PROJECT:ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟ ΖΩΝΤΑΝΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

PROJECT:ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟ ΖΩΝΤΑΝΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΤΜΗΜΑ Β1 2015-16 Υπεύθυνος Καθηγητής: Σταμάτης Διονύσης Τεχνική Επιμέλεια: Γκέκας Ηλίας Βλάχος Ευγένιος Συμμετείχαν οι Μαθητές της Β1 τάξης

Είδη κυττάρων Τα κύτταρα διακρίνονται σε προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά, ανάλογα με το αν διαθέτουν πυρήνα (ευκαρυωτικά) ή όχι (προκαρυωτικά).

Βακτήρια στη στοματική μας κοιλότητα

Ζ Ω Ι Κ Ο Κ Υ Τ Τ Α Ρ Ο Η ΜΟΝΑΔΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ

Το κύτταρο αποτελεί τη δομική και λειτουργική μονάδα των ζωντανών οργανισμών (με εξαίρεση τους ιούς). ΦΥΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΖΩΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

Κυτταρικά οργανίδια Το ευκαρυωτικό κύτταρο παρατηρούνται τα εξής διαφοροποιημένα τμήματα, τα οποία επονομάζονται κυτταρικά οργανίδια:τα κύριοτερα 1.Πυρήνας 2. Κυτταρική μεμβράνη 3. Μιτοχόνδρια 4. Ενδοπλασματικό δίκτυο (αδρό,λείο ) 5. Σύμπλεγμα Golgi 6. Ριβόσωμα 7. Κενοτόπιο 8. Λυσόσωμα

Πυρήνας Κατά κανόνα υπάρχει ένας πυρήνας σε κάθε κύτταρο Το σχήμα του πυρήνα είναι συνήθως σφαιρικό ή ωοειδές και περιβάλλεται από τον πυρηνικό φάκελο ή πυρηνική μεμβράνη. Το εσωτερικό του πυρήνα καταλαμβάνεται από το πυρηνόπλασμα. Ρόλος του πυρήνα: I. Φυλάσσει το γενετικό υλικό. II. III. Είναι το οργανίδιο στο οποίο διπλασιάζεται το γενετικό υλικό, με τρόπο που εξασφαλίζει τη μεταβίβαση των γενετικών πληροφοριών, αναλλοίωτων, από κύτταρο σε κύτταρο αλλά και από γενιά σε γενιά, Εκεί τα διάφορα είδη RNA από γενετικές πληροφορίες που φέρει το DNA.

Κυτταρική Μεμβράνη Η δομή των κυτταρικών μεμβρανών βασίζεται σε μια διπλοστιβάδα λιπιδίων. Κάθε μόριό της έχει μια υδρόφιλη πολική κεφαλή και μια υδρόφοβη ουρά Τέλος οι μεμβράνες των ζωϊκών κυττάρων είναι δυνατόν να συνδέονται με μόρια υδατανθράκων, τα οποία εντοπίζονται κυρίως στην ενδοαυλική πλευρά των ενδοκυττάριων μεμβρανικών συστημάτων και στην εξωτερική επιφάνεια της κυτταροπλασματικής μεμβράνης, όπου ονομάζεται γλυκοκάλυκας. Οι υδατάνθρακες των μεμβρανών γίνονται ορατοί με τη βοήθεια ανοσοϊστοχημικής τεχνικής έναντι των λεκτινών, οι οποίες είναι φυτικές πρωτεΐνες που μπορούν να συνδέονται με ειδικές ομάδες υδατανθράκων.

Μιτοχόνδρια Περιβάλλονται από δύο μεμβράνες, την εξωτερική και την εσωτερική. Ο ενδιάμεσος χώρος μεταξύ των δύο μεμβρανών ονομάζεται διαμεμβρανικό διάστημα ή μεσομεμβρανικός χώρος του μιτοχονδρίου. Ο χώρος αυτός πληρούται υπό υγρού που χρησιμεύει στη λειτουργική επικοινωνία των δύο μεμβρανών. Τα μιτοχόνδρια σε μεγάλη ποσότητα εμφανίζονται σε κύτταρα με υψηλές απαιτήσεις σε ενέργεια (μυϊκά κύτταρα, νευρικά κύτταρα, κύτταρα των αισθητηρίων οργάνων, ωάρια, κ.λπ.).ευκαρυωτικά κύτταρα, που θα χάσουν τα μιτοχόνδριά τους, δεν μπορούν πλέον να τα αναζωογονηθούν.

