Ćelije (biologija)

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Question book-new.svg Ovaj članak ili neka od njegovih sekcija nije dovoljno potkrijepljena izvorima (literatura, web stranice ili drugi izvori).
Sporne rečenice i navodi bi mogli, ukoliko se pravilno ne označe validnim izvorima, biti obrisani i uklonjeni. Pomozite Wikipediji tako što ćete navesti validne izvore putem referenci, te nakon toga možete ukloniti ovaj šablon.
Za druga značenja pojma Ćelije pogledajte Ćelije (čvor).
Organizacija tipične eukariotske ćelije.
1. Jedarce. 2. Jedro. 3. Ribosomi. 4. Vezikula. 5. Hrapavi endoplazmatski retikulum. 6. Golđijev aparat. 7. Mikrotubuli. 8. Glatki endoplazmatski retikulum. 9. Mitohondrija. 10. Lizozom. 11. Citoplazma. 12. Mikrotijela. 13. Centriole

Ćelije su osnovne organizaciono-funkcionalne jedinice svih živih bića, tj. gradivne jedinice tkiva, organe i organskih sistema. Ćelije su složene i raznolike, specijalizovane za posebne oblike opstanka. Prema složenosti organizacije i funkcije, ćelije mogu biti prokariotske i eukariotske. Nauka koja se bavi izučavanjem ćelija je citologija (=biologija ćelije).

Prokarioti[uredi | uredi izvor]

Prokarioti su mali jednoćelijski organizmi, obično manji od 1 mikrometra. Jednostavnije su strukturne organizacije jer nemaju jedro niti ćelijske organele. Nasljedne upute se nalaze unutar citoplazme u okrugloj strukturi gdje nedostaju mnogi hemijski sastojci koje sadrže hromosomi eukariotskih ćelija – radi se zapravo samo o jednoj kružnoj molekuli DNK.

Tri su glavne skupine prokariota: bakterije, mikroplazme i modrozelene alge.

Eukarioti[uredi | uredi izvor]

Ćelija eukariota (lijevo) i prokariota (desno)

Ćelije eukariota mogu biti samostalni jednoćelijski organizmi (ameba, papučica, modrozelene alge,alge, npr.) ili tvore tkiva i sisteme organa, te čine višećelijski organizam. Eukariotska ćelija ima jedro u kojoj se nalazi DNK upakirana u hromosome i citoplazmu. Citoplazma sadrži različite organele: mitohondrije, ribozome, endoplazmatski retikulum, Golđijev aparat, lizosome, a okružena je ćelijskom membranom.

Eukariotske ćelije možemo podijeliti na biljne ćelije obavijene ćelijskom membranom i sa hloroplastima gdje se odvija fotosinteza, te životinjske ćelije sa centriolama koje omogućuju kretanje i stvaranje diobenog vretena. U višećelijskom organizmu skupine ćelija su specijalizovane za obavljanje određenih funkcija (izlučivanje, upijanje, potpora, kontrakcija, provođenje impulsa), dok je u jednoćelijskom organizmu samo jedna ćelija prilagođena izvršavanju svih potrebnih funkcija.

Građa ćelije[uredi | uredi izvor]

Osobine eukariotskih i prokariotskih ćelija
  Prokarioti Eukarioti
Prosječni organizmi bakterije protisti, gljive, biljke, životinje
Prosječni promjer ~ 1-10 µm ~ 10-100 µm (osim manjih spermija)
Vrsta jedra nukoleoidna regija, nema jedro pravo jedro sa dvostrukom membranom
DNK kružna linearne molekule (hromozomi) s histonima
Sinteza RNK i proteina odvija se u citoplazmi sinteza RNK u jedru
sinteza proteina u citoplazmi
Ribozomi 50S+30S 60S+40S
Citoplazma slabo strukturirana jako strukturirana endomembranama i citoskeletom
Pokretanje bičevi (flagelin) bičevi i trepetljike (tubulin)
Mitohondrija nema jedan i više (iznimno nema)
Hloroplasti nema alge i biljke
Organizacija jedna ćelija jedna ćelija, kolonije, višećelijski organizmi s podjelom rada
dioba ćelije svojna dioba (obična dioba) mitoza
mejoza


Usporedba građe životinjskih i biljnih ćelija
Prosječna životinjska ćelija Prosječna biljna ćelija
Organele
Ostale strukture

