ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΕΚΔΟΧΗ Όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα και από κυτταρικά παράγωγα. Όλα τα κύτταρα δομούνται από τις ίδιες χημικές ενώσεις και εκδηλώνουν παρόμοιες μεταβολικές διεργασίες. Η λειτουργία των οργανισμών είναι το αποτέλεσμα της συλλογικής δράσης και αλληλεπίδρασης των κυττάρων που τους αποτελούν. Κάθε κύτταρο προέρχεται από τη διαίρεση προϋπάρχοντος κυττάρου.
ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ Κριτήριο: η πολυπλοκότητα της κατασκευής τους κάρυο = πυρήνας ευ = καλώς καλά σχηματισμένος πυρήνας ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟ Παρουσία οργανωμένου, διακριτού πυρήνα, Ύπαρξη πυρηνικής μεμβράνης Παρουσία μεμβρανωδών κυτταρικών οργανιδίων ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟ Απουσία οργανωμένου, διακριτού πυρήνα, Απουσία πυρηνικής μεμβράνης Απουσία μεμβρανωδών κυτταρικών οργανιδίων Τα προκαρυωτικά κύτταρα, κατά την εξελικτική διαδικασία, προϋπήρξαν των ευκαρυωτικών.
ΤΟ ΠΟΡΤΡΕΤΟ ΤΟΥ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Κοινά χαρακτηριστικά Όλα κάνουν βιοχημικές διεργασίες Αλλάζουν θέση οι κυτταρικές δομές Μεταφέρουν ουσίες στο εσωτερικό τους
Τα κύτταρα εξάλλου δεν είναι όλα ίδια. π.χ. Στον άνθρωπο, υπάρχουν 100 περίπου διαφορετικά είδη κυττάρων. Καθένα έχει τη δική του χαρακτηριστική μορφή-δομή και κάνει μια συγκεκριμένη λειτουργία. ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ Κύτταρα με επίμηκες σχήμα και δυνατότητα συστολής (μυϊκά) Κύτταρα με λεπτές προεκτάσεις, με τις οποίες μπορούν να μεταβιβάζουν και να δέχονται μηνύματα, (νευρικά) Κύτταρα πλατιά που έχουν καλυπτήριο ρόλο (επιθηλιακά)
ΤΥΠΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Κύτταρο που επινοήθηκε από τους επιστήμονες - ΑΝΥΠΑΡΚΤΟ Αυτό μελετάμε στη Βιολογία ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΝΕΙ ΟΛΑ ΤΑ ΚΟΙΝΑ ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΑ όλων των τύπων κυττάρων, σε επίπεδο ΔΟΜΗΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΥΤΤΑΡΩΝ Τα κύτταρα, για να διατηρούν τη λειτουργικότητά τους, είναι υποχρεωμένα να βρίσκονται σε μια διαρκή ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ουσιών με το περιβάλλον τους. Κάλυψη μεταβολικών αναγκών (ΕΙΣΟΔΟΣ ΕΞΟΔΟΣ ΟΥΣΙΩΝ) ΜΕΓΑΛΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΜΕΓΑΛΗ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΟΥΣΙΩΝ με το περιβάλλον Ανταλλαγή ουσιών μηνυμάτων με το περιβάλλον του «επικοινωνία» και «αντίληψη» των μεταβολών που συμβαίνουν σ' αυτό. ΤΑΧΥΤΗΤΑ Σημαντικό στοιχείο στη μεταβίβαση των μηνυμάτων από το εξωτερικό στο εσωτερικό του μεταξύ των διαφορετικών περιοχών στο εσωτερικό του ΜΕΓΑΛΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ σχετικά μικρός ΟΓΚΟΣ.
