Biologija - skripta (138str)

1

B I O L O G I J A

Pripremio:

Josip Jeovita

provided by www.perpetuum-lab.com

2

PRVI DIO

BIOLOGIJA-ZNANOST O IVOTU

BIOLOGIJA-prouava strukture i procese u ivotu

Osnovna podruja biologije:

1. Anatomija istrauje vanjsku i unutarnju grau organizma 2. Fiziologija istrauje kako organizmi obavljaju ivotne procese 3. Biologija stanice istrauje aktivnost i grau ivih stanica 4. Genetika istrauje nasljednost i raznolikost nasljednih osobina 5. Botanika istrauje bilje 6. Zoologija istrauje ivotinje 7. Mikrobiologija istrauje organizme vidljive pomou mikroskopa 8. Razvojna biologija istrauje mijenjanje organizma tijekom vremena 9. Ekologija istrauje meusobno djelovanje organizama i okolia

Povezanost biologije s drugim znanostima:

Istraivanje u biologiji:

Pitanje > Predpostavka > Predvianje > Eksperiment > Zakljuak

Biolog postavi pitanje prema kojem oblikuje predpostavku koja bi mogla biti odgovor na pitanje. Predpostavka navodi na predvianja koja treba dokazati. Predvianje se moe dokazati pomou promatranja ili eksperimenta. Eksperiment ponoviti dva puta kako bi se dobio potvren rezultat. Potvren rezultat zove se zakljuak koji daje cijelovitu sliku na postavljeno pitanje.

Metode istraivanja u biologiji:

Promatranje zapaaju se obiljeja i pripadnost nekoj skupini Seciranje otkriva se graa unutranjih organa i njihova meusobna povezanost

Tehnike znanosti

Prirodne znanosti

Drutvene znanosti

Matematika

Fizika

Kemija

Biologija


3

Mikroskopiranje postaje vidljivo ono to ne moemo vidjeti okom Radioaktivno obiljeje ili autoradiografija moe se odrediti toan poloaj ugraene radioaktivne molekule Kultura stanice omoguuje praenje biokemijskih procesa u stanici Struna istraivanja provode se po ve utvrenom redu i ne otkrivaju nove spoznaje o objektu promatranja

U prirodi eksperimenti pokazuju rezultate puno blie stvarnijim, ali u laboratoriju se puno lake kontroliraju sami parametri eksperimenta.

Pisanje strunog rada:

- naslov bit sadraja, ime autora i adresa - uvod obrazloenje teme i navoenje rezultata slinih istraivanja - materijal i metode nain provoenja ispitivanja - rezultati rezultat se prikazuje ukratko i saeto u grafikonima i tablicama - rasprava usporeivanje rezultata i obrazloenje vlastitog stava - zakljuak istaknti bitni rezultati dobiveni istraivanjem - literatura popis svih navoenih djela i autora

Opa svojstva ivih bia:

Stanica osnovna gradivna i djelatna jedinica ivih bia

Prilagodljivost ili reaktivnost odgovor organizama na djelovanje iz okolia

Kako bi na organizam mogao funkcionirati mi trebamo energiju koju dobivamo u obliku hrane. U stanicama naeg tijela hrana kemijski sagorijeva iz ega dobijemo energiju.

Metabolizam kemijska razgradnja i izgradnja novih tvari pri emu se energija oslobaa i troi.

- katabolizam (disimilacija) proces razgradnje - anabolizam (asimilacija) proces izgradnje

Rast posljedica izmjenjivanja tvari koja se oituje poveanjem mase i volumena tijela

Smrt javlja se kao posljedica poremeaja metabolikog sklada i autoregulacije

KLONIRANJE SISAVACA:

Kloniranje je bespolno stvaranje potomaka te se dobivaju genetiki iste preslike jedinki. Postoje dva postupka kloniranja. 1 . Odvajanje embrionalnih stanica u stadiju blastomere (brazdanje oploenih jajnih stanica). Razbijanjem ovojnice - zone pelucide svaka stanica se razdvaja i smjeta u posebnu ovojnicu te ponovno poinje djeliti i stvarati posebni zametak. 2. Proces enukleacije. Jezgra se izvadi iz jajne stanice i na njeno mjesto stavi jezgra iz stanice koju elimo klonirati.


4

RAZINE USTROJSTVA IVIH BIA

Atom osnovna jedinica tvari ivog i neivog svijeta

Pronaeno je 90 vrsta atoma. Dvanaest elemenata u prirodi je od iznimne vanosti: ugljik, vodik, kisik, duik, fosfor, sumpor, natrij, kalij, klor, magnezij, eljezo i kalcij.

Stanica najednostavnija gradivna jedinica koja se moe neovisno razmnoavati

Tvorbe ili organeli dijelovi stanice koji su specijalizirani za razliite uloge u stanici

Tkiva skupine stanica koje obavljaju istu funkciju kod viestaninih organizama

Organ dio organizma sastavljen od vie tkiva koja rade zajedno da bi izvrila poseban posao

Sustav organa skupina organa koji meusobno sudjeluju u provoenju neke funkcije

Organizmi:

Vrsta skupina organizama sa istim osobinama koji se kod razmnoavanja stvaraju istovrsno potomstvo

Rodovi vrste uskih zajednikih obiljeja

Vrste ine rodove, rodovi ine porodice, porodice ine redove, redovi ine razrede i koljena. Postoji pet osnovnih carstava u koje moemo smjestiti sve ive organizme.

PROKARIOTI

Monere Protisti

Gljive Biljke ivotinje

Pet carstava

EUKARIOTI

Atom

Molekula Stanina tvorba

Stanica

Tkivo

Organ

Organ Sustav organa


5

Jednostanini organizmi organizmi graeni od jedne stanice ije tvorbe obavljaju odreene djelatnosti

Viestanini organizmi organizmi graeni od niza stanica

ivotni prostor organizama:

1. Populacija:

Populacija je skupina organizama iste vrste koji ive na odreenom podruju i vremenu te se meusobno razmnoavaju.

2. ivotne zajednice:

ivotnu zajednicu ine razliite populacije koje ive na istom podruju i meusobno djeluju jedni na druge.

3. Eko-sustav:

Zajednica ivih bia i okoli u kojem ive.

4. Biom:

Biom je povezano nekoliko eko-sustava zajedno.

5. Biosfera:

Biosfera su svi eko-sustavi na Zemlji.


6

PODRIJETLO IVOTA NA ZEMLJI

Veina astronoma smatra da je svemir nastao prije 18 milijardi godina Velikim praskom. Prvotno su nastale elementarne estice od kojih su stovreni protoni i neutroni koji ine jezgru atoma. Prvi atomi su bili jednostani, poput vodika. Prije 4.6 milijardi godina nastala je Zemlja sa svojim Mjesecom. Molekule su se povezale kovalentnim vezama i prve su bile: voda H2O, ugljini monoksid CO, metan CH4 i amonijak NH3. Osnovni kemijski elementi u tim molekulama su bili vodik, ugljik, duik i kisik. Smatra se da je prvobitna atmosfera bila sastavljena od CO, CO2, H2, NH3, H2O, metana i kisika u tragovima. Dananja atmosfera se sastoji od 78% molekulskog duika, 21% molekulskog kisika i 0.033% ugljinog dioksida i tragova rijetkih plinova. Prvi korak stavranja ivota na Zemlji bio je kondezacija zemljine kore. J. Priestly prvi je dokazao da biljke proizvode kisik.

Kemijska evolucija:

Oparin je iznjeo tezu da je ivot nastao kemijskom evolucijom.

Kemijska evolucija proces spontane sinteze sve sloenijih organskih molekula iz jednostavnih

Jednostavne organske molekule su nastale iz amonijaka, metana, ugljinog monoksida, ugljinog dioksida, vodika, cijanovodika i vode.

Millerov pokus:

Miller je oponaao uvjete koji su vladali u prvobitnoj atmosferi. Stavio je smjesu metana, vodene pare, vodika, amonijaka i izloio je sve elektrinom izbijanju (oponaanje munja) i visokoj temperaturi.nastala je smjesa koja je meu ostalime sadravala aminokiseline.

AMINO KISELINE

VODA

IZVOR TOPLINE

ELEKTRINO IZBIJANJE

MJEAVINA PLINOVA H2O CH4 H2 NH3


7

Bioloka evolucija:

Spontanim spajanjem monomera nastali su polimeri (dugi lanci povezanih monomera). Pr. monomer eera glukoze spajanjem vie molekula daje polimer krob. Prvo je nastala prastanica, pa onda stanica poprimanjem tri glavna obiljeja:

- metabolizam - rast - reprodukcija

Bioloka evolucija je poela izmjenjivanjem informacija izmeu prastanice i okolia. Prvo organizmi su bili:

- prokarioti (bez oblikovane jezgre) - anaerobi (mogu ivjeti bez kisika) - heterotrofi (hrane se organskom tvari)

Nove vrste organizama su se razvile mutiranjem postojeih organizama na genetskoj osnovi.


8

KEMIJSKA OSNOVA IVOTA

Od 112 elemenata, u prirodi ih se pojavljuje 92. u stanicama je ustanovljena prisutnost 60 elementata.

Biogeni elementi elementi koji grade stanicu

Najei bioegeni elementi su: vodik H, ugljik C, kisik O, duik N, kalij K, kalcij Ca, fosfor P, magnezij Mg, eljezo Fe, sumpor S. Biogeni elementi dolaze u obliku organskih i anorganskih tvari.

Anorganske tvari su: - voda - soli - anorganske kiseline

Organske tvari su: - ugljikohidrati - lipidi - bjeanevine - nukleinske kiseline

Voda:

Molekula vode je polarna (svojstvo dipola) s pozitivnim i negativnim krajem. Kisik ima slab elektronegativan naboj dok dva atoma vodika imaju slab elektropozitivan naboj. Suprotni naboji na oprenim dijelovima molekule ine vodu polarnom molekulom. Veza izmeu molekula vode je slaba, elektrostatska i naziva se vodikovom vezom.

Voda ima visoko vrelite, nisko talite te fizikalna svojstva: koheziju, adheziju, kapilarnost. Ima visok toplinski kapacitet zbog ega se sporije hladi i zagrijava. Najveu gustou ima pri 4 oC. Zbog vodikovih veza, molekule vode su u ledu vie razmaknute zbog ega je led laki o vode i pliva na njoj anomalija vode. Voda u procesu disocijacije disocira na H+ i OH- ione. Koncetracija H+ iona se izraava pomou pH vrijednosti.

-

O

H

H

+

+

-


9

pH negativan logaritam koncetracije vodikovih iona u otopini pH=4; c(H+)=10-4 mol/L Kiseline povisuju koncetraciju H+ iona (kation), dok luine povisuju koncetraciju OH- iona (anion).

Organske tvari stanice:

Sve organske tvari su izgraene od ugljika. Ugljik na sebe moe vezati jo etiri molekule. Nastaju bioloke molekule. One su izgraene od polimera tj. velikih molekula koje su graene od istih jedinica koje se ponavljaju monomera.

Bioloke molekule molekule sloenije strukture sa ugljikom kao okosnicom - ugljikohidrati - lipidi - bjelanevine - nukleinske kiseline

Ugljikohidrati:

Spojevi graeni iskljuivo od ugljika, vodika i kisika. Meusobno se razlikuju po broju ugljikovih atoma u molekuli.

Opa formula: (CH2O)n

0 14 7 luina OH- H+ kiselina

molekula glukoze

(monomer)

lanac glukoze = krob (polimer)


10

Lipidi:

Lipidi nisu topljivi u vodi.