Citoplazma i njene organele[uredi | uredi izvor]

Organizovane "citoplazmatske difererencijacije" ćelijske strukture (razni organoidi i jedro) nalaze se u osnovnoj citoplazmatskoj masi, koja se često naziva hijaloplazma ili matriks. Među organizovanim ćelijskim strukturama veliki značaj imaju različiti ćelijski organoidi (organele) - specifične ćelijske strukture, koje se odlikuju određenom morfologijom, ultrastrukturom, hemijskim sastavom i koji imaju specifične funkcije u životu ćelije. Ćelijske organele se ponekad dijele na opće i specijalne. Prva grupa obuhvata one koji se nalaze u svim ili gotovo svim ćelijama, dok se druga grupa javlja samo u nekim specijaliziranim ćelijama.[1][2][3]

  • Endoplazmatski retikulum (unutarplazmatska mreža) predstavlja specifičan sistem dvostrukih membrana u citoplazmi. Njegova organizacija je veoma različita, što je u vezi sa funkcionalnim osobenostima ćelija. Pod elektronskim mikroskopom endoplazmatska mreža predstavljena je sistemom međusobno povezanih kanala, koji su ograničeni dvostrukim membranama. Oblik kanala je veoma različit. Unutrašnjost endoplazmatske mreže ispunjena je homogenom masom, koja se razlikuje od okolne citoplazme, a čija je uloga još nepoznata. Postoje dva tipa endoplazmatske mreže: granulirana (hrapava) i agranulirana (glatka). Na spoljašnjoj površini granulirane endoplazmatske mreže nalaze se nakupnine sitnih tjelešaca koje se nazivaju ribosomi. Ovaj tip endoplazmatske mreže karakterističan je za ćelije u kojima se vrši intenzivna sinteza bjelančevina. Agranulirana endoplazmatska mreža na vanjskoj površini nema ribosoma, a susreće se u ćelijama u kojima se vrši sinteza ugljičnih hidrata, masti itd.
  • Ribosomi su relativno davno otkrivena sitna tjelešca, koja su tada nazvana ribo-nukleotidne granule. Obavezne su citoplazmatske komponente u svim biljnim i životinjskim ćelijama, gdje imaju izuzetno važnu i specifičnu funkciju. Zbog toga ih treba smatrati organoidima ćelije. Ribosomi su mala sferična tjelešca, koja se mogu nalaziti slobodno u citoplazmi ili su vezana za spoljašnju membranu endoplazmatske mreže. Ponekad se javljaju i u vidu manjeg ili većeg broja međusobno povezanih jedinica i tada se nazivaju poliribosomi ili polisomi. Ribosomi su primarno građeni od jednakih dijelova bjelančevina i RNK. Osim toga u njihov sastav ulaze i lipidi i mineralne soli kalcija i magnezija. Osnovna funkcija ribosoma je unutarćelijska sinteza proteina.
  • Mitohondrije (hondriosomi) su ćelijske organele koje se odlikuju specifičnom građom i funkcijom. Nalaze se u svim tipovima ćelija, kako jednoćelijskih organizama tako i višećelijskih. To su centri disanja i generatori energije. Najčešće loptastog ili izduženog oblika, veoma različitih dimenzija (dužine od 0,3 do 40 milimikrona). U citoplazmi su rasute, a ponekad i grupisane oko jedra ili uz unutrašnju stranu ćelijske membrane. Svaka mitohondrija je obavijena ovojnicom koja je građena od dvije lipoproteinske membrane: vanjske i unutrašnje, slične ćelijskoj opni. Unutrašnjost mitohondrija ima naročitu strukturu; u njihovom sadržaju se nalaze brojni enzimi koji imaju posebno značajnu ulogu u procesu disanja. Građa i unutrašnja struktura mitohondrija su promjenljive i u neposrednoj su vezi s njihovom aktivnošću.
  • Golgijev (Golđijev) kompleks (Golgijev aparat, diktiosomi) je ćelijska organela koja je prvi put otkrivena u citoplazmi nervnih ćelija. Kasnije je uočen u gotovo svim specijaliziranim ćelijama. U početku se vjerovalo da ovu organelu sadrže samo životinjske ćelije, a danas se pouzdano zna da se ona nalazi i u biljnim ćelijama. Golgijev kompleks se odlikuje specifičnom strukturnom organizacijom, sa sljedećim komponentama: mikrovezikule (mjehurići), membranski sistem (sastavljen od većeg broja spoljašnjih kesa ili tubula) i vakuole (koje imaju glatke zidove). U području Golgijevog aparata su često prisutne sekretorne granule (zrnca). U sastav Golgijevog kompleksa ulaze fosfolipidi i ćelijske fosfataze. Smatra se da je osnovna funkcija ove ćelijske organele vezana za proces sekrecije.
  • Lizosomi su ćelijske su otkrivene tek 1955. godine. Njihovo prisustvo u citoplazmi je prvo bilo dokazano biohemijskim metodama. Lizosomi predstavljaju naročite, male mjehuraste tvorevine ograničene dvostrukom membranom i ispunjene sokom s hidrolitičkim fermentima. Do sada je dokazano više od 10 različitih fermenata, sličnih onima iz probavnog sistema, sposobnih da aktivno vrše razgradnju većine složenih organskih komponenata. Lizosomi, dakle, imaju ulogu "probavnog sistema" ćelije. Najveća koncentracija ovih organela otkrivena je u ćelijama jetre i leukocitima. Lizosomi pokazuju veliku raznolikost, kako u različitim tipovima ćelija, tako i unutar jedne ćelije. Poznati su sljedeći tipovi lizosoma: ishodišni lizosomi, jagosomi, zaostala tjelešca i autofagirajuće vakuole.
  • Ćelijski centar (centrosom) je citoplazmatična organela koja postoji u životinjskim ćelijama, kao i u ćelijama nekih biljaka (alge, gljive, mahovine i neke golo-sjemenice). Javlja se za vrijeme ćelijske diobe i stoji u vezi s pojavom njenog polariteta, odnosno orijentacijom diobnog vretena. U tipičnoj formi ćelijski centar se sastoji od jednog do dva ili većeg broja veoma malih tjelešaca - centriola. Oni su obično okruženi naročitim regionom citoplazme, koji se naziva centrosfera. Centriol i centrosfera zajedno sačinjavaju strukturu koja se naziva centrosom ili ćelijski centar. Centrioli imaju važnu ulogu ne samo za vrijeme ćelijske diobe nego pokazuju i izvjesne odnose s bazalnim tijelima cilija (treplje) i flagela (bičeva) pa se vjeruje da su oni homologe ćelijske strukture.
  • Plastidi su citoplazmatske organele biljnih ćelija. Kao i ostale ćelijske strukture, od protoplazme su odvojeni sopstvenom opnom. U mladim (embrionalnim) ćelijama nalaze se u obliku proplastida. S obzirom na funkciju i boju, plastidi se dijele na: hloroplaste, hromoplaste i leukoplaste.

