Ćelija

Životinjska ćelija: 1 - mitohondrije; 2, 6-granularni endoplazmatični retikulum; 3 - nuklearni ovoj; 4 - jedarce; 5 - nukleoplazma; 7 - ribozomi; 8 - mikrofilamenti; 9 - lizozom; 10 - peroksizom; 11 - centrozom; 12 - mikrotubule; 13 - agranularni ER; 14 - Goldžijev aparat; 15 - ćelijska membrana

Biljna ćelija šematski

Ćelije su osnovne gradivne i funkcionalne jedinice svih živih bića, osim virusa koji nemaju ćelijsku građu. Ljudsko telo se sastoji od trilion ćelija. One izgrađuju telo, koriste hranljive materije,iz njih dobijaju energiju, a vrše i neke specifične funkcije. Ćelije sadrže nasledni materijal i mogu da naprave sopstvene kopije (ćelijska deoba). Izgrađene su od mnogo delova, nazvanih organele, od kojih svaki ima različitu funkciju, ulogu. Ćelije komuniciraju međusobno preko širokog repertoara signalnih molekula. Evolucija ćelija traje oko 3,5 milijardi godina.

Prema složenosti građe razlikuju se dve vrste ćelija:

• prokariotske ćelije, koje nemaju jedro već im je genetički materijal u vidu prstenaste DNK smešten u citoplazmi;
• eukariotske ćelije, čiji se genom nalazi u hromozomima smeštenim u jedru i koje imaju složenu i dobro organizovanu unutrašnju strukturu.

Upoznavanje građe i funkcije ćelije predstavlja osnovu za svako dublje proučavanje u biologiji i medicini. Rezultati tog proučavanja doprinose poznavanju normalnog i patološkog stanja ćelije pa time i čitavog organizma. Grana biologije koja se bavi proučavanjem ćelije naziva se citologija. Danas se većina bioloških procesa u ćeliji razume na molekularnom nivou.

Osobine ćelije

U prirodi postoje brojni organizmi čije se telo sastoji iz jedne ćelije, kao što su bakterije, praživotinje, neke alge i gljive. Sa druge strane višećelijski organizmi mogu imati više miliona, biliona, kvadriliona ćelija. Tako se u organizmu odraslog čoveka nalazi oko 10¹⁴ ćelija koje obavljaju mnoštvo raznovrsnih funkcija pa se time i međusobno razlikuju. Ćelije slične građe koje vrše istu funkciju udružuju se gradeći tkiva.

Ćelije svih tkiva pokazuju neke zajedničke osobine kao što su:

• rastenje do veličine koja je karakteristična za datu vrstu ćelije;
• obavljanje određenih zadataka (funkcija, uloga);
• primanje signala iz spoljašnje sredine na koje ćelija na određeni način odgovara;
• život ćelije odvija se kroz cikluse koji se završavaju ili deobom ili ćelijskom smrću; pri deobi ćelija daje nove ćelije;
• jedinstven hemijski sastav
• jedinstvena građa.

Zahvaljujući razvoju tehnike i instrumenata saznanja o ćeliji su postala veća i potpunija. Tehnika mikroskopiranja je danas dovedena skoro do savršenstva – pronalaskom različitih vrsta mikroskopa (elektronski, fazni, fluorescentni, ultraviolentni i dr.).

Oblik ćelije

Ljudski organizam je izgrađen od nekoliko triliona ćelija među kojima je moguće razlikovati oko 200 različitih tipova. Jedan od kriterijuma koji služi za razlikovanje ćelija jeste oblik. Oblik ćelije je usaglašen sa njenom funkcijom, odnosno, sa osobinama tkiva koje izgrađuju.

