CELIČNA BIOLOGIJA

Celice → tkiva → organi → organizem.

CB preučuje strukturne in funkcijske značilnosti celic na celični in molekulski ravni. Povezuje se z genetiko, histologijo, biokemijo in medicino.

TEMELJI CELIČNE ZGRADBE IN FUNKCIJE
 celica
 informacija = gen (genotip)
 uresničitev informacije = protein (fenotip)
 lokalizacija (ureditev)
 funkcija
Vse to je potrebno za obstoj funkcionalne celice.

NIVOJI REALIZACIJE INFORMACIJE V CELICI
 genom (informacijska nit)
 polipeptid (protein)
 makromolekule
 supramolekularna organizacija
 subcelična organizacija

INFORMACIJA V CELICI ČLOVEKA
 v osnovi je poznana
Vprašanja:
 Kaj so geni v tej informaciji
 Kakšni so njihovi produkti
 Kje v celici se produkti genov nahajajo in kakšna je njihova vloga
 GENOM (3GB) → CELIOM

KAKO RAZUMEVATI CELIČNO BIOLOGIJO
 Dogajanja na molekularni ravni se odrazijo na celični ravni, na tkivni ravni, na organih.
 Kontrolirane interakcije med molekulami zagotavljajo pravilno delovanje celic.

CELIČNA BIOLOGIJA IN MEDICINA
Proučuje delovanje celic (= pomembni dinamični procesi v medicini):
 delitev celic
 diferenciacija celic
 celična smrt
Pogoj je uravnoteženost vseh 3 procesov!
Za celico so značilni: kompleksnost, urejenost (celica porablja energijo), specializacija in diferenciacija.
Notranje površine v celici so povečane prav zaradi specializacije in diferenciacije.

CELIČNA MEMBRANA
 zahteva za življenje
Zgradba:
 5µm – 10µm debela plast (= lipidni dvosloj)
 v lipidni dvosloj so vstavljene molekule lipida & molekule proteina (med njima je enako utežno razmerje, čeprav je proteinov manj; 1 protein = 50 lipidov)
 sladkorne skupine oz. ogljikovi hidrati so obrnjeni proti lumenu (izvenceličnini) oz. proč od citosola (tekoči del citoplazme, v katerega so vstavljeni organeli)
 imenujemo jo tudi model tekočega mozaika
Osnovne naloge membrane:
 ovira prehajanje vodotopnih molekul
 pri evkariontih predeljuje citoplazmo na predelke ali kompartmente
 omogoča selektivno propustnost snovi s pomočjo prenašalnih proteinov
 omogoča sprejemanje in prenašanje signalov v celico (hormoni)
 omogoča sodelovanje in pritrjanje na sosednje celice ali podlago.
Lipidna sestava membran: plazmalema, mielin (membrana Schwannove ovojnice; ovija nevrone), ER (ni treba, da je stabilna, more bit hitra)
 Fosfolipidi: delimo jih na glicerollipide in sfingomilein
 Glikolipidi: 3, 28, <1 (preprečijo neposreden stik med proteini ali lipidi; je neke vrste stabilizator)
 Holesterol: 23, 22, 6
 Ostalo: 14, 8, 27

ZGRADBA FOSFOLIPIDOV (fosfatidil holin – lecitin)
 Pravimo da so fosfolipidi amfipatični - na enem delu imajo polarne skupine (hidrofilne glave), na drugem pa nepolarne (hidrofobni repi).
 Osnova fosfolipidov (glicerollipidov) je glicerol (3-valenten alkohol).
 Ena izmed maščobnih kislin je nenasičena (dvojna vez). Tako preoblikuje maščobno kislino, zato le-ta v membrani zaseda več prostora in se ves čas vrti.
 Fosfatna skupina ima negativen naboj.

TIPI FOSFOLIPIDOV
 etanolamin
 fosfatidilserin: poleg pozitivnega in negativnega naboja ima še en negativen naboj, serin se nahaja le na citosolni strani in ima negativen naboj v celotni notranjosti membrane
 holin – osnova je glicerol
 holin – osnova je serin, ki nima dveh maščobnih kislin, temveč eno maščobno kislino in eno maščobno verigo. Tak je npr. sfingomilein.
Vsi našteti so aminoalkoholi.

GLIKOLIPIDI
 maščobna kislina
 maščobna veriga
 serin
Osnova so sladkorji, po katerih jih tudi poimenujemo:
 GALAKTOCEREBROZID
 GLUKOZA
 GANGLIOZID: zakompliciran, pogosto prisoten v celicah (črevesje, živčevje), eden izmed gangliozidov (sladkor = receptor) se veže na koleratoksin, ki povzroči aktivno izločanje Na iz celice, kar privede do kolere (diareja, dehidracija).

HOLESTEROL – nahaja se predvsem v plazmalemi
 nepolarni CH rep
 polarna glava: OH
 steroidni obroči, ki imajo rigidno (trdno) strukturo: predstavljajo nepolarni del in dajejo trdnost
 holesterol zapolni prostore med fosfolipidi in tako naredi membrano bolj stabilno, saj se molekule tako manj premikajo

UREDITEV LIPIDOV V MICELE ALI DVOSLOJ

 klinasta oblika molekule
Na ta način se organizirajo detergenti; imajo samo en repek; micel znotraj nima vode.

 valjasta oblika molekule

 nima prostih repkov


GIBANJE LIPIDOV V MEMBRANI
 lateralna difuzija: gibanje molekul v eni plasti membrane (1,5 m/s)
 rotacija
 upogibanje
 flip – flop: molekula enega lipida preskoči iz enega sloja na drugega, kar se spontano zgodi samo enkrat na mesec, saj je to energetsko zelo zahteven proces, vendar pa je nujen na ER, zaradi nastanka lipidnih molekul, pri čemer sodelujejo encimi (lipaza…).



...