- Hloroplasti se nalaze u ćelijama svih zelenih dijelova biljaka; sadrže hlorofil od koga potječe ta zelena boja. Kod viših biljaka hloroplasti obično imaju sočivast oblik, dok je kod nižih oblika veoma promjenljiv. Dijametar hloroplasta varira od 3 do 10 mikrona. Obično su ravnomjemo raspoređeni u citoplazmi, ali se ponekad naročito grupišu oko jedra ili uz ćelijsku membranu. Hemijski sastav hloroplasta je manje-više jednoobrazan. Kod viših biljaka se sastoje od bjelančevina, masti i hlorofila, a sadrže i karotinoide i male količine nu¬kleinskih kiselina. Hlorofil je osnovna materija hloroplasta, koja im određuje specifičnu funkciju. Pored hlorofila, hloroplasti sadrže i druge pigmente, kao što su karotin i ksantofil. Hloroplasti imaju vrlo složenu strukturu, a njihova je osnovna funkcija sinteza ugljičnih hidrata uz učešće neorganskih tvari i sunčeve energije (fotosinteza).

- Hromoplasti zamjenjuju hloroplaste u ćelijama organa koji imaju žutu i crvenu boju. Obrazuju se iz protoplastida i leukoplasta (bezbojnih plastida), pri čemu se hlorofil zamjenjuje karotinoidima i ksantofilom. Hromoplasti određuju boju plodova, cvjetova, korjenova itd.

