biologija Ćelije svaki i problem mora biti en inasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2202/biologija...
TRANSCRIPT
3/25/2016
1
BIOLOGIJA ĆELIJE
2+1+2 (7 ECTS)
Nastavnik:
dr Perica Vasiljević, vanredni profesorSaradnici:
Milena Aleksić, dipl. biolog
Andrea Žabar, dipl. biolog
"Davno je postalo jasno da ključ za svaki biološki problem mora biti
tražen u ćeliji, jer svaki živiorganizam je izgrađen od ćelija. "
E.B. Wilson (1925)
Šta je Biologija ćelije?
Oblast biologije koja proučava ćeliju iz svih aspekata.
Biohemija, biofizika i molekularna biologija: proučava strukturu i ulogu bioloških
molekula
3/25/2016
2
Mikrobiologija: proučava prokariote i viruseBiologija ćelije:proučava strukturu i funkciju
eukariotskih ćelija
Biologija razvića:proučava kako ćelije formiraju tkiva, organi i organizam
Anatomija i Fiziologija: proučava strukturu i funkciju tkiva, organa i organizma
3/25/2016
3
Zoologija i botanika: proučava organizme Ekologija: pročava interakcije između organizama i organizama i njihove okoline
BIOLOGIJA ĆELIJE
Spaja druge biološke discipline kao što su:• citologija• molekularna biologija• fiziologija• genetika• biohemija
Biologija ćelije je jedna od najekspanzivnijih biološkihoblasti u “post-genomskoj” eri i koristi nove tehnike kao štosu: ćelijska kultura, manipulacije genima, monoklonskaantitela i napredna svetlosna i elektronska mikroskopija.
Znanja iz ćelijske biologije su značajna za razumevanje nastanka velikog broja
bolesti npr.:
• Hiperholesteremija (povišeni holesterol )
• Cistična fibroza
• Hipertezija
• Kongenitalni srčani defekt
• Mišićna distrofija
• Lizozomske bolesti
• Kancer
• Starenje
3/25/2016
4
Znanja iz biologije ćelije su značajna i za:
• Genetski inženjering
• Biotehnologiju
• Ćelijski i tkivni inženjering
• Istraživanja matičnih ćelija
• Forenzičke nauke
• Arheologiju
Cilj kursa iz biologije ćelije
Da predstavi savremeni pogled na ćelijsku biologiju, sa posebnim osvrtom na primenu širokog spektra savremenih tehnika.
Izvori za učenje
• Predavanja• Аlberts B i sar., 2009:Essential Cell Biology,Third Edition.
Garland Publishing.• Cooper G & Hausman R, 2009: The Cell: Molecular
Approach, Fifth Edition. Sinauer Associates. • Шербан, Н., 2001: Ћелија, структуре и облици. Завод за
уџбенике и наставна средства. Београд.• Анђелковић и сар.,2002: Ћелија и ткива. Бонафидес. Ниш.• Васиљевић П и Најман С, 2013: Биологија ћелије-
практикум са радном свеском. ПМФ Ниш• Lodish H.; Berk A. et al. Molecular Cell Biology• S. Najman. Osnovi molekularne humane genetike• V. Avramović i sar. Osnovi citologije- Druge knjige iz oblasti biologije ćelije - Internet
Kako položiti ispit iz BĆ?• Kredit 10 bodova• Test 30 bodovaili parcijalno kroz Test I i II po 15
bodova.• Praktični 20 bodova• Usmeni 40 bodova
Ukupno: 100 bodova
Bodovi Ocena91-100 1081-90 971-80 861-70 751-60 6
Kredit: Vežbe: 0 – 3 bodaSeminari: 0 – 4 bodaPredavanja: 0 – 3 boda
TERMINI ZA POLAGANJETEST I 14.04.2016.TEST II 26.05.2016.
REDOVNI ROKOVI NA:http://www.pmf.ni.ac.rs
3/25/2016
5
OBAVEŠTENJA Oglasne table fakulteta Internet sajt fakulteta-predmetni portal Predmetni nastavnik ([email protected]) KONSULTACIJE• utorak 10-12 sati 405• on-line četvrtak: 1300-1400
• Skype name za on-line konsultacije: live:perica.vasiljevic• Predmetni asistenti
PROGRAM BĆSedmica Predavanje
Nastavna jedinica
Izvor Vežba
1 Uvod u biologiju ćelije The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 1
Metode u biologiji ćelije
2 Hemijske komponente ćelije The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 2 str. 41-63
Metode u biologiji ćelije
3 DNK i hromozom. Struktura i organizacija genoma. The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 3 str. 90-99 i
Poglavlje 4
Molekularne metode
4 DNK replikacija The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 5
Zadaci
5 Od DNK do proteina The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 6 i poglavlje
7 str. 281-298
Zadaci
6 Jedro The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 8
Jedro
7 Test I Seminar
8 Membrane ćelije The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 2 str. 79-85 i
poglavlje 12
Ćelijska membrana
9 Endomembranski sistem The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 9
Endomembranski sistem
10 Organele za energetske transformacije i ćelijska energetika The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 2 str. 63-74 i
poglavlje 10
Mitohondrije i hloroplasti
11 Citoskelet The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 11
Citoskelet
12 Vanćeliski matriks i međućelijske interakcije The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 13
Zadaci
13 Ćelijski ciklus The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 14
Mitoza i mejoza
14 Ćelijska smrt. Biologija kancerske ćelije. The Cell G.Cooper
(Stanica hr.prevod) Poglavlje 15
Zadaci
15 Test II Seminar
Poreklo i evolucija ćelija
3.8 milijardi godina- nastao život
Hemijska ( prećelijska) evolucija
Biološka (ćelijska) evolucija
Hemijska evolucija
• “prebiotička sinteza”
Hipoteza : molekuli neophodni za formiranje života se mogu spontano formirati
Molekuli:H2, CH4, NH3, CO2,CO, H2S ( atmosfera, dubina okena, rasedi, glina)
Mineralni katalizatori: fosfati, piriti i glina
Energija: sunčevo zračenje UV, zraci, kosmičko zračenje, elekttrično praznjenje, vulkani,...
