Amitoza

Naziva se još i direktna, prosta, ili fisiona deoba.
Ova deoba je najbolje proučena kod bakterija (videti lekciju razmnožavanje bakterija), a njom se razmnožavaju još i modrozelene alge - prokariotski organizmi.
Od eukariotskih organizama, ovom deobom se razmnožavaju npr dizenterične amebe.
Kod čoveka se ovom deobom dele žlezdane ćelije, bela krvna zrnca i ćelije kada zarašćuju rane.
Traje oko 2 sata.
Kod ove deobe se ne obrazuju uvek hromozomi (DNK se ne spiralizuje svaki put).
Jedro se izduži, zatim suzi po sredini i podeli na dva. Istovremeno se izdužuje i cela ćelija i sužava se po sredini, dok se ne prekine i nastanu 2 iste ćelije.

                                                 

Značaj deobe ćelija

Ćelijskom deobom se postižu:
- razmnožavanje jednoćelijskih organizama - pupljenjem, direktnom deobom ( amitozom, fisionom deobom);
- rast višećelijskih organizama 
- formiranje tkiva i organa 
- zarastanje rana
- regeneracija izgubljenih delova tela;
- obnavljanje ćelija (pokožice, epitela creva, rožnjače oka, muških polnih ćelija, crvenih i belih krvnih zrnaca)
- stvaranje polnih ćelija - mejozom.
Najbolje proučene su:
- prosta, direktna, fisiona deoba - amitoza;
- indirektna deoba telesnih ćelija - mitoza;
- deoba kojom nastaju polne ćelije (gameti) - redukciona deoba - mejoza.

                                                                         

Ćelijski ciklus

Ćelijski ciklus obuhvata dva perioda (faze): interfazu i deobu.
Interfaza traje relativno dugo, u odnosu na deobu, od nekoliko sati, do nekoliko nedelja. 
Kod bakterija, interfaza traje oko 30 minuta, kada su povoljni uslovi, a zatim deoba traje oko 20 minuta. Dakle, ceo ćelijski ciklus traje oko 50 minuta.
Interfaza je period kada ćelija raste, uvećava svoju zapreminu i kada je metabolički aktivna.
Tada se duplira molekul DNK i  sintetišu se proteini. 
Hromozomi se ne mogu videti.
Posle interfaze, ćelija se deli i taj proces može trajati oko 90 minuta do 2 sata.
Ćelija posle interfaze, ne mora da se deli. Može da umre.
Ovo se dešava ako su dugotrajni nepovoljni uslovi, ili ako je ćeliska smrt 'programirana', kao kod višećelijskih organizama u procesu razvića. 

                            

Hemijski sastav ćelije - neorganski sastojci

Od hemijskih elemenata, 99% ćelije čine:
- ugljenik, vodonik, kiseonik, azot, fosfor i sumpor. 
Oni grade 99% jedinjenja u ćeliji i zato se nazivaju makrometabolički.
1% ćelije, grade tzv. mikrometabolički elementi. 
To su: natrijum, hlor, kalijum, kalcijum, magnezijum, gvožđe, jod, kobalt, molibden, mangan, bakar, cink.
I makrometabolički, i mikrometabolički elementi su za život podjednako važni.
Hemijski elementi imaju neorgansku prirodu.
Od neorganskih jedinjenja, najznačajnija su voda i mineralne soli.

                                                                       