- Leukoplasti imaju oblik hloroplasta, ali nemaju hlorofila. Često su vrlo slični mitohondrijama, iako su drugačijih dimenzija. Kao i hloroplasti, i oni imaju finu lamelarnu strukturu. Kod viših biljaka leukoplasti se nalaze u podzemnim organima. Leukoplasti su, kao što je poznato, bez boje. Ako se takvi organi (krtole krompira, na primjer) izlože svjetlosti, prelaze u hloroplaste. Leukoplasti su fotosintetički neaktivni plastidi.

  • Specijalni organoidi su ćelijske strukture koje su u vezi sa specifičnim ćelijskim funkcijama kao sto su: kontrakcija, kretanje i sl. Od specijalnih organoida (organela) najčešći su miofibrili, neurofibrili, treplje i bičevi.

- Miofibrili se nalaze u svim ćelijama koje imaju sposobnost kontrakcije. To su vlaknaste tvorevine smještene u citoplazmi mišićnih ćelija, a omogućuju njihovu osnovnu funkciju (grčenja i opružanja).

- Neurofibrili su organele koje imaju samo nervne ćelije. Imaju oblik tankih niti i značajnu ulogu u prenošenju nervnih podražaja.

- Treplje i bičevi su, također, specijalni organoidi ćelije. Omogućavaju kretanje, ishranu i druge funkcije. Po porijeklu su citoplazmatične tvorevine površinskih slojeva ćelije. To su kontraktilne niti, čije dimenzije jako variraju. Treplje nalazimo u specijalnim ćelijama gotovo svih životinja, a kod praživotinja - trepljaša - Cilliata) se javljaju kao "organi" za kretanje. Bičevi se razlikuju od treplji po većoj dužini i manjem broju. Nalazimo ih kod mnogih bakterija i među praživotinjama - bičarima. Prisutni su i u spermatozoidima većine životinja, čovjeka i nižih biljaka.

Jedro[uredi | uredi izvor]

Jedro (jezgro, nukleus) je važna i obavezna komponenta svih eukariotskih ćelija. Ono je dobro izraženo, s izuzetkom nekih bakterija i modrozelenih algi, kod kojih je jedarni materijal organizovan kao nukleoid. Obično ima oblik okruglog prozračnog tijela, okruženog tankom jedrovom opnom. U živim ćelijama ono je optički homogena struktura u kojoj se uočava jedno ili više malih tjelešaca - jedaraca. Životni ciklus ćelije obuhvata dva perioda: interfazni ili metabolički i mitotički period (period diobe). Ovi periodi se od¬likuju karakterističnim i specifičnim pro¬mjenama u jedru.

Većina eukariotskih organizama u svojim ćelijama ima samo jedno jedro. Izuzeci od ovog pravila su, na primjer, neki predstavnici algi i gljiva. Višejedarnost je u životinjskom svijetu rijetka. Poznato je, recimo, da (među protozoama) parameci¬jum ima redovno dva jedra; manje jedro je tzv. mikronukleus i učestvuje u razmnožavanju, dok veće jedro (makronukleus) ima ulogu u metabolizmu životinje. Kod višećelijskih organizama veći broj jedara se javlja samo u vlaknima poprečno-prugastih mišića, a koja su nastala stapanjem većeg broja ćelija (sincitija). Među eukariotskim organizmima crvena krvna zrnca sisara (osim kamile) nemaju jedra. Ova bezjedarnost je sekundarna pojava.

Iako se jedro može javiti u različitim oblicima, najčešće je loptasto ili elipsoidno. U ćelijama bijelih krvnih zrnaca jedro uvijek ima režnjeviti, razuđeni oblik. U praživotinja se često javljaju različiti oblici: izdužen, izvijen, kobasičast itd. U živim ćelijama, kao što je rečeno, interfazno jedro izgleda homogeno i optički prazno. Na fiksiranim (specifično obojenim) preparatima jedro ispoljava svoje odgovarajuće strukture. Obojena masa jedra se, zbog afiniteta prema boji, naziva hromatin. Danas se pouzdano zna da je hromatin materija od koje su građe¬ni hromosomi i da predstavlja nukleoproteinsku komponentu interfaznog jedra. Jedro je vrlo složen ćelijski sastojak, čiju strukturu čine jedrova opna, jedrov sok, jedarce i hromosomi.