Imamo: - masti maslac, slanina - ulja buino, maslinovo, kukuruzno ulje - fosfolipidi - steroidi vitamini, hormoni, kolesterol

Masti i ulja graa: od lanaca masnih kiselina i alkohola glicerola

Ovisno o broju masnih kiselina u jednoj molekuli, masti i ulja su po sastavu: digliceridi, trigliceridi, itd.

eeri

jednostavni

sloeni

monosaharidi

Heksoza 6 atoma ugljika

Pentoza 5 atoma ugljika

Trioza 3 atoma ugljika

disaharidi

polisaharidi

riboza

deoksiriboza

nukleinske kisline

fruktoza (voni eer)

saharoza

celobioza

maltoza

glukoza +

fruktoza

Nastaju sintezom

jednostavnih eera

Od 100 do 10 tisua

monosaharida -netopljivi

Postoje gradivni i priuvni

izgraeni od lanaca

molekula glukoze

glukoza (groani eer)

Alkohol koji ima tri OH skupine za koje se veu masne kiseline zasiene masne kiseline

nezasiene masne kiseline


11

Fosfolipidi osnovni gradivni dio stanine membrane

Fosfolipidi se obino pojednostavljeno prikazuju u obliku hidrofilne glave i hidrofobnih repova. Glava oznaava fosfatnu skupinu (povezanu s organskom skupinom i glicerolom, dok repovi oznaavaju lanac masnih kiselina. Hidrofilna glaca fosfolipida je nositelj elektrinog naboja koji privlai diploidne molekule vode. Hidrofobni repovi nisu elektriki nabijeni, ne privlae vodu i ne otapaju se u vodi. Fosfati se u vodi okreu prema vodi, a masne kiseline jedna prema drugoj i tako se stvara dvostruki sloj fosfolipida koji onemoguuje cjelovitost stanice.

Glicerolna skupina

C

C

C

H

H

H

H

O H P

O-

O

O C

H H

H H

C N+

C

C H H

H

H

H H

C H

H

H

Organska skupina

Fosfatna skupina

Glicerolna skupina

Hidrofilna glava

Poetak hidrofobnih repova

Hidrofilna glava

Hidrofilni repovi

Fosfatna skupina

C

C

C

H

H

H

H

O H

O C C

H

H

C C

H

H H

H

C C

H

H H

H

C C

H

H H

H

C C

H

H H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H O

H

C C

H

H

C C

H

H H

H

C C

H

H H

H

C C

H

H H

H

C C

H

H H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

O

H O

Masne kiseline

Hidrofobni repovi

FOSFOLIPID

C

C

C

H

H

H

O H


12

Stereoidi:

Stereoidi molekule izgraene od etiri meusobno povezana prstena ugljikovih atoma (tri esterokutna i jedan peterokutan) na koje se veu funkcionalne skupine. Topljivi su u mastima, uljima i alkoholima.

Djeluju kao: - vitamini (A, D i E) - hormoni (estrogen, testosteron) - kolesterol (gradivni dio membrana stanica ivotinja)

Nakupljanje kolesterola u intimi arterija moe izazvati zaepljenje ila ili slabiji optok krvi.

Bjelanevine:

Bjeanevine ine do 80% suhe tvari u stanici. Na visokoj temperaturi se zgruavaju (koaguliraju), a na niskoj se zgusnu. Bjelanevine su graene od monomera aminokiselina.

Svaka molekula aminokiseline sadrava: - amino (-NH2) skupinu - karboksilnu (-COOH) skupinu

U ovjekovom organizmu postoji 20 aminokiselina koje izgrauju 50 tisua vrsta bjeanevina. Aminokiseline se povezuju peptidnim vezama koja se ostvaruje vezanjem karboksilne skupine jedne aminokiseline i amino skupine druge aminokiseline.

Cg

OHg

CH NH2

R1 Og

+ Cg

OHg

CH NH2

R1 Og

Aminokiselina 1 Aminokiselina 2

CH

R1

NH4 C

NH

CH

C OH

O

R2 O

Peptidna veza


13

Polipeptid dugi lanac aminokiselina (ak do 10 000 aminokiselina). Jedna molekula bjelanevine se sastoji od jednog ili vie polipeptida.

n broj aminokiselina > n nroj polipeptida > n broj molekula bjelaevina

Struktura bjelanevina moe biti: - primarna - sekundarna - tercijarna - kvartarna

Djelovanja bjelanevina:

Strukturne bjelanevine izgrauju kosti, miie, korijenje, listove ili strukturu stanica. Hormoni usklauju izmjenu zvari u stanicama. Enzimi ubrzavaju i kataliziraju kemijske reakcije. Prijenosne bjelanevine su prijenosnici drugih tvari (hemoglobin prenosi plinove). Protutijela tite organizam od bolesti i upala.

Prema grai bjelanevine mogu biti: - jednostavne (sastavljene samo oa aminokiselina) - sloene (sastavljene od aminokiselina i drugih molekula)

Glikoprotein bjelanevina vezana sa eerom

Nukleoprotein bjelanevina vezana sa nukleinskom kiselinom

Kromoprotein bjelanevina vezana sa hemoglobinom ili hemocijanom

Biokatalizatori:

Biokatalizatori molekule koje ubrzavaju kemijske reakcije, a pritom se same ne mijenjaju. U biolokim sustavima biokatalizatori su enzimi koji su po svojoj kemijskoj grai bjelanevine. Koenzimi su spojevi koji uz bjelanevine sadre i druge nebjelanevinaste spojeve. Primjer su enzimi koji sadre vitamine B skupine to ih ini koenzimima. Na brzinu kemijske reakcije utjeu temperatura i koncetracija molekula koje sudjeluju u reakciji. Enzimi djeluju na molekule supstrate mnogo manje od enzima. Enzim se spaja sa supstratom u kompleks enzim-supstrat.

Enzim + Supstrat = Produkt (ES) = E + S


14

Nukleinske kiseline:

Nukleinske kiseline molekule koje prenose nasljedne upute s jedne generacije na drugu. Nukleinske kiseline su polimerni spojevi lanane strukture. Njihove gradivne jedinice zovu se nukleotidi. Jedna molekula nukleinske kiseline moe sadravati i do 30 000 nukleotida.

Nukleotidi: - fosfatna kiselina - pentozni eer (riboza ili deoksiriboza) - duina baza

Duine baze: - adenin A - guanin G - citozin C - timin T - uracil U

Citozin, timin i uracil spadaju u pirimidinske baze jer su graeni od jedne baze, dok su adenin i guanin purinske baze.

DNA (deoksiribonukleinska kiselina) RNA (ribonukleinska kiselina)

Sastav:

eer: deoksiriboza

Baze: - adenin - guanin - citozin - timin

Sastav:

eer: riboza

Baze: - adenin - guanin - citozin - uracil

Supstrati

Enzim Aktivno mjesto Enzim + Susptrat = Produkt


15

Stvaranje DNA lanca:

Pri stvaranju DNA lanca dolazi do spajanja fosfata jednog nukleotida sa eerom drugog nukleotida. Tako nastaje duina osovina s koje u stranu izlaze duine baze. Duine baze jednog lanca spajaju se sa duinim bazama drugog lanca pomou vodikovih veza na poseban nain.

Nasuprot pirimidinske baze jednog lanca dolazi purinska baza drugog lanca i obratno. Pr. baze A-T, C-G. Duine baze se meusobno spajaju prema pravilu nadopunjavanja-komplementarnosti te tvore komplementarne parove. Tako nastaje spiralna (dvostruka zavojnica) dvolana molekula DNA.

fosfat

P

O

O

O-

O-

CH2

H

OH H

H

O

C C

C C

H

deoksiriboza

CH2

H

OH O H

H

O

C C

C C

H

riboza

fosfat duina baza

deoksiriboza

fosfat duina baza

riboza DNA RNA


16

H3C C

NH

C N

C

C

O

O

NH2

H C

N

C N

C

C

O H

NH2

C

N

C N

C

C

H

N

N

C

H

O

C

NH

C N

C

C

NH2

N

N

C

H

O

H C

NH

C N

C

C

O H

TIMIN (samo u DNA)

URACIL (samo u RNA)

CITOZIN

GUANIN

ADENIN

Povijest genetike:

1953. godine model strukture DNA predloili su J. D. Watson i F. Crick te im je dodijeljena Nobelova nagrada.

Razlika DNA i RNA:

DNA (deoksiribonukleinska kiselina) ima dvostruku zavojnicu, dok RNA (ribonukleinska kiselina) je graena od jednog polinukleotidnog lanca ( niz meusobno povezanih nukleotida).

Najvei dio RNA je naen u citoplazmi i ribosomima.

Tipovi RNA:

- prijenosna RNA (pRNA) ili transportna RNA (tRNA)

- ribosomska RNA (rRNA)

- glasnika RNA (gRNA) ili (mRNA)

Prijenosna RNA prenosi kroz citoplazmu odgovatajuu aminokiselinu do mRNA na ribosomu. Za svaku od dvadeset aminokiselina postoji barem jedna tRNA. Ribosomska RNA sudjeluje u nastanku ribosoma. RNA koja nosi uputu za sintezu bjelanevina je glasnika RNA.


17

Sinteza nukleinskih kiselina:

Sinteza DNA:

Molekule DNA mogu se samoumnoavati. Izmeu duinih baza dolazi do pucanja vodikovih veza te se pripadajui slobodni nukleotidi spoje na nukleotide u zavojnici. Nakon pucanja vodikovih veza nastaju dvije zavojnice, svaka sa polovicom nukleotida iz cijele molekule DNA. Obje zavojnice dobe pripadajue slobodne nukleotide te nastanu dva nova lanca. Oba imaju jednu staru i jednu novu zavojicu pa se proces zove polukonzervativan proces.

Sinteza RNA:

Sinteza RNA se deava na molekuli DNA. Jedina razlika je u duinim bazama timinu i uracilu gdje uracil zamjenjuje timin, a eer riboza eer deoksiribozu. Samo jedan lanac od dva lanca DNA sudjeluje u sintezi RNA.

Biosinteza bjelanevina:

Duine baze na DNA odreuju vrstu bjelanevine koja se treba sintetizirati u organizmu.

Biosinteza sinteza bjelanevina iz uputa duinih baza deoksiribonukleinske kiseline u ivom organizmu.

Trinukleotidnu uputu (ifru) za jednu aminokiselinu tvore tri duine baze. Ta baza se zove kodon - vrsta aminokiseline u sastavu bjelanevina. Broj kodona oznaava broj aminokiselina.

Postupak biosinteze bjelanevina:

- mRNA nastaje u jezgri stanice na mjestu gdje se DNA razdvojila - s DNA na mRNA se prepisuju komplementarni parovi duinih baza - umjesto duine baze timina ugrauje se duina baza uracil - to je proces prepisivanja ili transkripcije - mRNA se odvoji od DNA u jezgri stanice i prelazi u citoplazmu stanice - u citoplazmi stanice mRNA dolazi na ribosom stanice - kada se mRNA smjesti na ribosom stanice, dolazi tRNA - tRNA na sebi ima odreene aminokiseline i trinukleotidnu uputu - trinukleotidna uputa odreuje koja e se vrsta aminokiseline spojiti na

mRNA - antikodon trinukleotidna uputa na tRNA - tRNA klizi po ribosomu traei komplementarnu bazu na mRNA - kada nae komplementarnu bazu, spoji se sa njom - taj postupak zove se prevoenje ili translacija - prevoenje prevoenje sa jezika duinih baza na jezik aminokiselina - zavrna mRNA nosi poruku stop za sintezu bjelanevina i zavretkom

sinteze mRNA se raspada - RNA koji je dao svoje aminokiseline se oslobaa sa ribosoma i trai drugi

ribosom


18

AK1 AK2 t-RNAt-RNA AACCGU GCUAAG

C- G- A- T- T- C-

Postupak prevoenja baza

AK t-RNA CGU

GCUAAG

AK t-RNA AAC C-

G- A- T- T- C-

t-RNA dune baze se spajaju sa bazama na ribosomu

AK t-RNA CGU

Amino Kiselina

GCUAAG

AK t-RNA AAC

C- G- A- T- T- C-

Duina baza

GCUAAG

Lanac mRNA je izaao iz jezgre i posloio se oko ribosoma

Pora na jezgri

C- G- A- T- T- C-

C - G G - C A - U T - A T - A C - G

DNA

mRNA

kodon

Slobodni nukleotidi iz jezgre se veu na pripadajue slobodne parove

C- G- A- T- T- C-

U

A

G

C Postupak prepisivanja

C- -G G- -C A- -T T- -A T- -A C- -G

U

A

T

C

Vodikova veza izmeu duinih baza puca

DNA

C - G G - C A - T T - A T - A C - G

Genetiki kod

U

A

T

C Slobodni nukleotid u jezgri

Ribosom


19

Ostale organske tvari:

Postoje i modificirani oblici nukleotida koji se ne veu u polimere.