Biologija ćelije

     Citologija je nauka koja proučava oblik, građu, funkcionalnu organizaciju i životne procese koji se odigravaju u ćeliji.
     Ćelija je osnovna anatomska (gradivna) i funkcionalna jedinica svih organizama.
     Ovo znači da su svi organizmi izgrađeni od ćelije, da život svakog organizma započinje od jedne ćelije i da se sve životne funkcije (rast, razmnožavanje, varenje, nasleđivanje...) obavljaju preko ćelije.
     Otkriću ćelije je prethodila konstrukcija mikroskopa. To je uradio Antoan Van Levenhuk u drugoj polovini 17tog veka.
     Ćeliju je otkrio engleski naučnik Robert Huk.
     Posmatrao je pokoricu plute i zapazio pod mikroskopom pravougaone delove, koji su ga podsećali na manastirske sobe - kelije ili ćelije - pa ih je tako i nazvao - ćelije.
     Citologija se deli na podvrste kao što su: citomorfologija, citofiziologija, citogenetika, citoekologija itd.
     Smatralo se da je svaka ćelija ista. Sa napredovanjem citologije, otkriveno je da postoje 2 osnovna tipa ćelija:
     1. Prokariotska, koja nema organizovano jedro i nema sve ćelijske organele. U ovu grupu spadaju modrozelene alge i bakterije.
     2. Eukariotska, koja ima organizovano jedro i većinu ćelijskih organela. U ovu grupu spadaju sve druge biljne, životinjske ćelije, uključujući i ljudsku.
     Eukariotske ćelije su izdeljene sistemom unutrašnjih ćelijskih membrana. Te membrane dele ćeliju na delove u kojima se obavljaju različiti biohemijski procesi. Ti delovi se zovu ćelijske organele.
     Prokariotske ćelije nisu izdeljene sistemom unutrašnjih ćelijskih membrana i njihov nasledni materijal nije odvojen od citoplazme.
                                                                     

Bakterije kao izazivači bolesti biljaka

Bolesti koje pogađaju gajene biljke se jednim imenom nazivaju bakterioze.
Prenošenje preko zaraženog semena, sadnica, živih ili uginulih biljaka, životinja, zemljišta.
Prodiru u biljku kroz ozleđena mesta ili otvore na biljkama.
Izazivaju: 
- pegavost i sušenje lišća, uništavanje hloroplasta, smanjenje nivoa fotosinteze;
- bujanje ćelija, pa se stvaraju izrasline i čvorovi - na korenju koštunjavog i jabučastog voća i vinove loze - tzv. bakteriozni rak;
- truljenje krtole krompira;
- mrke šupljine na korenju šećerne repe;
- mogu zakržljati pojedini organi i cela biljka.
Suzbijanje:
- saditi zdrav sadni materijal;
- ukloniti obolele delove tela biljaka;
- koristiti pesticide - 'bordovska čorba'.

                                                                    

Bakterije kao izazivači bolesti čoveka i životinja

Bakterije koje izazivaju bolesti se nazivaju patogene bakterije, ili patogene klice.
Patogeno dejstvo bakterija se ispoljava virulencijom i toksičnom moći.
Virulencija je sposobnost bakterija da se održavaju u organizmu (krvi i tkivima).

Toksična moć je kada bakterije luče otrove - bacili tetanusa, ili difterije, ili vibrion kolere.
Prenošenje kao kod viroza:
- vazduhom - udisanjem - kapljično - pneumokok (upala pluća), streptokoke (angina grla), bacili difterije, ili Kohov bacil (tuberkuloza);
- preko zagađene vode i hrane - bacili šigele (dizenterija), Salmonella (trbušni tifus), botulizam;
- preko pacova, miševa - kuga, tifus pegavac;
- polnim odnosima - gonoreja (triper, kapavac), sifilis (lues);
- preko povreda - bacil tetanusa.
Životinje se takođe mogu zaraziti, najčešće ako pasu zaraženu travu.
- sakagija (maleus) je oboljenje konja;
- antraks (crni prišt) je oboljenje svinja, konja, goveda, ovaca
- brucela - bruceloza je najčešće oboljenje koza i ovaca.
Zaštita i sprečavanje:
- vakcinacija - ovo važi i za čoveka i za životinje;
- jačanje imuniteta zdravom ishranom, bavljenjem sportom;
- lična i higijena prostora - dezinfekcija, sterilizacija;
- pasterizacija - termička obrada hrane; najefikasnije je kuvanje;
Lečenje antibioticima.
Oni se prema delovanju dele na bakteriostatike i bakteriolitike.
Bakteriostatici zaustavljaju deobu ćelija.
Bakteriolitici razaraju - razlažu bakterije.