  • Jedrova opna (kariomembrana) je dvostruka membrana koja odvaja jedrov sadržaj od citoplazme. Proučavanja fine građe jedra pokazala su da je njegova ovojnica sastavljena od dvije membrane koje imaju slične karakteristike kao i ćelijska membrana. Sastavljene su od lipoproteina. Jedrova ovojnica se na početku ćelijske diobe raspada, a nakon diobe ponovo organizira.
  • Jedrov sok je vodeni rastvor raznih materija, a označava se i kao nukleoplazma ili karioplazma. U jedrovom soku su smješteni njegovi osnovni sastojci i strukture – hromosomi i jedarca. Pored toga, jedro sadrži i proteine, ribonukleinsku kiselinu i čitav niz raznih enzima.
  • Jedarcenukleolus (jedno ili više njih) nalazi se u jedrovom soku. Jedarca su manje-više okruglog oblika i dobro se zapažaju za vrijeme interfaze, dok se za vrijeme ćelijske diobe gube (dezorganiziraju). Po završetku ćelijske diobe ponovo se javljaju. Jedarca najvećim dijelom sadrže bjelančevine (do 70%), zatim ribonukleinske kiseline, fosfolipide i enzime.
  • Hromosomi su najvažnije komponente jedra, jer su nosioci nasljednih jedinica – gena, koji svojom aktivnošću određuju i regulišu metaboličke i sve ostale životne procese u ćelijama, uključujući i samoobnavljanje (autoreprodukciju). Hromosomi se stalno nalaze u jedru; oni su permanentne strukture, tj. održavaju svoj individualitet tokom ćelijskog ciklusa. Odlikuju se sposobnošću za autoreprodukciju i prilikom diobe jedra dijele se i oni, što odražava njihov kontinuitet, kako u nizu ćelijskih dioba, tako u kontinuitetu sukcesivnih generacija.

Broj hromosoma u raznih vrsta živih bića manje ili više je različit, ali je za svaku vrstu određen i stalan. Skup svih hromosoma u ćeliji označava se kao hromosomska garnitura. Razlikuju se dva tipa hromosomskih garnitura: haploidna i diploidna. U organizama sa seksualnim razmnožavanjem gamete imaju haploidni broj hromosoma (n), a somatične ćelije imaju diploidan hromosomski broj (2n), jer sadrže dvije haploidne garniture, porijeklom od dva roditelja. Prema tome, diploidnu hromosomsku garnituru čini, ustvari, n homolognih parova (homologan = istosmislen, odgovarajući, s istim odnosima). U svakom paru ovih hromosoma jedan potiče od oca, a drugi (isti takav) od majke. Veličina hromosoma je različita u raznih vrsta; ona je, također, različita i u istoj garnituri. Kao i broj, i veličina hromosoma je konstantna i specifična oznaka za svaku vrstu organizama. Dužina hromosoma varira izmedu 0,5 μ i 40 μ, a debljina između 0,2 μ i 2 μ. Izuzetak čine tzv. gigantski hromosomi u ćelijama pljuvačnih žlijezda nekih insekata, koji mogu imati 20 puta veću dužinu nego tipični interfazni hromosomi.

I oblik hromosoma je, također, različit u raznih vrsta organizama, a različit je i u istoj hromosomskoj garnituri. Međutim, kao i broj i veličina, tako je i forma hromosoma konstantna i specifična za svaku vrstu organizama. Zavisno od fizičkog stanja, odnosno faze ćelijske diobe, hromosomi najčešće imaju izgled kratkog konca ili štapića. Oni su u metafazi definitivno formirani i tada ispoljavaju svoj karakteristični izgled, kada se najintenzivnije boje i ispoljavaju svoje najznačajnije morfološke karakteristike.

Na tijelu svakog hromosoma redovno postoji jedno suženje (konstrikcija) koje se naziva primarno suženje. Na tom mjestu se nalazi specifična hromosomska struktura, centromera (kinetohor). Osnovna uloga centromere je vezana za kretanje hromosoma ka polovima "diobenog vretena" za vrijeme ćelijske diobe. Od položaja centromere zavisi i oblik hromosoma u ćelijskoj diobi. Po tom kriteriju, hromosomi mogu hiti jednokraki (s terminalnom centromerom) i dvokraki (s centromerom u ostalim regionima).