Συμπλεγμα Golgi Αποτελείται από ομάδες παράλληλων πεπλατυσμένων σάκων από στοιχειώδη μεμβράνη. Είναι το οργανίδιο που συγκεντρώνει και τροποποιεί τις πρωτεΐνες που παράγονται στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο. Οι πρωτεΐνες που έχουν παραχθεί στα ριβοσώματα του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου συγκεντρώνονται και κλείνονται σε κυστίδια. Εκεί υποβάλλονται σε μια τελική χημική επεξεργασία.τελικά «πακετάρονται» και πάλι σε κυστίδια.

Λυσοσώματα Τα λυσοσώματα είναι σφαιρικά οργανίδια που περιβάλλονται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη. Περιέχουν υδρολυτικά ένζυμα που βοηθούν στην πέψη μεγαλομοριακών ουσιών ενδοκυτταρικής ή εξωκυτταρικής προέλευσης, αλλά και μικροοργανισμών, που πιθανόν έχουν εισβάλει στο κύτταρο (ζωικό) με τη διαδικασία της ενδοκύττωσης.

Ριβοσώματα Στα οργανίδια αυτά πραγματοποιείται η πρωτεϊνοσύνθεση και εντοπίζονται στα κύτταρα όλων των ζωντανών οργανισμών με εξαίρεση τα ώριμα ερυθροκύτταρα των ταυτόχρονα. Τα οργανίδια παραγωγής πρωτεϊνών είναι αρνητικά φορτισμένα και συνήθηλαστικών. Στα ζωικά κύτταρα ένας μικρός αριθμός ριβοσώματα βρίσκονται στα μιτοχόνδρια. Σχηματίζουν ομάδες, τα πολυσώματα, τα οποία συνδέονται σε ένα μόριο mrna και το μεταφράζουν ως συνδέονται με κατιόντα.. Οι ριβοσωματικές πρωτεΐνες συνδέονται σε κατάλληλες θέσεις στην επιφάνεια του πυρήνα του ριβοσωματίου και επηρεάζουν την δευτεροταγή και τριτοταγή δομή του rrna και κατ' επέκταση τη λειτουργία ολόκληρου του οργανιδίου.

Ζωικό κύτταρο (φωτογραφία σχολικού εργαστηρίου)

Το φυτικό κύτταρο αποτελείται από : Πυρήνα Κυτταρόπλασμα Κυτταρική μεμβράνη Χυμοτόπιο Χλωροπλάστες Κυτταρικό τοίχωμα

Ο πυρήνας αποτελεί το κέντρο ελέγχου του κυττάρου. Εκεί βρίσκεται το γενετικό υλικό (DNA) στο οποίο είναι καταγραμμένες οι πληροφορίες για όλα τα χαρακτηριστικά του κυττάρου (δομικά και λειτουργικά). Ελέγχει τις κυτταρικές δραστηριότητες. Περιβάλλεται από διπλή μεμβράνη (πυρηνική) με ανοίγματα (πόρους), μέσω των οποίων γίνεται ανταλλαγή μορίων μεταξύ του πυρήνα και του υπόλοιπου κυττάρου.

Είναι ένα σχετικά ανθεκτικό εξωτερικό περίβλημα, που αποτελείται από διάφορους πολυσακχαρίτες. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι συμπαγές και ικανό να ανθίσταται σε ισχυρές πιέσεις. Προστατεύει έτσι το φυτικό κύτταρο και προσφέρει ελαστικότητα και «σκελετική» υποστήριξη σε ολόκληρο το φυτό.

Στα οργανίδια αυτά γίνεται η φωτοσύνθεση. Οι χλωροπλάστες περιβάλλονται από διπλή στοιχειώδη μεμβράνη. Στο εσωτερικό τους υπάρχει μια ρευστή μάζα (στρώμα) στο οποίο περιέχονται πεπλατυσμένα κυστίδια που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο, ώστε να σχηματίσουν σωρούς στα οποία περιέχονται μόρια χλωροφύλλης. Η φωτοσύνθεση στο χλωροπλάστη λαμβάνει χώρα στα θυλακοειδή και στο στρώμα.

Φωτοσύνθεση είναι η μεταβολική διαδικασία κατά την οποία η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας δεσμεύεται και χρησιμοποιείται για την μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα και νερού σε σάκχαρα, ενώ παράλληλα παράγεται και οξυγόνο που ελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.

