז.

187

188 מולקולת RNA איננה בהכרח "שרוך" ארוך. יש בה קיפולים וקטעים דו-גדיליים שנוצרים בגלל קשרים שנוצרים בין נוקלאוטידים משלימים.

189 מולקולת RNA עוברות "עריכה" אחרי היווצרותה. 95% מה DNA בנוי מרצפי נוקלאוטידים שאינם מקדדים לחלבונים )כמו קטעי ג'יבריש בתוך טקסט(. לאחר התעתוק, מוצאים מתוך מולקולת ה RNA שנוצרה הקטעים ה"סתמיים", שאינם מכילים מידע, והקטעים ובהם המידע מודבקים אלה לאלה, בדומה לעריכה של סרט. תהליך זה נקרא שיחבור.splicing אורך מולקולה של RNA בגרעין יכול להגיע לעשרות אלפי נוקלאוטידים, ואילו מולקולות RNA בציטופלסמה בנויות בד"כ מאלפים בודדים של נוקלאוטידים.

190 translation תרגום המידע שב,mRNA שהוא העתק של המידע בגן כלשהו, למולקולת חלבון. התרגום נעשה בריבוזומים. הריבוזומים הם אברונים קטנים, ברובם צמודים לרשת האנדופלסמטית, ובנויים משתי תת-יחידות: תת-יחידה גדולה ותת-יחידה קטנה. הם בנויים מ RNA ייחודי, RNA ריבוזומלי, ribosomal RNA,rRNA וחלבונים.

191 mrna עובר בין שתי תת-היחידות של הריבוזום. mrna הוא מולקולה הבנויה משרשרת של נוקלאוטידים. בשרשרת זו נמצא המידע כיצד לייצר חלבון כלשהו. חלבונים הם מולקולות הבנויות משרשרת מפותלת של חומצות אמינו. כל 3 נוקלאוטידים ב mrna מהווים קוד לחומצת אמינו, נקראים קודון. טקסט בנוי מרצף של מילים, כשלכל מילה האורך שלה. ה"טקסט" ב mrna בנוי מ"מילים" שכולן בנות 3 "אותיות".

192 ישנם 4 סוגי נוקלאוטידים. מספר הצירופים האפשריים של 3 נוקלאוטידים, מספר השלשות השונות שניתן ליצור הוא = יש 20 חומצות אמינו. ישנן שלשות נוקלאוטידים שונות = קודונים שונים שמקדדים לאותה חומצת האמינו. חלק מהשלשות מהוות "סימני פיסוק" ה תחל תרגום; סיים תרגום. חומצות האמינו מובאות אל הריבוזומים ע"י מולקולות של RNA העברה,.transfer RNA,tRNA מולקולות trna בנויות כך שבקצה אחד שלהן ישנו אתר קישור לחומצת אמינו מסוימת, ובקצה השני שלהן יש שלשה של נוקלאוטידים שמשלימה את השלשה שמהווה קודון לחומצת אמינו זו. שלשה זו של נוקלאוטידים ב trna נקראת אנטיקודון.

193 ה mrna עובר דרך הריבוזום, בין שתי תת-היחידות. לכל שלשת נוקלאוטידים = לכל קודון ב mrna שנמצאת בריבוזום מתחברת מולקולת trna עם האנטיקודון שלה, כשבקצה השני שלה מולקולה של חומצת אמינו.

194 לקודון הבא תתחבר מולקולת trna אחרת, אליה קשורה מולקולה של חומצת אמינו. שתי מולקולות חומצות האמינו מתחברות זו עם זו בקשר פפטידי. מולקולת ה trna הראשונה ניתקת מה,mRNA ללא חומצת האמינו, וחוזרת לציטופלסמה שם היא נקשרת לחומצת אמינו מאותו הסוג. לקודון השלישי תתחבר מולקולת trna אחרת, עם חומצת האמינו שלה. חומצת האמינו השלישית תתחבר לחומצת האמינו השנייה וה trna השני יתנתק ויחזור לציטופלסמה, וכך הלאה עד לסיום התרגום. בסופו של תהליך התרגום מתקבלת שרשרת של חומצות אמינו = חלבון.

