2.biohemija ćelije

25

Upload: nightraiderss

Post on 22-Jul-2015

261 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

elija osnovna jedinica grae i funkcije svih ivih bia ( citologija ). Robert Huk 1665.god.-posmatra tkivo plute i uvodi pojam elije Purkinje eliju ispunjava tean sadraj (protoplazma), Braun- (jedro) Graena od - elijske membrane - citoplazme u kojoj su elijske organele (odgovarajui oblik,veliina,struktura,funkcija-ostvaruje svoju aktivnost) Organele - jedro s jedarcetom - endoplazmatski retikulum (ER) - ribozomi,polizomi,peroksizomi,centrozomi - Golgijev aparat,mitohondrije,citoskelet i plastidi Samo u biljnim elijama su plastidi, u ivotinjskim centrozomi a ostale organele su u obema vrstama elija.

Hemijski sastav elije izgraena od biogenih elemenata, koji se dijele - makro (C,H,O,N) - mikro elemente (Cu,Br,Mn,F - voda ( ini 50-95% teine elije, koliina zavisi od starosti, vrste tkiva, metabolike aktivnosti) - organska jedinjenja (UH, masti energetske komponente, proteiniuestvuju u svim procesima ,NK) - anorganska jedinjenja (anorganske soli Na, K i PO4)Sveukupnost bioh. reakcija u eliji odnosno ukupan promet materije i energije predstavlja metabolizam (anabolizam i katabolizam). Anabolizam-sinteza sloenih spojeva iz jednostavnih uz potronju energije, katabolizam ine reakcije razgradnje sloenih jedinjenja na proste uz oslobaanje energije.

Energija nastaje oksidacijom organskih jedinjenja (njihovim sagorijevanjem). Jedinjenja se postupno oksidiraju, energija se otputa sporo, dijelom u vidu topline ili kao hemijska energija (ATP). ATP - (PO4) ADP (PO4) AMP

Proces je reverzibilan, energija koja se oslobodi u katabolizmu koristi se za ponovnu sintezu ATP iz AMP uz PO4.

JEDRO najupadljivija organela u kom je DNA (nosi informacije o grai i funkciji elije). elija ima najee 1 jedro (E nemaju jedro), a moe biti i polinuklearna. Regulira sve procese u eliji, obavlja sintezu DNK (replikacija) i sve vrste RNK (transkripcija) kao i dijelom proteina (translacija).Graeno je od 1. nuklearnog ovoja 2. jedrovog soka (nukleoplazme) 1. Nuklearni ovoj je graen od spoljanje i unutranje membrane izmeu je perinuklearni prostor. Spoljanja membrana se nastavlja na membranu granuliranog ER, a unutranja obavija nukleoplazmu. Nuklearni ovoj sadri otvore (nuklearne pore) razmjena materija izmeu nukleoplazme i citoplazme elije

Nukleoplazma unutranjost jedra odvojena od citoplazme unutranjom jedrovom membranom, sadri kromozome i jedarce. Kromatin vlakna koja se pri elijskoj diobi kondenziraju i postaju samostalna tijela kromozomi. Kromatin se sastoji od DNK, male kol. RNK i histona i nehistonskih proteina. Histoni su gradivni proteini kromatina, uestvuju u pakovanju DNK koja se oko njih namotava kao konac oko kalema, da se ogromna duina DNK smjesti u siuno jedro. Nehistonski proteini su funkcionalni proteini kromatina

Kromozomi tjeleca koja se u jedru nalaze u fazi diobe, broj im je karakteristian za svaku vrstu,tjelesne elije imaju diploidan broj hromozoma, jedna garnitura potie od oca jedna od majke (23 para). Jedarce (nucleolus) nalazi se u nukleoplazmi od koje nije odvojeno membranom, sintetizira dijelove ribozoma, pa je krupno kod elija koje vre intenzivnu sintezu proteina. Jedro moe sadrati 1 ili vie jedaraca. elijska membrana stvara uslove za odranje svih ivotnih procesa i odravanje unutar-vanelijske sredine. Membrana je tanki metaboliki aktivan omota- odvaja citoplazmu od ekstracelularnog prostora, selektivni je filter koji regulira transport materija u eliju i van nje. Graena je od lipida i proteina u istom omjeru kao i polisaharida. Lipidi grade dvosloj u koji su uronjene molekule proteina.

