Τμήμα Βιολογίας Μάθημα: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Γ εξάμηνο 2014-2015 Διαλέξεις κάθε Τρίτη 13-15 μ.μ. και Παρασκευή 11-13

Τμήμα Βιολογίας Μάθημα: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Γ εξάμηνο 2014-2015 Διαλέξεις κάθε Τρίτη 13-15 μ.μ. και Παρασκευή 11-13 Ισιδώρα Παπασιδέρη, Καθηγήτρια...για περισσότερα... http://kyttariki.biol.uoa.gr, ttp://multimedia.biol.uoa.gr

Το διδακτικό εγχειρίδιο Θα διδαχθούν επιλεγμένα κεφάλαια και ενότητες

Περιεχόμενα ΚΕΦ. 1 1.1. Προέλευση και εξέλιξη των οργανισμών 1.1.1. Γενική επισκόπηση 1.1.2. Οι προκαρυωτικοί οργανισμοί 1.1.3. Οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί 1.1.3.1. Τα πρώτιστα 1.1.3.2. Οι μύκητες 1.1.3.3. Τα φυτά 1.1.3.4. Τα μετάζωα 1.2. Δομικοί λίθοι από τα βιομόρια στα κύτταρα 1.2.1. Νουκλεϊκά οξέα τα πληροφοριακά μακρομόρια 1.2.2. Πρωτεΐνες αξιοποίηση της πληροφορίας των γονιδίων 1.2.3. Πολυσακχαρίτες τα δομικά πολυμερή 1.2.4. Λιπίδια ο σκελετός των μεμβρανών 1.2.5. Δεσμοί δομικών λίθων και βιομορίων 1.3. Κυτταρική οργάνωση 1.4. Ιστορική αναδρομή της Κυτταρικής Βιολογίας 1.5. Η θέση της Κυτταρικής Βιολογίας στις Βιοεπιστήμες Παράρτημα - Στερεοσκοπικές εικόνες δομικών λίθων, βιομορίων, μακρομορίων και υπερμοριακών συμπλεγμάτων

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Ηλικία σύμπαντος: 12,5 δισ. Χρόνια Ηλικία Γης: 4,6 δισ. Χρόνια Αρχικές συνθήκες: Εκρήξεις ηφαιστείων, βίαια καιρικά φαινόμενα, ακτινοβολία κ.λπ. Σύσταση ατμόσφαιρας: νερό, μεθάνιο, αμμωνία, υδρογόνο, διοξείδιο του άνθρακα. Παραγωγή οργανικών ενώσεων πείραμα Miller: 1953. ΜΟΝΑΔΕΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ 1 εκ = 10 χιλιοστόμετρα (mm) 1 mm = 1.000 μικρόμετρα (μm) 1 μικρόμετρο = 1.000 νανόμετρα (nm) 1 nm = 10 Α.

ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ Προέλευση και εξέλιξη των οργανισμών

ΠΡΙΝ 4,5 ΔΙΣ. ΧΡΟΝΙΑ

STANLEY MILLER, 1953

ΑΚΟΛΟΥΘΗΣΕ ΜΑΚΡΑ ΠΟΡΕΙΑ ΧΗΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΙΚΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ, ΜΕ ΤΗ ΣΥΜΒΟΛΗ...

ΛΙΠΟΚΥΣΤΙΔΙΑ ΠΟΥ ΘΑ ΕΠEΤΡΕΠΑΝ ΤΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΜΟΡΙΩΝ ΏΣΤΕ ΝΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΟΥΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ

Ιδιότητες μεμβράνης κυστιδίων Video clip

ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ 1η ΣΗΜΕΡΑ υπάρχουν περίπου 3-30 εκατομύρια είδη μονοκύτταρων ή πολυκύτταρων οργανισμών στη Γή. Από πλευράς κυτταρικής οργάνωσης κατατάσσονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (χωρίς πυρήνα) ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΙ (με πυρήνα και οργανίδια)

Ποια ήταν η διαδικασία και η χρονική κλίμακα της εξέλιξης αυτής; Ο πλανήτης Γη δημιουργήθηκε πριν από 12,5 δισεκατομμύρια χρόνια

Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται με γρήγορο ρυθμό Video clip

2 μικρόμετρα

Μετάβαση από την προκαρυωτική στην ευκαρυωτική κυτταρική οργάνωση, με... Οργάνωση γενετικού υλικού σε πυρήνα Σχηματισμό ενδοκυτταρικών μεμβρανών Σχηματισμό Golgi Σχηματισμό οργανιδίων μιτοχόνδρια, λυσοσώματα, υπεροξυσώματα Δημιουργία μαστιγίων, βλεφαρίδων, ινιδίων...

