Celija gradja celije
Celija: Struktura i znacaj
Celija: Struktura i znacaj – Osnovna jedinica gradje i funkcije svih zivih bica, kljucna za organizam i sve bioloske procese.
U slucaju da ste propustili : Osnovi opste fiziologije
Iz biologije je poznato da je celija osnovna morfoloska i funkcionalna jedinica organizma. Njene morfoloske odlike proucava histologija , a njen sastav i fizicko-hemijske odlike biohemija i biofizika .
Rad srca fiziologija i regulacija 26
Rad srca fiziologija i regulacija Rad srca zasniva se na ritmicnim kontrakcijama koje obezbedjuju stalan...
Metabolicke odlike srcanog misica 26
Metabolicke odlike srcanog misica Metabolicke odlike srcanog misica .Srcani misic (miokard) ima specificne metabolicke odlike...
Bioelektricne pojave u srcu 26
Bioelektricne pojave u srcu EKG elektrokardiogram Bioelektricne pojave u srcu omogucavaju stvaranje i sirenje elektricnih...
Sve do nedavno postojalo je vrlo malo podataka o funkciji same celije .
Medjutim , u toku poslednje dve decenije , zahvaljujucim novim tehnickim sredstvima i novim metodama proucavanja , dobiveno je dosta podataka i o zivotnim manifestacijama , tj. o funkcijama same celije , kaoo i funcionalnom znacaju pojedinih njenih delova.
Celija: Struktura i znacaj. Stoga se danas s puno prava moze govoriti i o fiziologiji same celije , a vecina savremenih udzbenika fiziologije , bez obzira na obim , govore i o funkciji same celije .
Celija: Struktura i znacaj . Narocito vazno je istaci da , i pored svih raznovrsnosti u gradji i specificnosti koje pokazuju celije raznih organizama odnosnoo celije ranih tkiva i organa istog organizma , postoje i odredjene zajednicke funkcionalne karakteristike tipicne za sve celije.
Navescemo neke od tih oblika koje ujedno spadaju i u najbitnije odlike zivota:
Razmena materije sa okolnom sredinom , niz karakteristika u vezi sa propustljivoscu celicnemembrane , procesi na povrsini celicne membrane koji se odigravaju u toku procesa radrazenja , odigravanje najvaznijih oksidacionih procesa i konzerviranje energije u obliku fosfatnih jedinjenja bogatih energijom ( adenozin- trifosfata ) u mitohondrijama , prisustvo dezoksiribonukleinskih kiselina u jedrima i njihova uloga u prenosenju naslednih osobina i regulisanju sinteze specificnih belancevina – preko sinteze specificnih ribonukleinskih kiselina itd.
Celija: Struktura i znacaj . Zbog svega recenog i mi cemo ovde , sasvim ukratko , dati neke osnovne podatke o najvaznijim odlikama celija .
Celija morfoloske i biohemijske odlike
Celija morfoloske i biohemijske odlike . Zavisno od organa u kome se nalaze i osnovne funkcije , celije mogu imati veoma razlicit oblik i velicinu .
Celija morfoloske i biohemijske odlike .Pri prikazivanju opstih odlika celije uzecemo sematski prikazanu ovalnu ili poliedarsku celiju i dati karakteristike njenih najvaznijih delova .
Sema gradje celije :
- M celicna membrana
- J jedro
- Mj membrana jedra
- Nl nukleolus (jedarce)
- K kariosomi
- Eergastoplazma
- P paladove granule
- Mi mitohondrija
- G Goldzijev aparat
- V vakuola sa zrncima sekreta
Celija morfoloske i biohemijske odlike . Podaci o sastavu pa i o funkcionalnom znacaju pojedinih delova celije , dobiveni su primenom raznih metoda , od kojih kao najvaznije pominjemo :
Mikroskopsko proucavanje nativnih , fiksiranih i obojenih celija , razne mikrohemijske i citohemijske probe , primenu elektronskog mikroskopa , ultracentrifugovanje izdvojenih celija i uporedno proucavanje gradje pre i posle ultracentrifugovanja , kao i izdavanje pojedinih delova celije putem postupnog ( difericijalnog ) centrifugovanja.