Membrana je asimetrina - neki proteini su potpuno uronjeni u lipidni dvosloj i izviruju na spoljanju i unutranju stranu a drugi su samo na spoljanjoj ili unutranjoj strani. Polisaharidi su vezani za lipide i proteine ali samo sa spoljanje strane membrane. Proteini koji prolaze kroz membranu i izviruju s obje strane, sadre kanale kroz koje supstance malih molekula ulaze u eliju i izlaze van. Lipidne membrane su polarizirane, jedan kraj je hidrofilan glava, a drugi hidrofoban rep. Tako formiraju dva sloja u membrani, repovi se grupiu u sredini a glave se okreu spolja. Lipidne komponente su fosfolipidi, glikopidi i holesterol.

Proteini membrane periferni (s obe strane,uklanjaju se bez naruavanja cjelovitosti membrane) i integralni (transmembranski, idu kroz membranu vie puta-panuju, mogu se ukloniti metodama koje naruavaju dvosloj lipida. UH se vezuju sa spoljanje strane gradei glikolipide i glikoproteine. Grade omota-glikokaliks koji titi od oteenja, uspostavlja vezu izmeu elija, prima signale iz okoline. Razmjena se obavlja-transportom (aktivan ili pasivan) -unoenjem i izbacivanjem molekula membrana uestvuje procesima endo- egzocitoze

Pasivan transport (materije se kreu kroz membranu zahvaljujui razlici u koncentraciji s jedne i druge strane m., uvijek u pravcu manje konc.) Aktivan transport se vri nasuprot hem. gradijentu (materije se transportiraju iz sredine manje u sredinu vee konc. pomou proteina nosaa uz utroak energije, koja nastaje hidrolizom ATP ADP. RIBOZOMI male organele u elijama svih ivih bia, mogu biti slobodni u citoplazmi (pojedinani ili u grupama) ili vezani za ER i grade grubi ER. Sastoje se od 2 podjedinice (velike i male), vre sintezu proteina,broj im ovisi o aktivnosti elije. To su sferine, spljotene organele ije su subjedinice graene iz 4 tipa rRNK i oko 80 raznih proteina. Ribozomalni proteini se sintetiziraju u citoplazmi gdje se transportiraju u jezgru gdje se spajaju sa rRNK. U sintezi proteina postaju aktivni tek kada se spoje sa iRNK koja prolazi izmeu njihovih podjedinica i tako nastaje struktura POLIZOM-kao niska perli. Broj ribozoma u polizomu odreen je brojem AK u proteinu koji se sintetizira.

Na iRNK se nalazi zapisan redosljed AK unutar odreenog proteina, a instrukcije za sintezu su kodirane u DNK (jedro) odakle se prepisuje na iRNK koja ide u citoplazmu, spaja se sa ribozomima stvara poliribozom. Klizei du iRNK ribozomi itaju zapis i spajaju molekule AK u polipeptidni lanac. AK se transportiraju do ribozoma pomou tRNK koja se kao i rRNK sintetizira u jedru i specifina je za svaku AK. Nastali polipeptidni lanac se otputa u citoplazmu ako je polizom slobodan ili se sputa u cisterne granuliranog ER ako je polizom vezan za njih.