                                                         

Grupisanje bakterija

Posle proste deobe, bakterijske ćelije se mogu razdvojiti, ili ostati u grupi.
Grupisanje bakterija je najuočljivije kod koka - bakterija zrnastog oblika, mada se i bacili grupišu.
Ako su dve koke spojene, onda se nazivaju diplokoke. 
- po 4 su tetrakoke,
- u obliku paketića - sarcine, 
- u obliku dugačkih lanaca - streptokoke, 
- u boliku grozdova - stafilokoke.
Bacili takođe mogu ostati spojeni u parovima - diplobacili.
Ovo je veoma važna osobina za prepoznavanje vrsta bakterija.
Uz bojenje pa Gramu, na primer, prilikom vađenja brisa, određuje se i vrsta bakterija na osnovu grupisanja. Tako npr. streptokoke izazivaju anginu grla, ili zubni karijes, a stafilokoke, izazivaju infekcije krvi, pluća, mekih tkiva, kože. One se prenose kontaktom sa ranama.

                                                                    

Razmnožavanje bakterija

Može biti bespolno i polno.
Bespolno - prosta deoba i pupljenje.
Polno - primitivna konjugacija.
Prosta deoba
Prvo se duplira molekul DNK i nastaju 2 nova, identična hromozoma.
Zatim se hromozomi udaljavaju, a oko njih se stvara citoplazmatični omotač.
Ćelije se zatim odvajaju, tako što se između njih stvaraju pregrade, koje se formiraju od periferije ka centru ćelije.
Tako nastaju 2 iste ćerke ćelije, koje imaju iste gene kao i majka ćelija.
Pupljene
Na majki ćeliji se formira citoplazmatični izraštaj, pupoljak, koji se odvoji od majke ćelije i nastaje nova ćerka ćelija.
Primitivna konjigacija
Dve bakterijske ćelije se priljube i razmenjuju svoje gene. Posle se odvoje. Tako nastaju bakterije sa novim kombinacijama gena. 
Kod primitivne konjugacije ne dolazi do povećenja broja jedinki, nego samo do kombinovanja gena. 

                                                       

Oblik bakterija

Može biti: loptast ili zrnast. Zrno se na latinskom kaže coccus, pa su ove bakterije nazvane koke.
Zatim štapićast (latinski bacillus - štapić) - bacili, i  izvijen.
Kod izvijenog oblika, postoje bakterije u obliku zareza - vibrioni, i spiralan - spirale i spirohete.
Koke su najsitnije i nemaju bičeve. Nepokretne su. Naseljavaju vazduh.
Bacili su pokretni (imaju bič) i naseljavaju zemljište i organizme.
Vibrioni, spirale i spirohete preovlađuju u vodi.

                       

Građa bakterija

Na površini ćelije je ćelijski zid.
Izgrađen je od: masti (lipida), proteina (belančevina), šećera (ugljenih hidrata). 
Štiti ćeliju od spoljašnjih uticaja.
Ispod ćelijskog zida je selektivno propustljiva ćelijska membrana.
Ona je mesto odigravanja metaboličkih procesa.
Unutrašnjost ćelije je ispunjena citoplazmom, koja je 'nepokretna'.
U citoplazmi se nalaze ribozomi u kojima se vrši sinteza proteina i mezozomi, u kojima se odigrava ćelijsko disanje.
Purpurne i zelene bakterije imaju membranske delove u kojima se nalazi bakterijski hlorofil.
Središnji deo citoplazme je ispunjen tzv. jedrovim materijalom.
To je molekul DNK, koji je u obliku prstenastog (kružnog) hromozoma. Zove se još nukleoid.
Ako je podloga u kojoj se bakterija razvija bogata ugljenim hidratima (polisaharidima) i belančevinama, ona formira kapsulu, koja štiti bakteriju od isušivanja i pomaže joj da izdrži nepovoljne uslove života.
Ako su uslovi života jako nepovoljni i takvi dugo traju, bakterija formira višeslojni omotač.
Tada se životne aktivnosti svode na minmum. Kažemo da se život odvija u 'pritajenom stanju'. To je stanje anabioze. 
Ovakve tvorevine se zovu spore ili some. Bakterija tako može preživeti jako dugo, i kada uslovi života postanu povoljni, opet će se razviti bakterije iz spora.
Bakterije mogu mati i bičeve i treplje, pomoću kojih se kreću.