Celija morfoloske i biohemijske odlike. Metoda diferencijalnog ultracentrifugovanja primenjuje se na taj nacin sto se najpre u narocitom aparatu (homogenizatoru )isitni komadic nekog organa i razori struktura celije .
Isitnjeno tkivo se potopi u rastvor saharoze , odrdjene specificne tezine , i najpre centrifuguje malom brzinom , obicno centrifugom , pri cemu jedra , kao najveca i najteza , padaju na dno , a ostali delovi celije flotiraju , tj. penju se na povrsinu .
Celija morfoloske i biohemijske odlike . Po odvajanju jedara podesavanjem brzineobrtaja i specificne tezine rastvora dobijaju se 4 frakcije , cije su odlike iznete u tablici .
| Broj frakcije | Vrsta centrifuge | Broj obrtaja | Delovi (organele) celije |
| I | obicna | mali | jedra mitohondrije mikrosomi |
| II | veliki | jedra mitohondrije mikrosomi | |
| III | ultracentrifuga | preko 50.000 u minutu | jedra mitohondrije mikrosomi |
| IV | gornja tecnost posle izdvajanja III frakcije ultracentrifugovanjem | amorfni deo protoplazme |
Celija morfoloske i biohemijske odlike . Na osnovu ranije pomenutih optickih i drugih metoda , u celiji se razlikuju sledeci morfoloski i funkcijalno vazni delovi :
Celijska membrana (opna) , jedro sa jedarcetom ,, citoplazma , mitohondrije , mikrosomi , Goldzijev aparat , vakuole , inkrustacije itd.
Celicna opna (membrana) cini spoljasni omotac celije i predstavlja viskozniji povrsinski sloj protoplazme , zilave i elasticne konzistencije , koje se moze jasno videti i razlikovati elektronskim mikroskopom .
Celija morfoloske i biohemijske odlike . O daljim odlikama i sastavu celicne opne pisacu pri proucavanju njene propustljivosti .
Jedro ( nucleus) jeste bitni deo celije , najcesce okruglog ili ovalnog oblika i odvojeno je od citoplazme posebnom , dvojnom , jedrovom membranom .
Celija morfoloske i biohemijske odlike . Kao narocito vazne delove jedra , pored opne , treba pomenuti jedarce ( nucleolus) i hromatin, od koga u toku deobe celije postaju hromosomi .
Najvazniji sastojak hromatina, , odnosno hromosoma jesu dezoksiribonukleoproteidi , cija prosteticka grupa , dezoksiribonukleinsa kiselina (DNK) , cini materijalni supstrat prenosenja nasledja i obezbedjuje preko sinteze specificnih ribonukleinskih sintezu specificnih proteina , a time sastavni i funkcionalni indetitet novih celija .
Prema danasnjem gledistu , nosioci naslednih faktora – geni – jesu odredjeni specificni delovi dzinovskog molekula dezoksiribonukleinske kiseline .
( O nacinu uloge DNK u prenosenju nasledja i o njihovoj ulozi u sintezi proteina treba se informisati iz biohemije ili genetike )
Celija morfoloske i biohemijske odlike. Karakteristican sastojak jedarceta su ribonukleoproteidi , cija prosteticka grupa , ribonukleinska kiselina (RNK) , igra ulogu u sintezi belancevina jedra.
Celija morfoloske i biohemijske odlike. U jedru se sintetisu i ribonukleinske kiseline citoplaze koje se potom transportuju u citoplazmu i nalaze se u mikrosomima.
Celija morfoloske i biohemijske odlike. Citoplazma
Citoplazma cini sadrzaj unutrasnjosti celije . To je slozeni fizicko-hemijski sistem , koji pored vode i mineralnih soli sadrzi proste belancevine – albumine i globuline , razne lipoide , vecim delom vezane za belancevine male molekulske tezine , veliki broj fermenata – razne hidroliticke fermente , fermente mlecnokiselinskog vrenja , fermente koji aktivisu amino-kiseline i omogucuju pocetnu fazu sinteze belancevina , itd.
