Prokariote i Eukariote

• Sva živa bića su izgrađena od ćelija• Hemijski sastav ćelije:• 90% voda• Ostale molekule u suvom stanju čine:• proteini 50%• CHO 15%• nuk. kis. 15%• lipidi 10%• ostalo 10%

• Ćelija je je osnovna strukturna i funkcionalna jedinica života

• oblici ćelija su različitih usled različitih funkcija

• – neke izvršavaju sve životne funkcije (npr. jednoćelijska euglena ili paramecijum)

• - druge su ekstremno specijalizovane za tačno određene funkcije

Zajdeničke karakteristike prokariotskog i eukariotskog tipa građe ćelije

-sadrže DNK, genetički materijal

-ograničene su ćelijskom membranom

-temelji metaboličkih puteva su slični

-obiluju neverovatnom raznovrsnošću

OSNOVNE ZAJEDNIČKE OSOBINE SVIH ĆELIJA

• genetička informacija nalazi se na molekulu DNK

• genetička šifra (kod) je univrezalna

• molekuli iRNK nastaju prepisivanjem sa DNK matrice i zatim služe kao matrica za sintezu proteina

• sinteza proteina odvija se na ribozomima

• proteini su osnovni nosioci strukture i funkcije ćelija

• energija potrebna za očuvanje stalnosti unutrašnje sredine i za anaboličke procese nalazi se najvećim delom u molekulima ATP

• plazma membrana okružuje ćeliju i sastavljena je od proteina i lipida

Domeni su sistem podele živih bića, pri čemu se podela zasniva na različitoj stukturi RNK

Haeckel (1894)Tri carstva

Whittaker (1959)Pet carstava

Woese(1977)

Šest carstava

Woese (1990)Tri Domene

Protista

Monera

Eubacteria Bacteria

Archaebacteria Archaea

Protista Protista

EukaryaPlantae

Fungi Fungi

Plantae Plantae

Animalia Animalia Animalia

Tri domena

Prokariotski tip građe

• jednoćelijski organizmi ili grupe ćelija - kolonije

• razlagači-heterotrofi ili proizvođači-autotrofi

• Ćelijski zid peptidoglikani(murein) ili pseudomurein

5000 sp.

Protisti

• Jednoćelijski organizmi ili formiraju jednostavna udruživanja

• autotrofi i heterotrofi

60000 sp.

Fungi (gljive)

• višećelijski ogrganizmi (većina)• ćelijski zid – hitin• razlagači - heterotrofi• sesilni

5000 sp.

Planteae (biljke)

• ćelijski zid - celuloza• proizvođači - autotrofi -fotosinteza• sesilni

250000 sp.

Animalia (životinje)

• odsustvo ćelijskog zida• potrošači - heterotrofi• pokretni

1000000+ sp.

Prokariotski tip građe• grč. pro = pre; karyon = jedro; pre jedra• jednostavne građe• oograničen ćelijskim zidom (muramiska kiselina-

murein) i membranom• nemaju jedro niti  organele, osim ribozoma

• DNK se nalazi slobodana, u delu citoplazme koji se naziva nukleoid

• DNK je kružan (cirkularan), i najčešće jedna prokariotska ćelija ima jedan molekul DNK koji je povezan sa proteinima

-ćelijsko disanje obavlja se pomoću niza enzima (enzimi respiratornog lanaca) koji su vezani za ćelijsku membranu- za membranu su na određenom mestu vezani: DNK, enzimi koji učestvuju u replikaciji  i deobi-da bi se ukupna površina membrane povećala, a time i intezitet procesa vezanih za nju, dolazi do obrazovanja uvrata membrane –mezozoma-kod fotosintetskih bakterija za uvrate membrane su vezani pigmenti i enzimi koji učestvuju u fotosintezi

Razmnožavaju se prostom ćelijskom deobom-amitozom

Peptidoglikan (murein) je polimer sastavljen iz više

identičnih subjedinica. U sastav ovog polimera ulaze

dva derivata šećera: N-acetilglukozamin i N-acetilmuraminska

kiselina, kao i nekoliko različitih aminokiselina, od kojih

se tri ne nalaze u sastavu proteina (D-glutaminska kiselina,

D-alanin i mezo-diaminopimelična kiselina).

Mycoplasma

• Svi živi organizmi potekli su od jedne primordijalne ćelije nastale pre više od 3,5 milijardi godina

• Takva ćelija je nadrasla ostale i povela je vodeću ulogu u procesima deobe i evolucije

• Veoma važan događaj odigrao se pre 1,5 milijardi godina kada je došlo do prelaza prokariotskih ćelija u naprednije, veće i radikalno složenije eukariotske ćelije

• akumulacija molekularnog kiseonika u atmosferi uticala je na anaerobne mikroorganizme pa su oni ili:- izumrli- razvili kapacitet za respiraciju- pronašli uslove u kojima je kiseonik bio potpuno odsutan i gde su nastavili da žive anaerobnim načinom života

- razvila se asocijacija s aerobnim tipom ćelija živeći s njima u simbiozi

ENDOSIMBIOTSKA TEORIJA najprihvatljivije objašnjenje za metaboličku organizaciju

danjašnjeg modela ćelija eukariotskog tipa (mitohondrije i hloroplasti - organele simbiotskog porekla)

• ( mitohondriji su odgovorni za respiraciju eukariotske ćelije i

isključivo u njima se odvija proces disanja)