Prema obliku ćelije se u organizmu čoveka mogu podeliti na:

• okrugle, kao što je jajna ćelija;
• pljosnate, ćelije krvnih i limfnih sudova;
• cilindrične, ćelije epitela creva, materice i jajovoda;
• kockaste, ćelije tireoidne žlezde (štitna žlezda);
• vretenaste, ćelije glatkih mišića;
• poligonalne, ćelije jetre;
• ćelije nepravilnog oblika kao što su nervne ćelije čije telo može da ima različite oblike (zvezdast, ovalan, kruškolik, ptiramidalan i dr)

Kod biljaka se razlikuju dva osnovna tipa ćelija:

• parenhimske (izodijametrične) čije su sve tri dimenzije približno iste veličine;
• prozenhimske čija je dužina najmanje 5-6 puta veća od širine

Veličina ćelije

Veličina ćelija veoma varira, kako kod biljaka tako i kod životinja. Kod biljaka se najčešće kreće od 10 do 100 μm, a kod životinja 10 do 30 μm. Najmanje u organizmu čoveka su nervne ćelije u kori malog mozga, veličine od 5 μm, a najveće su od 120-200 μm (jajna ćelija, osteoklasti, megakariociti i dr). Posebno velike su ćelije skeletnih mišića čoveka sa dužinom od po nekoliko cm, kao i nervne ćelije čiji nastavci (aksoni) mogu dostići dužinu od 1 m. Gigantske razmere mogu dostići i neke prozenhimske biljne ćelije, kao npr. ćelije koprive sa dužinom do 75 mm.

Funkcije ćelije

Ćelija može da obavlja različite funkcije:

• mehanička zaštitna od uticaja iz spoljašnje sredine (epitelne ćelije)
• kontraktilnost (mišićna ćelija)
• sinteza i sekrecija (lučenje) (žlezdane ćelije)
• komunikacija sa spoljašnjom sredinom
• razmnožavanje, polne ćelije
• zaštita organizma od mikroorganizama i stranih materija (ćelije imunog sistema)
• apsorpcija (upijanje)
• ekscitabilnost (stvaranje električnih impulsa), nervne ćelije
• provodljivost (nervna ćelija)
• ćelije vezivnog tkiva (koštane, hrskavičave i dr)

Hemijski sastav ćelije

Hemijski elementi koji izgrađuju ćeliju nazivaju se biogeni elementi. Prema količini u kojoj se nalaze u ćeliji dele se na makroelemente (grč. macro = mnogo), kojima pripadaju C, H,O,N i dr. i mikroelemente (grč. micro = malo) – Cu, Br,Mn,F i dr.

Neorganska jedinjenja i elementi

Voda je jedna od glavnih komponenti živih sistema i čini čak 50-95% težine ćelije. Količina vode u ćelijama čoveka zavisi od: starosti, vrste tkiva, metaboličke aktivnosti, pola.

Uloge vode su:

1. ona je univerzalni rastvarač;

2. pogodna je sredina za odvijanje metaboličkih reakcija;

3. transportna uloga vode ogleda se u lakom prenošenju materija koje se u njoj rastvaraju;

4. učestvuje u termoregulaciji i osmoregulaciji.

Neorganske soli se javljaju u obliku katjona i anjona. Najvažniji katjoni su Na+ i K+ koji obezbeđuju polarizovanost membrana nervnih i mišićnih ćelija. Među anjonima najvažniji su fosfati jer predstavljaju osnovne oblike iz kojih se koristi energija (ATP).

Organska jedinjenja

Organska jedinjenja obavezno sadrže ugljenik (C) i njihovim razlaganjem se oslobađa manja ili veća količina energije (razlika u odnosu na neorganske materije). Razlikuju se 4 grupe ovih jedinjenja: ugljeni hidrati, masti, proteini i nukleinske kiseline.

Ugljeni hidrati (šećeri)

Dele se na:

• monosaharide,
• oligosaharide i
• polisaharide.

Monosaharidi (prosti šećeri) se hidrolizom ne mogu razložiti na prostija jedinjenja. Prema broju ugljenikovih atoma dele se na trioze, tetroze, pentoze (riboza i dezoksiriboza),heksoze (glukoza i fruktoza). Glukoza je glavni izvor energije i osnovni transportni oblik šećera u organizmu kičmenjaka.

Oligosaharidi (grč.oligos = malo po broju, siromašno) su izgrađeni od 2-10 monosaharida. Najznačajniji su disaharidi (od 2 monosaharida) kojima pripadaju maltoza, laktoza i saharoza.

Polisaharidi su makromolekuli nastali povezivanjem velikog broja monosaharida u dugačke lance (mogu da sadrže na stotine i hiljade monosaharida). Rezervni polisaharidi su magacini energije i kod životinja je to glikogen, a kod biljaka je skrob. Gradivni polisaharidi su celuloza (biljke), hitin (životinje), agar (alge).