U fiziko-hemijskom pogledu citoplazma nije homogena : pojedini delovi su gusti i viskozni – nalaze se u gel-stanju , dok se drugi , cesto susedni , nalaze u tecnijem , solo-stanju , pokazujuci veci disperzitet , Braunovo kretanje i strujanje .
Pojedini delovi citoplazme reverzivno ( povratno) prelaze iz gel-oblika u solo-oblik i obrnuto .
Proicavanjem strukture citoplazme elektronskim mikroskopom pokazalo je da je citoplazma izdeljena u vise odeljaka pomocu narocitih membranskih tvorevina – ergastoplazme , na kojima se vide fine , zrnaste tvorevine – Paladove granule .
One se pri diferencijalnom centrifogovanju , posle razaranja strukture celije , izdvajanja u obliku ribosoma .
Mitohondrije
Mitohondrije su celijske organele , tvorevine razlicitog oblika : granuliranog ( zrnastog) ili izduzenog – koncastog , velicine 0.5 do 10 mikrona.U nativnoj citoplazmi se krecu .
Izdeljene su u vise delova – „komorica„, i okruzene dvojnom membranom . Mitohondrije se sastoje od belancevina , od kojih znacajan deo cine lipoproteidi .
Oni sadrze veliki broj fermenata , narocito ensimske sisteme za najvaznije oksidacione reakcije i za konzervisanje energije oslobodjene u tou oksidacionih procesa u obliku fosfatnih jedinjenja bogatih energijom.
Zbog toga ih neki autori nazivaju energetskim centrima “ toplanama“ celija.
Mikrosomi (ribosomi)
Mikrosomi jesu sitne zrnaste tvorevine , precnika 500 – 3000A koji se dobijaju ultracentrifugovanjem prethodno razorenih celija .
Sadrze dosta lipoida , visokomolekulskih ribonukleinskih kiselina i fermente koji ucestvuju u procesu sinteze belancevina . U njima se po danasnjem shvatanju , vrsi sinteza primarnog peptidnog lanca u toku procesa sinteze belancevina.
Goldzijev aparat
Goldzijev aparat je sistem velikih vakuola , okruzen dvojnom membranom . Narocito je izrazen u zlezdanim celijama . Smatra se da ima tesnu vezu sa sintezom sekreta.
Ostali delovi . – Pored pobrojanih , u celijama se mogu razlikovati i drugi delovi : vakuole ( supljinice) , ispunjene mastima ili drugim sastojcima , granule ( zrnca ) glikogena i drugih sastojaka itd.
Permeabilitet celicne membrane
Po Danijeliju, jedan od najvaznijih uslova za odrzavanje zivota je osobina celicne opne da neke sastojke spoljasne sredine ili same celije propusta , druge propusta u odredjenim uslovima , a za trece je nepropustljiva.
Stoga je neophodno dati nekoliko cinjenica o strukturi celicne opne i faktorima koji uticu na njen permeabilitet ( propustljivost).
Zivotinjska celicne membrana (opna)jeste lipoproteidska tvorevina debljine 5-100 A , zavisno od vrste celije , sastavljena od dva sloja lipoida i dva sloja belancevina , pri cemu se molekuli lipoida nalaze izmedju molekula belancevina .
U membrani sa elektronskim mikroskopom mogu zapaziti bore kroz koje prolaze razni neorganski i organski sastojci pri ulasku ili izlasku iz celije .
Veoma je znacajna cinjenica sto je celijska membrana sastavljena od proteina i lipoida , na prvom mestu fosfatida , i sto ova jedinjenja pri elektrohemijskoj reakciji kakva je u organizmu imaju negativno elektricno punjenje .
Ovo elektricno punjenje , kao i elektrostaticke privlacne sile koje dejstvuju iz citoplazme ( unutrasnjosti celije) , privlace katjone ( kalijuma), koji na povrsini celija grade elektropozitivni sloj .
