-OSNOVNI PODACI O ĆELIJI- 

Naučnik Robert Huk prvi je upotrebio reč ćelija (potiče od latinske reči cellula,što znači mala soba). Tako je opisao najmanju živu česticu.

Naučnici Šlajden i Švan su 1839. godine predstavili teoriju o ćeliji.Prema toj teoriji sva živa bića su grđena od ćelija.Ćelij mogu nastati samo od postojeće ćelije.

Ćelije se,kod višećelijkih organizama,razlikuju po veličini,obliku,građi i uzlozi koju obavljaju u organizmu.

Sve ćelije se sastoje  ode šećera,masti i belančevina.Ove materije se kombinuju i zajedno sa vodom i solima čine sastav ćelije.

Po nekim procenama telo čoveka čini oko 100 triliona ćelija različitog oblika i veličine.veličina naših ćelija najčešce iznosi nekoliko desetina hiljaditih delova milimetra.

Najveca ćelija u telu čoveka je jajna ćelija.Njen prečnik iznosi od 120-140 mikrometara.Ćelije mogu biti loptastog,kockastog ili nepravilnog oblika.

 

-GRAĐA ĆELIJE-


Ćelijska membrana (plazma membrana) je u eukariotskoj ćeliji prisutna na površini ćelije i u njenoj unutrašnjosti gde ograničava pojedine organele. Ove membrane obezbeđuje uslove za odvijanje svih životnih procesa i održava razlike između unutarćelijske i vanćelijske sredine. Istovremeno plazma membrana uspostavlja kontakte sa drugim ćelijama i vanćelijskom sredinom i razmenjuje materije sa njima.

Citoplazma je homogena, najčešće transparentna materija u obliku želatina, koja popunjava unutrašnjost ćelije. Citoplazma se sastoji od citozola i ćelijskih organela, osim nukleusa. Citozol se sastoji od vode, soli, organskih molekula i mnogih enzima koji su katalizatori u određenim reakcijama. Citoplazma ima veliku ulogu u ćelijama, i služi kao molekularna supa, u kojoj su sve ćelijske organele potpoljene i koje su ograničene ćelijskom membranom. Citoplazma se nalazi između plazma membrane i nuklearne koverte.

Vodeni sastav citoplazme (80 %) je izgrađen od jona i rastvorljivih makromolekula kao što su enzimi, karbohidrati, soli i proteini, kao i veliki broj RNK molekula. Vodeni sastav citoplazme može da bude ili u obliku želatina ili u obliku tečnosti, u zavisnosti u kojoj fazi aktivnosti se nalazu ćelija. U prvom slučaju, kada je u obliku želatina, naziva se citogel, a kada je u tečnom stanju onda se naziva citozol.

Nerastvorljivi delovi citoplazme su ćelijske organele, kao što su mitohondrije, hloroplast, lizozomi, ribozomi, endoplazmatični retikulum i dr.

Sve ćelije bez obzira kom organizmu pripadaju imaju citoplazmu i u tom smislu sve ćelije su iste. Međutim, ćelije iz različitih bioloških grupa i porodica se razlikuju po svojim karakteristikama. Na primer, kod životinja, citoplazma zauzima gotovo polovinu ćelijske zapremine, dok kod biljaka citoplazma zauzima mnogo manje prostora usled prisustva vakuole.

Citoplazma ima mehaničku ulogu, to jest, ima ulogu da održi oblik i formu ćelije, kao i da služi kao jastuk u slučaju da dođe do naglog udara ćelije i na taj način zaštiti ćelijske organele. Citoplazma je takođe i mesto vitalnih reakcija neophodne za život, kao što sumetabolizam, glikoliza i sinteza proteina.

Jedro je najupadljivija, velika organela eukariotskih ćelija. Sam naziv - lat. nucleus znači jezgro - govori o značaju jedra za ćeliju. U njemu se nalazi DNK, u kojoj su uskladištene informacije o građi i funkcionisanju ćelije. U jedru se, dakle, nalazi jedarni dio sveukupnog genoma eukariota. Jedro regulira sve procese u ćeliji, u njemu se obavlja i sinteza DNK (replikacija) i svih vrsta RNK (transkripcija), kao i dijela proteina(translacija). Ćelija najčešće ima jedno jedro, mada ima i onih sa više jedara (polinuklearne ćelije), a i veoma rijetko ćelija bez jedra (takvi su npr. eritrociti skoro svih sisara).

Centriole u biologiji označavaju valjkaste mikrotubularne strukture koje se mogu pronaći u mnogim životinjskim ćelijama i algama, iako nisu uobičajene u biljnoj ćeliji. Zidovi svake centriole se obično sastoje od 9 tripleta mikrotubula, iako ima izuzetaka (npr. kod embrija Drosophile (vrsta muhe) koji imaju 9 dubleta ili spremalnih stanica i ranih embrija Caenorhabditis elegane (vrsta gliste) koji imaju 9 singleta). Centrioli uvijek dolaze u paru organizirani pod pravim uglom naspram jedan drugog i predstavljaju konstituente strukture zvane centrosom. Centriole su strukturalno šuplji cilindar dijametra 150 nm i dužine između 300 i 500 nm. Svaki cilindar u nizu se sastoji od proteina sa kompleksnim tubulinom kao najvažnijim.