Osim primarnog suženja, hromosomi mogu pokazivati i druge konstrikcije na jednom ili na oba kraka. Ova suženja se nazivaju sekundarnim. Kod nekih hromosoma ona odvajaju mali vršni segment (dio) hromosoma, koji se naziva satelit ili trabant, a njegovi nosioci satelitski hromosomi; oni imaju ulogu organizatora jedarca. Terminalni dijelovi hromosoma se po svom ponašanju razlikuju od njegovih ostalih dijelova, iako ne pokazuju nikakve vidljive morfološke diferencijacije. Ti krajevi su označeni kao telomere. Uloga telomera je u vezi s kinetikom i polaritetom hromosoma za vrijeme ćelijske diobe. Osnovnu komponentu hromosoma čini hromonema, smještena u unutrašnjosti hromosomske matrice (matriksa). Hromoneme predstavljaju specifičnu dvojnu spiralu nukleoproteinskih niti, od kojih se obrazuju obje hromatide. Hromonema je po dužini diferencirana na specifične segmente, koji se nazivaju hromomere. Glavne hemijske komponente hromosoma su nukleinske kiseline i proteini. Na ove komponente, od cjelokupne hromosomske mase, otpada 70-90%. Osim DNK i proteina, hromosomi sadr¬že različite količine RNK i nehistonskih proteina. Količina DNK i kiselih proteina veoma varira u zavisnosti od metaboličke aktivnosti ćelija. Unutrašnja struktura hromosoma je veoma složena. Ona se danas intenzivno proučava raznim sredstvima i metodama, što omogućava da se dobije potpunija predstava o hromosomu kao strukturnoj i funkcionalnoj jedinici jedra.

Osnovna fizička svojstva protoplazme[uredi | uredi izvor]

Protoplazma (protoplast) je složeni koloidni sistem. Uopće, pod koloidima se podrazumijevaju smjese, koje u osnovnoj tečnoj masi sadrže čestice, čvrste, tečne ili gasovite, veličine iznad 0,001 mikrona. Protoplazma kao cjelina ima svojstva koloida (polutečno agregatno stanje, neprekidno kretanje čestica itd.) ali svi njeni sastojci u tom pogledu nisu jednaki. Za sve koloide je karakteristična pojava koagulacije – zgrušavanja koloidnih čestica. Koagulacija, međutim, ima različit tok i posljedice u raznim koloidnim rastvorima; s obzirom na to, koloidi se dijele na hidrofobne i hidrofilne. Hidrofobni koloidi su nestalni i lako koaguliraju, a koagulacija im je nepovratna. Hidrofilni koloidi su mnogo stabilniji i teže koaguliraju; koagulacija njihovih čestica je povratna (reverzibilna), što znači da se one i nakon zgrušavanja mogu ponovo raspršiti u otapalu.

Ove naročite odlike hidrofilnih koloida potječu otuda što između čestica faze i molekula sredstva postoji jako privlačenje. Protoplazma spada u hidrofilne koloide. Glavninu koloidnih čestica protoplazme predstavljaju proteinske makromolekule. Bjelančevine stupaju u vezu s molekulama vode, tako da voda (sredstvo) zajedno s bjelančevinama formira koloidne čestice (fazu). Zahvaljujući tome, pojedini dijelovi protoplazme mogu tako prelaziti iz žitkog stanja (sol) u pihtijasto (polučvrsto - gel), procesom reverzibilne koagulacije. Pihtijasti makromolekularni dijelovi protoplazme većinom postaju od dugačkih lanaca polimera; ti lanci obrazuju svojevrsne mreže u čijim se očicama nalazi vezana voda. Ovakva mrežasta struktura omogućava da u gel-stanje prelaze koloidi s vrlo visokim sadržajem vode, čak do 85%.

Ćelijska opna, struktura putem koje protoplazma saobraća s okolnim svijetom, ispoljava izvjesna karakteristična svojstva. Od osobitog značaja je njena propustljivost (permeabilnost). Kroz ćelijsku opnu mogu, u oba smjera, prolaziti ioni, voda i mnoge supstance malih molekula; krupnije čestice, npr. makromolekule, ćelijska opna ne propušta (osim putem specijalnih procesa fagocitoze i pinocitoze, ali to, zapravo, nije prolaženje kroz ćelijsku opnu). Zato se kaže da je ćelijska opna semipermeabilna (tj. polupropustljiva; tačnije bi bilo reći da je selektivno propustljiva, što bi značilo da "bira" šta će propustiti).

