ОСНОВЕ БИОМЕДИЦИНСКОГ ИНЖЕЊЕРСТВА Handout 3п-2008/09 3. Структурне и функционалне основе ћелије 1. Значај проучавања ћелије 1. Значај проучавања ћелије 2. Основне ћелијске структуре 3. Диференцијација ћелија Ћелија је основна градивна и функционална јединица живе материје и у њој су садржани сви елементарни животни процеси. Сва ткива и органе сачињавају ћелије и међућелијски простор. Кроз разумевање грађе ћелије и њених разноврсних функција могуће је разумети бројне сложене процесе који се одвијају у било ком вишем живом организму из разлога што за многе ћелијске компоненте можемо уочити упоредну структуру на нивоу организма чија се функција може упоредити са функцијом те компоненте унутар ћелије. Слично човечијем организму, и ћелије поседују енергетске потребе, размењују материју и гасове, и излучују производе и нуспроизводе процеса који се у њој дешавају. Слично човечијем организму, ћелије расту, размножавају се, реагују на надражаје (стимулусе), и у њима се одвија изузетан број физичко-хемијских процеса. Сама еволуција говори о томе да су први организми на планети били управо једноћелијски организми што значи да су сви процеси најпре развијени на елементарном, ћелијском, нивоу а да су током времена били развијани и усложњавани. Све то говори у прилог централној улози разумевања живота ћелије у тумачењу живота и здравља. Слика једне јајне ћелије (∼200 μm) и неколико сперматозоида. Спајањем једне јајне ћелије и једног сперматозоида настаје 10 трилиона ћелија људског тела. Величина ћелије просечне величине је око 0,01 – 0,012 mm (или 10-12 μm). Највећа ћелија у људском организму је женска јајна ћелија (или ооцит, или овум). Њена величина је скоро десетоструко већа од величине просечне ћелије и износи два десета дела милиметра (0,2 mm или 200 μm). Спољашње димензије ћелије могуће је измерити захваљујући чињеници да је ћелија заштићена од спољашње средине путем омотача који се назива ћелијска мембрана. 2. Основне ћелијске структуре Најранија сазнања о ћелији добијена су посматрањем узорака материје под микроскопом. Тако је установљено да се ћелија разликује од околине по томе што је ограничава мембрана (плазма мембрана) унутар које се налази хетерогена флуидна мешавина (цитоплазма) и једро. Кроз унапређење микроскопских техника и искуство стечено посматрањем здравих и болесних ћелија дошло се до сазнања да се у ћелијама налазе мање структуре које врше одређене функције и које се разликују код здравих и болесних ћелија. Те структуре се називају органеле. Слика на следећој страни даје приказ пресека типичне животињске ћелије на којој се уочавају типичне органеле и унутрашње структуре ћелије. 2.1 Ћелијска мембрана Мембрана је опнаста структура која раздваја спољашњу средину ћелије од унутрашње (цитоплазме). Она контролише састав цитоплазме вршећи функцију која се назива селективна пропустљивост или полупропустљивост, која омогућава мембрани (али и ћелији) да управља саставом унутрашње и спољашње средине. Унутар мембране се налази велики број структура потпомажу извршење ове изузетно сложене функције. Савремено схватање структуре и функције мембране најбоље одсликава назив модела мембране – флуидни мозаик – чиме се наглашава учешће и покретљивост чврстих структура унутар високо флексибилне потпорне матрице. 1