ΟΙ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΑ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΕΙΝΑΙ ΜΕΓΑΛΕΣ

Ίδιο μέγεθος με μιτοχόνδρια ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟ

Πως εξελίχθηκαν οι διάφορες κατηγορίες οργανισμών;??? Με τα μέχρι σήμερα δεδομένα έχουν προταθεί σχετικά «δέντρα εξέλιξης»

Π Ρ Ο Κ Α Ρ Υ Ω Τ Ι Κ Α Ε Υ Κ Α Ρ Υ Ω Τ Ι Κ Α

Ευκαρυωτικοί οργανισμοί Ακολουθούν παραδείγματα μορφολογίας τους...

Ευκαρυωτικοί οργανισμοί Πρωτόζωα Φύκη Μύκητες Ζώα Φυτά Ακολουθούν παραδείγματα μορφολογίας τους...

?

1/10 mm ΜΕΓΕΘΟΣ;

Vorticella (Πρωτόζωο, βλεφαριδοφόρο)

Vorticella live

Παραδείγματα κίνησης πρωτοζώων video video βλεφαριδοφόρα δινομαστιγοφόρο

ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΕΝΔΙΑΜΕΣΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΠΡΟ ΚΑΙ ΕΥΚΑΡΙΩΤΙΚΩΝ;

Παραδείγματα (πρωτόγονων) ευκαρυωτικών οργανισμών που ζουν σήμερα

Α

ΑΠΟ ΤΗΝ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΣΤΗΝ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΟΡΓΑΝΩΣΗ

video

Μύκητες εξελιγμένοι ευκαρυωτικοί πολυκύτταροι οργανισμοί

ανώτεροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί: ΦΥΤΑ ΖΩΑ evol11 Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Β-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

C. Elegans καινοραβδίτης

evol3

Απολίθωμα 50 εκ. ετών

Τα παιχνίδια της εξέλιξης: Το φαινόμενο του μιμητισμού

ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ 2η τα διαφορετικά είδη οργανισμών έχουν διαφορετική εξωτερική εμφάνιση ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΜΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑΣ

«ΚΑΘΕΤΗ» ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΖΩΝΤΑΝΗΣ ΥΛΗΣ

ΟΜΩΣ, ΟΙ ΟΙ «ΟΡΙΖΟΝΤΙΕΣ» ΟΜΟΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΕΙΝΑΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΕΣ ΟΣΟ ΚΑΤΕΒΑΙΝΟΥΜΕ ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΌΠΩΣ ΕΧΕΙ ΑΠΟΔΕΙΧΘΕΙ

ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ 3η τα διαφορετικά είδη οργανισμών διαθέτουν: τα ίδια συστατικά άτομα και μόρια τα ίδια συστατικά βιομόρια την ίδια κυτταρική οργάνωση τους ίδιους μηχανισμούς μεταβολισμού

ερώτηση Ποια είναι η μοριακή και η κυτταρική βάση της ζωής; αμινοξέα βάσεις σάκχαρα λιπίδια πρωτείνες ένζυμα μεμβράνες DNA RNA ριβόσωμα νουκλεόσωμα χρωματίνη χρωμόσωμα ινίδια άτρακτος οργανίδια...

Τμήμα Βιολογίας Μάθημα: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΜΕΡΟΣ B, Καθηγήτρια Ι.Σ. Παπασιδέρη Γ εξάμηνο 2014-2015...για περισσότερα... http://kyttariki.biol.uoa.gr, http://multimedia.biol.uoa.gr

ΑΠΟ ΤΗΝ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΣΤΗΝ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΟΡΓΑΝΩΣΗ

video

Μύκητες εξελιγμένοι ευκαρυωτικοί πολυκύτταροι οργανισμοί

ανώτεροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί: ΦΥΤΑ ΖΩΑ evol11 Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Β-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

C. Elegans καινοραβδίτης

evol3

Απολίθωμα 50 εκ. ετών

Τα παιχνίδια της εξέλιξης: Το φαινόμενο του μιμητισμού

ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ 2η τα διαφορετικά είδη οργανισμών έχουν διαφορετική εξωτερική εμφάνιση ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΜΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑΣ

«ΚΑΘΕΤΗ» ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΖΩΝΤΑΝΗΣ ΥΛΗΣ

ΟΜΩΣ, ΟΙ ΟΙ «ΟΡΙΖΟΝΤΙΕΣ» ΟΜΟΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΕΙΝΑΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΕΣ ΟΣΟ ΚΑΤΕΒΑΙΝΟΥΜΕ ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΌΠΩΣ ΕΧΕΙ ΑΠΟΔΕΙΧΘΕΙ

ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ 3η τα διαφορετικά είδη οργανισμών διαθέτουν: τα ίδια συστατικά άτομα και μόρια τα ίδια συστατικά βιομόρια την ίδια κυτταρική οργάνωση τους ίδιους μηχανισμούς μεταβολισμού

ερώτηση Ποια είναι η μοριακή και η κυτταρική βάση της ζωής; αμινοξέα βάσεις σάκχαρα λιπίδια πρωτείνες ένζυμα μεμβράνες DNA RNA ριβόσωμα νουκλεόσωμα χρωματίνη χρωμόσωμα ινίδια άτρακτος οργανίδια...

ΜΕΡΟΣ Γ Δομικοί λίθοι Κυτταρική οργάνωση Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Γ-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

ΤΑ ΚΥΡΙΑ ΒΙΟΜΟΡΙΑ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΕΙΝΑΙ: τα νουκλεϊκά οξέα οι πρωτεΐνες τα σάκχαρα τα λιπίδια

ΝΟΥΚΛΕΪΚΑ ΟΞΕΑ Τα πληροφοριακά μακρομόρια ΤΟ DNA ΕΙΝΑΙ ΔΙΚΛΩΝΟ ΜΟΡΙΟ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΑΠΟ

Σάκχαρο (πεντόζη) ΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΚΑΘΕ ΚΛΩΝΟΥ ΣΤΟ DNA ΣΥΝΔΕΟΝΤΑΙ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΜΕ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΥΣ ΔΕΣΜΟΥΣ φωσφορικό Το πληροφοριακό δυναμικό του DNA είναι αποτυπωμένο στην αλληλουχία των βάσεων Α, Τ, C, G βάση A, T, C ή G

Εικ. 1.58 James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins. Βραβείο Nobel 1962 για την ανάλυση της δομής του DNA.

Εικ. 1. 57 H Rosalind Franklin (1920-1958) η οποία πρώτη κατέγραψε με περίθλαση ακτίνων Χ τη δομή της διπλής έλικας του DNA, δεδομένα τα οποία με τη συμμετοχή του Wilkins αξιοποιήθηκαν από τους Watson και Crick.

Η διπλή έλικα video video

ερώτηση Είναι δυνατή η παρατήρηση της διπλής έλικας;

Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Γ-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης Το DNA ενός Βακτηριοφάγου Όπως φαίνεται στο Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Με σκίαση

ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΕΥΤΕΡΗ πρωτεΐνες αμινοξέα πεπτιδικός δεσμός, πρωτοταγής δομή δευτεροταγής δομή α-έλικα β-πτυχωτή επιφάνεια β-στροφές τριτοταγής και τεταρτοταγής δομή υπερμοριακές δομές Πρωτείνη λιπίδια (μεμβράνες) Πρωτεϊνη RNA (ριβόσωμα) Πρωτεϊνη - DNA (χρωματίνη, χρωμόσωμα)

ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ: Αξιοποίηση της πληροφορίας των γονιδίων Αποτελούνται από γραμμική ΚΑΙ ΟΧΙ ΔΙΑΚΛΑΔΙΖΟΜΕΝΗ σύνδεση αμινοξέων Μια πρωτεΐνη μπορεί να έχει ΜΙΑ Η ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ πολυπεπτιδικές αλυσίδες

ΤΑ ΑΜΙΝΟΞΕΑ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΟΥΣ ΔΟΜΙΚΟΥΣ ΛΙΘΟΥΣ ΤΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ και συνδέονται μεταξύ τους ΜΕ ΠΕΠΤΙΔΙΚΟ ΔΕΣΜΟ, Έτσι σχηματίζεται το ΠΟΛΥΠΕΠΤΙΔΙΟ ή αλλιώς, ΠΟΛΥΠΕΠΤΙΔΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ ΑΥΤΟ ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ΤΕΤΡΑΠΕΠΤΙΔΙΟ

ερώτηση Πόσες διαφορετικές πρωτεΐνες μπορούν να γίνουν με 7 αμινοξέα; απάντηση 7 20 διαφορετικά πολυπεπτίδια (αφού χρησιμοποιούνται 20 διαφορετικά αμινοξέα)