ATP adeninski nukleotid

ATP ima vanu ulogu i izmjeni energije u stanici.

ATP (adenozin-trifosfat):

ATP je nukleotid graen od: - duine baze adenina - eera riboze - fosfata-trifosfatna skupina

ATP ima energiju pohranjenu u obliku kemijske veze u fosfatima. Procesom fotosinteze nastaju organske molekule (jednostavni eeri) iz kojih se energija postupeno oslobaa i pohranjuje u obliku fosfatne veze u ATP-u. Otputanjem molekula fosfata iz ATP-a oslobaa se energija. Pri tome adenozin-trifosfat prelazi u adenozin-difosfat pa adenozin-monofosfat i obratno.

ATP adenozin-trifosfat ADP adenozin-fifosfat AMP adenozin-monofosfat

Genom svi geni jedne stanice, tkiva ili organizma Genomika analiza koja dokazuje aktivnost gena Proteom svi proteini jedne stanive, tkiva ili organizma Proteomika- analiza koja odreuje koji proteini i koliko ih se nalazi u kojoj stanici

ADP ATP ATP ADP

Duina baza adenin

Duina baza adenin

Tri fosfatne skupine

Fosfatne skupine Izvor energije

Primanje energije Oslobaanje energije

Molekula ATP-a


20

STANICA OSNOVNA JEDINICA IVOTA

Otkrie stanica i stanina teorija:

R. Hook je 1665. godine vido neto nalik stanicama gledajui presjek pluta. Prvu ivu stanicu vidio je A. Van Leeuwenhoek. Da su organizmi izgraeni od stanica prvi su spoznali M. Schneiden i T. Schwann.

Stanica:

Stanica osnovna gradivna i djelatna jedinica svih organizama.

Osnovne postavke stanine teorije:

- stanica je osnovna gradivna i funkcionalna jedinica ivota - organizmi su izgraeni od stanica - stanice potjeu od ve postojeih - stanice viestaninih organizama meusobno su povezane - stanice se spajaju vrstim povrinama

Metode istraivanja stanica:

Glavna metoda istraivnaja stanica odvija se pomou mikroskopa. Otac mikroskopa je Leeuwenhoek. Postoji vie vrsta mikroskopa:

- svjetlosni mikroskop - elektronski mikroskop

Svjetlosni mikroskop:

Svjetlosni mikroskop je sastavljen od dva sustava lea, objektiva i okulara. Objektiv stvara stvarnu i poveanu sliku predmeta, a okular tu sliku jo vie poveava.

Ukupno poveanje mikroskopa oznaava umnoak poveanja objektiva s poveanjem okulara. Pr. objektiv poveava 40-60, dok okular poveava 10 to daje njihov umnoak 400-600 kao poveanje koje mikroskop prua.

U svjetlosnom mikroskopu svjetlost prolazi kroz tanke proreze uzorka koji se promatra.

Najee boje koje se primjenjuju u bojenju uzorka koji se promatraju su: - metilensko modrilo - eozin - kalijev jodid u alkoholu - acetokarmin - acetoorcein


21

Slika mehanizma svjetlosnog mikroskopa:

Elektronski mikroskop:

Elektrini mikroskop funkcionira na principu usmjeravanja elektorna iji je izvor elektronski top, a smjerava elektrone pomou magneta.

TEM (transmisijski elektronski mikroskop):

TEM funkcionira na elu prolaska elektrona kroz uzorak, ija se slika onda gleda na fluorescentnom zaslonu. Vano ogranienje je injenica da su bioloki uzorci mrtvi i dehidrirani tokom gledanja.

SEM (skenirajui elektronski mikroskop):

Skeniranje uzoraka skenirajuim elektronskim mikroskopom vri se bez vakuuma to omoguuje pregled ivih objekata te njihov trodimenzionalni oblik i raspored atoma u molekuli.

Autoradiografija:

Autoradiografija je metoda pomou koje se moe odrediti too mjesto radioaktivno obiljeene molekule ili tvari (npr. aminokiseline).

Kultura stanica:

Stanice biljaka ili ivotinja se mogu staviti na hranjive podloge te ih pratiti kroz razne aspekte.

Lea

Lea

Uzorak

Lea

Izvor svjetlosti

Oko


22

PRIRODA I RAZNOLIKOST STANICA

Prokariotska stanica:

Osnovno obiljeje prokariotske stanice je izostanak posebno oblikovane jezgre. Prokarioti sadre genetski materijal nukleoid koji nije obavijen jezgrinom membranom. DNA je prstenasta oblika. Prokarioti sadre ribosome vane za sintezu bjelanevina. Ribosomi prokariota imaju sedimentacijski koeficijent 70, a eukarioti 80.

U staninoj stijenci se nalazi murein (glikoprotein) koji se nalazi samo u bakterija i modreozenih algi. Stijenka prokariotski stanica esto je obavijena ovojnicom (kapsulom), stanina membrana, koja se nalzi uz citoplazmu je graena od fosfolipida i bjelanevina kao i kod eukariotskih stanica. Na staninoj membrani se nalaze nabori mezosomi koji omoguuju disanje.

Razmnoavanje prokariota:

Prokarioti se razmnoavaju dvojnom diobom.

Bakterije:

Bakterije su prokarioti to znai da njihove stanice nemaju membranski obavijenu jezgru, kao ni raznolike tvorbe u citoplazmi.

Nukleotid

Ribosom 70S

Omota

Stanina stijenka

Stanina membrana


23

Podjela bakterija:

Podijela bakterija prema upotrebi kisika: - aerobne (upotrebljavaju kisik pri izmjeni tvari) - anaerobne (ne upotrebljavaju kisik pri izmjeni tvari)

Podijela bakterija prema nainu prehrane: - heterotrofne (preko stanine stijenke apsorbiraju gotove organske

molekule) - autotrofne (same stvaraju organske tvari)

Podijela heterotrofnih bakterija: - saprofiti (razlau organske tvari uginulih organizama - truljenje) - nametnici paraziti (patogene bakterije, odnosno, uzronici bolesti)

Podijela autotrofnih bakterija: - kemosintetske (proizvode visokoenergetske tvari iz anorganskih tvari) - fotosintetske (proizovde organkse tvari iz anorganskih tvari pomou Sunca)

Modrozelene alge:

Same stvaraju organske tvari iz anorganskih tvari pomou suneve svjetlosti to ih ini autotrofno-fotosintetskim bakterijama.

Virusi:

Virusi su estice koje imaju najprimitivniji oblik u prirodi.

Graa virusa:

Bakterije

Heterotrofne

Autotrofne

Aerobne

Anaerobne

Kemosintetske

Fotosintetske

Saprofiti

Nametnici

DNA ili RNA

Glava virusa Tijelo virusa

Noice virusa


24

Razmnoavanje virusa:

Virus se razmnoava preko domaina (domadara) prihvativi se za njega cijeli ili sa noicama. Sa noicamse prihvati na odreeni protein na membrani domaina i u njega ubaci samo svoj nasljedni materijal DNA ili RNA. U domainu se virusna nukleinska kiselina upisuje u nasljedni materijal domaina ime dolazi do umnoavnja virusa, a ne stanice domaina. Nakon to se razmnoe, virusi unite staninu membranu domaina i napadaju nove stanice.

Bakteriofagi virusi koji napadaju samo bakterije. Drugi napadaju samo eukariotske stanice. Rinovirusi virusi koji izazivaju prehlade Influenza virus koji je nasljedno mutiran virus Retrovirusi uzrukuju slabljenje obrambenog sustava organizma Subvirusi najmanje estice koje izazivaju bolesti Virusoidi i satelitski virusi virusi koji se pojavljuju u pravim virusima koji se razmnoavaju u stanicama Viroidi virusi koji su sastavljeni samo od RNA i napadaju biljke Virogeni stvaraju razliite estice, ali samo pod odreenim uvjetima Prioni estice manje 100 puta od virusa i uzrukuju bolesti poput degenerativne bolesti mozga (kravlje ludilo)

AIDS, HIV, infekcija:

AIDS (sindrom steene imunodeficijencije) je smrtonosna bolest koju izaziva virus HIV. HIV napada imunoloki sustav, a posebno oteenje se dogaa kod takozvanih T helper limfocita koji se jo nazivaju i T4 limfociti, CD4 limfociti ili CD4+ limfociti. HIV preko posebnih receptora ulazi u CD4 limfocite i uzrukuje oteenje njihove funkcije. Unitenjem CD4 limfoita kao najvanijih stanica imunolokog sustava smanjuje se otpornost tijela na obranu od razliitih patogenih uzronika. Uz pojavu infekcija dolazi i do malignih tumora (Kapoijev sarkom).

gp 120 povrinski protein p 66 (pol) enzim

p 24 protein RNA

gp 41 transmembranski glikoprotein


25

EUKARIOTSKA STANICA

Nastanak eukariotskih stanica se objanjava teorijom endosimbioze ili simbiogeneze.

Endosimbioza ili simbiogeneza simbioza u kojoj unutar jednog organizma ivi drugi organizam.

Slijed nastanka evolucije eukariotskih stanica: - aeorbne bakterije su endosimbiozom ule u prokariotsku ameboidu - dale su ameboidu sa mitohondrijima - (mitohondriji se prema tome izvode iz aerobnih bakterija) - (dokaz tome je da mitohondriji imaju prstenastu molekulu DNA, ribosome

(70S) i dijeljenje neovinso o diobi stanice to su obiljeja prokariotskih stanica)

- evolucijom, ameboida sa mitohondrijima je prela u prabiae - (postanak bieva se tumai simbiozom ameboida i spiralnih bakterija) - endosimbiozom prabiaa sa zelenim algama mogle su se razviti biljke

Prioni:

Kod priona je zanimljivo to se sastoje samo od proteina te namju klasian nain prenoenja poruka pomou replikacije DNA. Bolest se iskljuivo prenosi mijenjanjem oblika samog proteina. Postije dva osnovna oblika. Normalan i mutantni ili prijenosni tip proteina. Mutirana varijanta proteina u dodiru sa normalnom varijantom proteina mijenja normalni u mutirani.

Simbiotska bakterija

Mitohondrij

Anaerobna bakterija

Simbiotska bakterija

Mitohondrij

Aerobna bakterija Modrozelena alga

Kloroplast


26

EUKARIOTSKA STANICA IVOTINJA

Postoje dva temeljna strukturna i funkcionalna oblika eukariotskih stanica: - stanice koje grade jednostanine eukariote (protisti) - stanice koje grade viestanine organizme

Tvorba dio stanice omeen sa membranskom jednostrukom ili dvostrukom ovojnicom sa odreenom zadaom

Stanina membrana:

Stanina membrana prua zatitu i vrstou stanicama, a uz to prua i ulazak te izlazak molekula i energije iz stanice. Vane uloge su i nakupljanje metabolikih tvari visoke energetske vrijednosti i odravanje unutarstaninog pH.

ivotinjska stanica je obavijena dvoslojnom (plazmatskom) membranom. Stanina membrana je polupropusna ili selektivno propusna to znai da stanina membrana obavlja probir tvari koje ulaze i tvari koje izlaze iz stanice

Graa stanine membrane:

Stanina membrana je graena od razliitih vrsta bjelanevina i lipida (ponajprije fosfolipida i steroida).