MITOHONDRIJE- zprocese u eliji neophodna je energija koja nastaje od ATP, budui se troi mora se sintetizirati novi a to se deama u mitohondrijama (M). To su sferine ili tapiaste strukture, izrazito pokretne, obavijene spoljanjom i unutranjom membranom, izmeu je meuprostor. Spoljanja je glatka i u kontaktu sa citoplazmom propustljiva za neke molekule. Unutranja ima mnogo veu povrinu, jer gradi nabore-kriste (broj im raste s aktivnou elije). Na kristama su partikule koje sadre enzim ATP-sintetazu (uestvuje u sintezi ATP) koje su za M privrene kratkim drkama. U unutranjosti M (matriks) su enzimi koji razgrauju UH, lipide i proteine u Krebs-u do CO2 i H2O uz oslobaanje energije u obliku ATP. Sinteza proteina se odvija u mitohondrijalnim ribozomima. Membrana M graea od UH,lipida, proteina, s unutranje strane su enzimi transportnog lanca elektrona koji u procwesu elijskog disanja stvaraju ATP visokoenergetsko jedinjenje elijske elektrane.

elijsko disanje mitohondrije uzimaju hranljive materije, razgrauju ih i oslobaaju energiju za eliju. Proces stvaranja energije je poznat kao elijsko disanje. CHO + 6O 6CO + 6HO + ATP Rasporeeni su po cijeloj eliji a i na mjestima gdje je potrebna energija. Novi M nastaju procesom samoreprodukcije. eliji je potrebna energija njen izvor je ATP, a ATP nastaje razgradnjom hrane (adenozin +3POATP) Glukoza je izvor energije za sve elije, razlae se - glikolizom - elijskim disanjem Glikoliza- G -anaerobno 2mol piruvata +2ATP Bez O- G mlijena kis.uz LDH piruvat elijsko disanje u M uz prisustvo O obuhvata 2 procesa, Krebs-ov ciklus i transport elektrona.

Prije ulaska u Krebs-ov ciklus piruvat se oksidira u acetilnu grupu (CHCO).piruvat acetilna grupa +CoAacetil CoA acetil CoA (Krebs-ov c.) HO + CO Acetil CoA povezuje glikolizu i Krebs-ov ciklus Nakon konane oksidacije G, e prelaze na nizak elektronski nivo kisika, a energija koja se tom prilikom otputa koristi se za sintezu ATP iz ADP. Taj postepeni prelaz elektrona omoguuje transportni lanac elektrona u M. Osnovna komponenta lanca j e citokrom koji prima i otputa e predajui ga slijedeem citokromu na niem energetskom nivou, sve dok e potroivi energiju, ne preu na krajnji akceptor kisik (O) a O + H HO

LIZOZOMI organele za varenje,kesastog oblika,ispunjeni enzimima za varenje makromolekula, obavijene jednostrukom membranom. Sadre oko 40 raznih hidrolitikih enzima, pH oko 5. Dijele se na: - primarne - sekundarne Primarni to su tek formirane kesice ispunjene enzimima, poto nemaju supstrata, enzimi su neaktivni. Oko supstrata (koji se vari) obrazuje se vezikula fagozom ( ima supstrat ali nema enzima za njegovo varenje).Kad se primarni lizozom spoji sa fagozomom nastaje sekundarni lizozom u kome enzimi djeluju na supstrat i razgrauju ga. Kad endocitozom u eliju ue bakterija djelovanjem elijske membrane nastaje fagozom. Fagozom se spaja sa primarnim lizozomom sekundarni lizozom i materijal se razgradi.

Uloga lizozoma- odbrana elije od m.o.Bakterije ulaze fagocitozom a granulirani L imaju veliku mo fagocitoze bakterija jer imaju puno lizozoma.Kod povrede, L iz krvi idu na mjesto povrede i obrauju bakterije, gdje nakon fagocitoze uginu (ostaci povreenih elija bakterija i L daju gnoj)-(lepra, TBC ne razgrauju). Varenje dotrajalih i nepotrebnih mol.oko tog materijala se obrazuje autofagozom koji se spaja sa primarnim lizozomom. Autoliza sopstvene elije nastaje kad je membrana lizozoma razorena ili propusna za enzime koji dospiju u citoplazmu i razlau sopstvenu eliju.

