Pratite nas na facebook-u
trazim posao

 

Preporučujemo

Sajt za nastavnike biologije Biologija za osnovce Božanstvena biologija
Violetina biologija
Riznica znanja
Volim biologiju
Ekoblogomanija

 

 

 

Ćelija

 

 

vrste ćelija


Zamislite da se odmarate na plaži. Zahvatite šakom pesak. Koliko sićušnih mrvica peska bi se našlo u šaci?
Stotine, hiljade?
Koliko bi sićušnih mrvica peska bilo u skulpturi veličine i oblika čoveka? Previše da bi moglo i da se zamisli. Kao i čovek od peska, ljudsko telo se sastoji od sićušnih delića. Nazivaju se ćelije. One su daleko manje od zrna peska, toliko male da se vide jedino pomoću mikroskopa. Ako bolje pogledamo pojedinačno zrno peska, videćemo da se razlikuju po veličini i obliku. Telesne ćelije se takođe razlikuju i to više nego zrna peska. Različite su veličine, oblika i boje. (slika desno)

     Ćelija je osnovna jedinica građe i funkcije svih živih bića. Ćelija se može definisati i kao morfološka, funkcionalna i reproduktivna jedinica svih živih bića.

Svaki živi organizam je napravljen od jedne ili više ćelija. Sve ćelije nastaju iz već postojeće ćelije. Ćelija je najmanja jedinica koja ima sve karakteristike života. Skup ćelija sličnog ili istog izgleda, embrionalnog porekla i funkcije naziva se tkivo. Nauka koja proučava ćeliju naziva se citologija. U ćeliji se nalaze organska i neorganska jedinjenja. Od neorganskih jedinjenja najzastupljeniji su voda i soli. Od organskih jedinjenja u ćeliji se nalaze ugljeni hidrati, masti i proteini.

Kod jednoćelijskih organizama (protozoa) sve bitne životne funkcije (varenje, disanje, izlučivanje) obavlja jedna jedina ćelija. Kod viših životinja (metazoa) situacija je drugačija jer određene funkcije u organizmu obavljaju samo određene grupe ćelija te je iz tog razloga došlo do njihove velike raznovrsnosti u obliku, veličini, strukturi i funkciji. Tako da npr. u organizmu čoveka postoji oko 200 različitih tipova ćelija.

     Upoznavanje građe i funkcije ćelije predstavlja osnovu za svako dublje proučavanje u biologiji i medicini. Rezultati proučavanja ćelije doprinose poznavanju i normalnog i patološkog stanja organizma.

ćelija fabrika





Evolucija ćelije

endosimbiotska teorija

     Veruje se da su svi organizmi i ćelije koje ih čine nastali od zajedničkog pretka. Iako su evolutivni procesi nedovoljno poznati i objašnjeni, ipak se na osnovu podataka koje pružaju fosili i uporednog izučavanje današnjih ogranizama može pretpostaviti kako je evolucija tekla.

     Izračunato je da je Sunčev sistem nastao pre oko 4,6 milijardi godina i poznato je da od 9 planeta tog sistema život postoji samo na Zemlji (nije isključeno da na drugim planetama u galaksiji postoji život). Smatra se da je pojavi života na Zemlji prethodio dug period hemijske evolucije. Prva ćelija nastala je pre, otprilike, 3,5 ili 4 milijarde godina. Najstariji do sada otkriveni fosili nađeni su u stenama starim 3,4 milijarde godina u Južnoj Africi. Ovi fosili, vidljivi samo pomoću elektronskog mikroskopa, slični su današnjim prokariotama (bakterije i modrozelene alge). Na osnovu toga možemo pretpostaviti da je život počeo veoma rano, u prvoj milijardi Zemljine istorije.