195 מולקולות ה mrna עוברות שוב ושוב דרך הריבוזומים. נבנות על פיהן מולקולות חלבון כל עוד יש צורך בבנייתן. כשאין צורך במולקולות חלבון נוספות מולקולות ה mrna מפורקות. הנוקלאוטידים שבנו אותן מוחזרים לגרעין. )בניית מולקולת חלבון נמשכת כ 20 שניות(.

196 לא תמיד החלבון שתורגם הוא חלבון פעיל. יש חלבונים שאינם פעילים ללא עיבודים שונים, כמו שינויים כימיים בקצותיהם, חיבור תת-יחידות שונות ועוד. העיבוד, במידת הצורך, נעשה במערכת גולג'י. מערכת גולג'י גם מעבירה את החלבונים לאתרי פעילותם בתא.

197 בגרעין נמצא מידע ליצירת אלפי חלבונים שונים. אף תא לא מייצר את כל החלבונים כל הזמן. תאים שונים מייצרים חלבונים שונים. תאים בעין מייצרים חלבונים הרגישים לאור ולא מייצרים אינסולין, למרות שהמידע איך לייצר אינסולין נמצא בתאים אלה, כמו שנמצא בכל תאי הגוף. המידע איך לייצר חלבונים רגישים לאור נמצא גם הוא בכל באי הגוף, ואף תא פרט לתאים מסוימים בעיניים לא עושה שימוש במידע זה. יש חלבונים שמיוצרים בתאים כל הזמן, כמו אנזימי הנשימה. יש חלבונים שמיוצרים בשלבים שונים במשך חיי התא, כמו חלבוני מבנה שונים. יש חלבונים שנוצרים או לא נוצרים בהתאם לשינויים בסביבה של התא, כמו אנזימי עיכול והורמונים.

198 ייצור החלבונים נעשה תחת פיקוח, בהתאם לדרוש באותו זמן. הבקרה על סוגי החלבונים שייווצרו, כמותם ומידת פעילותם בתא יכולה להיעשות בשלבים שונים: בשלב התעתוק בשלב עיבוד ה mrna לאחר התעתוק בשלב התרגום בשלב עיבוד החלבון

199 בשלב התעתוק לכל גן מקדד יש אתר מקדם.(promoter) חלבונים ייחודיים הנצמדים אל האתר המקדם מגבירים או משתיקים את פעילות האנזים המתעתק. כתוצאה מכך מוגבר התעתוק או מוקטן התעתוק.

200 בשלב עיבוד ה RNA כאמור - לאחר התעתוק, מוצאים מתוך מולקולת ה RNA שנוצרה הקטעים ה"סתמיים", שאינם מכילים מידע, והקטעים ובהם המידע מודבקים אלה לאלה. זהו שחבור. את הקטעים שבהם המידע )האקסונים( ניתן להדביק אלה לאלה בסדר שונה, זהו שחבור חלופי. שחבור חלופי נפוץ בתעתיקי גנים המקדדים לקולטנים שעל קרומי התאים ובאלה המקדדים לנוגדנים.

201 בשלב התרגום בשלב התרגום נקבע מתי יתורגם ה RNAm וכמה פעמים יתורגם. נקודת בקרה נוספת היא מהירות פירוק מולקולות ה.RNAm בשלב עיבוד החלבון יש חלבונים הפעילים רק לאחר שנקשרה אליהם קבוצה כימית )כמו קבוצת זרחה(, חלבונים שהרחקת של קבוצה כימית מהם היא הגורמת להפעלתם. עיבוד החלבונים מתרחש, כזכור, במנגנון גולג'י. ויש

202 מוטציה היא שינוי ברצף הנוקלאוטידים ב.DNA מוטציות הן נדירות, מעריכים שקורות ב אחד מתוך 100,000 תאי רבייה באדם. ישנם גורמי סביבה שמעלים את השכיחות למוטציות = מוטגנים )גורמי מוטציות(: תוצרי שריפה של חומרים אורגניים, שמצויים בשפע בעשן סיגריות וכן בעשן מכוניות. Ultra Violet על סגולה קרינה X רנטגן = קרני קרני 95% מה DNA מכיל רצפים לא מקודדים )נקרא בעבר.)junk DNA רק מוטציות בקטעים מקודדים של ה DNA = בגנים מקודדים או באזורי בקרה יבואו לידי ביטוי, כלומר יגרמו לשינוי בתא. ישנם אנזימי תיקון בגרעין, שמזהים ומתקנים מוטציות. כמו כל מנגנון, הם לא יעילים ב 100%.

