ΚΥΤΤΑΡΟ
Ι. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕIΤΟΥΡΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ
Η πρώτη µεγάλη επανάσταση στη Βιολογία συµπίπτει µε την ανακάλυψη και εξέλιξη του µικροσκοπίου. Το 1665 χρησιμοποιείται για πρώτη φορά η λέξη κύτταρο για τον προσδιορισμό των τοιχωµάτων των δοµικών στοιχείων του φελλού σε λεπτές τοµές. Από τότε η λέξη αυτή γενικεύτηκε και δεν χρησιµοποιείται µόνο για τα τοιχώµατα, αλλά και για ολόκληρη την οργάνωση των δοµικών στοιχείων ενός οργανισµού. ΚΥΤΤΑΡΑ Τα δοµικά στοιχεία ενός οργανισµού
Το κύτταρο, αν και αποτελεί τη βασική δοµική µονάδα των οργανισµών, δεν παύει να είναι αυτοτελές. Αποτελείται από ένα αρµονικό σύνολο οργανιδίων με προκαθορισµένη λειτουργία. Ανάλογα µε την οργάνωση και τα περιεχόµενα οργανίδια, διακρίνουµε τα κύτταρα σε δυο βασικές κατηγορίες: Προκαρυωτικά Ευκαρυωτικά Η διάκριση αυτή οφείλεται στην εµφανή ή µη διαµόρφωση του γενετικού υλικού στο µόρφωµα του πυρήνα.
Ι.Α. Προκαρυωτικό κύτταρο Οι πρoκαρυωτικoί oργανισμoί είναι απλοί, μoνοκύτταρoι οργανισμοί που περιβάλλονται από ένα αρκετά σταθερό περίβλημα, το κυτταρικό τοίχωμα. Μέσα από το κυτταρικό τοίχωμα υπάρχει η εύπλαστη και ημιδιαπερατή κυτταρική μεμβράνη. Στο εσωτερικό του κυττάρου δεν υπάρχει ιδιαίτερη οργάνωση και τα μόνα μορφώματα που παρατηρούνται είναι τα ριβοσωμάτια. Το σύνολο των κυτταρικών στοιχείων είναι διάσπαρτα και διαλυτά στο εσωτερικό του κυττάρου.
Προκαρυωτικό κύτταρο.
Το γενετικό υλικό (DNA) βρίσκεται διάχυτο µέσα στο κύτταρο και όχι συγκροτηµένο µε τη µορφή πυρήνα. Τα οξειδοαναγωγικά ένζυµα και οι φωτοευαίσθητες χρωστικές για τη δέσµευση της ηλιακής ενέργειας, σε όσα υπάρχουν, βρίσκονται πάνω στην εσωτερική πλευρά της κυτταρικής µεµβράνης. Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι οργανισµοί που µπορούν να αναπτύσσονται σε µια ποικιλία περιβάλλοντος, αλλά και µέσα στο εργαστήριο.
Οργάνωση προκαρυωτικού κυττάρου.
Οι τροφικές απαιτήσεις τους δεν είναι τεράστιες και εύκολα αναπτύσσονται σε περιβάλλον όπου υπάρχει µία µόνο πηγή άνθρακα, π.χ. γλυκόζη, και λίγα ανόργανα άλατα. Η ταχύτητα ανάπτυξής τους εξαρτάται από τις τροφικές συνθήκες. Σε ένα περιβάλλον πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά και σε θερµοκρασία 370 C, ο χρόνος ανάπτυξής τους µπορεί να φθάσει έως και τα 20 λεπτά. Κάτω όµως από αντίξοες συνθήκες ο χρόνος αυτός µπορεί να φθάσει και τα 120 λεπτά. Ο ελάχιστος χρόνος που χρειάζεται το κύτταρο για να αυξηθεί κάτω από τις καλύτερες συνθήκες ονοµάζεται χρόνος αναδιπλασιασµού.