ENDOSIMBIOTSKA TEORIJA

• aerobni heterotrofni prokarioti - mitohondrije

• fotosinteski prokarioti - hloroplasti• + prokarioti spiralnog oblika - bičevi? endosimbioza većih prokariota sa manjima

Eukariotske ćelije su morfološki znatno složenije

• tipična eukariotska ćelija aproksimativno je 1000x veća i morfološki znatno složenija od prokariotske ćelije

• razlika između prokariotske i eukariotske ćelije je postojanje unutrašnjih membran i njihovih funkcija

• eukariotska ćelija sadrži organele obavijene membranama

• organele su specijalizovane visokodiferencijalne strukture sa tačno definisanim funkcijama u ćeliji

• genetički materijal DNA eukariotske ćelije ograničen je membranom, okružen histonima i ostalim proteinima i struktuiran u hromozome

Eukarioti

Ćelijski zid eukariotske ćelije- jednostavnije strukture- ne sadrži peptidoglikan koji čini okosnicu prokariotskog

ćz

Komponente ćz:

a) kod ALGI - izgrađen od polisaharida celuloze (biljke)

b) kod GLJIVA - može sadržavati celulozu, ali je uglavnom izgrađen od hitina (polimer sačinjen od jedinica N-acetil glukozamina, NAG) dok je ćz kod kvasca izgrađen je od polisaharida glukana, manana i hitina (1-2%)

c) AMEBE i SLUZAVE PLESNI - nemaju ćz

d) PROTOZOE - nemaju karakterističan ćz već imaju elastičnu ovojnicu ili pelikulu

Citoplazmatska membrana

kod eukariotskih ćelija koje nemaju ćelijski zid, citoplazmatska membrana je granica i citosola i vanćelijske sredineIzgrađena od:

1. lipida – fosfolipidi i steroli2. proteina – integralni i periferni

- J. Singer i G. Nicolson (1972) su predložili model tečnog mozaika

Osnovna funkcija plazma membrane

• - visokoselektivna barijera između citoplazme i vanćelijske okoline

• - sadrže specifične kanale - reguliše molekulski i jonski sastav unutarćelijskog sadržaja

• -sprečava se liza membrane u slučaju visokog osmotkog pritiska

• -transport kroz pm: jednostavna difuzija, olakšana difuzija, osmoza, aktivan transport, endocitoza kao dodatni mehanizam (deo citoplazmatske membrane koji okružuje manji ili veći molekul ulazi u ćeliju)

Citoplazma• A-Citosola – blago kisela viskozna struktura • -molekuli male i srednje Mr• - proteini• - makromolekulski agregati (ribosomi, lipidne kapi)• - enzimi• B-Organela • - endoplazmatskog retikuluma• - Golgijevog komleks• - vakuole• - mitohondrije• - hloroplasta (kod biljaka)• C-Citoskelet-omogućava prostornu organizaciju• -mikrotubule,mikrofilamenti i intermedijalni filamenti

KOMPONENTE EUKARIOTSKE ĆELIJE

amembranozne

ribozomimikrotubulemikrofilamentiintermedijalni filamenticentrozomi

membranozne

lizozomiperoksizomivakuoleendoplazmatski retikulumGoldžijev kompleksmitohondrijeplastidijedro

kriterijum: prisustvo membrana

ORGANELE EUKARIOTSKE ĆELIJE

uključene u anabolizam

jedroendoplazmatski retikulumGoldžijev kompleksribozomiplastidi

uključene u katabolizam

lizozomiperoksizomi

kriterijum: tip metaboličkih procesa

mitohondrije

Eukarioti

Ribozomi

• veći i gušći od prokariotskih • – 80 S svaki sadrži veliku 60S

podjedinicu, koja sadrži tri molekula r-RNA i manju 40S podjedinicu, koja sadrži 1 molekulu r-RNA

(za razliku od njih mitohondrije i hloroplasti sadrže 70S ribosome)

egzistiraju kao pojedinačni ili polizomi

Mitohondrije

Hloroplasti• - intracelularne organele kod fototrofnih

eukariota koje sadrži pigment hlorofil i obavljaju fotosintezu

• - sadrže ih alge, biljke i neke protozoe• - 70S ribosome, DNA i enzime uključene u sintezu

proteina• - mogu se razmnožavati unutar ćelije

Centriole

• - cilindrične strukture koje se nalaze pored nukleusa

• - svaka centriola se sastoji od 9 tripleta mikrotubula

uloga : -u ćelijskoj deobi- čini bazalno telašce cilija i

flagela

Karakteristika ćelije Prokarioti Eukarioti

veličina ćelije 1-10 μm 5-100μmćelijski zid nema celulozu celuloza, kod biljakaplazma membrana sadrži respiratorne prisutni procesi

i fotosintetičke enzime endo- i egzocitozecitoplazma nema citoskeleta i prisutan citoskelet i

strujanja citoplazme strujanje citoplazmemembranske organele ne postoje postojeribozomi 70S = 30S + 50S 80S = 40S + 60 Smembrana jedra ne postoji postojiDNK cirkularni linearniIntroni i egzoni tek ponekad najčešće imajuRNK i proteini sinteza u citoplazmi sinteza RNK u jedru

a proteina u citoplazmiHistoni nemaju imajudeoba ćelije binarna mitoza ili mejozaPloidnost haploidni najčešće diploidniMetabolizam anaeroban ili aeroban najčešće aerobanSteroli uglavnom ih nema u vidu hormona,

holesterol u ćelijskojmembrani