Lipidi (masti)

Energetski najbogatija organska jedinjenja koja se ne rastvaraju u vodi. Prosti lipidi se sastoje od glicerola (alkohol sa tri OH grupe) i masnih kiselina (zasićenih ili nezasićenih). Složeni lipidi pored ovog što sadrže prosti imaju još neku komponentu, npr. fosfolipidi sadrže fosfatnu grupu. Najvažniji gradivni lipidi su fosfolipidi i holesterol, koji grade membrane životinjskih ćelija. Holesterol je derivat lipida tzv. steroid. Steroidima pripadaju i neki hormoni (polni hormoni i hormoni kore nadbubrežne žlezde).

Proteini (belančevine)

Sastoje se od velikog broja aminokiselina povezanih peptidnim vezama u polipeptidne lance. Broj, vrsta i redosled aminokiselina čini primarnu strukturu proteina koja je uslovljena genima. Svi proteini se grade kombinacijama 20 različitih aminokiselina (20 aminokiselina može se kombinovati na neograničen broj načina). Učestvuju u skoro svim procesima u organizmu, jer proteini su: enzimi, hormoni, antitela, gradivni (npr. keratin u koži), transportni (hemoglobin u krvi životinja prenosi CO2 i O2), kontraktilni (aktin i miozin u mišićnim ćelijama), rezervni (u jajima i semenima).

Za više podataka pogledati Transport proteina kroz ćeliju

Nukleinske kiseline (DNK i RNK)

Obe vrste se sastoje od nukleotida povezanih fosfodiestarskim vezama u polinukleotidni lanac. Nukleotid se sastoji od:

• šećera (pentoza),
• azotne baze (može da bude purinska: adenin i guanin ili pirimidinska: citozin i timin) i
• fosforne kiseline.

U svim nukleotidima su šećer i fosforna kiselina isti, a nukleotidi se međusobno razlikuju po bazi koju imaju. Nukleotidi DNK i RNK se razlikuju po:

• šećeru (u DNK je to dezoksiriboza,a u RNK je riboza) i
• jednoj pirimidinskoj bazi (umesto timina RNK ima uracil).

Sve ćelije jednog organizma imaju istu DNK, dok se razlikuju tri vrste RNK: informaciona, transportna i ribozomska RNK (skraćeno i-RNK, t-RNK i r-RNK). DNK ima dva, a RNK jedan polinukleotidni lanac. Lanci DNK su postavljeni naspramno i paralelno jedan drugom; povezani su preko komplementarnih baza: adenin jednog sa timinom naspramnog lanca (i obratno), guanin jednog sa citozinom naspramnog lanca (i obrnuto). RNK je jednolančana zato što nastaje prepisivanjem (transkripcijom) dela jednog lanca DNK, odnosno gena. Proteini se sintetišu prema uputstvu zapisanom u genima. To uputstvo se prvo prepiše sa gena na RNK, a zatim se sa RNK prevede (proces je translacija) u redosled aminokiselina u proteinu.

Za više podataka pogledati Hemijski sastav ćelije

Metabolizam ćelije

Sveukupnost biohemijskih reakcija u ćeliji, odnosno ukupan promet materije i energije predstavlja metabolizam. Karakterišu ga dva osnovna procesa: anabolizam i katabolizam. Anabolizam predstavlja sintezu složenih jedinjenja iz prostih, uz potrošnju energije (fotosinteza, sinteza proteina itd.). Katabolizam su reakcije razgradnje složenih jedinjenja na prosta, uz oslobađanje energije (disanje, varenje). U ćeliji se stalno i uporedo dešavaju procesi anabolizma i katabolizma. Energija koja se oslobodi u procesima katabolizma koristi se u anabolizmu.

Energiju ćelija koristi iz molekula adenozin trifosfata (ATP). ATP se sastoji iz:

• riboze,
• adenina i
• tri fosfatne grupe,

Kada izgubi jednu fosfatnu grupu onda nastaje ADP (adenozin difosfat). Gubitkom još jedne fosfatne grupe od ADP-a nastaje AMP (adenozin monofosfat). Ovaj proces je povratan, odnosno od AMP dodavanjem fosfatnih grupa obnavlja se ATP. Energija koja se oslobađa u katabolizmu koristi se za ponovnu sintezu ATP-a iz ADP-a. Stoga sistem ATP/ADP služi kao univerzalan način za razmenu enrgije, koji se kreće između reakcija u kojima se oslobađa energija i reakcija u kojima se ona troši.