 

     Nalazi fosila, takođe, ukazuju da je pre oko 1,6 milijardi godina došlo do prelaska prokariota ka znatno složenijim eukariotskim ćelijama. Danas je najprihvatljivija simbiotska teorija koja objašnjava nastanak eukariotskih ćelija (slika desno) . Po toj teoriji se smatra da su prokariote ušle u ćeliju eukariota i postale njene organele (mitohondrije i hloroplasti). Tako je nastala simbioza u kojoj je eukariotska ćelija obezbeđivala hranu, a prokariotska energiju. Ova teorija se potvrđuje građom mitohondrija i hloroplasta koja je slična građi prokariotske ćelije, ali ima i nedostataka ( ne objašnjava npr. pojavu unutrašnjeg ćelijskog skeleta u eukariotskoj ćeliji).
Pored simbiotske postoje i druge teorije koje pokušavaju da objasne evoluciju prokariotske u eukariotsku ćeliju. U svakom slučaju, dogod to ne bude moglo da se u eksperimentu dokaže, biće moguće samo pretpostavljati kako je ovaj proces tekao.

    Evolucija ćelija je trajala od 3-4 milijarde godina, dok su se ostali oblici života, kao i najsavršeniji, razvili u periodu od samo 600 miliona godina. Izgleda da se evolucija života dugo odvijala u ćeliji, usavršavajući njenu građu i funkcije, da bi posle toga došlo do stvaranja različitih organizama za relativno kratko vreme. Još nešto o evoluciji >>>

 

 

 

 

Osobine ćelije



U prirodi postoje brojni organizmi čije se telo sastoji iz jedne ćelije, kao što su bakterije, praživotinje, neke alge i gljive. Sa druge strane višećelijski organizmi mogu imati više miliona, biliona, kvadriliona ćelija. Tako se u organizmu odraslog čoveka nalazi preko 50 miliona ćelija. Iako se sve te ćelije međusobno razlikuju postoje neke osobine koje su zajedničke svim ćelijama:
  • rast do veličine koja je karakteristična za datu vrstu ćelije;
  • obavljanje određenih zadataka (funkcija, uloga);
  • primanje signala iz spoljašnje sredine na koje ćelija na određeni način odgovara;
  • život ćelije završava se ili ćelijskom deobom ili ćelijskom smrću; pri deobi ćelija daje nove ćelije;
  • jedinstven hemijski sastav;
  • jedinstvena građa.
Zahvaljujući razvoju tehnike i instrumenata saznanja o ćeliji su postala veća i potpunija. Tehnika mikroskopiranja je danas dovedena skoro do savršenstva – pronalaskom različitih vrsta mikroskopa (elektronski, fazni, i dr.).

Veličina ćelije

veličina ćelije

   
velicina celije

Zašto su ćelije male?

Ćelija treba da ima dovoljno veliku površinu za razmenu materija sa okolinom. Odnos površina : volumen zahteva da ćelija bude što manja.

     Svaka ćelija jetre ili hepatocit ima 10-20 mikrona u prečniku (ili dvestoti deo milimetra). Sadrži većinu glavnih organela i izvodi komplikovane hemijske reakcije koje podrazumevaju varenje hrane i reciklažu hranljivih materija.

      Crvene krvne ćelije ili eritrociti su veoma neobične u poređenju sa ćelijama jetre. Imaju oblik krofne i jedne su od najmanjih ćelija u organizmu. Ne sadrže odgovarajuće organele a funcija im je u prenosu kiseonika.

Svojstva koja su zajednička svim ćelijama su sledeća:

     -Citoplazmatska (ćelijska) membrana -reguliše prolaz supstanci iz ćelije i u ćeliju.

     - Citoplazma - u njoj se odvijaju sve hemijske reakcije potrebne za rast i reprodukciju ćelije.

     - DNK - molekul u kome je zapisana nasledna informacija.

     - Ribosomi - strukture na kojima se sintetiziju proteini.

     - ATP - energijom bogat molekul.


Nove ćelije umesto starih



      Postoje desetine vrsta ćelija u našem telu. Koštane ćelije u obliku pauka ( osteociti ) stvaraju kosti, a onda ostaju u njima. Ćelije hrskavice (hondrociti) grade hrskavicu u zglobovima kostiju. Mišićne ćelije, koje su zaista mnogobrojne, povezuju se u džinovske multićelije i grade naše mišiće. Većina ćelijskih vrsta ima ograničen vek trajanja. Bele krvne ćelije mogu da žive samo nekoliko sati, kada se bore protiv bacila u toku bolesti. Ćelija kože traje oko mesec dana, dok se ne isperuta sa površine tela.