Όταν οι µικροοργανισµοί αυτοί αυξάνονται πάνω σε στερεό υπόστρωµα δεν µετακινούνται και σχηµατίζουν µια στρογγυλή µάζα, την αποικία. Όταν αυξάνονται σε υδάτινο περιβάλλον, παρατηρούµε ταυτόχρονα µε την αύξηση του αριθµού τους και θόλωση του αιωρήµατος. Η αύξηση των κυττάρων είναι εκθετική και µε την πάροδο του χρόνου όσο µειώνονται τα θρεπτικά συστατικά επιβραδύνεται και τελικά σταματά. Η συνεχής παροχή νέων θρεπτικών συστατικών και ο καλός αερισµός της καλλιέργειας βοηθά στη συντήρηση της εκθετικής φάσης ανάπτυξης. Όταν όµως ο αριθµός των κυττάρων φθάσει στο όριο των 5 χ 10 9 ανά κυβικό εκατοστό, τότε σταµατά και η αύξηση των κυττάρων.
Αύξηση καλλιέργειας προκαρuωτικών κυπάρων σε αιώρηµα.
Ο πολλαπλασιασμός τους είναι πολύ απλός και γίνεται με απλή διχοτόμηση του κυττάρου όταν αυτό φθάσει σε οριακό μέγεθος. Συγχρόνως με την αύξηση του κυττάρου γίνεται και ο διπλασιασμός του DNA. Το DNA αν και είναι διάχυτο στο εσωτερικό του κυττάρου, είναι όμως προσκολλημένο σε ένα μόρφωμα της κυτταρικής μεμβράνης που καλείται μεσοσωμάτιο.
Διαιρούµενο προκαρυωτικό κύτταρο: (ΚΤ) κυτταρικό τοίχωµα (ΚΜ) κυπαρική µεµβράνη (Μ) µεσοσωµάτιο
Διαδικασία διαίρεσης προκαρυωτικού κυττάρου: (Α Ε) έναρξη µέχρι ολοκλήρωση της διαίρεσης του κυττάρου µε σύγχρονο διπλασσιασµό του DΝΑ.
Ι.Β. Ευκαρυωτικό κύτταρο Οι ευκαρυωτικοί οργανισµοί, µονοκύτταροι και πολυκύτταροι, έχουν την ίδια βασική κυτταρική δοµή και διαφέρουν µόνο στην οργάνωσή τους σε µονο- ή πολυκυτταρικά συστήµατα. Διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Σε αυτούς που ως βασική πηγή ενέργειας έχουν την ηλιακή ενέργεια και εποµένως έχουν τους κατάλληλους µηχανισµούς δέσµευσής της (φωτοσυνθέτοντες ή αυτότροφοι ή φυτικούς οργανισµοί). Σε αυτούς που ως βασική πηγή ενέργειας έχουν οργανικά µόρια πλούσια σε ενέργεια (ετερότροφοι ή ζωικοί οργανισµοί).
Ευκαρυωτικό κύτταρο.
Γενικό χαρακτηριστικό των ευκαρυωτικών κυττάρων είναι η πολύπλοκη οργάνωσή τους. Αυτή οφείλεται στην ανάπτυξη µεµβρανωδών συστηµάτων στο εσωτερικό των κυττάρων που το καθένα από αυτά επιτελεί εξειδικευµένες λειτουργίες. Τα συστήµατα αυτά είναι: το λείο ενδοπλασµατικό δίκτυο, το αδρό ενδοπλασµατικό δίκτυο, το σύστηµα Golgi, τα λυοσωµάτια, τα µικροσωµάτια, οι χλωροπλάστες, τα µιτοχόνδρια ο πυρήνας
Τα µεµβρανώδη συστήµατα διακρίνονται: α) σε αυτά που αποτελούνται από αναδιπλώσεις απλών µεµβρανών (κέντρα χηµικής επεξεργασίας του κυττάρου): το λείο ενδοπλασµατικό δίκτυο, το αδρό ενδοπλασµατικό δίκτυο, το σύστηµα Golgi, τα λυοσωµάτια, τα µικροσωµάτια. β) σε αυτά που αποτελούνται από αναδιπλώσεις διπλών µεµβρανών (ενεργειακά και πληροφοριακά κέντρα): το µιτοχόνδριο, το χλωροπλάστη, τον πυρήνα.
Τυπικό ευκαρυωτικό κύπαρο όπου φαίνεται η πολύπλοκη οργάνωσή του. Με το βέλος υποδεικνύεται η κυτταροπλασµατική µεµβράνη.