203 מוטציה של החלפה של נוקלאוטיד אחד בנוקלאוטיד אחר. התוצאה: חומצת אמינו שגויה בחלבון. יכול להיות מאוד משמעותי. ההבדל בין המוגלובין תקין לבין המוגלובין של חולים באנמיה חרמשית הוא שינוי בחומצת אמינו אחת )מתוך קרוב ל 1000 שיש במולקולת.)Hb

204 מוטציה של החסרה של נוקלאוטיד מוטציה של הוספה של נוקלאוטיד,RNAm התוצאה: ואילך. רצף של חומצות אמינו שגויות מנקודת המוטציה, כפי שתועתק ל

205

206 מוטציה בתא סומאטי תגרום, אם בכלל, לשינוי באורגניזם בו קרתה. מוטציה בתא רביה תגרום לשינוי שיעבור לדור הבא. מוטציות הן מקור לרב-גוניות בטבע. שונות באוכלוסיה מגדילה את סיכויי ההישרדות שלה.

207 גרגור מנדל ) ( היה הראשון שחקר ותאר את החוקיות במעבר תכונות מדור לדור. חקר הורשה בזנים שונים של טופח ריחני

208 מנדל השתמש בצמחים שהתכונה שהיית רצויה לו, התכונה אחריה עקב, הייתה קיימת בהם מספר דורות. למשל: צמחים בעלי זרעים ירוקים שהם צאצאים לצמחים בעלי זרעים ירוקים וכו' אחורה מספר דורות. צמחים אלו הם זנים טהורים לגבי אותה התכונה. מנדל ערך הכלאות בין הזנים השונים )הטהורים!( בצאצאים. הכלאה זיווג של שני בע"ח או צמחים השייכים לזנים שונים. ועקב אחרי התפלגות התכונה שבדק

209 .F 2 הצמחים שהיוו את נקודת המוצא קרויים הורים, דור P דור הצאצאים הראשון מסומן דור הצאצאים השני.(parenta) filius( = בן(. F 1 )תוצאה של הכלאה בין הפרטים מדור (F 1 מסומן כשמנדל הכליא צמחים מזן טהור בעלי זרעים ירוקים עם צמחים מזן טהור בעלי זרעים צהובים התקבלו, בדור הראשון, רק צמחים בעלי זרעים צהובים. לתכונה שהופיעה בדור F 1 קרא תכונה דומיננטית. לתכונה שלא הופיעה בדור F 1 קרא תכונה רצסיבית.,hybrids כל הצאצאים בדור F 1 הם בני כלאיים, כי הם תוצרים של הכלאה בין שני זנים והם מכילים את התכונה הדומיננטית ואת התכונה הרצסיבית.

210 F 1 מה קורה לתכונה הרצסיבית )זרע ירוק( בדור F? 1 מנדל הכליא את בני דור בינם לבין עצמם וקיבל 2001 צמחים בעלי זרעים ירוקים ו 6022 צמחים בעלי זרעים צהובים, יחס של 3:1.