Hidrofobni repovi fosfolipida su okrenuti jedan prema drugima, dok su hidrofilne glave okrenute prema izvanstaninoj tekuini i citoplazmi. Na povrini membrane nalaze se bjelanevine, ugljikohidrati i glikolipidi. Bjelanevine mogu biti uronjene duboko u membranu ili se protezati skroz do izvanstaninog prostora tvorei proteinske kanalie. Povrinski ugljikohidrati i bjelanevine imaju vanu ulogu u meusobnom raspoznavanju stanica te djeluju kao receptorska mjesta prihvaanja za hormone.

Povrinski ugljikohidrat

Citoplazma

Hidrofilna glava

Dvosloj lipida

Hidrofobni krajevi

Povrinska bjelanevina

Glikolipid (eer+lipid)

Glikoprotein s kanalom Proteinski kanali


27

Uloga stanine membrane:

Stanina membrana daje zatitu i vrstou stanicama te neprekidno izmjenjuje tvari s okoliem kako bi se odrala stanina homeostaza. Glavna uloga je reguliranje razlike koncetracije tvari izvan i u samoj stanici.

Ovisno o grai, vrsti i veliini tvari postoji nekoliko stupnjeva prelaska tvari iz okoline u stanicu:

- tvari topljive u mastima prolaze lako jer je membrna sastavljena od 50% lipida

- alkohol, eter i druga narkotika sredstva lako prolaze kroz staninu membranu

- tvari malih nepolariziranih molekula prolaze kanalnim bjelanevinama (glukoza)

- ioni prolaze teko jer stanina membrana polarizirana pa dolazi do odbijanja istoimenih iona

- ioni prolaze kroz staninu membranu vezani za funkcionalne enzime pa prolaze kao neutralne estice

Prijenosni sustav moe biti aktivan i pasivan. Pasivni prijenos se deava kada je koncetracija molekula izvan stanice vea od koncetracije unutar stanice. Aktivni prijenos zahtijeva dodatnu energiju od stanice da bi se molekule pokrenule s jednog mjesta na drugo.

Pasivni prijenos tvari:

Pasivni prijenos tvari je sponatani prijenos molekula bez dodatne stanine energije. Postoje tri naina pasivnog prijenosa:

- jednostavna difuzija - olakana difuzija - osmoza

Jednostavna difuzija:

Jednostavna difuzija je difuzija u kojoj se tvari kreu iz podruja vie koncetracije molekula (hipertoninog podruja) u podruje nie koncetracije molekula (hipotonino podruje) te proces traje dok se ne postigne ravnotea izmeu koncetracije tj. dok se ne dobije izotonino stanje. Razliku u koncetraciji molekula stvara koncetracijski gradijent koji se prostire s podruja vie koncetracije na podruje nie koncetracije molekula.

Olakana difuzija:

Olakana difuzija je oblik pasivnog prijenosa u kojem se molekula kree uz pomo prijenosnika u smjeru gradijenta koncetracije (od vie koncetracije molekula prema nioj koncetraciji molekula). Prijenosnik je bjelanevina na koju se tvar vee. Molekule bjelanevine prijenosnice omoguuju poveanje brzine difuzije bez dodatnog utroka energije. Pr. inzulin koji poveava brzinu ulaska glukoze u stanice stanovitih tkiva.


28

Osmoza:

Osmoza je kretanje vode kroz polupropusnu membranu, odnosno staninu membranu, s tim da postoji razlika u koncetracijama tvari. Otopljene molekule u vodi svojim tlakom pokreu molekule vode kroz polupropusnu membranu. Stanica se moe nai u hipertoninoj otopini u kojoj je vie otopljenih molekula i s time vii osmotski tlak koji tjera vodu iz podruja vieg tlaka u podruje nieg tlaka tj iz stanice u izvanstanini prostor i obrnuto.

Aktivni prijenos:

Aktivni prijenos je kretanje molekula kroz staninu membranu nasuprot koncetracijskom gradijentu. Energija se crpi iz visokoenergetskih molekula ATP-a. U aktivnom prijenosu sudjeluju enzimi ATP-aze koji cijepaju molekula ATP-a. Primjer aktivnog prijenosa je natrij/kalij crpka i aktivna prijenos je osnova za prijenos ivanog podraaja.

H2O protok u/iz stanice

Izotonino stanje Hipertonino stanje Hipotonino stanje

Unutarstanini prostor

Molekula prijenosnica Molekula Stanina membrana

Izvanstanini prostor


29

Crpka Na+/K+

Na vanjskoj stani membrane stanica je elektropozitivna (vika Na+), dok je na unutarnjoj strani elektronegativna (manjak K+) to je rezultat djelovanja natrij/kalij crpke. Primjerice, posebne bjelanevine smjetene u membranu ivanih stanica ubacuju (K+) ione, a natrijeve ione (Na+) izbacuju.

Prijenos velikih estica:

Kroz staninu membranu mogu ui i makromolekule. Proces ulaska velikih estica u stanicu pomou mjehuria (endosoma) naziva se endocitoza. Ulazak malih tvari zove se pinocitoza.

Endocitoza u sebi ima proces fagocitoze. Fagocitoza je ulazak mikroorganizama u stanicu pomou mjehuria fagosoma koji nastaje uspostavom kontakta izmeu mikroorganizma i stanine membrane. Kada mikroorganizam dodirne staninu membranu na njenoj povrini dolazi do promjene napetosti ime se ona pone uvlaiti i time uvlai i mikroorganizam sve dok ga do kraja ne obavije u fagosom.

Egzocitoza je proces izlaenja tvari iz stanice u izvanstanini prostor. Mjehurii se sa preostalim tvarima stapaju sa staninom membranom i izlaze iz stanice.

Molekule koje ulaze u stanicu

Fosfatna skupina koja daje energiju

K+

Na+




Egzocitoza

Endocitoza (mjehuri endosom) Dva oblika endocitoze: Fagocitoza (mjehuri fagosom) Pinocitoza



30

Endocitoza:

Kemijska homeostaza:

Kemijska homeostaza je stalnost kemijskog sadraja unutarstaninog prostora.

Spone izmeu stanica:

Stanice su okruene izvanstaninim prostorom i kako bi se odrao kontakt izmeu njih postoje dodirne toke na njihovim povrinama zvane spone ili veze.

- dezomosi - brtvena spona - neposredna spona

Slobodni radikali i zdravlje ljudi:

Slobodni radikali su molekule ili atomi s jednim ili vie nesparenih elektrona. Nespareni elektron molekulu ili atom ini jako nestabilnom i kemijski visoko reaktivnom. Kemijskim reakcijama u tijelu iz kisika mogu nastati slobodni radikali kao tetni produkti. Imamo superoksidni radikal (O2-) i hidroksidni radikal (OH.).

Superoksidni anion nastaje kada se jedan elektron vee na molekulu kisika.

O2 + e- = O2-

Ako se na molekulu kisika veu dva elektrona nastaje peroksidni anion koji nije slobodni radikal, ali iz njega nastaje visokoreaktivni hidroksilni radikal.

O2 + e- = O2- + e- = O22- + +Fe(II) = OH.

Osim radikala kisika postoje i slobodni radikali duika, sumporni slobodni radikali, itd. Natanak radikala se pojavljuje tijekom fiziolokih metabolikih procesa i prevelika koliina utjee na zdravlje na tetan nain. Moe utjecati na krvoilni sustav, autoimune bolesti, degenerativne bolesti ivanog sustava, bolesti bubrega, itd.

Endosom


31

Organizam se od prevelike koliine slobodnih radikala bori antioksidativnim enzimima:

- superoksid dismutaza - katalaza - glutation peroksidaza -

slinu ulogu imaju i neenzimski istai slobodnih radikala kao to su vitamini E i C, beta karoten, selen, itd.

Graa i uloga unutarnjih dijelova stanice:

- Citoplazma (citosol) - kostur stanice (citoskelet) - endoplazmatska mreica - ribosomi - mitohondriji - Golgijevo tijelo - lizosomi - centrioli - stanina jezgra - kromosomi

Citoplazma (citosol):

Citoplazma je koloidna otopina izmeu jezgre i stanine membrane.

Koloidne otopine su otopine koje u osnovnoj tekuoj tvari sadre krute, tekue ili plinovite estice veliine od 1 do 100 nm.

Koloidna otopina moe biti u dva stanja: - sol - gel

Sol je stanje sa vie tekuine u kojem su estice razmaknutije. Gel je stanje sa manje tekuine u kojem su estice zbijenije.

Normalno stanje stanice je sol-stanje i zbog toga se citoplazma zove citosol. edna stanica je u gel stanju i obratno.

Plazmoliza je prelazak stanice iz sol stanja u gel stanje stanice. Deplazmoliza je prelazak iz gel stanja u sol stanje stanice.

Kostur stanice (citoskelet):

Citoplazma sadrava stanini kostur izgraen od: - bjelanevinastih cjevica (mikrotubula) - vlakanaca (mikrofilamenata)

Mikrotubule i mikrofilamenti su potpornja, nosai koji daju stanici mehaniku vrstou.


32

Endoplazmatska mreica:

Endoplazmatska mreica je niz sloenih cijevi, plosnatih vreica, kanalia sastavljenih od dvostruke membrane koji se granaju kroz citoplazmu te povezuju jezgrenu membranu sa staninom membranom. Ona je unutarnji stanini prijenos tvari. Pobrina membrana endoplazmatskih mreica je glatka ili ima zrnat oblik. Zrnat oblik nastja zbog montva ribosoma koji su vezani na vanjskoj strani membrane endoplazmatske mreice. Kanalii na membrani endoplazmatske mreice omoguuj prolazak nastalnih bjelanvina na ribosomima prema unutarnjem, glatkom dijelu endoplazmatske mreice.

Ribosomi:

Ribosomi su unutrastanine tvorbe u kojima se vri sinteza bjelanevina. Veinom su rasporeeniu na zrnatom dijelu endoplazmatske mreice ili se slobodno kreu po citoplazmi.

Nakupina nekoliko povezanih ribosoma zove se poliribosom ili polisom. Ribosomi eukariota imaju sedimentacijski koeficijent 80S.

Mitohondriji:

Mitohondriji su stanine tvorbe omeene sa dvije membrane. Vanjskom i unutarnjom. Vanjska je glatka i odvaja mitohondrij od citoplazme dok je unutarnja naborana. Izmeu vanjse i unutarnje membrane se nalazi polutokui sadraj zrnaste strukture koji se zove matinica (matriks). Navorani unutarnja membrana omoguuje zauzimanje njene puno vee povrine u stanici. Nabori mogu biti oblika spoljtenih vreica (krista).

U mitohondriju se odvija aerobni dio staninog disanja i stvaranje ATP-a.

Elektromikroskopski prikaz membranskog sustava mitohondrija:

Vanjska glatka membrana

Unutarnja naborana membrana

Matinica


33

Golgijevo tijelo:

Golgijevo tijelo se sastoji od plosnatih upljih membrana nazvanih cisterne. Diktosom je tri do osam poredanih plosnatih upljih membrana. Cisterne su na krajevima proirene i u tim proirenjima - mjehuriima nastaju lizosomi.

Golgijevo tijelo u stanici je podruje nakupljanja i doraivanja tvari.

Uoljivi su sekretorni mjehurii koji se odcjepljuju na krajevima Golgijevog kanalia te prenose bjelanevine u citoplazmu ili do stanine membrane.

Lizosomi:

Lizosomi su tvorbe obavijene jednostrukom ovojnicom ispunjene razliitim enzimima koji razgrauju tvari koje uu u lizosome. Ako doe do oteenja lizosoma, enzimi mogu razgraditi stanicu.

Centrioli:

Centrioli se pojavljuju u paru u procesu diobe te su smjeteni u blizini jezgre. Imaju oblik valjka. Njihoa uloga je stvaranje diobenog vretena kako bi se kromosomi tijekom diobe mogli kretati prema suprotnim strana stanice.