Za više podataka pogledati Metabolizam ćelije

Enzimi

Reakcije u ćeliji odigravaju se velikom brzinom i po utvrđenom redosledu što je omogućeno prisustvom prirodnih (bioloških) katalizatora. Najznačajniji biokatalizatori su enzimi, a pored njih tu se svrstavaju i vitamini, hormoni, kao i pojedini joni i mikroelementi.

Deo enzima odgovoran za njegovo dejstvo je aktivni centar (mesto), koji se vezuje sa supstratom po principu ključ-brava. Prosti enzimi se sastoje samo od proteina, dok složeni (holoenzimi) pored proteina sadrže i neki neproteinski deo (koenzim ili prostetična grupa). Najvažniji koenzimi učestvuju u oksido-redukcijama kao npr. NAD, NADP.

Svi enzimi se stvaraju u ćeliji, a prema mestu delovanja dele se na:

• endoenzime i
• egzoenzime.

Endoenzimi deluju u samoj ćeliji u kojoj se stvaraju, a egzoenzimi deluju van ćelije u kojoj se stvaraju.

Urođene greške u metabolizmu predstavljaju potpuni ili delimičan gubitak dejstva nekog enzima. Usled greške u nekom genu ne dolazi do stvaranja enzima, što prouzrokuje oboljenja zajednički nazvana enzimopatije (enzimske bolesti).

Za više podataka pogledati Enzimi

Evolucija ćelije

Prva ćelija nastala je pre oko 3,5 – 4 milijarde godina i bila je prokariotske građe. Smatra se da su najstarije prokariote bile anaerobni organizmi koji su vršili fotosintezu. Pošto se u procesu fotosinteze, kao sporedan proizvod, stvara kiseonik, ove prokariote su omogućile nastanak aerobnih organizama.

Pre oko 2 milijardi godina došlo do prelaska prokariota ka znatno složenijim eukariotskim ćelijama. Današnjim prokariotama pripadaju bakterije. Prokariote su jednoćelijski organizmi bez diferenciranog jedra i ćelijsklh organela (imaju samo ribozome). Genetički materijal (DNK) prokariota nalazi se u citoplazmi i naziva nukleoid. Ribozomi prokariota su sitniji (70S) od eukariotskih (80S). Ćelijska membrana prokariota gradi uvrate mezozome i za nju su vezani enzimi ćelijskog disanja.

Za više podataka pogledati Evolucija ćelije

Ćelijska membrana

Ćelijska membrana izgrađena je od lipida i proteina, kojima su pridruženi polisaharidi. Lipidi i proteini su međusobno u takvom odnosu da grade tzv. tečni mozaik (tečno-mozaični model građe membrane prvi su dali 1972.g. Singer i Nikolson). Glavna osobina je semipermeabilnost ili selektivna propustljivost.

Za više podataka pogledati Ćelijska membrana

Transport kroz membranu

Postoje dve osnovne vrste:

• pasivan i
• aktivan transport.

Pri pasivnom transportu materije se kreću iz sredine sa većom u sredinu sa manjom koncentracijom (niz hemijski gradijent), pri čemu se energija ne troši. Oblici pasivnog transporta su osmoza, difuzija i olakšana difuzija. Aktivan transport se vrši kroz ćelijsku membranu nasuprot hemijskom gradijentu – materije se transportuju iz sredine sa manjom u sredinu sa većom koncentracijom, pomoću proteina nosača i uz utrošak energije. Energija za odvijanje aktivnog transporta dobija se hidrolizom ATP-a u ADP. Proteini nosači rade kao pumpe i kao enzimi ATP-aze (adenozin trifosfataze) jer katalizuju razlaganje ATP -a. Najbolje proučena je Na - K pumpa koja nasuprot hemijskom gradijentu, aktivno ispumpava jone Na+ iz ćelije, a upumpava jone K+ u ćeliju. Natrijum-kalijum pumpa ima glavnu ulogu u stvaranju membranskog potencijala životinjskih ćelija.

