ΕΤΠ 103 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ-ΒΙΟΛΟΓΙΑ Μάρλεν Ι. Βάσκες Σχολή Γεωτεχνικών Επιστημών και Διαχείρισης Περιβάλλοντος Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010
3 Σύστημα ενδοκυττάριων μεμβρανών Ρυθμίζει την κυκλοφορία των πρωτεϊνών και επιτελεί τις μεταβολικές λειτουργίες του κυττάρου Η σύνθεση και η μεταφορά πρωτεϊνών στο εσωτερικό των μεμβρανών και των οργανιδίων ή έκκρισή τους έξω από το κύτταρο Μεταβολισμός και μεταφορά λιπιδίων Εξουδετέρωση τοξικών ενώσεων Μεταφέρονται μέσω των μεμβρανών ή υπό μορφή κυστιδίων (μικρών μεμβρανικών σάκων) Η δομή και η λειτουργία του συστήματος όλων των μεμβρανών δεν είναι η ίδια. Η δομή και η λειτουργία μιας μεμβράνης μπορεί να μεταβάλλεται Περιλαμβάνει Πυρηνικό φάκελο Ενδοπλασματικό δίκτυο Συσκευή Golgi Λυσοσώματα Χυμοτόπια Κυτταροπλασματική μεμβράνη
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Ενδοπλασματικό δίκτυο: εργοστάσιο βιοσύνθεσης Έχει τόσο μεγάλη εξάπλωση που μπορεί να καταλαμβάνει πάνω από το ήμισυ της συνολικής μάζας των κυτταρικών μεμβρανών Αποτελείται από ένα δίκτυο μεμβρανικών σωληνίσκων και ασκών, οι δεξαμενές Λείο ΕΔ: στερείται ριβοσωμάτων Αδρό ΕΔ: φέρει ριβοσώματα στην εξωτερική του επιφάνεια
5 Ενδοπλασματικό δίκτυο Λειτουργίες λείου ΕΔ Σύνθεση λιπιδίων όπως έλαια, φωσφολιπίδια και στεροειδή (πχ αναπαραγωγικές ορμόνες) Μεταβολισμός υδατανθράκων Εξουδετέρωση φαρμάκων και τοξικών ουσιών συνήθως με την προσθήκη υδροξυλίου για να είναι πιο ευδιάλυτα Αποθήκη ιόντων ασβεστίου Λειτουργίες αδρού ΕΔ Παραγωγή και ωρίμανση πρωτεϊνών (κυρίως γλυκοπρωτεϊνών) για έκκριση από το κύτταρο με τη βοήθεια μεταφορικών κυστιδίων Σύνθεση των μεμβρανών του κυττάρου Συναρμολόγηση φωσφολιπιδίων
Συσκευή Golgi: κέντρο παραλαβής και αποστολής Πολλά μεταφορικά κυστίδια καταλήγουν στη συσκευή Golgi Κέντρο συσκευασίας, ταξινόμησης και αποστολής Τροποποίηση, αποθήκευση και αποστολή πρωτεϊνών και φωσφολιπιδίων Παραγωγή μακρομορίων πχ πηκτινών ή κυτταρινικών πολυσακχαριτών Αποτελείται από πεπλατυσμένους μεμβρανικούς δίσκους (δεξαμενές) που σχηματίζουν σωρούς Οι σωροί διαθέτουν πολικότητα (cis και trans): οι πλευρές διαφέρουν σε πάχος και μοριακή σύσταση. Στις cis περιοχές (κοντά στο ΕΔ) γίνεται παραλαβή ενώ στις trans γίνεται αποστολή 7
9 Λυσοσώματα: διαμερίσματα ενδοκυττάριας πέψης Περιέχουν υδρολυτικά ένζυμα για την πέψη μακρομορίων Στο εσωτερικό τους έχουν όξινο ρη Υδρολυτικά ένζυμα και λυσοσωματικές μεμβράνες παράγονται στο ΕΔ και μεταφέρονται στη συσκευή Golgi για περαιτέρω επεξεργασία Σε μονοκύτταρους οργανισμούς όπως η αμοιβάδα που τρέφεται με φαγοκυττάρωση (εγκόλπωση στο εσωτερικό και δημιουργία τροφικό χυμοτόπιο) τα λυσοσώματα βοηθούν στην πέψη Ανακύκλωση οργανικών υλικών (αυτοφαγία) όπου ένα κυστίδιο που περιέχει υλικά ή οργανίδιο συντήκεται με ένα λυσόσωμα
11 Χυμοτόπια: ποικίλα διαμερίσματα συντήρησης Τροφικά χυμοτόπια: σχηματίζονται κατά τη φαγοκυττάρωση Συσταλτά χυμοτόπια (σε πρώτιστα γλυκών νερών): αποβάλλουν περίσσεια νερού Κεντρικό χυμοτόπιο (φυτά): σχηματίζεται από συγχώνευση πολλών μικρότερων χυμοτοπίων Αποθήκευση οργανικών ενώσεων Αποθήκευση ανόργανων ιόντων πχ καλίου και χλωρίου Αποθήκευση μεταβολικών παραπροϊόντων Αποθήκευση χρωστικών πχ σε άνθη Αποθήκευση δηλητηριωδών ή απωθητικών ουσιών Αποθήκευση νερού Υδρόλυση (φυτά και μύκητες)