                                                                  

Opšte osobine bakterija

Isključivo jednoćelijski organizmi.
Veličina od 0,1 do 15 mikrometara. U literaturi se pominje i veličina od 0,5 do 8 mikrometara.
1 mikrometar je hiljaditi deo milimetra.
Nemaju organizovano jedro.
Spadaju u grupu prokariotskih organizama.
Osim bakterija, i modrozelene alge nemaju organizovano jedro.
Naseljavaju sva staništa, sve podloge; vazduh, vodu, zemljište, hranu, žive i uginule organizme, mesta gde ima otpadnih voda, fekalija...
Prema načinu ishrane, mogu biti autotrofne i heterotrofne.
Autotrofne vrše fotosintezu i hemosintezu.
Heterotrofne mogu biti paraziti i saprofiti (razlagači).
Prema bojenju ćelijskog zida, mogu biti Gram pozitivne i Gram negativne.
Gram pozitivne bakterije - ćelijski zid se boji plavo i ljubičasto.
Gram negativne - ćelijski zid se boji crveno.
Ovo je značajno za prepisivanje pravog antibiotika, posle uzimanja brisa iz grla na primer.
Prema potrebama za kiseonikom, mogu biti aerobne, anaerobne i fakultativno anaerobne.
Aerobne, ne mogu da žive bez kiseonika.
Anaerobne, mogu da žive samo kada nema kiseonika.
Fakultativno anaerobne, mogu da žive i kad ima i kad nema kiseonika.

                                                                                        

Abiotički faktori

      Ovo su faktori neorganske redine koji deluju na organizam.
      Mogu se podeliti na:
      1) hemijske faktore - hemijske osobine vazduha, vode, zemljišta;
      2) fizičko- klimatske faktore: 

     -temperatura vazduha, vode, zemljišta;
      -vlažnost vazduha i zemljišta;
      -pritisak (atmosferski i hidrostatički);
      -pravac i brzina vetra;  
     -količina i vrsta padavina;  
     -količina sunčevog zračenja;
      -osvetljenost;
      -reljef, nadmorska visina, nagib terena, rastresitost i kapilarnost zemljišta itd.

                                                  

Podela ekoloških faktora

      Podele ekoloških faktora su izvršene na različite načine. U priličnoj meri su  uslovne i veštačke, jer svi ekološki faktori deluju povezano i međusobno su zavisni.
      Najčešća podela je na:
      - abiotičke - faktore nežive prirode, ili neorganske sredine;
      - biotičke - uticaji organizama;
      - antropogeni - uticaj čoveka.

                                                           

Sličnosti i razlike između biljne i životinjske ćelije

      Sličnosti:
      - i biljna i životinjska ćelija, poseduju: ribozome, mitohondrije, endoplazmatičnu mrežu, Goldžijev aparat, peroksizome, jedro i ćelijsku membranu;
      - prilikom deobe se mogu jasno videti hromozomi.
      Razlike:
      - biljna ćelija poseduje ćelijski zid (uglavnom od celuloze), velike hranljive vakuole i plastide. Od plastida, postoje: hloroplasti (zelene boje), hromoplasti (žuti, narandžasti, crveni) i leukoplasti (bezbojni). Biljna ćelija nema centrozom. Prilikom deobe se ne formira deobno vreteno, nego deobna ploča.
      - životinjska ćelija, nema ćelijski zid, hranljive vakuole i plastide. Poseduje centrozom i prilikom deobe se formira deobno vreteno.