Endocitoza i egzocitoza

Makromolekuli kao što su proteini, polisaharidi, polinukleotidi ili čak čitave ćelije (npr. bakterije) ne mogu prolaziti kroz membranu ni jednim od do sada navedenih tipova transporta. Unošenje i izlučivanje velikuh molekula obavlja se aktivnim učešćem ćelijske membrane pri čemu ona obrazuje vezikule, a procesi se nazivaju endocitoza i egzocitoza. Proces unošenja makromolekula i rastvora naziva se endocitoza, dok se izbacivanje specifičnih proizvoda ćelije ili nekih drugih materija u vanćelijsku sredinu naziva egzocitoza. Endocitoza obuhvata dva procesa: fagocitozu i pinocitozu. Unošenje krupnih čestica je fagocitoza (grč.phagein = jesti), a rastvorenih materija je pinocitoza (grč. pino = piti).

Za više podataka pogledati Endocitoza i egzocitoza

Ćelijske organele

Citoplazmine organele se, prema sličnim funkcijama koje vrše, mogu grupisati na:

• organele koje učestvuju u procesima sinteze; pripadaju im ribozomi, endoplazmatični retikulum, Goldžijev kompleks;
• organele u kojima se skladište hidrolitički enzimi; to su: lizozomi, peroksizomi i vakuole biljne ćelije
• organele u kojima se sintetiše ATP: mitohondrije i hloroplasti.

Ovakvo grupisanje ne obuhvata centrozome, koji učestvuju u deobi i jedro, u kome su smešteni hromozomi (geni).

Ribozomi su jedine organele prisutne i u prokariotskoj i u eukariotskoj ćeliji. Sastoje se od dve subjedinice (velike i male) koji se povežu sa molekulom i-RNK i tada sintetišu protein. Povezivanjem većeg broja ribozoma sa i-RNK nastaje polizom.

Za više podataka pogledati Ribozomi

Endoplazmatični retikulum (ER) je mreža membrana koja se prostire kroz čitavu ćeliju. Osnovna uloga ove organele je sinteza i transport materija kroz ćeliju. Razlikuju se dve vrste granularni i agranularni. Granularni ER na membranama nosi ribozome pa se u njemu sintetišu proteini. Agranularni ER nema ribozome i u njemu se sintetišu lipidi i njihovi derivati.

Za više podataka pogledati Endoplazmatični retikulum

Goldžijev kompleks se sastoji iz spljoštenih paralelno postavljenih krupnih vezikula (kao naslagani tanjiri) od kojih se odvajaju sitnije vezikule koje sadrže proizvodi lučenja ove organele. Uloga mu je u dozrevanju, obeležavanju i usmeravanju kretanja molekula ka tačnom odredištu u ćeliji: ka lizozomima, van ćelije (sekretorna uloga), ka ćelijskij membrani.

Za više podataka pogledati Goldžijev kompleks

Lizozomi su oblika kesica obavijenih jednostrukom membranom. Ispunjeni su mnogobrojnim hidrolitičkim enzimima pa se nazivaju organele za varenje. U njima se mogu razložiti različite materije, strane materije ili čak čitave ćelije (npr. bakterije), delovi sopstvene ćelije a u određenim uslovima i čitava ćelija (kese samoubice).

Za više podataka pogledati Lizozomi

Peroksizomi su male, jednostrukom membranom okružene vezikule. Sadrže enzime za oksidaciju masnih kiselina i aminokiselina, pri čemu se kao sporedan proizvod javlja vodonik-peroksid. Peroksizomima, koji su svojstveni životinjskim ćelijama, odgovaraju glioksizomi u biljnim ćelijama, mada ih dosta citologa smatra jednom te istom organelom. Oksizomi se nalaze u semenima koja su bogata uljima i omogućavaju rast klice tako što joj obezbeđuju energiju razgradnjom masnih kiselina.

Za više podataka pogledati Peroksizomi

Vakuola je karakteristična samo za biljne ćelije. Ima ulogu biljnih lizozoma i daje čvrstinu ćeliji. Njena membrana se naziva tonoplast.

Za više podataka pogledati Vakuola

Mitohondrije su organele sa najvećom količinom membrana. Njihov sadržaj je obavijen dvema membranama – spoljašnjom i unutrašnjom, između kojih se nalazi međuprostor. Spoljašnja membrana je glatka i u kontaktu je sa citoplazmom. Unutrašnja membrana gradi mnoge uvrate označene kao kriste (pregrade) na kojima se nalaze enzimi respiratornog lanca. U mitohondrijalnom matriksu nalaze ribozomi (70S) i mitohondrijalna DNK (prstenasta je).