Lizozom ima kljunu ulogu u eliminaciji bakterija sa mjesta infekcije. Mogu biti odgovorni za razvoj nekih plunih bolesti. Ako se udie azbestna praina ona fagocitozom dospije do plunih makrofaga i dovodi do rupture zida sekundarnog lizozoma, a posljedica toga je izlazak lizozomalnih enzima u citoplazmu i elijska smrt. Postoje i uroene anomalije vezane za odsustvo nekih hidrolitikih enzima iz lizozima (npr. nagomilavanje glikogena ili lipida koji se usljed nedostatka enzima ne mogu razgraditi (Tay Saksova bolest).

Peroksizomi- uestvuju u detoksikaciji odreenih supstrata, u njima se razgrauje alkohol unesen u organizam. U njima se nalazi katalaza i HO. Katalaza razgradi HO i ne doputa nastanak toksinih kisikovih radikala. Kad bi HO proao kroz membranu i uao u citoplazmu, mogao bi reagirati s enzimima i stvoriti reaktivne metabolite i tako dovesti do oteenja elije, njene lize i propadanja

ENDOPLAZMATSKI RETIKULUM- organela izgraena od membrana koje ograniavaju unutranje prostore (cisterne), pruaju se kroz eliju poput mree (reticulum-mrea).Od ukupnih membrana u eliji, otpada na ER. Prua se od spoljanje membrane jedra do spoljanje elijske membrane. Osnovna uloga je sinteza raznih materija i njihov transport kroz eliju. Materije koje se sintetiziraju u ER (lipidi, proteini) pakuju se u transportne vezikule, koje se odvajaju od njega i kreu do drugih organela ili do membrane gdje se ugrauju ili izbacuju u vanelijsku sredinu.

Prema grai i ulozi razlikuje se : - grubi ER (ima ribozome na povrini) -glatki ER (nema ribozoma na povrini) Odnos ova dva ER razliit je kod razliitih vrsta elija a ovisi o periodu njene aktivnosti.

Sarkoplazmatski retikulum vrsta glatkog ER koji se nalazi u miinim elijama i slui kao skladite i pumpa za Ca koji koji se oslobaaju pri miinoj

GOLGIJEV APARAT- stvaranje proteina i lipida zapoinje u ER, proteini svoju konanu kvarternu strukturu stiu u Golgijevom aparatu. Sastoji se od niza kesica (cisterni) koje su paralelno postavljene kao tanjiri, od njih se odvajaju manje ili vee vezikule u kojima se odlau proizvodi sinteze . Materije sintetizirane u ER dopremaju se transportnim vezikulama do Golgijevog aparata gdje se vri njihovo sazrevanje , obiljeavanje i sortiranje, da se usmjere ka tanom odreditu u eliji.

Golgijev aparat upravlja kretanjem molekula u eliji.U Golgijev aparat dospijevaju proteini i lipidi koji e ii prema elijskoj membrani, proteini (enzimi) koji e obrazovati lizozome, kao i materijal koji e se nai u vakuoli, elijskom zidu i plazma membrani

VAKUOLA- je membranom oiviena organela kod nekih elija, sa mnotvom funkcija. Membrana se zove tonoplast , puna je kanala koji omoguavaju odravanje unutranje homeostaze vakuole i njeno funkcioniranje. Vakuole odravaju turgorov pritisak na elijski zid, omoguavaju rast elije. Najee slue za magaciniranje i/ili sekreciju odreenih metabolita kao i za odvijanje pojedinih reakcija. Karakteristine su za biljne elije, ali ih ima i u drugim. U eliji moe postojati 1 centralna ili vie malih vakuola, to ovisi o starosti elije.

Mlade elije imaju vie sitnih a stare 1 vakuolu koja potiskuje citoplazmu uz elijski zid. Vakuole su biljni lizozimi jer sadre hidrolitike enzime.Uloga vakuola: -Skladitenje hranljivih materija -Uklanjanje toksinih metabolita -Skladitenje otpadnih materija -Skladitenje sekundarnih metabolita -Izluivanje malih molekula