Autor : Marko Ljubenović I7

Ćelija je osnovna anatomska i fiziološka jedinica svakog živog bića.

Ujedno je i najmanji oblik u kome se može javiti život.

Ćelija je stabilan, dinamičan i otvoren sistem, u kome se vrši stalna razmena materije i energije

Ćelija može biti somatska ( telesne ćelije) i ganetska (polne ćelije)

Od 94 prirodna elementa, 25 ulazi u sastav ćelije

Dele se na: Makroelementi ( ugljenik, vodonik, azot i kiseonik ; kalcijum, natrijum, kalijum, sumpor )

Mikroelementi (kobalt, bakar, cink, gvožđe, brom, magnezijum, ...)

Može biti u tri agregatna stanja ( čvrstom, tečnom i gasovitom )

U živim ćelijama ima 70 % do 95 % vode Najmanje vode imaju kosti, zubi, hitin

(kod beskičmenjaka) Najviše vode ima jetra (kod čoveka)

Slobodna voda je univerzalni rastvarač u kojem se odvijaju biohemijski procesi

Koncentracija vode u ćeliji zavisi od njene starosti i metaboličke aktivnosti

Voda učestvuje u stvaranje vodoničnih veza

Vodonične veze se raskidaju zbog temperature, pH vrednosti ili pritiska

Raskidanje ovih veza menja koloidni sastav citoplazme

Molekul vode je polaran To mu omogućuje da za sebe veže još 4

molekula vode Ove veze su međumolekulske (ne dolazi

do direktnih hemijskih veza i ne nastaju nova jedinjenja )

Vezivanje se naziva fenomen kohezije Vezivanjem je omogućeno da voda primi

ili otpusti puno toplote, ne menjajući sastav ćelije

Ovim se sprečava da se voda širi prilikom zagrevanja/hlađenja, što može biti uzrok smrti ćelije

Vezana voda je ona voda koja je vezana za proteine

Ona čini 4 - 7% protoplazmatične strukture

Ova voda nastaje metaboličkim procesima Koristi se za hlađenje, tj snižavanje

temperature ćelije

Metabolička vodaMetabolička voda

1) Kao univerzalni rastvarač2) Kao transportni sistem3) Kao prirodna sredina biohemijskih procesa4) Kao prirodna sredina metaboličkih procesa5) Štiti od pregrejavanja6) Održava turgoro pritisak

Jedinjenja koja se rastvaraju u vodi, i imaju afinitet prema vodi, su hidrofilna jedinjenja

Primer : pamuk, celuloza

Njima suprotna jedinjenja su hidrofobna Primer : maslinovo ulje

One su bitni sastojci ćelije Utiču na permeabilitet ćelijske membrane Dele se na :

Katjone ( Mg2+, Ca2+, K+, Na+) Anjone ( fosfati, karbonati,

bikarbonati, nitrati, nitriti, sulfati... )

Ulazi u sastav proteina ( amino-grupa, H2N- ) Bitan je za građu hlorofila Prisutan je u vitaminima

Aktivator i inhibitor enzimskih reakcija, kod nukleinskih kiselina i ugljenih hidrata

Takođe ulazi u građu hlorofila

Značajan je za sastav koštanog tkiva Aktivator je enzima Ulazi u građu ćelijskog zida biljaka

Vrlo je bitan za građu ATP-a (adenozin tri-fosfat), jedinjenja bogato hemijski vezanom energijom, i bitno za funkcionisanje ćelija

Oni su značajni za održavanje jonskog sastava ćelije.

Regulišu naelektrisanje ćelijske membrane

Ulazi u sastav vitamina, aminokiselina i biljnih hormona

Oni su izvor energije ( fosfati ), kalcijuma (karbonati i bikarbonati ), azota ( nitrati i nitriti), sumpora ( sulfati)

To su: ugljeni hidrati, lipidi belančevine i nukleinske kiseline

To su jedinjenja ugljenika, vodonika i kiseonika

Mogu da sadrže i druge elemente, npr. azot, sumpor...