Za više podataka pogledati Mitohondrije

U procesu ćelijskog disanja razlažu se organske materije do krajnjih proiizvoda CO2 i H2O i oslobađa se energija u vidu molekula ATP-a. Odvija se kroz dve faze: glikolizu (u citoplazmi u odsustvu O2) i Krebsov ciklus (u mitohondrijama, u prisustvu O2). Osnovni izvor energije u životinjskim ćelijama je glikoza. Razlaganjem 1 mol glikoze kroz obe faze oslobodi se 38mol ATP-a.

Za više podataka pogledati Ćelijsko disanje

Plastidi su prisutni samo u biljnoj ćeliji. Razlikuju se tri vrste hromoplasti, hloroplasti i leukoplasti (bez pigmenta, u njima se magacioniraju hranljive materije). Hloroplasti su i po građi i po funkciji slični mitohondrijama. Hloroplasti sadrže pigment hlorofil i u njima se odvija proces fotosinteze.

Za više podataka pogledati Plastidi

Fotosinteza predstavlja proces kojim se pomoću hlorofila apsorbuje sunčeva svetlost i pretvara u hemijsku energiju (ATP) a zatim se ta energija koristi za sintezu organskih materija iz neorganskih (CO2 i H2O).

Za više podataka pogledati Fotosinteza

Ćelijski ckelet

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

1. mikrofilamenti među kojima su najznačajniji oni u mišićnim ćelijama; miozinski filamenti zajedno sa drugim faktorima (joni Ca++, ATP idr.) omogućavaju klizanje aktinskih filamenata što dovodi do kontrakcije mišićnih ćelija;

2. mikrotubule (mikrocevčice) su u obliku šupljeg cilindra; u ćeliji se mogu nalaziti kao pojedinačne ili grupisane u snopove; izgrađene su od proteina tubulina;

3. prelazni (intermedijerni) filamenti dobili su ime po tome što im je prečnik nešto veći od mikrofilamenata, a manji od prečnika mikrotubula; koliko je za sada poznato, imaju ih samo životinjske ćelije; grade ih veoma različiti proteini.

Za više podataka pogledati Ćelijski skelet

Jedro

Najupadljivija, velika organela eukariotskih ćelija je jedro. Sam latinski naziv – nucleus (jezgro), govori o značaju jedra za ćeliju. U njemu se nalazi DNK (geni) u kojoj je zapisano sve ono što ćelija treba da uradi da bi se održala u životu i prilagodila na promene u okolini. Jedro reguliše (upravlja) sve procese u ćeliji, u njemu se obavlja i sinteza DNK(replikacija) i svih vrsta RNK (transkripcija).

Jedro se sastoji od:

• jedrove opne (nuklearnog ovoja) i
• jedrovog soka (nukleoplazme).

Nuklearni ovoj je izgrađen od dve membrane: spoljašnje i unutrašnje između kojih se nalazi perinuklearni prostor. Nuklearni omotač sadrži otvore ( nuklearne pore) preko kojih se obavlja razmena materija između nukleoplazme i citoplazme ćelije. Nukleoplazma je unutrašnjost jedra odvojena od citoplazme unutrašnjom jedrovom membranom. U nukleoplazmi se nalaze hromozomi – hromatin i jedarce (nukleolus).

Za više podataka pogledati Jedro

Jedarce (nucleolus)

Jeadrce se nalazi u nukleoplazmi od koje nije odvojeno membranom. Vidljivo je u interfaznom jedru, dok prividno nestaje za vreme deobe. Obrazuje se u predelu sekundarnog suženja hromozoma, pa se taj deo naziva organizator jedarceta. U jedarcetu se sintetišu delovi ribozoma, pa je stoga ono krupno u jedru ćelija koje vrše intenzivnu sintezu proteina. Jedro može da sadrži jedno ili veći broj jedaraca.

Ćelijski ciklus

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

• faze deobe (D-faza) i
• interfaze.