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010
14 Μιτοχόνδριο: μετατροπή ενέργειας Λαμβάνει χώρα η κυτταρική αναπνοή, δηλαδή η μεταβολική διεργασία στην οποία με τη βοήθεια του οξυγόνου η χημική ενέργεια των καύσιμων μορίων σε ΑΤΡ Περιβάλλονται από δύο μεμβράνες με διπλοστιβάδα λιπιδίων με ενσωματωμένες πρωτεΐνες. Η εξωτερική μεμβράνη είναι λεία, ενώ η εσωτερική έχει αναδιπλώσεις (ακρολοφίες) Δημιουργούνται δύο χώροι: μεσομεμβρανικός και μιτοχονδριακή θεμέλια ουσία Η σύνθεση των πρωτεϊνών των μιτοχονδρίων γίνεται σε ριβοσώματα του κυτταροπλάσματος ή σε ριβοσώματα στο εσωτερικό του μιτοχονδρίου Περιέχουν μικρή ποσότητα DNA Μπορούν να κινηθούν, να αλλάξουν σχήμα, να συντηχθούν μεταξύ τους ή να διαιρεθούν
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010
16 Χλωροπλάστης: μετατροπή ενέργειας Επιτελείται η φωτοσύνθεση με την απορρόφηση ηλιακής ενέργειας για τη σύνθεση οργανικών ενώσεων από διοξείδιο του άνθρακα και νερό Περιβάλλονται από τρεις μεμβράνες. Δύο απέχουν ελάχιστα μεταξύ τους. Το τρίτο μεμβρανικό σύστημα αποτελείται από πεπλατυσμένους και διασυνδεμένους σάκους (θυλακοειδή) που περιβάλλεται από υγρό (στρώμα). Το στρώμα περιέχει χλωροπλαστικό DNA, ριβοσώματα και ένζυμα. Σωροί θυλακοειδών σχηματίζουν θυλακοσωρούς. Η σύνθεση των πρωτεϊνών των χλωροπλαστών γίνεται σε ριβοσώματα του κυτταροπλάσματος ή σε ριβοσώματα στο εσωτερικό του χλωροπλάστη Περιέχουν μικρή ποσότητα DNA Περιέχουν χλωροφύλλη Ανήκουν στα πλαστίδια μαζί με αμυλοπλάστες, χρωμόπλαστες Μπορούν να κινηθούν, να αλλάξουν σχήμα, να συντηχθούν μεταξύ τους ή να διαιρεθούν
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Υπεροξείσωμα: οξείδωση Περιβάλλεται από απλή μεμβράνη Μεταφέρουν άτομα υδρογόνου από διάφορα υποστρώματα στο οξυγόνο και παράγουν υπεροξείδιο του υδρογόνου Διάσπαση λιπαρών οξέων σε μικρότερα μόρια Εξουδετέρωση αλκοόλης και άλλων τοξικών μορίων με αφαίρεση υδρογόνου από αυτά Γλυοξυσώματα: είδος υπεροξεισώματος σε ιστούς που αποθηκεύουν λίπος και μετατρέπουν λιπαρά οξέα σε σάκχαρα
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010
19 Κυτταροσκελετός: υποστήριξη, κίνηση, ρύθμιση Διατηρεί το σχήμα του κυττάρου και παρέχει μηχανική στήριξη Βάση στήριξης πολλών οργανιδίων Μπορεί να αποδομηθεί σε μια περιοχή και να ανασυσταθεί σε άλλη μεταβάλλοντας το σχήμα του κυττάρου Επιτρέπει την κυτταρική κίνηση (κίνηση κυττάρων ή τμημάτων του) με την αλληλεπίδραση με κινητικές πρωτεΐνες Αλληλεπιδρά με την κυτταρική μεμβράνη κατά τη δημιουργία τροφικών χυμοτοπίων Αποτελείται από μικροσωληνίσκους, ενδιάμεσα νημάτια και μικρονημάτια Βοηθά στη ρύθμιση και συντονισμό της κυτταρικής απόκρισης
CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Μικροσωληνίσκοι Υπάρχουν σε όλα τα είδη κυττάρων Αποτελούνται από τουμπουλίνη (σωληνίνη). Η τουμπουλίνη είναι διμερές τουμπουλίνης α και τουμπουλίνης β Το ένα άκρο (θετικό) μπορεί να απελευθερώνει διμερή τουμπουλίνης πολύ ευκολότερα από το άλλο άκρο Δίνουν μορφή και παρέχουν στήριξη στο κύτταρο Συνιστούν οδηγό πάνω στον οποίο μπορούν να μετακινηθούν διάφορα οργανίδια με κινητικές πρωτεϊνες