Ugljenik je najznačajniji, jer gradi skelet svih organskih jedinjenja, praveći nizove i prstenove

Ugljeni hidrati se dele na : Monosaharide Disaharide Oligosaharide Polisaharide

Po broju ugljenikovih atoma, dele se na : Trioze

Gliceroaldehid Pentoze

Riboza Dezoksiriboza

Heksaze Glukoza Fruktoza Galaktoza

pentoze

heksoze

Glukoza je osnovni energetski izvor svake žive ćelije

Kod nervne ćelije, glukoza je i jedini izvor energije

Građeni su od dva monosaharidna molekula i glikozidne veze između njih

Saharoza (fruktoza + glukoza) Maltoza (glukoza + glukoza) Laktoza (galaktoza + glukoza)

Građeni su od više monosaharida, do desetak Najpoznatiji je glikokaliks

( gradi zaštitni sloj membrane)

Građeni su od više monosaharida, ali preko deset

Grade složene ugljene hidrate vezujući se sa drugim jedinjenjima, npr. gliko-lipide i li gliko-proteine

Najpoznatiji polisaharidi su : Celuloza (ima gradivnu ulogu) Skrob (predstavlja REZERVNU materiju biljne ćelije) Glikogen (predstavlja REZERVNU materiju animalne

ćelije) Agar (predstavlja REZERVNO energetsko jedinjenje

algi) Hitin ( gradivna materija spoljašnjeg skeleta

beskičmenjaka, sličan celulozi )

Ovo su jedinjenja alkohola glicerola i viših masnih kiselina

Čine 10% telesne mase sisara Nerastvorni su ( u vodi )

Mogu biti :

Grade masno tkivo Mogu biti

Zasićeni ( loj, vosak ) Nezasićeni ( ulje, margarin )

Fosfolipid ulazi u građu ćelijske membrane

Ostali složeni lipidi ulaze i građu mozga, koštane srži, spermatozoida i klica semenki

Ulaze u sastav svih fizioloških ćelijaHolesterol ( ulazi u sastav ćelijske membrane svih ćelija osim bakterija )

Polni hormoni ( estrogen, progesteron, testosteron )

Hormoni kore nadbubrežne žlezdeVitamini ( A i D )

Čine osnovu bioloških pigmenata. Prisutni su u oku i hlorofilu.

Imaju ulogu ćelijskih glasnika

Uloga lipida je bitna zbog :1. Gradivnih elemenata2. Energije3. Toplotne izolacije

Holesterol je polazno jedinjenje ( osnova ) svih steroidnih jedinjenja

Proteini su građeni od 20 različitih amino-kiselina, mada je 2006. god pronađena još jedna A.K. koja ulazi u sastav proteina

Aminokiselina je monomer proteina Opšta formula aminokiselina je :

Osobine –R ostatka mogu biti : polaran nepolaran naelektrisan

Aminokiseline se u procesu polimerizacije vezuju peptidnom vezom.

Ona se obrazuje između karboksilne grupe jedne aminokiseline i amino-grupe druge aminokiseline.

Proteini imaju Primarnu strukturu ( određuje broj, redosled

i oblik aminokiselina u polipetidnom lancu ) Prostornu strukturu

sekundarna tercijarna kvaternarna

Sekundarna struktura može biti u obliku –zavojnice i –ploče

Tercijarna struktura sadrži više –zavojnica i –ploča

Kvaternarna struktura se sastoji od 4 tercijarne strukture

Može biti Globularan (loptast)

Hemoglobin Mioglobin

Fibrilaran ( vretenast ) Kolagen Keratin

Proteini imaju sposobnost denaturacije ( što znači da menjaju oblik, a i funkciju, na visokim temperaturama )