211 א

212 מהתוצאות האלה מנדל הסיק: לכל יצור יש שני גנים המסדירים את התפתחות התכונה. גן אחד מוצאו מהאם וגן אחד מוצאו מהאב. בשעת יצירת תאי המין, הגמטות, הגנים המסדירים את ביטוי התכונה נפרדים ורק אחד מהם עובר לכל גמטה. גן :gene רצף ה DNA המשועתק ל RNA האזורים של בקרת התעתוק הצמודים אליו. ומכיל מידע ליצירת חלבון אחד, יחד עם

213 מאחר וכל תא מכיל שני כרומוזומים הומולוגיים, הנושאים אותו סוג מידע, לכל תכונה יש שני גנים הקובעים אותה והם נקראים אללים. אללים מסוימת. :alleles גנים הנמצאים על כרומוזומים הומולוגיים ומשתתפים בקביעת תכונה גנים מרובי אללים: סגול, ורוד או לבן. גנים שיש להם יותר משני אללים, למשל צבע פרח שיכול להיות אדום,

214 נהוג לסמן את האללים באותיות לועזיות, כשהאלל הדומינטי מסומן באות גדולה. למשל: האלל לזרע צהוב A האלל לזרע ירוק a בדור ההורים יש שני זנים טהורים, כלומר הם מכילים שני אללים זהים: 100% בעלי זרעים צהובים, מאחר והתכונה לזרע צהוב היא דומיננטית. בדור F 1

215 את )לעניין הצבע(: מחציתן יכילו את האלל A ומחציתן צמחי F 1 ייצרו שני סוגי גמטות האלל a. תא המכיל שני אללים זהים לאותה התכונה נקרא הומוזיגוט. תא המכיל שני אללים שונים לאותה התכונה נקרא הטרוזיגוט. ההורים, דור P: שניהם הומוזיגוטים. דור : הטרוזיגוטים. F 1 גנוטיפ: ההרכב הגנטי של היצור )המידע שחבוי מהעין(. פנוטיפ: מידע נראה. כיצד תכונה, או מספר תכונות, מתבטאת ביצור )מידע גלוי לעין(. הצמחים בעלי הזרעים הירוקים הם הומוזיגוטיים. התכונה לזרעים ירוקים היא רצסיבית, לכן מתבטאת רק בצמחים שיש להם פעמיים האלל לתכונה זו, כלומר רק בהומוזיגוטיים. הצמחים בעלי הזרעים הצהובים יכולים להיות הומוזיגוטים או הטרוזיגוטים.

216 בדור F 1 לכל הצאצאים פנוטיפ דומיננטי לכל הצאצאים גנוטיפ הטרוזיגוטי F 2 בדור ל ¾ מהצאצאים פנוטים דומיננטי ל ¼ פנוטיפ רצסיבי, יחס של 3:1 הגנוטיפים: ½ הטרוזיגוטים ¼ הומוזיגוט דומיננטי ¼ הומוזיגוט רצסיביב

217 ניתן לבדוק מהו הגנוטיפ של אורגניזם באמצעות הכלאת מבחן, שזו הכלאה עם פרט הומוזיגוטי רצסיבי. אם מופיעה התכונה הרצסיבית בדור F, 1 ההורה בעל הפנוטיפ הדומיננטי הוא הטרוזיגוט. אם התכונה הרצסיבית לא מופיעה, ניתן להסיק שההורה הומוזיגוט בתנאי שמספר הצאצאים גדול. במספר צאצאים קטן יתכן שההורה הנבדק הטרוזיגוט, ובמקרה כל הצאצאים קיבלו ממנו את האלל הדומיננטי.

218 קודומיננטיות דומיננטיות חלקית לא תמיד אחת התכונות דומיננטית ואחת רצסיבית. יש מקרים בהם דור F 1 אינו דומה לאף אחד מההורים, אלא יש לו תכונת ביניים כלשהיא. למשל: לצמח בעל פרחים אדומים ולצמח בעל פרחים לבנים יהיו צאצאים בעלי פרחים ורודים. לפרות בצבע חום-אדום ולפרים בצבע לבן )או פרות בצבע לבן ופרים בצבע חום-אדום( יהיו צאצאים בעלי שיער מעורב, חום לבן.

219 כשהאללים קו-דומיננטים מקובל לסמן אותם באותיות גדולות, ומבדילים ביניהם ע"י כוכבית, תגית או מיספור. R 1 האלל לצבע אדום R 2 האלל לצבע לבן בדור F 1 התקבל פנוטיפ נוסף, שאינו דומה לאף אחד מההורים. בדור F 2 במקום היחסים הפנוטיפיים המקובלים שמנדל קיבל, יחס של 3:1, מתקבל יחס של 1:2:1.