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

Za više podataka pogledati Ćelijski ciklus

Ćelija koja je završila interfazu i pripremila se za podelu na dve nove ćelije, ulazi u deobu. Prokariotske ćelije se dele amitozom (direktnom, prostom ili fisionom deobom), dok se eukariotske dele mitozom ili mejozom.

Mitoza

Mitozom se dele somatske ćelije sa diploidnim brojem hromozoma, pri čemu se količina DNK pravilno rasporedi novonastalim ćelijama. Kćerke ćelije dobijaju međusobno jednak broj hromozoma (obe su diploidne) i količinu DNK, a istovremeno imaju i jednak broj hromozoma kao majka-ćelija (2n) od koje su nastale. Mitoza se deli na 4 faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu (poređane su po redosledu dešavanja), među kojima profaza traje najduže, a metafaza najkraće. Na samom početku mitoze hromozomi se uočavaju kao dugački konci, po čemu je i sama deoba dobila ime (grč. mitos = konac).

Za više podataka pogledati Mitoza

Mejoza (redukciona deoba)

Deoba kojom se obrazuju polne ćelije naziva se mejoza. Pri tome se jedna diploidna ćelija dva puta deli i nastaju četiri haploidne ćelije. S obzirom da se broj hromozoma u kćerkama ćelijama u odnosu na majku ćeliju smanjuje na pola, ova deoba se naziva i redukciona (lat. reductio = smanjenje). Redukcija broja hromozoma obavlja se u prvoj deobi, označenoj kao mejoza I, kada se majka-ćelija (2n broj hromozoma) podeli na dve kćerke-ćelije (n broj hromozoma). U drugoj deobi, mejozi II, se obe kćerke-ćelije (sa n brojem hromozoma) podele tako da nastaje ukupno 4 ćelije. Pošto je mejoza II ustvari mitoza (naziva se ekvaciona mitoza) te 4 ćelije imaju haploidan broj hromozoma.

Za više podataka pogledati Mejoza

Obrazovanje polnih ćelija (gameta) čoveka naziva se gametogeneza (genezis = postanak). Razlikuju se dva tipa gametogeneze: spermatogeneza (obrazovanje spermatozoida) i ovogeneza (obrazovanje jajne ćelije, ovum= jajna ćelija). Pri spermatogenezi od jedne ćelije mejozom postaju 4 spermatozoida i svi su funkcionalni (imaju sposobnost da oplode jajnu ćeliju). U ženskom polu od jedne ćelije takođe nastaju 4 ćelije, ali je samo jedna od njih funkcionalna – jajna ćelija, dok ostale tri propadaju.

Razlike izmedu biljaka i životinja

Neke od najizrazitijih razlika kako između ćelija tako i organizama biljaka i životinja:

životinje	biljke
imaju razvijeno svojstvo kretanja	čvrsto pričvršćene za podlogu
ne sintetišu vitamine i aminokiseline	sintetišuu vitamine i aminokiseline
životni vek - genetski odreden	životni vek - neodreden
rast - genetski ograničen	rast - neograničen
vakuola - privremenog karaktera	vakuola - trajnog karaktera
nemaju ćelijski zid	imaju ćelijski zid
ne vrše fotosintezu, ne sadrže hlorofil	obavljaju fotosintezu, sadrže hlorofil
mehanička potpora - skelet	mehanička potpora - tkiva
veoma brzo reaguju na nadražaje	sporo reaguju na nadražaje
imaju razvijen nervni sistem	nemaju nervni sistem - koordinacija između ćelija putem fitohormona
nemaju vegetativno razmnožavanje	vegetativno razmnožavanje - vrlo često
mali broj mrtvih ćelija	veliki broj mrtvih ćelija (pluta, ksilem, likina vlakna...)
razvijeni sistemi za varenje i disanje	sistem za varenje i disanje - nije razvijen

Tekstovi koji se nadovezuju

• Biljna ćelija
• Veličina ćelije
• Ćelijska teorija

Literatura

• Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001
• Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija, ZUNS, Beograd, 2000
• Pantić, R, V: Biologija ćelije, Univerzitet u Beogradu, beograd, 1997
• Diklić, Vukosava, Kosanović, Marija, Dukić, Smiljka, Nikoliš, Jovanka: Biologija sa humanom genetikom, Grafopan, Beograd, 2001
• Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Beograd, 1998.

Snežana Trifunović, dipl. biolog