Lizosom Druge tvorbe

Mjehurii puni novostvorenih bjelanevina

Blizina jezgre

Blizina stanine

membrane

Prenosna vezikula koja se odvaja i iz koje nastaje lizosom


34

Stanina jezgra (nukleus):

Najvea stanina tvorba u stanici je stanina jezgra (nukleus). U samom nukleusu se mogu nalaziti manje jezgrice (nukleousi).

Jezgra je graena od dvostruke jezgrene ovojnice ili membrane (vanjske i unutarnje). Izmeu dviju membrana se nalazi meumembranski prostor koji se mjestimino spaja tvorei pore. Sve strukture unutar jezgre su uronjene u koloidnu tekuinu nukleoplazmu.

Nukleopazma sadrava nasljednu tvar graenu od nukleinske kiseline DNA i bjelanevina to tvori kromatin.

Kromosomi:

Rije kromosom oznaava tijelo koje se moe bojiti. U kromosomima se nalaze jedna molekula DNA, kromosomska RNA i bjelanevine. Kariotip broj, oblik i vrsta kromosoma jedne stanice

Svaka DNA ima odsjeke koji se zovu geni.

Tijekom diobe kromosomi se skrauju, a to omoguuju nukleosomi. Nukleosomi su izgraeni od DNA koja poput ome okruuje odreeni broj molekula bjelanevina histona.

Jezgrica

Kromatin

Nukleoplazma

Pora izmeu membrana

Vanjska stanina

membrana

Unutarnja stanina membrana

Histon DNA

Nukleosom


35

Saimanje molekule DNA, tj. kromosoma se odvija na nekoliko razina. Duina neskraene molekule dna je 7 cm, dok je duina skraene molekule DNA 10 m.

Skraeni kromosomi dobivaju oblik slova X. Kromosomi su graeni od dva kraka spojenih privrsnicom ili centromerom. Jedan krak se zove kromatida, dok se dva spojena kraka sa privrsnicom zovu sestrinske kromatide.

Broj kromosoma:

Broj kromosoma ovisi o vrsti stanice u kojoj se nalazi. Tjelesni kromosomi autosomi Spolni kromosmi gonosomi

Prikaz kromosoma:

Histon DNA

Nukleosom

Tjelesna stanica

Spolna stanica

Broj kromosoma

Dvostruk ili diploidan broj

kromosoma 2n=46

Jednostruk ili haploidan broj

kromosoma n=23

44 autosoma 2 gonosoma

Muko: 42 + xy ensko: 42 + xx

44 autosoma 2 gonosoma

Muko: 22 + x ili y ensko: 22 + x

Kromatida

Kromosom

Centromera

Sestrinske kromatide


36

DIOBA EUKARIOTSKIH STANICA

Dioba eukariotskih stanica se odvija procesom mitoze.

I. stupanj:

Stupanj izmeu dvije uzastopne diobe i zove se interfaza. U tom razdoblju stanica raste i priprema se za diobu.

Razlikujemo periode G1 rupa, S spajanje i G2.

G1

- dolazi do biosinteze bjelanevina - poveava se volumen stanice 8rast) - udvostruuju se stanine tvorbe

S

- udvostruenje molekule DNA - udvostruenjem molekule DNA nastaju kromatide

G2

- priprema stanice za diobu

II. stupanj:

Drugi stupanj je stupanj mitoze. Odvija se dioba jezgre (kariokineza) i dioba stanica sa citoplazmom (citokineza).

Mitoza:

Mitoza je dioba tjelesnih stanica. Proces tee u nekoliko faza: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. U mitozi se kromosomi i citoplazma dijele jedanput. Iz roditeljske diploidne stanice nastaju stanice keri koje su takoer diploidne.

citokeneza

Profaza Metafaza Anafaza Telofaza

M (mitoza) 20-30 minuta

G2 (rast) 2 sata

S ( DNA sinteza) 10 sati

G1 (rast) 15 sati do nekoliko mjeseci


37

Profaza:

U profazi se svaki kromosom sastoji od dvije sestrinske kromatide. Kromatide su nastale prije poetka diobe udvostruenjem molekule DNA. Oblikuje se diobeno vreteno od mikrotubula. Jezgrena membrana i jezgrice nestaju.

Metafaza:

U metafazi su skraeni kromosomi poredani u ekvatorijalnu ravninu.

Rana anafaza:

Privrsnice se odvajaju i kromatide poinju oldaziti svaka na suprotan pol stanice. Svaka kromatida dobiva svoju privrsnicu i postaje novi kromosom. Zavrava kariokeneza.

Kasna anafaza:

Odvojeni kromosomi su blizu suprotnih polova stanice. Zapoinje citokineza.

Telofaza:

Kromosomi su na suprotnim polovima stanice te se poinju ponovno izduivati pa postaju sve tanji. Ponovno se stvaraju jezgrena membrana i jezgrice. Citokineza je skoro zavrena.


38

Mejoza ili zriobena dioba:

Mejozom ili zriobenom diobom nastaju spolne stanice ili gamete. Spolne stanice imaju haploidan broj kromosoma, a mejoza poinje sa stanicama diploidnog broja kromosoma. Izmeu mejotikih dioba stanica je u interfazi.

Mejoza I:

Mejoza II: mitoza

Profaza I. Nalazimo kromosome u paru. Dva ista kromsoma daju homologni kromosom. Jedan je kromosom od oca, a drugi od majke. Kromosomi se sljubljuju konjugacija. Sljubljeni homologni kromosomi bivalenti. U bivalentima postoje etiri kromatide tetrade. Kromatide meusobno izmjenjuju dijelove crossing over. Mjesto na kojem se kromatide ukriuju zove se hijazma.

Metafaza I. Konjugirani homologni kromosomi dolaze u ekvatorijalnu ravninu.

Anafaza I. Homologni bivalenti se odvajaju, a niti diobenog vretena se povlae prema suprotnim polovima stanice. Dvije kromatide jo uvijek imaju samo jednu zajednniku privrsnicu,

Telofaza I. Citoplazma se podijeli u dvije stanice i svaka stanica sadrava haploidan ili polovian broj kromosoma.


39

Crossing over:

Spolne rasplodne stanice i ivotni ciklus:

Gametogeneza nastanak spolnih stanica

Spermatogeneza nastanak spermija

Oogeneza nastanak jajnih stanica

Zigota oploena jajna stanica

Spermiji:

Spermiji se stvaraju u testisima u sjemenjim kanaliima od stanica zametnog epitela. Nezrele zametne stanice (spermatogonije) izrastu u spermatocite prvog reda. Spermatociti prvog reda u prvoj mejotikoj diobi izrastu u spematocite drugog reda i spermatociti drugog reda imaju haploidan broj kromosoma jer su proli kroz mejozu I. ili redukcijusku mejozu. Diobom spermatocita drugog reda u drugoj mejotikoj diobi nastaju etiri sekundarne spermatide. Spermatide ubrzo sazrijevaju u stanicu spermija.

Jajna stanica:

2n

2n

n

n

n

n

n

n

Spermatogonije

Spermatocite prvog reda

Spermatocite drugog reda

Spermatide

Spermiji Mejoza I.

Mejoza II.

Kromatida s novim nasljednim uputama

Kromatida s novim nasljednim uputama

Majinske kromatide

Oinska kromatida

Majinska kromatida

Hijazma mjesto ukrienja

Oinske kromatide

Homologni kromosom -bivalenti-

4 kromatide -tetrade-


40

Zametne stanice, oogonije se dijele godinama diobama. Kad nezrela oocita prvog reda u jajniku otpone mejotsku diobu nastaju haploidne stanice oocite drugog reda. U prvoj mejotikoj diobi nastaju dvije stanice, jedna velika i jedna mala koja se zove polocita. U drugoj mejotikoj diobi nastane slabo polarno tijelo iz vee stanice iz prve mejotike diobe i velika stanica koja ubrzo sazrijeva u jajnu stanicu.

2n

2n

n

n

n

n

n

n

Oogonije

Oocita prvog reda

Oocita drugog reda

Polocita

Mejoza I.

Mejoza II.

Polarna tijela


41

ENERGIJA I IVOTNI PROCESI

Fotosinteza:

Fotosinteza je metaboliki proces pretvaranja anorganske tvari CO2 i H20 u ugljikohidrate uz osloboenje kisika. Za proces fotosinteze potrebni su kloroplasti, svjetlosna Suneva energijam voda i ugljini dioksid. U tilakoidnim membrana kloroplasta se nalaze biljni pigmenti (klorofil a i b, karoteni). Iz anorganske tvari nastane organska glukoza koja se pohranjuje u obliku kroba.

6CO2 + 12 H2O =svjetlosna energija klorofil= C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Glikoliza:

Organizam dolazi do energije razgradnjom molekule glukoze na dvije prigroane kiseline i proces se zbiva u citoplazmi. Dio osloboene energije iz tog procesa ostaje u molekulama prigroane kiseline, dok se drugi dio pohranjuje u obliku ATP-a. Molekule prigroane koje u sebi imaju pohranjenu energiju daju stanici energiju procesima vrenja i disanja.

Vrenje:

U procesu vrenja i disanja dolazi do razgradnje bjelanevina, masti i ugljikohidrata i pritom se oslobaa energija koja se pohranjuje u obliku ATP-a.

Vrenje je provec nepotpune razgradnje razgradnje tvari bez prisustva kisika pomou enzima mikroorganizama.

Stanino disanje:

Stanino disanje odvija se u mitohondrijima uz prisustvo kisika, dakle u aeorobnih organizama.

ine ga procesi razgradnje limunske kiseline Krebsov ciklus i proces dinog lanca.

DRUGI DIO


42

KEMIJSKI SASTAV TIJELA OVJEKA

Najveu zastupljenost od svih elemenata u ovjekovom tijelu ima kisik. Ima ga oko 60%.

Kemijski elementi u tijelu odrasla muarca od 70 kilograma:

Kisik 60.00% Ugljik 20.00% Vodik 10.00% Duik 4.0.%

Minerali 6.0.% Ukupno 100%

U ovjekovom tijelu postoje makroelementi, mikroelementi i ultramikroelementi.

Makroelementi: 99%

- kisik (O) - ugljik (C) - vodik (H) - kalcij (Ca) - duik (N) - kalij (K)

Mikroelementi: 1%

- fosfor (P) - magnezij (Mg) - sumpor (S) - klor (Cl) - natrij (Na) - eljezno (Fe) - mangan (Mn) - aluminij (Al)

Ultramikroelementi:

- titan (Zi) - cink (Zn) - selen (Se) - rutenij (Ru)

Voda kao otapalo:

U zametku se nalazi 90% vode, kod novoroeneta se nalazi 75% vode, dok se kod odraslih osoba nalazi 50% vode.

Hipertonina, hipotonina i izotonina otopina:


43

Hipertonino stanje je stanje u kojem tjelesne tekuine imaju veu koliinu otopljenih tvari nego u normalnim granicama.

Hipotonino stanje je stanje u kojem tjelesne tekuine imaju manju koliinu otopljenih tvari nego u normalnim granicama.

Stanice koje se nalaze u hipertoninoj izvanstaninoj tekuini e zbog osmoze gubiti tekuinu, dok e stanice koje se nalaze u hipotoninoj izvanstaninoj tekuini primati tekuinu u sebe zbog osmotskog tlaka.

Izotonino stanje je stanje u kojem je normalan omjer izmeu stanine i izvanstanine tekuine koncetracije tvari. Nema razlika izmeu osmotskog tlaka stanine i izvanstanine tekuine.

Fizioloka otopina:

Najvanija otopljena tvar u krvi je otopina natrijeva-klorida (NaCl) i ona je izotonina sa staninom tekuinom ako je 0.15 molarna tj. 0.9%.

Promet vode u tijelu:

ovjek dnevno izgubi prosjeno oko 2000-2500 mL vode.