Permeabilitet celicne opne je vrlo slozen proces i zavisi od citavog niza faktora .Tu pored osnovnih fizicko-hemijskih zakona difuzije i osmoze igra glavnu ulogu i citav niz drugih faktora koji zavise od prirode same membrane , a narocito od njenog elektricnog punjenja .
Najvazniji faktori od kojih zavisi celicni permeabilitet su:
- osmoza
- abnormalna i negativna osmoza
- raspodela sastojaka po Donenovoj ravnotezi
- rastvorljivost hemijskih supstancija u sastojcima membrane
- aktivni transport nekih sastojaka
- pinocitoza
Permeabilitet celicne membrane – osmoza
Osmoza . Pronalazak vode i nekih drugih supstancija male molekilske tezine kroz celicnu membranu odigrava se najvecim delom po zakonima osmoze .Znaci , ulazakk vode i tih supstancija zavisice od njihove ukupne kocentracije u celijama i ekstracelularnoj tecnosti , koj aokruzuje celije.
Ukolikoo je kocentracija tih supstancija u celijama manja , one ce ulazitiu celije , dok se pri vecoj koncetraciji ,, naprotiv , izlazi iz celija .
Sa vodom je stvar drukcija . Ukoliko je ukupna kocentracija rastvorenih sastojaka veca u celiji , bice i osmosti pritisak veci i voda ce ulaziti iz oblasti nize koncetracije , tj. iz ekstracelularne tecnosti celije .
U toku procesa prometa materije u celijama , cesto od materija vece molekulske tezine , postaje veci broj cestica manje molekulske tezine , cime ukupna kocentracija raste .
Tako , na primer , od molekula glukoze postaju najpre dva molekula mlecne kiseline , a zatim ukupno 6 molekula ugljen-dioksida , cijimm rastvaranjem u vodi postaje isti toliki broj molekula ugljene kiseline odnosno bikarbonata .
U toku razlaganja masnih kiselina od palmitinske kiseline (C16H32O2) postaje najpre 8 molekula sircetne kiseline ( C2H4O2) , a zatim od svakog molekula sircetne kiseline po dva molekula (CO2).
Medju materijama koje se kroz celicnu membranu krecu po zakonima osmoze pomenucemo aminokiseline , koje ulaze u celije , a zatim metabolicke proizvode : ureju, amonijak i bikarbonate , koji izlaze iz celija u ekstracelularnu tecnost .
Permeabilitet celicne membrane – abnormalna i negativna osmoza
Abnormalna i negativna osmoza. Vec je receno da celicna opna koja je sastavljena od belancevinsko-lipoidnog komplesa ima odredjeno elektricno punjenje koje zavisi od reakcije sa obe strane membrane .
Usled toga , u odredjenim uslovima i pri odredjenom funkcionalnom stanju celicne elektrostaticke privlacne sile celicne membrane mogu uticati na molekule vode i na taj nacin omoguciti kretanje vode – bilo izlazak ili ulazak –nezavino od kocentracije rastvora s obe strane membrane , znaci i u pravcu vise osmotskog pritiska – negativna osmoza.
O abnormalnoj i negativnoj osmozi moze se vise naci podataka u biohemiji . Vazno je istaci da se abnormalna osmoza javlja na mahove i traje relevantno kratko vreme.
Permeabilitet celicne membrane – Denenova raznoteza
Denenova ravnoteza . Donan je ispitujuci raspodelu jona s obe strane membrane in vitro , konstotavao odrdjeni kvantitativni odnos izmedju pojedinih jona s obe strane membrane u onim slucajevima kada je 1 jon bio mikromolekulski jon , koji nije u stanju da prodje kroz tu membranu .
Permeabilitet celicne membrane. Ako s jedne strane membrane nalazi katjon kalijum , vezan za koloidni anjon An– , a s druge strane stavi rastvor kalijumove soli sa anjonom , koji moze da prodje kroz membranu (C1—) , onda ce posle izvesnog vremena usled ulaska KC1 u unutrasnjost celije doci do uspostavljanja ravnoteze pri cemu ce se u unutrasnjosti naci K+ i anjon An– ( koloidni mikromolekul ) i CL– , dok se spolja nalaze samo joni K+ i Cl— ( posto anjon An– kao makromolekul nije mogao proci kroz membranu.