3/25/2016
6
Spontano formiranje organskih molekula
• Oparin & Haldane (1920)• Stanley Miller & Harold Urey (1953)
H2, CH4, NH3 urea, a.k., mravlja kis...
Formiranje makromolekulaSpospobnost samoreprodukcije- N.K.RNK svetFormiranje membrane
H2OKako se proučavaju ćelije?
Svetlosna mikroskopija je dovela do otkrića ćelija
Robert Hook je prva osoba koja je otkrila ćelije posmatrajući preseke plute -1665. godine.
Antony Van Leeuwenhoek 1670. godine-eritrociti, sprematozoidi i bakterije.
Robert Hook(1635-1703)
Zašto su ćelije male?
Površina : Zapremina
3/25/2016
7
Ćelijska teorija1838. godine
• Svi organizmi su izgrađeni iz ćelija
• Ćelije su osnovne jedinice zivota
• Ćelije nastaju od drugih ćelijaTheodor Schwann
(1810-1882)Matthias Schleiden
(1804 – 1881)
Ćelijsko jedinstvo i različitost
• Membrana odvaja unutarćelijski od vanćelijskog prostora;unutrašnje membrane vrše kompartmentalizaciju ćelije
• Metabolizmom se iz hrane formiraju kompleksni dok se visokoenergetski molekuli dobijaju disanjem i fotosintezom
• Kapacitet za reprodukciju:
geni ==> transkripcija ==> translacija ==> struktura i regulacija
DNK ==> iRNK ==> protein ==> subjedinica i enzimi
Ćelijsko jedinstvo: sve ćelije dele niz zajedničkih karakteristika
• Ista biohemija: Sve ćelije poseduju iste gradivne blokove ( DNK, RNK, amino kiseline, lipide, ugljene hidrate)
• Isti makromolekuli, supramolekularnestrukture i fiziologija (lipidni dvosloj, ribozomi, ATP)
Ćelijska raznolikost: ćelije mogu biti kategorizovane na osnovu
njihove slozenosti
Dve glavne klase ćelija na osnovu njihove složenosti su:
1. Prokariotske ćelije
2. Eukariotske ćelije
3/25/2016
8
Prokariotska ćelija
Kapsula: Polisaharidne prirode; štiti bakterijsku ćeliju.Kod patogenih bakterija predstavlja barijeru za fagocitozu
Ćelijski zid: peptidoglikan(polisaharid+ protein). Daje oblik i strukturu bakterijskoj ćeliji.
Ćelijska membrana: Spoljašna membrana. Reguliše selektivni transport materija u i iz ćelije.
Prokariotska ćelija
Flagelum: Spiralne strukture svojom rotacijom omogućuje pokretljivost bakterijskoj ćeliji.
Pili: šuplje, kao dlake, strukture koje omogućuju konjugaciju
Nukleoid: kružna DNK bakterije smeštena direktno u citoplazmu.
Ribozomi: sitni, učestvuju u procesu biosinteze proteina
Eukariotska ćelija
Ćelijska membrana: Spoljašna membrana. Reguliše selektivni transport materija u i iz ćelije The external membrane. Na površini se nalaze proteini koji služe kao receptori ili za interakcije između ćelija i ćelija i ECM
Nukleus(Jedro): Linearni DNK upakovan u hromatin odvojen od citoplazme jedrovim ovojem. U jedru se odvijaju procesi replikacije i transkripcije.
Mitohondrije: Izgrađene od dvostruke membrane. Ćelijske “energane”- mesta sinteze ATP-a.Imaju sopstvenu DNK i proteine ( smatra se da potiču od bakterija)
Eukariotska ćelija
Ribozomi: Molekularna mašinerija koja čita iRNK i sintetiše na osnovu nje proteine. Slobodni u citosolu ili vezani na membrani grER.
Endoplazmatični retikulum (ER):Mesto biosinteze proteina (grER) za sekreciju i lipida (agER).
Goldžijev aparat: Naređani membranski diskovi. Proteinima sa grER-a se dodaje šećer (glikozilacija)
Lizozomi: Sadrže proteaze i digestivne enzime. Fuzionišu se sa edocitoznim vezikulama i vrše digestiju njihovog sadržaja.
3/25/2016
9
Eukariotska ćelija
Peroksizomi: Sadrže oksidativne enzime za metabolizam lipida.Razlažu vodonik peroksid.
Citosol: Vodeni rastvor velikih i malih molekula-veoma dinamičan .
Citoskelet: 3 tipa končastih polimera koji daju oblik i potporu ćeliji, učestvuju u kretanju organela i same ćelije
Centrozom: Organizator citoskeleta. Par centriola + pericentriolar ni materijal (PCM).
Prokariote vs. eukariote
Evolucija ćelija