      Prosečna crvena krvna ćelija živi oko 4 meseca, dok ne ostari i izgubi oblik. Ona se onda razlaže i njeni delovi se recikliraju u jetri i slezini. U telu ima toliko mnogo crvenih krvih ćelija da se svakog sekunda proizvede 2 miliona novih, koje zamenjuju one koje prirodno propadaju. S druge strane, neke nervne ćelije (neuroni) u mozgu i nervnom sistemu stare zajedno sa čovekom.


Hemijski sastav ćelije



Hemijski elementi koji ulaze u sastav ćelija živih bića nazivaju se biogeni elementi. Od 92 prirodna elementa samo 6 elemenata – C, H, N, O, P i S – ulazi u sastav i čini oko 99% živog tkiva. Prema količini u kojoj su prisutni u ćeliji biogeni elementi se dele na:
  • makroelemente (grc. macro= mnogo) i
  • mikroelemente ( micro= malo,sitno).

     Makroelementi su O, H, C, N, Ca, S, P, K i dr.

     Mikroelementi se nalaze u znatno manjim količinama od makroelemenata, ali je njihovo prisustvo u živim bićima neophodno za normalno odvijanje životnih procesa. Takvi su npr. Cu, I, Br, Mn, F, Fe i dr. Oko dve trećine, odnosno, oko 60% težine odraslog čoveka čini voda (kod embriona oko 80%), dok belančevine čine oko 17%, masti oko 10%, ugljeni hidrati oko 1-2% i mineralne materije oko 5%.

Voda



Voda predstavlja najrasprostranjenije jedinjenje u organizmima i neophodan uslov za njihov opstanak. Voda je jedna od glavnih komponenti živih sistema i čini čak 50-95% težine ćelije. Osim u samoj ćeliji, voda se nalazi u međućelijskim prostorima i krvi životinja. U telu nekih nižih beskičmenjaka nalazimo preko 90% vode (dupljari, hidra na pr.). Kod mladih listova, stabala i korenova voda čini 80-90% sveže mase, a kod sočnih plodova (krastavaca, lubenice, paradajza) čak preko 90%. Semena sadrže svega oko 10% vode, a ponekad samo 5% (seme kikirikija). Količina vode u ćelijama čoveka zavisi od:
  • starosti (sa starošću ćelija opada i količina vode u njima);
  • vrste tkiva (krvno tkivo ima veću količinu vode od npr. masnog tkiva),
  • metaboličke aktivnosti ćelije (aktivnije ćelije imaju više vode),
  • pola (žene imaju manje vode od muškaraca).
Da bi organizam čoveka ispravno funkcionisao potrebno mu je oko 10 l vode dnevno. Dva litra dobija spolja: unese hranom i pićem, dok ostatak stvaraju sama tkiva. Voda koja nastaje u unutrašnjosti organizma pri kataboličkim procesima (procesi razgradnje složenih jedinjenja) naziva se endogena voda (lat. endo = unutra) ili metabolička voda. Sve životinje i biljke žive od vode koju uglavnom same stvaraju. Endogena voda se zatim razlaže u tkivima i koristi u različite svrhe.


Neorganske soli



Neorganske soli su takođe veoma zastupljene u ćelijama, a njihovi katjoni i anjoni su neophodni za:
  • održavanje bioloških struktura (gradivna uloga) i
  • biološku aktivnost jedinjenja (metabolička uloga).
Najzastupljeniji katjoni su:
  • K+,
  • Na+,
  • Ca++
Medu anjonima su to:
  • hloridi,
  • karbonati,
  • bikarbonati i
  • fosfati.

     * Na+ i K+ obezbeđuju polarizovanost membrane nervnih i mišićnih ćelija, a time i njihov normalan rad.

     * Medu anjonima najvažniji su fosfati jer predstavljaju osnovne oblike iz kojih se koristi energija - izgrađuju ATP (adenozintrifosfat).

     * Karbonati i bikarbonati imaju ulogu pufera, odnosno, regulišu stalnost pH vrednost vodenog rastvora. (Pri padu pH vrednosti ispod 7 čovek može da živi samo nekoliko minuta.)

Uloge mineralnih materija u organizmu čoveka



Mineralne materije organizam ne stvara sam , već ih unosi hranom. Radi razumevanja značaja ovih materija biće navedene uloge nekih najbitnijih:

      * Fe (gvožde) je veoma važan sastojak hemoglobina; nedostatak gvožda u organizmu ometa normalno stvaranje crvenih krvnih zrnaca, što prouzrokuje malokrvnost – anemiju (mada se mora napomenuti da za ovu bolest postoje i drugi uzroci);

     * Ca i P grade kalcijum-fosfate koji su glavni sastojci kostiju;

     * S ulazi u sastav nekih aminokiselina;

     * Na, K i Cl učestvuju u osmoregulaciji:

     * F sprečava karijes zuba;

     * Co je sastavni deo vitamina B12 itd.

Organska jedinjenja



Organska jedinjenja obavezno sadrže ugljenik (C) i njihovim razlaganjem se oslobađa manja ili veća količina energije (razlika u odnosu na neorganske materije). Razlikuju se četiri grupe ovih jedinjenja:
  • ugljeni hidrati
  • lipidi
  • proteini
  • nukleinske kiseline


Metabolizam ćelije



U živoj ćeliji se neprekidno odvija ogroman broj hemijskih reakcija. Celina svih hemijskih procesa, odnosno, ukupan promet materije i za materiju vezane energije naziva se metabolizam. Metabolizam karakterišu dva osnovna procesa:

     * anabolizam i

     * katabolizam.


Anabolizam predstavlja sintezu složenih jedinjenja iz prostih, uz potrošnju energije kakvi su npr.fotosinteza, sinteza proteina itd.
Katabolizam su reakcije razgradnje složenih jedinjenja na prosta, uz oslobađanje energije, pripadaju mu procesi kao što su disanje, varenje i dr.
U ćeliji se neprekidno odvijaju tesno povezani procesi razlaganja organske materije uz oslobađanje energije i sinteza složenih sastojaka ćelije uz utrošak energije. Pošto se anabolizam neprekidno odvija (ćelija neprekidno sintetiše proteine, šecere, masti idr.) ćelija ima stalnu potrebu za energijom. Živa ćelija, bez obzira na vrstu organizma, energiju dobija oksidacijom organskih jedinjenja, tj. njihovim sagorevanjem (što pripada kataboličkim procesima). Organska jedinjenja se polako i postupno oksidišu tako da se energija iz njih otpušta sporo, delimično u vidu toplote, a delom i kao hemijska energija (ATP) koju ćelija može da koristi u anabolizmu.
Po načinu dobijanja organskih molekula, koji služe kao izvor energije živa bića se dele u dve velike grupe:

     * autotrofe

     * heterotrofe


Autotrofi su sposobni da vrše fotosintezu (ili hemosintezu), da sunčevu energiju (ili hemijsku energiju) iskoriste za sintezu organskih materija koje će im služiti za dobijanje energije.
Heterotrofi uzimaju gotove organske materije hranom i sagorevanjem tih materija obezbeđuju potrebnu energiju. Hrana heterotrofa direktno ili indirektno potiče iz organskih materija nastalih fotosintezom.


Citosol i citoplazma




Citoplazma predstavlja unutrašnji sadržaj ćelije, odvojen od jedra, u kome se nalaze ćelijske organele. Citoplazmu, dakle, čine citosol i ćelijske organele. Citosol je deo citoplazme van ćelijskih organela koji zauzima oko 55% ukupne ćelijske zapremine. U citosolu se nalaze:

  * na hiljade enzima koji učestvuju u ćelijskom metabolizmu;

  * niz različitih proteinskih vlakana koja grade citoskelet (ćelijski skelet);

  * granule (zrnca) ispunjene rezervnim materijama, kao što su granule glikogena u ćelijama jetre i mišića ili velike kapljice masti u masnim ćelijama;

  * veliki broj ribozoma na kojima se sintetišu proteini citosola i enzimi koji učestvuju u ćelijskom metabolizmu.


Ćelijski skelet (citoskelet)




Citoskelet je izgraden od preko 20 vrsta citoplazmatičnih proteina koji omogućavaju promenu oblika ćelije, kretanje organela i same ćelije kao i međusobno povezivanje ćelija. Osnovni strukturni delovi citoskeleta su:

    

mikrofilamenti Mikrofilamenti među kojima su najznačajniji oni u mišićnim ćelijama; miozinski filamenti zajedno sa drugim faktorima (joni Ca++, ATP idr.) omogućavaju klizanje aktinskih filamenata što dovodi do kontrakcije mišićnih ćelija;
mikrotubule Mikrotubule (mikrocevčice) su u obliku šupljeg cilindra; u ćeliji se mogu nalaziti kao pojedinačne ili grupisane u snopove; izgrađene su od proteina tubulina;
intermedijerni filamenti Prelazni (intermedijerni) filamenti dobili su ime po tome što im je prečnik nešto veći od mikrofilamenata, a manji od prečnika mikrotubula; koliko je za sada poznato, imaju ih samo životinjske ćelije; grade ih veoma različiti proteini.

      

citoskelet

Građa ćelije sa akcentom na citoskelet


Ćelijski ciklus




Ćelijski ciklus je život ćelije između dve deobe, pri čemu je jedna deoba uključena u ciklus. Prema tome ćelijski ciklus se sastoji od dve faze:

  * faza deobe (D-faza)

  * interfaza


Faza deobe kod eukariotskih ćelija obuhvata podelu jedra (kariokineza) i podelu citoplazme i njenih organela (citokineza). Ćelijski ciklus ima različito vreme trajanja kod različitih ćelija (kod bakterija najčešće traje 20 min, a kod različitih ljudskih i životinjskih ćelija od 16 – 25 sati). Interfaza obuhvata period u toku koga se ćelija priprema za deobu. Pre deobe ćelija mora da udvostruči svoju masu, da bi sve svoje delove podjednako podelila između ćerki-ćelija.

Za više informacija pogledajte deobu ćelije





Citogerontologija




Starenje predstavlja univerzalan biološki proces, prirodnu fazu u životnom ciklusu svake jedinke, koja se završava smrću. To je proces koji predstavlja genetički programirano otkazivanje mehanizama koji održavaju homeostazu (stalnost unutrašnje sredine organizma). Starenje ćelije predstavlja postepeno smanjenje njenih funkcija i sposobnosti rasta što je zasnovano na diskoordinaciji interaktivnih puteva u samim ćelijama, kao i između njih i tkiva.


Prokariotske i eukariotske ćelije



     Dakle, prva ćelija nastala je pre oko 3,5 – 4 milijarde godina i bila je prokariotske građe. Smatra se da su najstarije prokariote bile anaerobni organizmi koji su vršili fotosintezu. Pošto se u procesu fotosinteze, kao sporedan proizvod, stvara kiseonik, ove prokariote su omogućile nastanak aerobnih organizama. Pre oko 1,6 milijardi godina došlo je do prelaska prokariota ka znatno složenijim eukariotskim ćelijama. Današnjim prokariotama pripadaju bakterije i modrozelene alge (cijanobakterije). Prokariote su jednoćelijski organizmi bez diferenciranog jedra i ćelijsklh organela (imaju samo ribozome). Genetički materijal (DNK) prokariota nalazi se u citoplazmi i naziva nukleoid. Ribozomi prokariota su sitniji [70S] od eukariotskih [80S]. Ćelijska membrana prokariota gradi uvrate mezozome i za nju su vezani enzimi ćelijskog disanja.

     Sve žive sisteme, prema složenosti grade, možemo podeliti na:


* nećelijske (acelularne ;lat. a= ne, bez; celulla = ćelija) i
* ćelijske (celularne).

Pod acelularnim se podrazumevaju oni organizmi koji nisu dostigli nivo ćelijske građe, kakvi su virusi, dok su ostali organizmi ćelijske građe. Prema složenosti građe ćelije svi celularni organizmi se dele na:

 - prokariote

 - eukariote .
Dakle, prokariotama pripadaju bakterije i cijanobakterije (modrozelelne alge), dok su eukariote svi ostali jednoćelijski i višećelijski organizmi.

razlike između prokariota i eukariota



 

Možda će vas još interesovati
Građa ćelije PP prezentacija