220 סוג דם של אדם נקבע על פי נוכחותם של גליקופרוטאינים שונים על גבי הקרומים של תאי הדם האדומים. גליקופרוטאינים אלה הם אנטיגנים, כלומר הם מעוררים תגובה חיסונית בגופו של אדם שקיבל דם מסוג שבו גליקופרוטאינים שלא קיימים בדם שלו. באדם מוכרות 30 מערכות של אנטיגנים על תאי הדם האדומים. האנטיגנים של שתיים מהמערכות, מערכת ABO ומערכת,Rh גורמים לתגובות החזקות ביותר בזמן עירוי דם לכן בכל תרומת דם נבדקת התאמה במערכות אלו בין דם התורם לדם המקבל.

221 אם בתאי הדם האדומים בדם של אדם ישנם אנטיגנים מסוג A סוג הדם שלו הוא A. אם בתאי הדם האדומים בדם של אדם ישנם אנטיגנים מסוג B סוג הדם שלו הוא B. אם בתאי הדם האדומים יש אנטיגנים משני הסוגים, A ו B, סוג הדם הוא.AB אם אין לו אנטיגנים, לא מסוג A ולא מסוג B, זהו סוג דם O.

222 Rh הוא אנטיגן שנמצא בקרומי תאי הדם האדומים של רוב בני האדם )כ 85%( ולא נמצא בקרומי תאי הדם האדומים של מיעוט בני האדם. אנשים שהאנטיגן Rh נמצא בתאי הדם האדומים שלהם מכונים.Rh+ אנשים שהאנטיגן Rh לא נמצא בתאי הדם האדומים שלהם מכונים.Rh- אין קשר בין הימצאות או העדר האנטיגן Rh לבין סוג הדם.

223 סוגי הדם נקבעים ע"י גן יחיד, המסומן I. שלשת האללים הראשיים של גן זה הם: I, B I, A ו - i. צורת הסימון נובעת מכך שהאללים לאלל i. I A ו - B I הם קודומיננטיים, ושניהם דומיננטיים ביחס בתאי כל פרט יש רק שני עותקים של כל גן, האחד מהגמטה של האם ואחד מהגמטה של האב. הגנוטיפים והפנוטיפים במערכת סוגי דם :ABO

224 התכונה לנוכחות Rh,Rh חיובי, דומיננטית על התכונה להיעדר Rh,Rh שלילי.

225 הורשה בתאחיזה לזוויג בכרומוזום X, בנוסף לגנים הקשורים להבדלים בין הזוויגים, ישנם גם גנים שלא קשורים לכך. למשל: הגן הקשור להבחנה בין אדום לבין ירוק. כשהגן תקין הבחנה תקינה בין הצבעים אדום וירוק. כשהגן לא תקין רמה כזו או אחרת של חוסר הבחנה ביניהם, עוורון צבעים חלקי.Daltonism

226 t

227 הגן הקשור ביצירת אחד מגורמי קרישת הדם. כשהגן תקין קרישת דם תקינה. כשהגן לא תקין אין קרישת דם, דממת.Hemophilia X, לכן כולל הרבה פחות גנים. כרומוזום y קטן בהרבה מכרומוזום

228 כל התכונות הרצסיביות האחוזות בזוויג שכיחות הרבה יותר אצל זכרים מאשר אצל נקבות. בזכרים די באלל אחד כדי שתכונות אלו יתבטאו בפנוטיפ בעוד שבנקבה רק עם שני אללים לתכונה, במצב הומוזיגוטי, התכונה תתבטא בפנוטיפ. שושלות יוחסין הסימון המקובל של פרטים בשושלות יחסים:

229 שושלת יוחסין המתארת מעבר של מחלה מסוימת: האלל הגורם למחלה הוא רצסיבי. מה אופן הורשת המחלה אחוז בזוויג או לא?

230 מהו אופן ההורשה של התכונה החריגה?