Najvažnija funkcija centriola je ona u ćelijskim diobama. Više centriola obrazuju pericentriolarni materijal (PCM) koji igra važnu ulogu u stvaranju diobenog vretena. Funkcija diobenog vretena je usko povezana sakromosomima i njihovom kretanju u ćelijskoj diobi. Neke životinjske ćelije su sposobne da vrše podjelu kromosoma bez centriola npr. u ženskoj mejozi. Centriole igraju ulogu u procesu mitoze i muškoj mejozi. Tokom ćelijske diobe (S faza) centriole se dupliciraju i kreću ka suprotnim polovima, tako da postoji jedan par za svaku kćerku ćeliju.

U replikaciji, svaki novi parni set centriola se sastoji od: orginalne centriole, plus novonastale centriola. Ako centriole služe u formiranju motiletnih organela, flagele i cilie, onda dvije starije centriole, majke centriole, postaju bazalno tijelo koje je srž tih organela.

Godine 1996. dr. Stuart Black sa Univerziteta Chester je otkrio, u dugoročnom proučavanje da djeca koja pate od patuljastog rasta pate od manjka procesa mitotičkih dioba ćelije, što ima utjecaj na njihovu sposobnost da se oporavljaju jednako brzo kao i kod uzorka ćelija uzetih od onih normalnog rasta. Vjeruje se da je ovo otkriće važno jer dokazuje da su njihove centriole imale velike poteškoće u otpočinjanju procesa mitoze uslijed nedostatka trećeg vretena koje se sastojalao od dvije mikrotubule, umjesto tri.

Mitohondrije su ćelijske organele prisutne u ćelijama skoro svih eukariotskih organizama. Smatraju se centralnim mestom metabolizma ćelije. Mitohondrije su mesto aktivnosti ciklusa trikarboksilne kiseline kao i mesto sinteze ATP-a oksidativnom fosforilacijom. Mitohondrije su cilindrične strukture dimenzija 0,3-0,1 mikrometara sa 10-5 mikrometara.

Mitohondrije su organele sa najvećom količinom membrana. Njihov sadržaj je obavijen dvema membranama – spoljašnjom i unutrašnjom, između kojih se nalazi međumembranski prostor. Spoljašnja membrana je glatka i u kontaktu je sa citoplazmom. Unutrašnja membrana gradi mnoge uvrate označene kao kriste ili tubule, usled čega je njena površina oko pet puta veća od površine spoljašnje membrane. Na njoj se nalaze enzimitransportnog lanca elektrona koji omogućuju stvaranje ATP u procesu ćelijskog disanja. Zbog produkcije ovog visokoenergetskog jedinjenja mitohondrije se popularno nazivaju i 'električne centrale' ćelije.

Unutrašnji sadržaj mitohondrija naziva se matriks. U njemu se nalaze:

• ribozomi, koji su sitniji od onih u citoplazmi – obeleženi su kao 70S;
• mitohondrijalna DNK (m-DNK) koja je prstenasta (slična prokariotskoj) i ima sposobnost da se replikuje nezavisno od replikacije DNK u jedru; time i mitohondrije mogu da se udvajaju (samoduplikacija) nezavisno od deobe same ćelije;
• enzimi Krebsovog ciklusa.

Endoplazmatični retikulum (ER) je organela prisutna u svim eukariotskim ćelijama izgrađena od membrana koje ograničavaju unutrašnje prostore (cisterne) i pružaju se gotovo kroz čitavu ćeliju poput mreže (otuda i latinski naziv reticulum = mreža). Polovinu od ukupnih membrana u ćeliji čine membrane endoplazmatičnog retikuluma. Pruža se od jedra, od njegove spoljašnje membrane, pa kroz ćeliju do spoljašnje ćelijske membrane. Smatra se da jednim delom učestvuje i u obrazovanju spoljašnje jedrove membrane.

Krajem 19. veka prvi ga je zapazio francuski lekar Šarl Garnije i dao mu naziv ergastoplazma, koji se održao sve do polovine 20. veka.

Osnovna uloga ove organele je sinteza različitih materija i njihov transport kroz ćeliju . Materije koje su stvorene u endoplazmatičnom retikulumu (lipidi, proteini i dr.) pakuju se u male vezikule, nazvane transportne vezikule, i one se odvajaju od ER-a i kreću do svog cilja: do drugih organela ili do ćelijske membrane, gde se, ili u nju ugrađuju ili izbacuju u vanćelijsku sredinu.

Prema građi i ulozi razlikuju se dva oblika endoplazmatičnog retikuluma :

• rapavi endoplazmatični retikulum (granularni ) i
• glatki endoplazmatični retikulum (agranularni).