Vodu gubimo:

Izotonino stanje u stanici

Izotonino stanje u izvanstaninoj tekuini

Stanica bubri

Hipotonino stanje u izvanstaninoj tekuini -poto se i i.t. nalazi previe tekuine i premalo otopljenih tvari, to vie tekuine pokuava ui u stanicu, bez obzira teti ili ne teti stanici

Stanica se smeurava

Hipertonino stanje u izvanstaninoj tekuini -poto se i i.t. nalazi premalo tekuine i previe otopljenih tvari, to vie tekuine pokuava izai iz stanice u izvanstaninu tekuinu, bez obzira teti ili ne teti stanici


44

- mokraom - fekalijama - isparavanjem kroz kou - dinim putovima

ako zbog gubitka vode poraste osmtoski tlak u tjelesnim tekuinama javljaju se obrambeni mehanizmi regulirani hormonima koji smanjuju daljnji gubitak ove, a javlja se i nagon za pijenjem.

Metabolika voda:

U tijeku metabolike razfradnje ugljikohidrata, masti ibjelanevina oslobaaju se molekule vode.

Glavni organski spojevi u tijelu:

- bjelanevine 20% - masti 16% - ugljikohidrati 1% - minerali 6% - voda 57%

Stanina i izvanstanina tekuina:

Ukupna tjelesna tekuina je 40 litara. 25 litara tjelesne tekuine nalazi se u stanicama pa se naziva staninom tekuinom, dok se manji dio od 15 litara nalazi izvan stanice i naziva se izvanstanina tekuina.

Stanina i izvanstanina tekuina razlikuju se po ionskom sastavu.

Sastav stanine tekuine:

- glavni kation je kalij (K+) - glavni anion je hidrogen karbonati (HCO3-)

Sastav izvanstanine tekuine:

- glavni kation je natrij (Na+) - glavni anion je kloridni (Cl-)

najvei dio izvanstanine tekuine (oko 12) litara nalazi se u meustaninim prostorima pa se naziva meustanina tekuina. Preostali dio (oko 3 litre) ini krvnu plazmu koja zajedno sa krvnim stanicama krui kao puna krv kroz krvoilni sustav.

U ovjekovom tijelu postoji oko 5 litara krvi.


45

Izvanstanine tekuine imaju pH 7.4, dok stanine tekuine imaju pH 7.0.

Infekcije probavnog sustava:

Gastroentritis:

Bolest infekcije eludca i tankog crijeva. Najei je uzronik virus. Simptomi su munina, bolovi u trbuhu, povraanje i/ili proljev.

Dizenterija:

Bolest zaraze crijeva. Uzronik je bacil roda Shigellae koji napada sluznicu debelog crijeva. Simptomi su dijarea i bol u trbunoj upljini.

Trbuni tifus:

Bolest zarate crijeva. Upala crijevnih stijenki. Simptomi su zatvorm proljev. Poinje povienom temperaturom koja raste iz dana u dan.

Volum izvanstanine tekuine

Volume izvanstanine tekuine 15 litara

Volumen stanine tekuine 25 litara

Volumen plazme 3 litre

Volumen eritoricita 2 litre


46

KRV I KRVNE STANICE

Krv se sastoji od:

- tekueg dijela - krvne plazme - krvnih stanica - krvnih ploica

Uloga krvi je u funkciji disanja, prehrane, izluivanja, odravanja tjelesne temperature, odravanja koliine vode, odravanje ionskog sastava i pH, obrana i prijenos.

Krv ubrajamo u tekue vezivno tkivo.

Fizikalno-kemijska svojstva krvi:

- gusta - viskozna - neprozirna - crvene boje (od eritrocita koji u sebi nose bjelanevinu hemoglobin)

Hemoglobin:

Postoje dvije vrste hemoglobina: - oksihemoglobin - karbaaminohemoglobin

Oksihemoglobin je jarkocrvene boje, tako da je i arterijska krv bogata kisikom jarkocrvene boje, dok je venska krv sa karbaaminohemoglobinom koji na sebi ima vezan ugljini dioksid tamnije crvene boje.

Sinteza hemoglobina: - sintetizira se iz octene kiseline i glicina - octena kiselina i glicin zajedno tvore pirolov prsten - etiri pirolova prstena ine protoporfirinski spoj - protoporfirinski spoj vee se sa eljezom u molekulu hema - etiri molekule hema spajaju se sa bjelanevinom globin - nastaje molekula hemoglobin

Krvna plazma:

Krvna plazma je ukasta tekuina koja se dobije uklanjanjem krvnih tjeleaca centrifugiranjem ili spontanim taloenjem. Krvna tjeleca imaju veu specifinu teinu (1.080-1.090) od krvne plazme (1.020-1.030) pa se krvna tjeleca mogu taloiti ili sedimentirati.

Krvne stanice se sedimentiraju u uskoj baadarenoj cijevi spontano od 2 do 10 mm na sat.


47

Brzina sedimentacije ovisi o odnosu specifine teine krvnih stanica u odnosu na specifinu teinu krvne plazme.

Sedimentaicja je vea od 10 mm po satu u upalnim procesima i procesima koje prati propadanje tkiva. Nakon prvog sata, sedimentacija je kod ena vea od 35 mm. Sedimentacija novoroenadi je manja od sedimentacije odraslih.

Volumni odnos krvne plazme i krvnih stanica je 55%:45%. Volumni udio krvnih stanica i trombocita u krvi zovemo hematokritom.

Osim anorganskih tvari u krvnoj plazmi se nalaze i bjelanevine: - albumini , i - globulini , i - fibrinogen

Albumini se sintetiziraju u jetri, odakle se otputaju u krv (34-35 g/L). Glavna zadaa im je prijenos razliitih hormona koji nastaju u lijezdama sa unutarnjim luenjem. Globulin i imaju slinu ulogu kao i albumini, dok globulin predstavlja protutijela u organizmu. Fibrinogen slui za zgruavanje krvi.

Krvna tjeleca:

Krvna tjeleca ine krvne stanice i krvne ploice koje pomijeane sa krvnom plazmom ine krv.

Krvne stanice: - eritrociti ili crvene krvne stanice - leukociti ili bijele krvne stanice - trombociti

Eritrociti:

Eritrociti su najbrojnije krvne stanice. Zreli eritrociti su jedine stanice u ovjekovom tijelu koje nemaju jezgru. Povrina eritrocita je oko 3000-4000 etvornih metara. Promjera su oko 8 m, a debljine oko 2 m, a imaju voleumen od oko 90 m3. Najvaniji spoj koji se nalazi na stanici eritrocita je molekula hemoglobina koja se sintetizira u kotanoj sri. U fetalno doba sintetizira se fetalni hemoglobin (HbF) koji se nakon roenja zamjenjuje adultnim hemoglobinom (hbA). HbF zbog razlike u grai polipeptidnih lanaca ima veu mogunost primanja kisika i po tome se razlikuje od HbA.

Prosjean ivotni vijek jednog eritrocita je oko 120 dana. Mrtvi eritrociti razgrauju se najveim dijelom u slezeni.

Razgradnjom hemoglobina nastaje bilirubin. uti pigment koji se iz krvi i iz jetre putem ui u crijevo, gdje se pomou bakterijskih enzima pretvara u sme sterkobilin B i uti urobilin B.


48

Leukociti:

Leukociti se razlikuju po obliku i po zrncima koja se nalaze u citoplazmi nekih stanica te prema afinitetu zrnaca prema bazinim i kiselim bojama.

DKS (diferencijacija krvne slike) sastav razliitih vrsta leukocita u krvi.

Neutrofili imaju sposobnost prodiranja mikroorganizama tj. sposobnost fagocitoze.

Trombociti:

Trombociti ili krvne ploice su citoplazmatski dijelovi velikih stanica megakariocita. Imaju vanu ulogu u kontroliranju krvarenja, odnosno sudjeluju u procesima zgruavanja krvi nakon ranjavanja.

Leukociti

Segmentirani oblik

Nesegmentirani oblik

Granulirani leukociti

Agranulirani leukociti

Eozinofilni leukociti

Bazofilni leukociti

Neutrofilni leukociti

Neutrofilni leukociti

Monociti

Eozinofilni leukociti

Bazofilni leukociti

Granulociti


49

Krvne skupine:

Karl Lansteiner otkrio je prirodu Abo krvne grupe i Rh-faktor.

Aglutinat manje ili vee slijepljenje gomilice eritrocita.

Aglutinacija reakcija na slijepljivanje eritocita.

AB0 sustav:

Na membrana eritrocita nalaze se bjelanevine antigeni. Najpoznatiji antigeni na membrana eritrocita nazvani su A i B. Zbog injenice da uzrukuju aglutinaciju nazvani su aglutinogen A i aglutinogen B.

Na temelju aglutinogena utemeljene su etiri vrste krvnih grupa: A, B, AB i 0.

Osim aglutinogena ili antigena na membrani stanice, u krvnoj plazmi nalaze se i specifina antitijela. Kako su antitijela odgovorna za aglutinaciju eritrocita, nazivamo ih aglutininima. Pripadnik krvne skupine A ima anti B aglutinin kako protutijela ne bi dijelovala protiv vlastitih eritrocita, ve protiv eritrocita koj na sebi nose aglutinogen B (krvna skupina B i AB). Pripadnik krvne skupine B ima anti A aglutinin. Pripadnik krvne skupine AB nemaju aglutinina, dok pripadnik krvne skupine 0 ima anti A i B aglutinin.

A

Aglutinogen A

Anti B aglutinin

B

Aglutinogen B

Anti A aglutinin


50

Ako se tijekom transfuzije pomijeaju krvne grupe dolazi do aglutinacije ili hemolitike transfuzijske reakcije. Pr. krvna grupa A i B. Kada u krvnu grupu A ue krvna grupa B onda e anti B aglutinin iz krvne skupine A uzrukovati slijepljivanje eritrocita sa aglutinogenom B iz krvne skupine B.

Rheus (Rh) sustav:

Eritrociti na svojoj membrani imaju jo jednu vrstu bjelanevina, tzv. Rh aglutinogene. Osobe koje na svojim eritrocitima imaju Rh aglutinogene, one su Rh pozitivne Rh(+), dok osobe koje na svojim eritrocitima nemaju Rh aglutinogene su Rh negativne Rh (-). U krvnoj plazmi Rh (+) i Rh (-) osoba nemapriroenih aglutinina, a do sinteze Rh aglutinina dolazi imunizacijojm Rh (-) osobe sa eritrocitima Rh (+9 osobe.

Hemolitika bolest novoroenati:

Do problema moe doi ako je majka Rh (-), adijete u trbuhu Rh (+. Manje koliine fetalne krvi mogu dospjeti u krvotok majke i u njemu se stvoriti anti Rh aglutinini kao reakcija na to mijeanje krvi. Anti Rh aglutinini mogu ui u krvotok djeteta i razoriti eritrocite. Kako bi se nadoknadile velike koliine unitenih eritrocita u kotanoj sri se stvaraju elektroblaste s jezgrom koje jo nisu zrele te se bez da su zrele otputaju u krv djeteta pa se bolest zove jo i fetalna eritroblastoza. Hemoglobin koji se oslobodi iz raspalih eritrocita pretvara se u bilirubin koji kod novoroenati uzrukuje uticu. Danas se taj problem rijeava davanjem aglutinina protiv Rh aglutinina.

Poremeaji krvi:

Anemija:

Smanjena koliina hemoglobina u krvotoku dovodi do smanjene koliine prijenosa kisika u krvotoku. Simptomi su bljedoa, umor, slabost, nesvjestica, gubitak daha i lupanje srca.

Sideropenina anemija je anemija koja se javlja dok u organizmu nema dovoljno eljeza.

Perniciozna anemija je anemija koja se javlja ako u tijelu nedostaje vitamina B12 i/ili B9 pa se proizvede premalo eritrocita u kotanoj sri ili se proizvedu defektni eritrociti.

O

Nema aglutinogena A ili B

Anti B aglutinin

Anti A aglutinin


51

Anemija srpastih stanica je anemija koja se oituje kao nasljedna bolest krive sinteze hemoglobina HbS.