Η φωτοσύνθεση είναι η μόνη σημαντική διαδικασία αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας στη Γη. Η διαδικασία αυτή, που ξεκίνησε πριν από περίπου 3,8 εκατομμύρια χρόνια, είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη. Εκτιμάται ότι το 99,9% της ζωής πάνω στη Γη βασίζεται στη φωτοσύνθεση για τις ενεργειακές του ανάγκες. Η φωτοσύνθεση παρέχει σε μία ώρα στη Γη περισσότερη ενέργεια από ότι καταναλώνουν οι άνθρωποι σε ένα χρόνο. Η μεταβολική αυτή διαδικασία είναι υπεύθυνη για τον εμπλουτισμό της ατμόσφαιρας σε οξυγόνο και έχει καθορίσει τη σημερινή σύσταση της ατμόσφαιρας μετά το πέρας εκατομμυρίων ετών.

Φωτοσυνθέτοντες οργανισμοί Ικανότητα φωτοσύνθεσης έχουν όλοι οι οργανισμοί που διαθέτουν φωτοσυνθετικές χρωστικές. Στους προκαρυωτικούς οργανισμούς αρκετά βακτήρια μπορούν να φωτοσυνθέσουν, όπως τα κυανοβακτήρια. Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς μερικά πρωτόζωα και όλα τα φύκια και τα πράσινα φυτά είναι ικανά να φωτοσυνθέσουν.

Σύνοψη της φωτοσύνθεσης. Η παρακάτω απλή εξίσωση συνοψίζει τη συνολική διαδικασία της φωτοσύνθεσης 6 CO2 + 12 H2O + φως C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

Γιατί τα φύλλα είναι πράσινα (και αλλάζουν χρώμα) Οι χλωροφύλλες απορροφούν το μπλε και ερυθρό τμήμα του φωτός αφήνοντας το πράσινο να ανακλαστεί ή να περάσει από τα φύλλα, χρωματίζοντας τα έτσι πράσινα (σκούρο ή ανοικτό πράσινο). Είναι τόσο άφθονες στα φύλλα, που το πράσινο χρώμα καλύπτει τις άλλες χρωστικές.

DNA-RNA

Τι είναι το DNA ; Το δε(σ)οξυριβονουκλεϊκό οξύ είναι νουκλεϊκό οξύ που περιέχει τις γενετικές πληροφορίες που καθορίζουν τη βιολογική ανάπτυξη όλων των κυτταρικών μορφών ζωής και των περισσοτέρων ιών.

ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ DNA Το σύνολο των μορίων DNA που υπάρχουν σε ένα κύτταρο αποτελούν το γενετικό υλικό του. To DNA είναι ο φορέας των γενετικών πληροφοριών του κυττάρου, όχι μόνον με την έννοια της μεταβίβασης χαρακτηριστικών, αναλοίωτων από γενεά σε γενεά, αλλά και της ρύθμισης της φυσιογνωμίας εξειδίκευσης κάθε κυττάρου για την επιτέλεση των ιδιαίτερων λειτουργιών του.

ΔΟΜΗ ΤΟΥ DNA Η διαμόρφωση των μεγάλων μορίων του DNA στο χώρο έχει τη μορφή δύο επιμηκών αλυσίδων, οι οποίες συστρέφονται ελικοειδώς μεταξύ τους. Οι αζωτούχες βάσεις στο DNA είναι τέσσερις: Κυττοσύνη Γουανίνη Αδενίνη Θυμίνη

Τι είναι το RNA ; Τo ριβονουκλεϊκό οξύ είναι μία τις δύο κατηγορίες των πολυμερών νουκλεϊκών οξέων στο κύτταρο. Αποτελείται από μονομερή νουκλεοτίδια που παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία της μετάφρασης του γενετικού κώδικα από την έτερη κατηγορία νουκλεϊκού οξέος, το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ σε πρωτεϊνικά προϊόντα.

Είδη RNA Αγγελιαφόρο RNA ή mrna είναι το RNA που μεταφέρει τη γενετική πληροφορία από το DNA στα ριβοσώματα για την πρωτεΐνοσύνθεση των κυττάρων. To Μεταφορικό RNA ή trna είναι μικρή αλυσίδα RNA που μεταφέρει ειδικά αμινοξέα σε μια επεκτεινόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα στα ριβοσώματα του κυττάρου Το Ριβοσωμικό RNA ή rrna είναι ένας τύπος RNA των ριβοσωμάτων που καταλύει την πρωτεΐνοσύνθεση στο κύτταρο.

Μίτωση

Ορισμός: Είναι η διαδικασία διχοτόμησης του κυτταρικού πυρήνα στα ευκαριωτικά κύτταρα. Διαδικασία: Πριν από την έναρξη της μίτωσης έχει προηγηθεί η αντιγραφή του DNA συνεπώς και ο διπλασιασμός της γενετικής πληροφορίας. Με την αντιγραφή αυτή δημιουργούνται ίδια χρωμοσώματα που ονομάζονται αδελφικές χρωματίδες όπου είναι ενωμένες στην ίδια περιοχή το κεντρομερίδιο. Τέλος, ο διπλασιασμός του κυττάρου (κυτοκίνηση) γίνεται ώστε από το ένα αρχικό κύτταρο να προκύψουν δύο θυγατρικά.

Μιτωτική Φάση Η μίτωση και η κυτοκίνηση αποτελούν τη μιτωτική φάση του κυτταρικού κύκλου, δηλαδή της διαδικασίας διαίρεσης του μητρικού κυττάρου σε δυο θυγατρικά κύτταρα, γενετικά πανομοιότυπα τόσο μεταξύ τους όσο και με το μητρικό τους κύτταρο. Μαζί με τη μεσόφαση δημιουργούν τον κύκλο ζωής του κυττάρου.

ΦΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΜΙΤΩΣΗΣ 1. Πρόφαση: η συμπύκνωση των επιμηκυμένων νηματίων χρωματίνης και η μετατροπή τους σε μιτωτικά χρωμοσώματα.

2. Μετάφαση: Η περίοδος κατά την οποία τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον ισημερινό του κυττάρου ονομάζεται μετάφαση 3. Ανάφαση: Η ανάφαση αρχίζει όταν απελευθερωθούν οι δυνάμεις που συγκρατούν τις δύο αδελφές χρωματίδες μεταξύ τους.

4. Τελόφαση: Το τελικό στάδιο της μίτωσης, η τελόφαση χαρακτηρίζεται από την επιστροφή του κυττάρου στις συνθήκες της μεσόφασης.

Κεντρικό Δόγμα της Βιολογίας

ΣΗΜΑΣΙΑ Το Κεντρικό δόγμα της Moριακής Βιολογίας είναι μια αναπαράσταση των πιθανών τρόπων ροής της γενετικής πληροφορίας,η οποία μεταβιβάζεται αναλλοίωτη από κύτταρο σε κύτταρο και από γενιά σε γενιά. Ο όρος προτάθηκε για πρώτη φορά το 1958 από τον Φρανσίς Κρικ.

Τρόποι ροής της γενετικής πληροφορίας

ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA Η αντιγραφή του DNA είναι η διαδικασία κατά την οποία το DNA αυτοδιπλασιάζεται προκειμένου να διατήρησει και να μεταβιβάσει τη γενετική πληροφορία από κύτταρο σε κύτταρο.

Αντιγραφή

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ Στη βιολογία, μεταγραφή ονομάζεται το πρώτο στάδιο της γονιδιακής έκφρασης και περιγράφει τη διαδικασία κατά την οποία δημιουργείται ένα μόριο DNA, με χρήση μιας αλυσίδας του DNA ως πρoτύπου, της οποίας είναι συμπληρωματικό.

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΤΟΥ DNA Ονομάζουμε την διαδικασία μετάφρασης του <<κωδικού>> των νουκλεοτιδίων στη γλώσσα των αμινοξέων. Η μετάφραση γίνεται στο κυτταρόπλασμα και πιο συγκεκριμένα στα ριβοσώματα.

1.Ξεκινάει όταν ένα ριβόσωμα προσκλάται στην αρχή του mrna. 2.Ένα μόριο trna που κουβαλάει ένα αμυνοξύ προσδένεται στην συμπληρωματική τριπλέτα του mrna στο ριβόσωμα. 3.Το ριβόσωμα ενώνει το ένα αμινοξύ με το επόμενο καθώς κινείται κατά μήκος του μορίου του mrna. 4.Τα μόρια trna απελευθερώνονται αφού <<ξεφορτωσούν>> τα αμυνοξέα που κουβαλάνε. 5.Τα ριβοσώματα ολοκληρώνουν την μετάφραση όταν φτάσουν στο τέλος της αλυσίδας του mrna και καινούρια πρωτείνη απελευθερώνεται.

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Σύμφωνα λοιπόν με το κεντρικό δόγμα, η γενετική πληροφορία ρέει από τα νουκλεϊκά οξέα (το DNA και RNA) προς τις πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες αποτελούν τα πιο διαδεδομένα και πολυδιάστατα, τόσο στη μορφή όσο και στη λειτουργία τους, μακρομόρια. Ακόμη και σ ένα απλό κύτταρο των βακτηρίων εντοπίζονται εκατοντάδες διαφορετικές πρωτεΐνες με την καθεμία εξ αυτών να έχει ιδιαίτερο ρόλο.