Prolaz materija kroz ćelijsku opnu bazira se na pojavi difuzije. Difuzija je kretanje čestica raznih supstanci iz mjesta gdje ih ima više, na mjesta gdje ih ima manje; drugim riječima, čestice date supstance kreću se iz prostora veće koncentracije, u prostor gdje je koncentracija te supstance manja. Ukoliko ne postoje neke zapreke, difuzija vodi ravnomjemoj raspršenosti čestica unutar izvjesnog jedinstvenog prostora. Difuzija kroz semipermeabilne membrane ima određene osobenosti i označava se kao osmoza; za osmozu je karakteristično kretanje molekula supstance – rastvarača, a to je u živim sistemima redovno – voda.

Stavljene u čistu vodu, ćelije nabubre, pošto protoplazma sadrži mnogo raznih molekula koje su prevelike da bi slobodno prolazile kroz ćelijsku opnu, dok male molekule vode relativno lako prolaze kroz opnu i ulaze u ćeliju. U takvoj situaciji, koncentracija molekula vode unutar ćelije je manja od koncentracije napolju, jer je voda u ćeliji "razrijeđena" zbog prisustva krupnih molekula, koje ne mogu proći kroz ćelijsku membranu (opnu). Stoga voda, putem osmoze, prodire u ćeliju, izazivajući njeno bubrenje. Ukoliko ćelija dospije u vodenu sredinu gdje ima više rastvorenih molekula nego što ih sadrži protoplazma, dolazi do obratne pojave: koncentracija molekula vode u ćeliji je veća nego spolja i voda napušta ćeliju. Navedeni primjeri prikazuju ekstremne posljedice osmoze, u sasvim naročitim uslovima. Inače, osmotski procesi se do neke mjere odvijaju u gotovo svim ćelijama svih živih bića i predstavljaju važan put razmjene materije između protoplazme i okolne sredine.

Ćelijska membrana[uredi | uredi izvor]

Protoplazma svake ćelije, bez obzira na njenu unutrašnju diferencijaciju i bez obzira na to da li se radi o prokariotskoj ili eukariotskoj ćeliji, ima na svojoj površini posebnu strukturu – ćelijsku membranu ili opnu. Ovaj površinski sloj se naziva i protoplazmatična ili citoplazmatična membrana. Botaničari je često označavaju i starim imenom – plazmolema. Zbog izuzetnog značaja koji membrana ima za život ćelije, ova struktura je već dugi niz godina istraživana upotrebom raznih tehnika i metoda. Ona je veoma tanka i ne može se vidjeti optičkim mikroskopom. Zahvaljujući razvoju elektronske mikroskopije, naučnici su uspjeli da upoznaju strukturu i funkciju ove značajne ćelijske komponente.

Ćelijska membrana je sastavljena od tri sloja. Unutrašnji sloj je građen od lipida, dok su spoljašnji slojevi proteinske strukture. Plazmamembrana je poglavito građena od lipida i velikog broja raznih vrsta proteina (lipoproteinski kompleks). Od lipida, najčešće se javljaju fosfolipidi. Ispitivanja su pokazala da se u membrani nalaze i enzimi, koji učestvuju u membranskim metaboličkim aktivnostima. Debljina plazmatične membrane, kao i njen molekularni sastav, mogu znatno varirati u zavisnosti od tipa ćelija i vrste organizma.

Na površini plazmatične membrane često se mogu naći izlučene razne materije od kojih zavise fiziološka svojstva ćelije. Ima izvjesnih dokaza o postojanju plazmatičnih pora koje omogućavaju prodiranje molekula i jona. Plazmatska membrana ima mnogobrojne i izuzetno značajne funkcije u životu ćelije. Pored toga što odvaja unutrašnjost ćelije od spoljašnje sredine, ona ima važnu ulogu i u metabolizmu, pošto su za membranu vezani (ili s njom čine integralni dio) mnogi enzimski sistemi. Glavna funkcija joj je regulacija toka materijala koji ulazi u ćeliju ili iz nje izlazi. To se odvija pasivnom difuzijom i aktivnim transportom. Ćelijska membrana je selektivna, tj. propušta samo određene male molekule (voda, neki joni itd.), dok se krupne česti¬ce u ćeliju unose na drugi način (fagocitozom i pinocitozom). Proces kojim se koloidne tvari (bjelančevine) odvajaju od ostalih materija iz zajedničkog rastvora označava se kao dijaliza. Odvija se zahvaljujući pojavi da polupropustiljive membrane propuštaju samo ione i manje molekule.