Το σχήμα των κυττάρων είναι τέτοιο, ώστε αυτά να έχουν μικρό όγκο και συγχρόνως τη μεγαλύτερη δυνατή επιφάνεια που αντιστοιχεί στον όγκο αυτό. ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ΔΥΟ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΩΝ ΜΕΓΑΛΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ άνετες ανταλλαγές ουσιών και υποδοχή μηνυμάτων, ΜΙΚΡΟΣ ΟΓΚΟΣ έγκαιρη μεταβίβαση Πολυπλοκότητα της κατασκευής - Διαμερισματοποίηση ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Μεμβράνη το οριοθετεί από το εξωκυτταρικό περιβάλλον. Μεμβράνη περιβάλλει τον πυρήνα του. Μεμβράνες επίσης διασχίζουν το κυτταρόπλασμα Καθένα από τα «διαμερίσματα» έχει τη δική του μορφή και λειτουργία ΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ
1. ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ: ΤΟ ΛΕΠΤΟ ΣΥΝΟΡΟ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΑΒΙΑ ΥΛΗ ΚΑΙ ΣΤΗ ΖΩΗ Δομή της πλασματικής μεμβράνης ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ του «ΡΕΥΣΤΟΥ ΜΩΣΑΪΚΟΥ» Στην ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ περιέχονται 1. ΦΩΣΦΟΛΙΠΙΔΙΑ Σχηματισμός διπλοστιβάδας 2. ΣΤΕΡΟΕΙΔΗ όπως η χοληστερόλη - ΡΕΥΣΤΟΤΗΤΑ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ 3. ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ α. είτε βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης β. είτε βυθίζονται στο εσωτερικό της γ. είτε τη διαπερνούν κάθετα, 4. ΣΥΝΘΕΤΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ σχηματίζοντας ένα είδος μωσαϊκού. α. γλυκοπρωτεΐνες (σάκχαρα και πρωτεΐνες) β. γλυκολιπίδια (σάκχαρα και λιπίδια)
ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΕΛΚΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ α. Μεταξύ των υδρόφοβων ουρών β. Μεταξύ των υδρόφιλων κεφαλών και των μορίων του νερού ΣΤΑΘΕΡΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ, ΟΧΙ ΣΤΑΤΙΚΗ Τα περισσότερα λιπίδια και αρκετές από τις πρωτεΐνες της μεμβράνης έχουν τη δυνατότητα που έχουν να ολισθαίνουν πλαγίως, αλλάζοντας θέση με γειτονικά τους μόρια. Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης Ο έλεγχος του είδους των ουσιών που εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο. Η υποδοχή και η ερμηνεία μηνυμάτων από το περιβάλλον του κυττάρου
ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΥΣΙΩΝ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΤΗΣ ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Μεμβράνη - εκλεκτικά διαπερατή ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ Χωρίς κατανάλωση ενέργειας. ΔΙΑΧΥΣΗ ΩΣΜΩΣΗ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ Με κατανάλωση ενέργειας. ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΙΟΝΤΩΝ: π.χ. ΑΝΤΛΙΑ Κ Νa ΕΝΔΟΚΥΤΩΣΗ ΕΞΩΚΥΤΩΣΗ
ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΥΣΙΩΝ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΤΗΣ ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Παθητική μεταφορά Χωρίς κατανάλωση ενέργειας. ΔΙΑΧΥΣΗ Η τάση των μορίων να διασπείρονται από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης προς τις περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης. ΩΣΜΩΣΗ Διάχυσης μορίων νερού μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης Ημιπερατή μεμβράνη Επιτρέπει τη διέλευση μορίων νερού Περιορίζει ή εμποδίζει ολοκληρωτικά τη διέλευση ουσιών μεγάλου μεγέθους.
ΩΣΜΩΣΗ Όταν το κύτταρο βρίσκεται σε ισοτονικό διάλυμα. ΩΣΜΩΣΗ Ο αριθμός των μορίων νερού που κινούνται και προς τις δύο πλευρές της κυτταρικής μεμβράνης είναι ίσος. Όταν το κύτταρο βρίσκεται σε υπέρτονο διάλυμα. ΩΣΜΩΣΗ Όταν το κύτταρο βρίσκεται σε υποτονικό διάλυμα. Ο αριθμός των μορίων νερού που κινούνται προς τον εσωτερικό χώρο είναι πολύ μεγαλύτερος από εκείνον που κινούνται προς τον εξωτερικό Διόγκωση του κυττάρου. Ο αριθμός των μορίων νερού που κινούνται προς τον εξωτερικό χώρο είναι πολύ μεγαλύτερος από εκείνον που κινούνται προς τον εσωτερικό Συρρίκνωση των κυττάρων.