231 ,

232 כ) ב 1990 הוכרז בארה"ב על פרויקט הגנום האנושי, שמטרתו מיפוי כל ה DNA האנושי, 3 מיליארד זוגות בסיסים, והכרת הגנים המוצפנים ב DNA 100,000(. במיפוי השתתפו מעבדות ממספר ארצות, ובכלל זה ישראל. מיפוי הגנום האנושי מאפשר "שקיפות" לגבי תכונותיו של אדם. הדבר מעורר דילמות מוסריות: ניתן למפות גנים של עובר. באילו מקרים מותר לבצע הפלה? האם לאפשר לחברות ביטוח להתנות ביטוח חיים במיפוי גנטי?

233 עם השלמת פרויקט הגנום נפתחה אפשרות להכניס שינויים מכוונים ב DNA של תא. אפשר להביא לשינויים ב DNA גם בהכלאות מכוונות, אלא שהתהליך א- איטי יותר. ב- הכלאות אפשריות רק בין פרטים מאותו המין, בגלל מחסום המינים.

234 טיפול בו מוחדר לתאים גן תקין, שיתפקד במקום הגן הפגום. הניסיון הראשון בריפוי גני נעשה ב 1990, בילדה שסבלה מכשל חיסוני מסוג SCID,Severe Combined Immune Deficiency מצב הנובע מחסר באנזים. הגן לייצור האנזים נמצא בכרומוזום 20. פגומים, אנזים זה לא מיוצר. כששני הגנים, בשני ההומולוגים של הכרומוזום נלקח דם מגופה של הילדה. לתאי דם לבנים מהדם שנלקח הוחדרו גנים תקינים לייצור האנזים. תאי הדם גודלו על מצע שגרם לחלוקה מואצת שלהם. תאי הדם המהונדסים הוחזרו לגופה.

235

236 כדי להחדיר גן לתוך תא אאוקריוטי משתמשים בנגיפים שטופלו כך שלא יוכלו לגרום נזק לתא. בהחדרה של גנים לתאים שאינם תאי דם, שלא ניתן להוציא אותם מהגוף ולהחזיר בחזרה, צריך להשתמש בנגיפים שמתבייתים על סוג התאים להם רוצים להחדיר את הגנים. קיימת סכנה שהנגיפים יצאו מכלל שליטה. סיכון נוסף הוא שלא ניתן לצפות במדויק את התנהגות הנגיפים בגוף, אחרי שטופלו.

237 אפשרות נוספת לריפוי גני מתבססת על שימוש בתאי גזע.stem cells אלה תאים שלא עברו התמיינות. בבוגר נמצאים במח העצמות וברקמות מתחדשות. בעובר נמצאים במידה מעטה בדם. ניתן לאסוף את הדם מחבל הטבור מיד לאחר הלידה. תאים אלה יתמיינו לכל סוגי תאי הדם או לתאים אחרים. ניתן להחדיר תאי גזע, בצינטור, יתמיינו לתאי שריר לב. לשריר הלב, לאזור פגוע בעקבות התקף לב. תאי הגזע

238

239 genetic engineering החדרה של גן מתא אחד לאחר כדי שייצר את החלבון שגן זה מקדד לו. למשל: החדרה של גן לייצור אינסולין לחיידקים. החיידקים ייצרו אינסולין. כיוון שהם מתרבים במהירות, הם ייצרו כמות רבה של אינסולין.

240 לפני שפותחה שיטה זו לייצור אינסולין, אינסולין היה נאסף מדמם של בע"ח, סוסים וכבשים. כמות האינסולין בדם קטנה מאוד לכן היה צורך בעדרים גדולים של בע"ח כדי להפיק מעט אינסולין. איסוף דם מבע"ח ובידוד האינסולין מהדם הוא תהליך ארוך, מסורבל ויקר יותר מאשר הפקתו מחיידקים. אינסולין מבע"ח מאוד דומה, אך לא זהה, לאינסולין האנושי. במוקדם או במאוחר מי שקיבל אינסולין מבע"ח פיתח נוגדנים נגדו והיה צורך לעבור לאינסולין שמקורו בבע"ח אחר. חיידקים מהונדסים מייצרים אינסולין אנושי. בדרך זו מופקים הורמונים רבים נוספים וכן חומרים אנטיביוטיים ואנזימים.