(Dijaliza pomoću vještačkih membrana primijenjuje se u prečiščavanju krvi teških bubrežnih bolesnika).

Ćelijski zid[uredi | uredi izvor]

Biljne ćelije, za razliku od životinjskih, na površini protoplazmatične membrane imaju poseban vanjski omotač - ćelijski zid. Ovaj omotač joj pruža zaštitu, daje joj čvrstinu i određuje oblik ćelije. Ćelijski zid se uglavnom sastoji od ugljičnih hidrata, a plazmolema od lipoproteina. Osnovna materija primarnog ćelijskog zida je celuloza. Njene duge molekule (micele) okupljene su u fina duga vlakna, mikrofibrile, koje su povezane u veće skupine, makrofibrile. One su međusobno izukrštane u raznim pravcima i sačinjavaju njegovu tipičnu skeletnu strukturu, koja zidu daje čvrstinu i elastičnost. U prostorima između celuloznih fibrila nalaze se srazmjerno velike količine vode, zatim [[hemiceluloza, pektinske materije, a prema najnovijim podacima i proteini. Primarni zidovi susjednih ćelija su povezani, slijepljeni pektinskim materijama koje grade tzv. srednju lamelu. Kroz nju i kroz primarne zidove prolaze veoma tanka citoplazmatična vlakna – plazmodezme koje povezuju protoplazmu susjednih ćelija. Neke ćelije u viših biljaka stalno ostaju obavijene samo primarnim zidom, dok se kod nekih tokom razvoja stvaraju različita zadebljanja. Stvaranjem novih slojeva nastaje tzv. sekundarni ćelijski zid. Njegova debljina može biti vrlo različita. Ako dolazi do veoma jakog zadebljanja zidova, takve ćelije se nazivaju sklerenhimske. Njihov lumen se postepeno smanjuje, što dovodi do odumiranja živog unutrašnjeg sadržaja. Takve mrtve ćelije imaju isključivo mehaničku funkciju u organizmu. U zidovima ćelija na površini raznih biljnih organa javljaju se suberin, hitin, voskovi koji štite od suvišnog isparavanja, napada raznih štetočina i sl. Čvrstoću zida nekih biljaka često pojačavaju i neorganske materije, najčešće kalcij i silicij.

Metabolizam ćelije[uredi | uredi izvor]

U živoj ćeliji se neprekidno odvija ogroman broj hemijskih reakcija. Cjelina 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 spojeva 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 tijesno povezani procesi razlaganja organske materije uz oslobađanje energije i sinteza složenih sastojaka ćelije uz utrošak energije.

Pošto se anabolizam neprekidno odvija (ćelija neprekidno sintetizuje proteine, šećere, masti idr.), ćelija ima stalnu potrebu za energijom. Živa ćelija, bez obzira na vrstu organizma, energiju dobija oksidacijom organskih jedinjenja, tj. njihovim sagorijevanjem (što pripada kataboličkim procesima). Organska jedinjenja se polahko i postupno oksidiraju tako da se energija iz njih otpušta sporo, djelimično u vidu toplote, a dijelom 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 dijele u dvije velike grupe:

  • autotrofni i
  • heterotrofni.

Autotrofni organizmi 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. Heterotrofni organizmi uzimaju gotove organske materije hranom i sagorijevanjem tih materija obezbeđuju potrebnu energiju. Hrana heterotrofa direktno ili indirektno potiče iz organskih materija nastalih fotosintezom.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Campbell N. A. (1996): Biology. The Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc., Menlo Parc (CA), USA, ISBN 0-8053-1957-3.
  2. ^ Lawrence E. (1999): Henderson's Dictionary of biological terms. Longman Group Ltd., London, ISBN 0-582-22708-9.
  3. ^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004): Biologija 1, "Svjetlost", Sarajevo, ISBN 9958-10-686-8.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Commons logo
U Wikimedijinom spremniku se nalazi još materijala vezanih uz: