BIOLOGIJAUvodno predavanje

Što je biologija?

znanost o ţivotu;

znanost koja proučava pojave i zakonitosti koje vladaju u ţivome svijetu;

znanost o ţivim bićima i ţivotnim procesima

(grč. bios-ţivot; logos-misao, riječ)

Što je znanost?

Biologija je PRIRODNA znanost (zajedno s kemijom, fizikom i geologijom)

Osnovna područja istraţivanja

ZOOLOGIJA

BOTANIKA

MIKROBIOLOGIJA

EKOLOGIJA

GENETIKA

STANIČNA

BIOLOGIJA

EVOLUCIJA

MOLEKULARNA

BIOLOGIJA

Zašto učimo biologiju? ILI Zašto

nam je ona vaţna? Stjecanje znanja o ţivom svijetu oko sebe

te time razumijevanje ţivota oko sebe

Da bi upoznali sebe (i ţivi svijet oko nas)!

Da bi to znanje primijenili!

Tehnologija-primjena znanosti u

komercijalne i industrijske svrhe

Dostignuća u biologiji imaju široku

primjenu u: medicini, veterini, šumarstvu,

biotehnologiji!

Ţivimo u razdoblju velikih znanstvenih

otkrića!

Svatko od nas treba osnovno biološko

znanje kako bismo mogli izgraditi vlastite

stavove s obzirom na ţivi svijet

Što je to znanstveno istraţivanje?

Svaki znanstveni rad mora biti originalan;

to znači da sadrţi neku NOVU spoznaju,

činjenicu ili na novi način tumači neke već

poznate činjenice.

Radovi mogu biti znanstveni i stručni

(pregledni)

Pokus: znanstveni postupak pri kojem se u

određenim i kontroliranim uvjetima uz

mijenjanje pojedinih varijabli, dolazi do

zapažanja, zaključivanja i tumačenja.

Laboratorijsko i

terensko istraţivanje

Znanstveni rad ima poglavlja:

Naslov

Saţetak

Uvod

Materijal i metode

Rezultati

Rasprava

Zaključak

Literatura

Zahvala

Ovako je strukturiran i

Vaš diplomski rad!

Sistematika – grana biologije koja utvrđuje

srodstvene odnose, imenuje i razvrstava

ţiva bića

Temelje postavio Carl Linne; binarna

nomenklatura

Zašto je to vaţno?

Do danas imenovano oko 2 milijuna vrsta!

Carstvo: ţivotinje

Koljeno: svitkovci

Razred: sisavci

Red: zvijeri

Porodica: psi

Rod: vukovi

Vrsta: Canis lupus L. -

vuk

Carstvo: ţivotinje

Koljeno: svitkovci

Razred: ptice

Red: vrapčarke

Porodica: vrane

Rod: prave vrane

Vrsta: Corvus corax –

obični gavran

Carstva ţivog svijeta

Još od Aristotela, pa sve do sredine 20.

stoljeća, sav ţivi svijet bio je raspodijeljen

u dva velika carstva: biljno i ţivotinjsko

Što je trebalo dobro usavršiti da bi se

moglo upoznati predstavnike ostalih

carstava?

Organizacijske razine ţivog svijeta

Što je zajedničko svim ţivim bićima?

Kemijski sastav

Stanična građa

Organiziranost

Metabolizam

Hranjenje

Pokretljivost

Podraţljivost

Rast i razvoj

Razmnoţavanje

Nasljeđivanje

Individualnost

Starenje i smrt

Evolucija

Prilagodba

Povijest istraţivanja stanica

Okom moţemo vidjeti odvojeno dvije

strukture ako su udaljene 0,1 mm.

Ţivotinjske stanice: 10-20 µm

Biljne stanice: 80-200 µm

Prije izuma mikroskopa nije se znalo da

stanice postoje!!

Robert Hook

1665., primitivnim mikroskopom vidio

stanice pluta, te strukture je nazvao

stanice, ćelije

Antonie van Leeuwenhoek,

“otac mikroskopije”, 1670. usavršio

primitivni mikroskop

(promatrao krv, spermije, mikroorganizme,

ţivot u kapljici vode…)

1838. botaničar M.J. Schleiden i zoolog T.

Schwann, postavili staničnu teoriju!

1864. Louis Pasteur dokazao da organizmi

nisu samonikli

1858. Rudolf Virchow: Sve stanice iz

stanica (Omnis cellula ex cellula)

19. stoljeće – Carl Zeiss, Ernst Abbe,

unapređenje mikroskopa do moći

razlučivanja 0,5 mm

20. stoljeće – industrijska proizvodnja

mikroskopa, usavršavanje mehaničkih

dijelova, izrada kvalitetnijih objektiva,

povezivanje mikroskopa s računalom…

Elektronski mikroskop!

Snopom elektrona moguće je razlučiti

oko 1000 puta sitnije strukture (0,5 nm),

nego one svjetlosnim mikroskopom

Faznokontrastni mikroskop (1932.)

1983. nova tehnika – lančana reakcija

polimerazom (ubrzala istraţivanje gena!)

Stanična teorija podrazumijeva:

Stanice su temeljne građevne i

funkcionalne jedinice ţivih bića.

Svi organizmi građeni su od stanica (od

jedne ili više).

Sve stanice sličnog su kemijskog sastava.

Nove stanice nastaju samo iz postojećih

stanica dijeljenjem.

Stanice sadrţe nasljednu tvar koja se

diobom prenosi u nove stanice.

Stanice kao eksperimentalni modeli

Polazište od činjenice da su osnovna

svojstva stanica sačuvana tijekom

evolucije, te su stoga bazični principi

dokazani eksperimentima na jednoj vrsti

stanica primjenjivi i na druge vrste stanica

Escherichie coli

Bakterije su idealan model za istraţivanja

mnogih procesa u molekularnoj biologiji,

genetici, biokemiji

Današnje spoznaje o replikaciji DNA,

genetičkom kodu, sintezi proteina,

kontroli ekspresije gena proizlaze iz

eksperimenata na bakterijama

Prednost: brzi rast, jednostavne hranjive

podloge

Kvasci

Za istraţivanje strukture i funkcije

eukariotskih stanica

Prednosti: uspješno uzgajanje u

laboratoriju, stvaranje kolonija iz jedne

stanice, vrlo pogodni za genetičke

manipulacije

Caenorhabditis elegans Prvi mnogostanični organizam

čiji je genom potpuno sekvencioniran!

Sadrţi 959 somatskih stanica i 1000-2000 zametnih stanica

Jednostavna manipulacija u laboratoriju

Evolucijski očuvani biološki mehanizmi čine crva pogodnim modelom za istraţivanje mnogih procesa koji se pojavljuju u ljudskom organizmu!

Vinska mušica (Drosophilae

melanogaster)

Ključni eksperimentalni organizam za istraţivanje genetičke kontrole embrionalnog razvoja

Prednosti: relativno malen genom, jednostavna manipulacija u laboratoriju, razmnoţavanje jednom u dva tjedna…

Kralješnjaci

Vaţan pristup u istraţivanju stanica

sisavaca uključujući čovjeka su metode

kultiviranja stanica in vitro

Istraţivanja in vitro: na stanicama ili

tkivima koja se nalaze izvan organizma

Istraţivanja in vivo: na samim organizmima

Ţaba gubavica Xenopus laevis

Miševi (sličnosti u genima čovjeka i miša);

transgenični miševi

Stanično frakcioniranje

Postupak izdvajanja pojedinih staničnih

organela ili još manjih dijelova stanice u

zasebne homogene frakcije

Koristi se za upoznavanje njihovih

fizioloških uloga i biokemijskog sastava

Provodi se u dva koraka:

1. homogenizacija tkiva

2. centrifugiranje dobivenog staničnog

homogenata (ultracentrifuga)

Kultura stanica

Postupak kojim stanicama mnogostaničnih

organizama omogućujemo rast i dijeljenje

u odgovarajućoj hranidbenoj podlozi izvan

samog organizma

Sterilni uvjeti

Medij sadrţava sve potrebne hranjive tvari

Svrha: kulture stanica omogućuju

dobivanje novih znanstvenih spoznaja jer

je sustav istraţivanja jednostavniji

Prvi uspješni pokušaj, W. Roux, 1885.god. –na tkivu pileće neuralne ploče

R. Harisson, 1907.

Početak 20.st. Carrelova ispitivanja –dobivena kontinuirana stanična kultura tijekom 34 godine!

In vitro kulture mogu se podijeliti na:

1. primarne

2. linijske: a) konačne stanične linije

b) kontinuirane stanične linije

3. Kulture tkiva

4. Kulture organa

1. Kultura biljnih stanica:

Totipotentnost!

Koristi se za brzo razmnoţavanje biljaka

ali i za njihovo oplemenjivanje (nova, za

čovjeka korisna obiljeţja) – GMO

organizmi

2. Kultura ţivotinjskih stanica

Koristi se za istraţivanje biokemijskih

procesa u stanici, za testiranje lijekova

Kultura organa

Oplodnja in vitro, 1969.god. na čovjeku!

1978. god. rođeno prvo dijete u ljudskoj

povijesti koja je začeta u laboratoriju!

Tehnike kultiviranja blastocista - imaju

vaţnu ulogu u istraţivanju embrionalnih

matičnih stanica

Prokariotska i eukariotska stanica

Razlike biljne i ţivotinjske stanice