Hemolitika anemija ja anemija u kojoj se eritrociti raspadaju bre nego to se stvaraju i posljedica toga je smanjen broj eritrocita u krvi.

Leukemija:

Leukemija je rak bijelih krvnih stanica. Karakterizira je nenormalan rast i razvoj limfocita ili neutrofilnih leukocita.

Limfatina leukemija je nenormalan rast limfocita.

Mijeloina leukemija je nenormalan rast neutrofilnih leukocita.

Leukopenija je smanjen broj leukocita u krvi.

Limfopenija je smanje broj limfocita u krvi.

Leukocitoza je stanje poveanog broja leukocita u krvi.

Limfocitoza je stanje smanjenog broja limfocita u krvi.

Krvarenje ili hemoragonija:

Jedna od najpoznatijih hemoragoninih bolesti je hemofilija. Zbog hemofilije krv se ne moe zgruavati jer nedostaje antihemofilijski globulin faktor VIII.

Trombocitopenija:

Trombocitopenija je bolest smanjene koliine krvnih pliica trombocita u krvi.

Stvaranje krvnih stanica:

Hematopoeza je stvaranje krvnih stanica.

Glavna krvotvorna tkiva su: - kotana modina - prsna lijezda (timus) - slezena - limfni vorovi

Eritropoetski organi: kotana modina, dio slezene i jetra. Limfopoetski organi: timus, limfni vorovi i dio slezene Granulopoetski organi: slezena, kotana modina Trombopoetski organi: kotana modina


52

Kotana modina:

Nalazi se u upljinama dugih kosti. Razlikujemo crvenu, utu u elatinastu modinu. Crvena je krvotvorno tkivo. U kotanoj modini nastaju eritrociti, megakariociti i granulociti.

Timus:

Prsna lijezda smjetena u prsnoj upljini iznad dunika i srca. U njemu se stvaraju limfociti.

Slezena:

U slezeni se stvaraju eritrociti, granulociti, monociti i plazma stanice.

Limfni vorovi:

Limfni vorovi imaju obrambenu ulogu i stvaraju limfocite.

Stvaranje krvnih stanica:

Kotana modina Timus Slezena Limfni vorovi Eritrociti - -

Trombociti - Granulociti - - Limfociti - - Monociti -

Krvne stanice i ploice:

ERITROCITI

LEUKOCITI

LIMFOCITI

TROMBOCITI

GRANULOCITI

MONOCITI

NEUTROFILNI

EOZINOFILNI

BAZOFILNI


53

Bolesti krvotvornih organa:

Policitemija:

Policitemija je povean broj crvenih krvnih stanica. Simptomi su poveana slezena, vrtoglavnica, glavobolja.

Mijelom:

Nekontrolirano mnoenje plazma stanica to uzrukuje: - poremeaj proizvodnje drugih krvnih stanica - prevelik broj plazma-stanica - nastanak nefunkcionalnih plazma stanica

Aplastina anemija:

Smanjena proizvodnja eritrocita u kotanoj modini.


54

SRCE I KRVOILNI SUSTAV

Krvoilni sustav se sastoji od: - srce - arterije - vene - kapilare

Srce:

Srce je teko oko 300 g. Smjeteno je izmeu dva pluna krila unutar opne osrja ili perikarda. Izmeu srca i osrja se nalazi tekuina.

Graa srca:

Srce je podijeljeno na lijevu arterijsku i desnu vensku polovicu. Srce na svakoj polovici ima pretklijetku (atrij) i klijetku (ventrikul). Izmeu predklijetka i klijetka nalaze se srani zalisci (valvule). Na desnoj strani srca nalaze se tri zaliska, dok se na lijevoj strani srca nalaze dva zaliska izmeu predklijetke i klijetke.

Iskoritena krv dolazi iz tijela pomou gornje i donje uplje vene u desnu pretklijetku. Iz desne pretklijetke krv ulazi u desnu klijetku. Iz desne klijetke krv ulazi u plua pomou plunih arterija. U pluima krv se obogati kisikom i pomou plunih vena krv ulazi u lijevu pretklijetku srca. Iz lijeve pretklijetke krv ulazi u lijevu klijetku. Iz liujeve klijetke pomou aorte odlazi u tijelo.

PLUNO KRILO

L. K.

G. I D. UPLJA VENA

PLUNE VENE

AORTA

PLUNE VENE

PLUNA ARTERIJA

D. K.

L. PK.

D. PK.

TIJELO

SRCE

GRAA SRCA


55

Nutritivni krvotok:

Nutritivni krvotok je krvotokkoji opskrbljuje miokard tj. srani mii. Sastoji se od dvije male srane arterije i dvije male srane vene, arterije izlaze odmah iz poetnog dijela aorte.

Rad srca:

Srce je mii koji kontrahira tj. stee se i relaksira. - kontrahira i relaksira oko 70 puta u minuti - za vrijeme jedne kontrakcije u krvotok utisne oko 70 ml - ta jedna kontrakcija se zove udarni volumen srca - sve kontrakcije u minuti su minutni volumen srca - minutni volumen srca iznosi oko 4900 ml / min

Sredita za rad srca:

Postoji primarno sredite u desnoj pretklijetki i ono se zove sinus-atrijski vor. Radi se o tome da na miokardu postoje specijalizirane stanice propusnije za ione natrija. Kako ioni prodiru u S-A vor, stanice u voru postaju pozitivno nabijene. Onda se ukljuuje natrij/kalij crpka koja izbacuje viak iona natrija pa sredite postane negativno nabijeno.

Prilikom depolarizacije S-A vora elektrini puls se iri po srcu podraujui obje pretklijetke i drugo, sekundarno sredite za rad srca. Drugo sredite nalazi se izmeu atrija i ventrikula i zove se atrioventrikularni vor. Kada elektrini puls doe do A-V vora, on se depolarizira, a puls dalje putuje kroz sam vor tj. Hissov snop i Purkinjeova vlakna i dolazi do desne i lijeve klijetke.

Samom depolarizacijom nekog dijela srca, taj dio se kontrahira. Kada elektrini puls zahvati pretklijetke tj. S-A vor koji se nalazi u pretklijetkama, one se kao i vor depolariziraju. Tj. steu. Prolaskom tog vala, one se ponovno repolariziraju tj. relaksiraju. Val dalje zahvaa A-V vor tj. klijetke koje se depolariziraju i kontrahiraju i nakon prolaska elektrinog impulsa klijetke i sredite se repolariziraju i klijetke se relaksiraju.

Prvo se steu pretklijetke i to se zove sistola atrija pa se sa malim zakanjenjem steu i klijetke i to se zove sistola ventrikula.

Mali dio elektrinih impula e doi i do povrine tijela pa ih moemo biljeiti elektrokardiografom, a takvo biljeenje zovemo elektro-kardiogramom ili EKG.


56

P depolarizacija oba atrija QRS depolarizacija ventrikula T repolarizacija ventrikula QRS repolarizacija atrija

Simpatikus ubrzava rad srca, parasimpatikus usporava rad srca. Ubrzanje se zasniva na izluenju noradrenalina, dok usporavanje rada srca na neurohormonu acetilkolinu.

Bolesti srca:

Koronarna skleroza:

Masne naslage nastaju u koronarnim arterijama ili moe doi do ugruka u koronarnim arterijama pa se zove koronarna tromboza.

Angina pektoris:

Bol koja se javlja kada miokard ostane bez kisika tj. kada koronarne arterije ne mogu dovesti dovoljno kisika do sranog miia.

Stenoza:

Zadebljanje sranih zalisaka.

Insufijencija:

Nepotpuno zatvaranje sranih zalisaka.

Poremeaj sranog ritma:

Tahikardija je poveanje broja otkucaja sa 70 na 100 u kratkom roku.

Bradikardija je minutni volumen srca ispod 60.

T P

PQ T

QT

QRS

ST

R


57

Puls ili bilo je pulsiranje arterija koje se osjeti pribliavanjem arterija povrini koe.

Krvni tlak:

Sistoliki tlak je maksimalan tlak koji se javlja ulaskom krvi u sam poetak aorte, dok je dijastoliki tlak minimalan tj. tlak u arterijskim ilama.

Normalan tlak iznosi 16/10.7 kPa (kilopaskala) ili po staroj mjeri 120/80 mmHg. Krvni tlak na ulasku u srce je izjednaen sa atmosferskim tlakom.

Hipertenzija:

Hipertenzija je visoki krvni tlak tj. povieni arterijski tlak. Lijei se beta-blokatorima koji smanjuju sistolu srca, diureticima koji oslobaaju tekuinu iz tijela preko bubrega ili vazodilatorima kojima se ire male krvne ilice.

Hipotenzija:

Hipotenzija je niski krvni tlak.

Bolesti:

Ateroskleroza:

Ateroskleroza je ovapnjenje ila.

Kolesterol:

Spoj bitan u izgradnji kompleksnih masnih slojeva u tijelu. Normalan udio kolesterola u tijelu je od 3.65 do 6.70 mmol/L. Ne bi bio toliko tetan sam po sebi da na sebe ne vee estice razliitih masti i bjelanevina (lipoproteine).

Lipoprotein male gustoe (LDL) prenosi kolesterol iz jetre u ostale dijelove tijela, ali se dio kolesterola nataloi u stijenakamaila to proidonosi nastnanku ateroskleroze.

Lipoprotein velike gustoe (HDL) i lipoprotein vrlo male gustoe (VLDL) uklanjanju kolesterol iz krvi i prebacuju uz miie ili jetru. Viak HDL-a i VLDL-a vraa se u jetru iu pretvara u LDL.

Tromboza:

Tromboza je nakupljanje tromba u oteenim krvnim ilama te njihovo zaepljenje, dok je u pluima nakupljanje embolusa pa se zove pluna embolija.


58

DINI SUSTAV

Gornji dini putovi: - nos - drijelo - grkljan

Donji dini putovi: - dunik - dunica - dva pluna krila s poplunicom

Dunik:

Dunik je dug oko 12 cm , a grana se na lijevu i desnu dunicu. Izgraen je od prstenaste hrskavice,

Plua:

Lijevo pluno krilo se sastoji od dva renja, dok se desno pluno krilo sastoji od tri renja. Pluna krila zajedno tee oko 1.2 kg.

Svako pluno krilo obavijeno je poplunicom, tankom dvolisnom opnom. Prednja poplunica nalazi se prislonjena uz unutarnju stranu rebra, dok se stranja poplunica nalazi prislonjena uz rebra, a izmeu se nalazi tekuina. Opne poplunice se meusobno spajaju zbog adhezijskih sila i na taj nain plua prate gibanje prsnog koa.

Bronhioli:

Zavrni dijelovi dunica u obliku proirenih mjehuria (alveola). Plua odrasle osobe imaju oko 300 milijuna alveola.

Fizioloki procesi:

U muka plua stane oko 6000 mL, dok u enska oko 4200 mL zraka, tako da je kod mukarca od 6000 mL zraka 1200 mL kisika, dok kod ena 840 mL. U minuti udahnemo prosjeno 12 puta, te je od toga dini volumen 500 mL zraka, dok je 6000 mL minutni volumen disanja.

Prijenos kisika i hemoglobin:

97% kisika se prenosi iz alveola u okolna tkiva vezan uz hemoglobin koji ima sposobnost vezanja kisika na ion eljeza, dok se 3% posto prenosi otopljen u krvnoj plazmi.

Osnovni zakon prenosa kisika je zakon difuzije, tj. prenoenje kisika s podruja vee na podruje manje koncetracije. Taj koncetracijski gradijent vlada u alveolama izmeu alveolarnog prostora i eritrocita u kapilarama, te u tkivima izmeu eritrocita i tkivnih stanica.


59

Hemoglobin:

Formula Hb4O8

U 5 litara krvi u ovjekovom tijelu nalazi se oko 600 do 800 g hemoglobina, tako da se u jednoj litri nalazi oko 150 g hemoglobina. Tih 150 g hemoglobina moe prenijeti oko 200 mL istog kisika.