Proteini nemaju sposobnost renaturacije, osim u zanemarljivo malom broju slučajeva

1. Realizatori naslednih funkcija ( DNK )

3. Kontraktilna uloga

Aktin Miozin

4. Transportna uloga

Hemoglobin Mioglobin Albumin serum Globulin serum Transferin

6. Regulatorna uloga ( skoro svi hormoni su proteini )

7. Rezervoari aminokiselina ( albumin jajeta )

8. Biološki katalizatori ( regulišu biohemijske procese )

To su DNK ( Dezoksiribonukleinska kiselina ) i RNK ( Ribonukleinska kiselina )

Osobine su : 1. Prenošenje nasledne šifre2. Sposobnost replikacije i udvajanja3. Promena građe i funkcije

Nalazi se kod eukariotskih organizama, u jedru, mitohondrijama i hloroplastima

Monomer nukleinskih kiselina je nukleotid

Sastav DNKSastav DNK

Ovo je ćelija bez organizovanog jedra Nukleid je rasut jedrov materijal, u kome

se nalazi DNK ovih ćelija

Nukleinske kiseline se sastoje od Šećera pentoze

Dezoksiriboza Riboza

Fosfatne grupe ( -PO4 ) Purinske i pirimidinske azotne baze

2 prstena Adenin Guanin

1 prsten Citozin Timin Uracil

Azotne baze 2 prstena

Adenin Guanin

1 prsten Citozin Uracil Timin

DNK se sastoji od dva spiralno uvijena poli-nukleotidna lanca

RNK ima samo jedan poli-nukleotidan lanac

Nukleotidi se u polinukleotidnom lancu vezuju vodoničnim vezama

Veze se pojedinačno slabe, ali ukupno jake Adenin se uvek vezuje za timin (dvostruka

veza ), a citozin za guanin ( trostruka veza )

1. Komplementarnost Raspored nukleotida jednog lanca određuje

raspored drugog

2. Antiparalelnost Naspram 3’ kraja je 5’ kraj

3. Denaturacija 80o AT veze 120o CG veze

4. Renaturacija

Primarna 1 polinukleitidni lanac

Sekundarna HELIX 2 polinukleotidna lanca, spiralizovana

Tercijarna SOLENOID Vezivanje histona baznih proteina, pri čemu se

DNK uvija oko osam histona

Kvaternarna SUPER SOLENOID Maksimalno spiralizovana Predstavlja hromozom

Egzoni su kodirani delovi DNK lanca (3 %) Intoni su nekodirani delovi DNK lanca (97

%)

DNK nosi triplet nukleotida ( kodon ), koji označavaju šifru jedne aminokiseline

Postoje 64 različita oblika kodona za aminokiseline

61 su funkcionalni, a 3 su stop-kodoni

U procesu transkripcija, dolazio do stavranja molekula RNK

Kao matrica se koristi 3’ 5’ lanac molekula DNK

Uvek se vrši u 5’ 3’ pravcu

Informaciona RNK ( iRNK ili mRNK )Nije jednaka u ćelijama istog organizma.Obrađuje se u jedruFunkcioniše u citoplazmiNosi šifru, tj. kodone od DNK do ribozomaObrada introna i egzona se vrši u jedru

Transportna RNK (tRNK )Nosi aminokiseline iz citplazme do ribozomaIma najmanji molekul ( od 70 do 90 nukleotida )Nastaje i obrađuje se u jedruKonačan oblik dobija u citoplazmiSadrži antikodon, pomoću kog se vezuje komplemetarno za kodon iRNK

Ribozomska RNK ( rRNK)Zajedno sa nukleoproteinima gradi veliku i malusubjedinicu ribozoma, koji napuštaju jedroi spajaju se u procesu translacijeGrade ribozom, i vezuju se za iRNK

Smolnukleus RNK ( snRNK )Omogućava obradu svih RNK Ne postoji izvan jezgra

Autor : Marko Ljubenović I7