241 החדרת גנים לחיידקים אפשרית כי: א- ל - DNA מבנה אוניברסלי, נוקלאוטידים. לכל היצורים החיים יש DNA הבנוי מאותם ארבעה ב- חיידקים, שהם פרוקריוטיים, מעבירים קטעי DNA בינם לבין עצמם באופן טבעי, קולטים קטעי DNA מהסביבה, DNA שמשתחרר מגופם של חיידקים שמתו. וכן

242 שימוש נוסף: החדרה של גנים לצמחים. למשל: גן לעמידות למחלה כלשהי )= גן לייצור חומר הקוטל או דוחה פטריה / חיידק / חרק שמזיקים לצמח(. יתקבלו צמחים עמידים למחלה, דבר שייתר את הצורך בשימוש בחומרי הדברה. חומרי ההדברה נשארים, במידה קטנה מאוד, על ובתוך הצמח, ונאכלים יחד עם הפרי או הירק. בנוסף לכך חומרי ההדברה מתפזרים באוויר ו/או נשטפים לעומק הקרקע ומזהמים את מי התהום.

243 גן לייצור חומר החיוני לתזונת בני-אדם, חומצה אמינית חיונית או ויטמין כלשהו. שילוב של הגן לייצור קרוטן באורז פתר בעיה של חסר בקרוטן באזורים כפריים בדרום מזרח אסיה, אזורים בהם התזונה מתבססת בעיקר על אורז. כיוון שהאורז המהונדס מייצר גרגרים זהובים, הוא נקרא האורז הזהוב.

244 בהחדרת גנים לצמחים מתעורר החשש מזליגת גנים, מצמחים מהונדסים לצמחי בר, והיווצרות.super weed החדרה של גנים לתאים אאוקריוטיים מסובכת יותר מהחדרתם בתאים שעוד לא עברו התמיינות. לפרוקריוטיים אך אפשרית,

245 cloning יצירת שבט מלאכותי. (clone) של בע"ח או צמחים הזהים זה לזה באופן שיבוט מתרחש גם באופן טבעי: ביצורים המתרבים בחלוקה בהיווצרות של תאומים זהים וברבייה וגטטיבית בצמחים. )חיידקים; חד-תאיים(, כדי לשבט לוקחים תא ביצה ומוציאים ממנו את הגרעין )שהוא הפלואידי(. מחדירים במקומו גרעין שנלקח מתא תורם )גרעין דיפלואידי(. התא החדש יתחלק ויתפתח ממנו יצור זהה לזה ממנו נלקח הגרעין.

246 היונק הראשון ששובט מתא גוף של בוגר הייתה הכבשה דולי ב התא התורם נלקח מעטין של כבשה. התא עובר טיפול מקדים בתנאים המביאים אותו למצב של תרדמה, כי רק במצב זה הביצית יכולה לקלוט את הגרעין שלו. את הגרעין שנתרם מחדירים לביצית בעזרת זרם חשמלי )חלש!( הזרם החשמלי גורם לעירור הביצית המאוחה והיא מתחילה להתחלק. כדי שהביצית תמשיך להתחלק מעבירים אותה לתוך חצוצרה של כבשה. לאחר 6 ימים הביצית כבר עובר. מוציאים את העובר מהחצוצרה ושותלים אותו ברחם של כבשה אחרת, שהיא האם הפונדקאית. בתום ההריון יומלט טלה שהוא העתק מדויק של הכבשה מגופה נלקח התא התורם.

247

248 יישום עתידי של הנדסה גנטית בבני-אדם: גן לייצור אינסולין לתאי β בלבלב של סוכרתיים. גן תקין לבקרת חלוקות התא לתאי גידול סרטני. לצד אפשרויות הריפוי באמצעות הנדסה גנטית, מתעוררות דילמות מוסריות: רתיעה מהתערבות במעשה הבריאה. שימוש לרעה, למשל תינוקות על פי הזמנה של תכונות.

249