Granularni i agranularni ER, pored svih razlika, predstavljaju jedinstvenu celinu što se ogleda u neprekidnosti kako njihovih membrana tako i cisterni.

Zastupnjenost jedne ili druge vrste ER-a zavisi kako od vrste ćelije tako i od njene trenutne aktivnosti. Tako npr. u ćelijama koje vrše intenzivnu sintezu proteina prisutna je velika količina granularnog, dok u ćelijama koje sintetišu steroidne hormone preovladava količina agranularnog ER-a.

Citoplazma je puna malih čestica, koje na prvi pogled izgledaju bezlično, koje se zovu ribozomi. Iako na prvi pogled izgledaju nebitno, imaju veoma važnu ulogu, a to je sinteza proteina. Ribozomi koji se nalazi u citoplazmičnom matriksu sintetišu proteine koji će da ostanu u ćeliji nakon sinteze, dok ribozomi koji su zakačeni za plazmatičnu membranu sintetišu proteine koji će nakon sinteze biti transportovani van ćelije. Ukoliko se ribozomi nalaze na površini endoplazmatičnog retikuluma, onda se on naziva hrapav ili granuliran. Oblik svakog novog sintetisanog proteina zavisi od sekvence amino kiselina. Posebni proteini, zvani molekularni pratioci, šaperoni, pomažu pri savijanju i uvijanju polinukleotidnog lanca koji se sastoji od velikog broja amino kiselina, i to uvijanje i savijanje lanca određuje oblika proteina.

Obrazovanje proteina i lipida počinje u endoplazmatičnom retikulumu, ali se u njemu ne odigrava do kraja. Proteini svoju konačnu strukturu (kvaternernu) stiču u Goldžijevom aparatu (Goldžijevom kompleksu, oblasti), a isto važi i za lipide.

Sastoji se od niza spljoštenih, diskoidalnih kesica (cisterni), koje su međusobno skoro paralelno postavljene (kao naslagani tanjiri) i na krajevima su proširene. Od njih se odvajaju manje ili veće vezikule (mehurići) u kojima suproizvodi sinteze Goldžijevog aparata.

Materije sintetisane u endoplazmatičnom retikulumu dopremaju se transportnim vezikulama do Goldžijevog aparata gde se vrši njihovo sazrevanje, obeležavanje i sortiranje da bi se usmerili ka tačnom odredištu u ćeliji. Goldžijev aparat, dakle, upravlja kretanjem molekula u ćeliji. Iz endoplazmatičnog retikuluma u Goldžijev aparat dospevaju:

• sekretorni proteini (oni koje će ćelija egzocitozom izbaciti u međućelijski prostor; npr. insulin u ćelijama pankreasa) pa je to sekretorna uloga ove organele;

• proteini i lipidi koji će biti poslati u ćelijsku membranu;

• proteini (enzimi) koji će obrazovati lizozome;

• u biljnim ćelijama u Goldžijevom aparatu se obavlja sinteza proizvoda koji su namenjeni vakuoli, ćelijskom zidu i plazma membrani.

Lizozomi (lisa = razlaganje; soma = telo; organele za varenje) su organele kesastog oblika, obavijene jednostrukom membranom. Ispunjene su enzimima za unutarćelijsko varenjemakromolekula. Poznato je oko 40 različitih hidrolitičkih enzima koje lizozomi mogu da sadrže:

• proteaze koje razlažu proteine,
• lipaze, razlažu lipide
• nukleaze, razlažu nukleinske kiseline
• fosfataze i dr.

Svi ovi enzimi su optimalno aktivni pri pH oko 5 pa se zbog toga nazivaju kisele hidrolaze. Kombinacija enzima koju sadrže određeni lizozomi zavisi od tipa ćelije i tkiva u kojima se nalaze.

Lizozomi se dele na dve osnovne vrste:

1. primarni
2. sekundarni

Primarni lizozomi su tek formirane kesice (vakuole) ispunjene enzimima. U primarnim lizozomima nema supstrata na koje enzimi deluju pa su oni neaktivni. Oko supstrata, koji treba da bude svaren, obrazuje se vezikula nazvana fagozom (ima supstrat koji treba da se svari, ali nema enzime za njegovo varenje). Kada se primarni lizozom spoji sa fagozomom, nastaje sekundarni lizozom u kome enzimi deluju na supstrat i razgrađuju ga.

Kada endocitozom u ćeliju uđe neki strani krupan molekul ili čitava ćelija (npr. bakterija), oko nje se učešćem ćelijske membrane obrazuje vezikula (fagozom). Fagozom se spaja sa primarnim lizozomom i nastaje sekundarni lizozom u kome se strani materijal razgrađuje.

Uloge lizozoma su:

• odbrana od mikroorganizama;
• varenje dotrajalih ćelijskih delova;
• varenje čitave ćelije (autoliza) i dr.

Ćelija ima složenu građu.Svaka od njih obavlja važnu ulogu.

Hromozom je izgrađen od dugog lanca DNK,delovi DNK u hromozomima nazivaju se geni.