ΕΝΔΟΚΥΤΤΩΣΗ - διαδικασία I. Σχηματισμός ΕΓΚΟΛΠΩΣΗΣ από τα ΨΕΥΔΟΠΟΔΙΑ II. ΕΓΚΛΩΒΙΣΜΟΣ της ουσίας III. Ένωση άκρων ψευδοποδίων IV. Κλείσιμο της εισαγόμενης ουσίας στο εσωτερικό V. Περίσφιγξη πλασματικής μεμβράνης VI. Αποκοπή VII. Δημιουργία ΚΥΣΤΙΔΙΟΥ Απελευθέρωση στο κυτταρόπλασμα
ΜΙΑ ΠΕΡΙΗΓΗΣΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΜΕΡΗ ΚΥΤΤΑΡΟΥ
2. ΠΥΡΗΝΑΣ το πιο ευδιάκριτο οργανίδιο των ευκαρυωτικών κυττάρων. 1 πυρήνας σε κάθε κύτταρο (κατά κανόνα) 2 πυρήνες (Paramecium) Πολλοί πυρήνες (π.χ. μυϊκά) Χωρίς πυρήνα (π.χ. ερυθροκύτταρα)
ΔΟΜΗ: 1. ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΦΑΚΕΛΟΣ ή πυρηνική μεμβράνη, περιβάλλει τον πυρήνα έχει 2 στοιχειώδεις μεμβράνες ΠΟΡΟΙ για την επικοινωνία με το κυτταρόπλασμα 2. ΠΥΡΗΝΟΠΛΑΣΜΑ: ημίρευστη μάζα Έχει το σύνολο σχεδόν του DNA Διάφορες χημικές ενώσεις (πχ. νουκλεοτίδια, ένζυμα) 3. ΠΥΡΗΝΙΣΚΟΣ: Δεν έχει στοιχειώδη μεμβράνη Έχει πυκνή υφή (διακρίνεται έντονα στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο) Τόπος σύνθεσης του rrna
ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ στη λειτουργία του οργανισμού 1. ΦΥΛΑΣΣΕΙ το γενετικό υλικό, το οποίο και περιέχει. 2. Τόπος ΔΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ του γενετικού υλικού (ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ) Μεταβίβαση των γενετικών πληροφοριών, αναλλοίωτων από κύτταρο σε κύτταρο από γενιά σε γενιά 3. Τόπος ΣΥΝΘΕΣΗΣ RNA από πληροφορίες του DNA
ΕΝΔΟΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 1. ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ 2. ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ GOLGI 3. ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΑ 4. ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΟΣΩΜΑΤΑ 5. ΚΕΝΟΤΟΠΙΑ
1. ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ Σύνολο αγωγών και κύστεων το οποίο διασχίζει το κυτταρόπλασμα. Οι μεμβράνες του είναι συνδεδεμένες με την πλασματική μεμβράνη, τον πυρηνικό φάκελο τις μεμβράνες των υπόλοιπων οργανιδίων. ΡΟΛΟΣ: Μεταφορά ουσιών ΔΥΟ ΜΟΡΦΕΣ Α. ΛΕΙΟ Β. ΑΔΡΟ ΑΔΡΟ Έχει ριβοσώματα (Αποτελούνται από rrna και πρωτεΐνες) ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΑΔΡΟΥ - ΛΕΙΟΥ ΛΕΙΟ Δεν έχει ριβοσώματα Σύνθεση πρωτεϊνών Σύνθεση λιπιδίων Εξουδετέρωση τοξικών ουσιών Μορφή αγωγών Σωληνοειδής μορφή
2. ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ GOLGI Αποτελείται από ομάδες παράλληλων πεπλατυσμένων σάκων από στοιχειώδη μεμβράνη. ΡΟΛΟΣ: Συγκέντρωση και τροποποίηση των πρωτεϊνών που παράγονται στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο Οι πρωτεΐνες μετά την τροποποίηση, πακετάρονται σε κυστίδια και ακολουθούν δυο πιθανούς δρόμους: Μεταφορά σε σημείο του κυττάρου που είναι απαραίτητες Έξοδος από το κύτταρο (ΕΞΩΚΥΤΤΩΣΗ) και μεταφορά σε άλλα σημεία του οργανισμού
3. ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΑ Σφαιρικά οργανίδια Περιβάλλονται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη. Περιέχουν ΥΔΡΟΛΥΤΙΚΑ ένζυμα ΡΟΛΟΣ: Πέψη μεγαλομοριακών ουσιών Πέψη - διάσπαση μικροοργανισμών, που πιθανόν έχουν εισβάλει στο κύτταρο (ζωικό) με τη διαδικασία της ενδοκύττωσης 4. ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΟΣΩΜΑΤΑ Σφαιρικά οργανίδια-κυστιδια Περιβάλλονται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη. Περιέχουν ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ ένζυμα ΡΟΛΟΣ: Μεταβολικές διαδικασίες Α. Μετατροπή του οινοπνεύματος σε ακεταλδεΰδη αποτοξίνωση του οργανισμού από το οινόπνευμα που καταναλώνουμε (ηπατικά νεφρικά κύτταρα) Β. Μετατροπή του υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ) σε οξυγόνο και νερό
5. ΚΕΝΟΤΟΠΙΑ Κυστίδια που περιβάλλονται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη και περιέχουν ένα υδατώδες υγρό. ΖΩΪΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ π.χ. πεπτικά κενοτόπια, δημιουργούνται κατά την ενδοκύπωση μικροοργανισμών και σωματιδίων τροφής. ΦΥΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΧΥΜΟΤΟΠΙΑ Ρόλος: Αποθηκευτικός o Θρεπτικές ουσίες (π.χ, σακχαρόζης) o Χρωστικές ουσίες o Ιόντα διαλυμένα στο υδατώδες υγρό o Άχρηστα προϊόντα του μεταβολισμού
ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΕΣ μετατροπέας ενέργειας στο κύτταρο ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΗ ΠΡΟΥΠΟΘΕΣΗ στα κύτταρα η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ενέργειας και η ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ της σε ΜΟΡΦΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΙΜΕΣ από κύτταρα. ΔΟΜΗ: Διπλή στοιχειώδη μεμβράνη Στρώμα (διαθέτει DNA, ένζυμα και ριβοσώματα) Θυλακοειδή Grana (χλωροφύλλη) Ελασμάτια ΗΜΙΑΥΤΟΝΟΜΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ ΠΛΑΣΤΙΔΙΑ Α. Χλωροπλάστες (μόνο στα πράσινα τμήματα των φυτών) Β. Αμυλοπλάστες ( κύτταρα ριζών των φυτών αποθήκες αμύλου) Γ. Χρωμοπλάστες (χρωστικές στα άνθη, φύλλα και καρπούς)
ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ μετατροπέας ενέργειας στο κύτταρο ΔΟΜΗ: Διπλή στοιχειώδη μεμβράνη (εσωτερική με αναδιπλώσεις ΕΝΖΥΜΑ) Μήτρα (διαθέτει DNA, ένζυμα και ριβοσώματα) Διπλασιάζονται ανεξάρτητα από το διπλασιασμό του κυττάρου. ΗΜΙΑΥΤΟΝΟΜΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ Το ΣΧΗΜΑ των μιτοχονδρίων ποικίλλει (επίμηκες, σφαιρικό ή ωοειδές), ο ΑΡΙΘΜΟΣ τους ποικίλλει στους διάφορους τύπους κυττάρων. ΜΕΓΑΛΟΣ (σε κύτταρα με υψηλές απαιτήσεις σε χημική ενέργεια μυϊκά) ΜΙΚΡΟΣ (σε κύτταρα με μικρές απαιτήσεις σε χημική ενέργεια )
ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΣΚΕΛΕΤΟΣ πολύμορφο πλέγμα ινιδίων Μικροϊνίδια, Μακροϊνίδια, Ενδιάμεσα ινίδια Μικροσωληνίσκους, ΚΕΝΤΡΟΣΩΜΑΤΙΟ : Αποτελείται από δύο κεντρίλια και συμβάλλει στην κυτταρική διαίρεση. Σχηματίζεται από μικροσωληνίσκους ΡΟΛΟΣ Μηχανική υποστήριξη κυττάρων. Διατήρηση και μεταβολή του κυτταρικού σχήματος Συγκράτηση οργανιδίων στη θέση τους και βοήθειά τους Κίνηση οργανιδίων στο εσωτερικό του κυττάρου Κίνηση του ίδιου του κυττάρου, όταν αυτό είναι απαραίτητο
ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ ΜΟΝΟ ΣΤΑ ΦΥΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΓΕΣ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑ Αποτελείται από πολυσακχαρίτες, κυριότερος η ΚΥΤΤΑΡΙΝΗ ΡΟΛΟΣ Αντοχή στις ισχυρές πιέσεις Προστασία στο κύτταρο από διάρρηξη, όταν βρεθεί σε υποτονικό διάλυμα Ελαστικότητα και ανθεκτικότητα Σκελετική υποστήριξη σε όλο το φυτό