ΤΑ ΑΜΙΝΟΞΕΑ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΟΥΣ ΔΟΜΙΚΟΥΣ ΛΙΘΟΥΣ ΤΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ

Οι πλευρικές ομάδες των αμινοξέων προσδίδουν τις χαρακτηριστικές Ιδιότητες των πρωτεϊνών υδροφοβικότητα

Η α-έλικα Η β-πτυχωτή επιφάνεια

video video Ομοιοπολικός δεσμός Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Γ-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΚΑΙ ΠΡΩΤΕΙΝΙΚΗ ΜΟΥΣΙΚΗ Η υδροφοβικότητα κάθε αμινοξέος αποτελεί χαρακτηριστική ιδιότητα.

Η ΑΜΙΝΟΞΙΚΗ ΜΟΥΣΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΗΧΗΤΙΚΗ (ΜΟΥΣΙΚΗ ;) ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΗΣ ΠΡΩΤΕΙΝΗΣ Φωσφορική ισομεράση τριόζης (ΤΡΙ)

Οι μεμβράνες αποτελούνται κυρίως από φωσφολιπίδια...

και σχηματίζουν αυθόρμητα διπλοστιβάδες

Οι μεμβράνες όλων των οργανισμών διαθέτουν παρόμοια συστατικά και οργάνωση

Κατά συνέπεια, Τα πιο πάνω συστατικά βρίσκονται σε όλα τα κύτταρα, προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά, με συγκεκριμένο ιεραρχημένο τρόπο

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Όλοι οι οργανισμοί προήλθαν από έναν (;) κοινό πρόγονο

Ποιες είναι Οι διαστάσεις Των διαφόρων μορφών ζωής;

Κυτταρική οργάνωση Όλες οι μορφές ζωής διαθέτουν συγκεκριμένη οργάνωση των συστατικών τους

Ο ιός HIV ΙΟΣ HIV Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Γ-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

βακτηριοφάγος ΦΑΓΟΣ Τ4 Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Γ-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

ΒΑΚΤΗΡΙΟ

ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

Video Κυτταρικής δομής και λειτουργίας video

Διακριτικό όριο (Resolution) : οφθαλμού: 100-200 μm οπτικού (φωτονικού) μικροσκοπίου: 0, 2 μm = 2000 A ηλεκτρονικού μικροσκοπίου διέλευσης (ΤΕΜ): 1-3 Α ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM): 7-35 A Βιολογία Κυττάρου Κεφ 1Γ-2011, Λ.Χ.Μαργαρίτης

Διαστάσεις βιοσυστατικών Τυπικό ευκαρυωτικό κύτταρο : 20-40 μm Ερυθροκύτταρο : 8 Χ 2 μm Πυρήνας κυττάρου : 1-10 μm Μιτοχόνδρια, λυσοσώματα, βακτήρια : 0,5 μm Ινίδια ακτίνης : 50 Α Ενδιάμεσα ινίδια : 100 Α Μικροσωληνίσκοι : 250 Α Ριβοσώματα, ιοί : 200 Α Χρωματίνη : 300 Α, Νουκλεοσώματα : 100 Α DNA (διάμετρος διπλής έλικας): 20 A Άτομο Η : 1 Α

Επίδειξη διακριτικού ορίου οφθαλμού, 200 μικρόμετρα Video clip Οδοντιατρική βελόνα Ακραίας διατομής 2/10 του mm δηλ. 200 μικρόμετρα

ακολουθεί σύγκριση: Οργάνωσης Δομής Μεγέθους των διαφόρων κυτταρικών & α-κυτταρικών μορφών ζωής ΙΟΙ (ΒΑΚΤΗΡΙΟ)ΦΑΓΟΙ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΑ

Ιός 0,05 μm Φάγος 0,1 μm Βακτήριο 1 μm Σύγκριση οργάνωσης των διαφόρων κυτταρικών & α-κυτταρικών μορφών ζωής Ευκαρυωτικό κύτταρο, 40 μm

Ιός 0,05 μm Φάγος 0,1 μm Βακτήριο 1 μm Σύγκριση Δομής με Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο Ευκαρυωτικό κύτταρο, 40 μm

Ιός 0,05 μm Φάγος 0,1 μm Βακτήριο 1 μm Σύγκριση Μεγέθους Ευκαρυωτικό κύτταρο, ~ 40 μ 40 μm = 40.000 nm

Σύντομη ιστορική αναδρομή Όσων έχουν συνδράμει με το έργο τους στην πρόοδο της Κυτταρικής Βιολογίας