Oksigenirana krv:

Oksigenirana krv je krv koja transportira kisik i tee u arterijama u velikom optoku krvi, te se iz te krvi iskoristi oko 25% kisika tako da se u venskoj krvi nalazi jo 150 mL priuvnog kisika.

Deoksigenirana krv:

Deoksigenirana krv je krv koja tee venama u malom krvnom optoku te je reducirana tj. u njoj ima 150 mL kisika kojih je ostalo od 200 mL kisika oksigenirane krvi.

Izmjena ugljikovog dioksida (CO2):

Ugljikov dioksid prelazi iz stanica u vensku krv u velikom optoku. Transportira se na tri naina:

- 7% fiziki otopljen u krvnoj plazmi - 23% vezan u globinski dio molekule hemoglobina (karbaaminohemoglobin) - 70% u obliku karbonatne kiseline (H2CO3)

Nastanak karbonatne kiseline:

H2O + CO2 > H2CO3

Parcijalni tlak:

Izmjena plinova u pluima nastaje zbog razlike u parcijalnim (pojedinanim) tlakovima izmeu kisika i ugljikovog dioksida (pO2 i p CO2) izmeu alveole i alveolarnih kapilara.

Mehanika disanja:

Disanje se odvija podraivanjem dijafragme i meurebrenih miia elektrinim impulsima koji dolaze iz sredita u mozgu. Pri udisaju se meurebreni miii ire, a dijafragma sputa u smjeru prema trbunoj upljini, dok se pri izdisaju meurebreni miii steu, a dijafragma se die u smjeru prema prsnoj upljini. U vrijeme udisaja tlak se sputa te atmosferski tlak prelazi s mjesta vee na mjesto manje koncetracije.

Regulacija disanja:

Disanje reguliraju neurosnke stanice smjetene preteito na podruju produene modine i te stanice ine respiracijsko disanje.


60

Promjena krvotoka i disanja prilikom roenja:

Oksigeniranu krv u plod donosi pupana (umbilakalna) vena i to u donju uplju venu ploda. Od tamo krv prelazi u desnu pretklijetku iz koje samo dio krvi prelazi u desnu klijetku, pa plunom arterijom prema pluima. Manji dio krvi iz desne pretklijetke skree u aortu kroz privremeni prolaz, dok vei dio krvi iz desne pretklijetke skree kroz ovalni procjep izmeu dvije pretklijetke u lijevo srce koje ga potisne u aortu. U desnu pretklijetku se vraa deoksigenirana krv pa dolazi do mijeanja oksigenirane i deoksigenirane krvi. S dvije pupane arterije odvodi se deoksigenirana krv u posteljicu na proiavanje i novo oksigeniranje krvi.

Pri poroaju presjecanjem pupane vrpce dolazi do presjecanja pupane vene i pupanih arterija i time se prekida dovod zraka djetetu te naglo raste koliina ugljikovog dioksida. Plodova voda se istisne iz djetetovih plua prolaskom kroz poroajni kanal. Zbog sve vee koncetracije ugljikovog dioksida u krvi djeteta prorade centri u mozgu koji daju uputu da se udahne.

Poroajem se zatvara privremen otvor izmeu lijeve i desne pretklijetke i sva krv se preusmjerava prema plunim arterijama tj. prema pluima kako bi se u jima oksigenirala, a ne vie u posteljici. Procjep ili privremeni prolaz se zatvara jer se lijeva pretklijetka pone puniti krvlju i u njoj rasti tlak.

PUPANE ARTERIJE

PUPANA VENA

PLUNO KRILO

L. K.

G. I D. UPLJA VENA

PLUNE VENE

AORTA

PLUNE VENE

PLUNA ARTERIJA

D. K.

L. PK.

D. PK.

TIJELO

SRCE

POSTELJICA


61

Bolesti dinog sustava:

Akutni bronhitis:

Kutni bronhitis je uzrukovan upalom sluznice glavnih dinih putova, bronha i bronhijola.

Kronini bronhitis:

U kroninom bronhitisu zbog nadraivanja dinih putova vanjskim imbenicima, bronha i bronhiola odebljaju to dovodi do oteanog disanja.

Emfizem plua:

Oteenje alveola u pluima.

Upala plua:

Upala plua je uzrukovana infekcijom neke vrste bakterije, virusa i mikoplazmi. Najei tip je bakterijska upala plua uzrukovana pneumokokom. Alveole su pune tekuine i krvi to smanjuje difuziju kisika u krv.

Rak plua:

Dim cigareta oteuje sluznice dunika, a te su stanice poetni stupanj razvoja tumora. Tumor raste i iri se na plua, dok krv prenosi stanice tumora na druge dijelove tijela pa nastaju sekundarni tumori.

Tuberkuloza plua (TBC):

Tuberkulozu plua izaziva bacil Mycobacterium tuberculosis.


62

IMUNOLOKI SUSTAV

Na organizam mou napasti patogeni mikroorganizmi, a tijelo se brani tehnikom raspoznavanja tueg od vlastitog tj. raspoznavanja u razlici grae bjelanevina.

Antigen:

Antigen je tvar koja uzrukuje pokretanje imunoloke reakcije jer tijelo nije prepoznalo svoju bjelanevinastu strukturu, nego neku drugu. to je antigen tj. njegova molekulska masa vea to e biti vea imunoloka reakcija.

Mjesto prepoznavanja antigena u domainu su limfoidni organi, kod kojih stanice u limfnim vorovima imaju najznaajniju ulogu stvaranja tj. sinteze specifinih protutijela.

Protutijela:

Obrambene bjelanevine koje stvara organizam kao odgovor na antigene.

IMUNOST

NESPECIFINA priroena

SPECIFINA steena

NESPECIFINA IMUNA TIJELA

SPECIFINA IMUNA TIJELA

aktivno

pasivno

ENZIMSKI SUSTAVI

FAGOCITI

NESPECIFINA PROTUTIJELA

CELULARNA STANINA

T-LIMFOCITI

HUMORALNA SERUMSKA

B-LIMFOCITI

PLAZMA STANICE

IMUNOGLOBINI


63

Imunost:

Imunost je priroena ili steena fizioloka sposobnost organizma da se obrani. Imunosni sustav je dio krvotvornog sustava, a ine ga:

- stanice u funkciji obrane tijela od infekcije o fagociti (mikrofagi i makorofagi) o limfociti

- imunosna tkiva - imunosni organi:

o timus o kotana modina o slezena o limfni vorovi

Sredinji organi imaju prvu ulogu u proizvodnji i raseljavanju stanica znaajnih za obranu tijela, dok su se periferni organi razvili pod utjecajem primarnih organa.

Sredinji organi: - timus - kotana modina

Periferni organi: - slezena - limfni vorovi - limfatiko tkivo

Otpornost tijela na patogene imbenike zasniva se na tri osnovna naina djelovanja:

1. fagocitoza (prodiranje i enzimatska razgradnja mikroorganizama) 2. izravno razaranje stranih stanica ve postojeim protutijelima (nespecifina ili

priroena imunost) 3. stvaranje specifinih protutijela i stanica usmjerenih protiv odreenog antigena

Postoje dvije osnovne vrste stanica specijalizirane za unitenje antigena: - fagociti - limfatike stanice

Fagociti:

Fagociti ulaze u proces fagocitoze tj. unosa krutih estica i mikroorganizama u stanicu. Fagociti mogu prodrijeti izmeu 5 i 25, ali i do 100 mikroorganizama. Zato ih prema mogunostima provoenja fagocitoze nazivamo mikrofagima i makrofagima. Dok fagocit uvue patogeni mikroorganizam, on bude probavljen probavnim enzimima lizosoma.


64

Opis gornjeg procesa:

Kada se strana patogena tvar priblii fagocitu on ju procesom fagocitoze uvue u sebe. U njemu se nalaze tvorbe lizosomi koji u sebi nose enzime razgradnje. Kada fagocit uvuce strano tijelo u sebe i u potpunosti ga obavije, nastane fagosom, tj. mjehuri u kojem se nalazi to strano tijelo. Lizosom doe do fagosoma i u njega ispusti svoje enzime. Enzimi razgrade strano tijelo.

Stanice koje imaju vanu ulogu u fagocitozi su neutrofilni leukociti koji osiguravaju glavnu obranu tijela protiv infekcije tijela.

Limfatike stanice:

U limfatine stanice su ukljueni svi razvojni oblici limfocita (stanice koje nose specifinu imunost). To su limfociti B, T i 0.

Limfociti T su nositelji stanine imunosti . Limfociti 0 su stanice ubojice. Limfociti B su nositelji humoralne imunosti jer u kontaktu sa protutijelima sazrijevaju u plazma stanice koje proizvode protutijela tj. bjelanevina zvanih imunoglobini (Ig). Poznato je pet vrsta imunoglobina u obrambenom sastavu tijela: IgA, IgD, IgE, IgG i IgM.

Protutijelo:

Protutijelo se sastoji od etiri bjelanevinasta lanca meusobno povezanih bisulfidnim mostovima (S-S-) od kojih su dva maja i dva vea. Lanci manje relativne molekulske mase su laki lanci, a lanci vee relativne molekulse mase su teki lanci. Svaki lanac sastoji se od dva funkcionalno razliita dijela. Konstantni dio zajedniki je dio, dok je drugi dio varijabilni dio koji se sintetizira u plazma stanicama nakon podraaja sa odreenim antigenom. S varijabilnim dijelom protutijelo e se vezati za antigen i stvoriti kompleks antigen-protutijelo.

Strana tvar

Endocitoza

Fagosom

Lizosom

Fagocitosom

FAGOCIT

Ostaci stranog tijela

Enzimi


65

Imuna memorija:

Nakon to se stvore protutijela tj. imunoglobini podraivanjem B-limfocita nekom vrstom antigena, ta protutijela ostaju od nekoliko mjeseci pa do nekoliko godina to organizmu omoguuje imunu memoriju. Takav tip obrane tijela sa imunom memorijom nazivamo sekundarnom reakcijom, jer se tijelo ve prije branilo od tih antigena.

Priroena i steena imunost i imunoloka reakcija:

Priroena imunost je otpornost organizma na razliite antigene, a antitijela za te antigene su ve priroena.

Steena imunost je oblik otpornosti organizma koja nastaje nakon unosa antigena u organizam. Unosom antigena se pokree imunoloka reakcija. Postoje dva osnovna oblika steene imunoloke reakcije:

- nakon podraaja antigenima organizam stvara protutijela i to je humoralna imunost

- nakon podraaja antigenima organizam stvara veliki broj limfocita i to se zove stanina imunost

Aktivno i pasivno steena specifina imunost:

Aktivno steena specifina imunost je imunost koja nastaje kada organizam sam stvara protutijela, relativne limfocite-T i dr. U kontaktu sa antigenom. Aktivna imunost moe biti steena prirodnim putom u kojem osoba preboli neku zaraznu bolest ili u kojem je osoba zaraena, ali ne oboli jer ve ima spreman protutijela. Umjetni put je oblik steene aktivne imunizacije izazvane cijepljenjem. Specifina pasivna imunost steena prirodnim putem omoguena je prolaskom protutijela iz krvotoka majke kroz posteljicu u krvotok zametka.

Imunoloka reaktivnost prema stranim transplantantima:

Nakon to u domaina tj. organizam presadimo neki transplatant dolazi do imunoloke reakcije i stvaraju se senzibilizirani T-limfociti koji unitavaju stanice transplatanta, a tim i sam transplatant.

BISULFIDNI MOSTOVI

LAKI LANAC

TEKI LANAC

GRAA IMUNOGLOBINA


66

Bolesti imunolokog sustava:

Postoje tri glavne vrste imunolokih bolesti:

1. Imunoinkompetencija koja je uzrukovan

Date post:	01-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	nfarky
View:	428 times
Download:	40 times

Biologija - skripta (138str)

Documents