Pri tome ce izmedju koncetracije kalijuma i hlorida postojati sledeci odnos s obe strane membrane : KI*ClI=KII*ClII .
- M membrana
- U unutrasnjost celije
- S spoljasna sredina
Raspored jona pre (I) i posle (II) uspostavljanja Danonove ravnoteze .
Odavde proizilazi da ce koncetracija kalijuma u unutrasnjosti (I) biti veca no spolja (II) jer je tu kalijum vezan za Cl— i An – , dok ce koncetracija hlorida biti veca spolja (II).
Permeabilitet celicne membrane. Proucavanjem koncetracije niza sastojaka , a narocito neorganskih soli , pokazalo je da je odnos tih sastojaka u nizu telesnih tecnosti po Donenovojravnotezi , na primer odnos pomenutih sastojaka u krvi i humor aqueusu ( tecnosti ocne komore) , odnosno cerebrospiralnoj tecnosti .
Permeabilitet celicne membrane aktivni transport
Celija aktivni transport . Eksperimentalno je konstantovano da glukoza , mada odlicno rastvorljiva u vodi , ne prolazi kroz celicnu opnu po zakonima osmoze , nego je za njen ulazak u celiju neophodna odredjena hemijska reakcija , pracena utroskom energije.
Celija aktivni transport . U celicnoj membrani misica , enterocita i niza drugih organa pod uticajem encima heksokinaze , koji se tu nalazi ivezan , dolazi do sjedinjavanja glukoze – glukozo-6-fosfata koji ulazi u celiju .
Celija aktivni transport . Ukoliko se dejstvuje otrovima koji inaktivisu heksokinazu , odnosno pri nedostaktu insulina, koji odrzava aktivnost heksokinaze , poremecen je ulazak glukoze u celije , iako , na primer pri nedostatku insulina , koncetracija glukoze u krvi i ekstracelularnoj tecnosti moze biti mnogo veca nego normalno .
Celija aktivni transport . Takodje je konstatovano da se u celijama nalazioko 20 puta veca koncetracija kalijuma nego u ekstracelularnoj tecnosti , dok je sa natrijumom obrnut slucaj – njegova koncetracija je mnogo veca u ekstracelularnoj tecnosti.
Celija aktivni transport . Ovakva raspodela Na+ i K+ odrzava se za sve vreme zivota , dok se u celijama vrse procesi prometa materije , posto je jedan deo energije koja se u ovim procesima oslobadja obezbedjuje taj odnos .
Posle smrti se koncetracija tih jona s obe strane celicne membrane brzo izjednacava . Odrzavanje ovako razlicite koncetracije K+ i Na+ u pravcu vece koncetracije , tj. ulazak K+ odnosno izlazak Na+.
Ovakvo kretanje se naziva aktivni transport , a mehanizam aktivnog transporta nije jos sasvim razjasnjen .
Celija i rastvorljivost u celicnoj membrani
Celija i rastvorljivost u celicnoj membrani . Za citav niz supstancija , rastvorljivih u lipoidima (alkohol , etar i niz drugih) poznato je da prolaze kroz celicnu membranu na taj nacin sto se rastvaraju u lipoidima .
Na taj nacin koncetracija liposolubilnih sastojaka moze postati mnogoo veca u celicnoj membrani no u okolnoj tecnosti .
Celija -pinocitoza
Celija -pinocitoza. Novijim ispitivanjima je konstantovano da celija moze ispustati vrlo male protoplazmaticne izdanke ( vidljive jedino elektronskim mikroskopom) , kojima obuhvata makromolekule belancevina koje zatim uvlaci u citoplazmaticku vakuolu u blizini povrsine celije , gde se pod uticajem odgovarajucih fermenata belancevine razlazu do svojih osnovnih sastojaka – aminokiselina.
Ova pojava se zove pinocitoza.
O autoru