                                                       Ova lekcija vredi od 1 do 4 boda.

Ekološka valenca

      To je sposobnost organizama da se prilagoda na menje, ili veće promene u delovanju ekoloških faktora.
      Organizmi koji su prilagođeni na male promene temperature, vlažnosti, prisustva mineralnih soli i drugih ekoloških faktora, imaju usku ekološku valencu.
      To su na primer, organizmi tropskih šuma - kišnih šuma, prašuma, i organizmi toplih tropskih mora (korali).
      Sa druge strane, postoje organizmi koji su prilagođeni na velike promene temperature, dobro podnose sušu, ali i mrazeve, sneg, kiše, imaju široku ekološku valencu.
      Takvi organizmi su četinarsko drveće, tigrovi itd. Isto tako, biljke i životinje koje naseljavaju Srbiju, imaju široku ekološku valencu.

                                      

Virusi kao izazivači bolesti

      Drugačije se nazivaju viroze.
      Prenose se:
      - direktnim kontaktom sa obolelom osobom - male, velike, ovčije boginje, crvenka, poljupcem (mononukleoza), seksualnim kontaktom (sida, genitalni herpes, papiloma virus), odnosno mešanjem telesnih tečnosti.
      - preko povreda - besnilo , mešanjem pljuvačke zaražene životinje i krvi čoveka;
      - preko vazduha - kapljično - kijanjem, kašljanjem - grip, kijavica, dečija paraliza;
      - preko pribora za jelo i piće, ličnih stvari obolele osobe;
      - preko zagađene vode i hrane - žutica, dečija paraliza;
      - preko fekalija i prljavštine -žutica;
      - preko životinja - besnilo (psi, mačke, lisice), hemoragične groznice (miševi i pacovi), insekti prenose žutu groznicu, groznicu zapadnog Nila, ziku (komarci), buve, krpelji...
      - intravenskim drogiranjem - žutica, sida.
      Ispoljavaju se:  
       groznicom, osipom na koži, paralizom, prolivom, otežanim disanjem, zapaljenjem žlezdanog tkiva...
      Virusi mogu izazvati bradavice, početna stanja tumora, rak.
      Vreme od infekcije, do ispoljavanja bolesti se naziva inkubacija.
      Za to vreme, virus preko krvi prelazi do svih tkiva i organa u organizmu.
      Inkubacija može trajati duže vreme (sida), ili jako kratko (kijavica).
      Organizam se brani od virusa:
      stvaranjem antitela, povišavanjem telesne temperature, zapaljenskim reakcijama, stvaranjem interferona.       
      Interferoni su posebne hemijski aktivne materije.
      Virusi se izbacuju iz organizma:
      preko pljuvačke, ili preko urina i izmeta (fekalija).
      Virusne bolesti se mogu sprečiti:
      - jačanjem imuniteta (zdrava ishrana, bavljenje sportom);
      - higijenom, dezinfekcijom deterdžentima, alkoholom, sterilizacijom visokom temperaturom, pasterizacijom (to je zagrevanje hrane na 70 - 80 Celzijusovih stepeni);
      - vakcinacijom - ovo je najefikasniji način;
      - karantinom - izolacijom obolelih osoba da bi se sprečilo širenje bolesti.
      - uništavanjem buva, komaraca i drugih prenosilaca bolesti.
      Viroze se ne leče antibioticima. 
      Uglavnom se leče mirovanjem, utopljavanjem, oblogama, kremama,  smirivanjem simptoma bolesti i uglavnom same prođu. Postoji grupa lekova koji se zovu antivirotici.
      Virusi napadaju i biljke. Najčešće biljne viroze su mozaična bolest duvana i šarka šljive.

                                             

Preobražaji ekosistema

      To su promene u sastavu ekosistema i zamene jednog ekosistema drugim u toku kraćeg, ili dužeg vremena.
      Nazivaju se još i ekološke sukcesije.
      Npr. posle nekog šumskog požara, šuma nestaje i tu je uništen celokupan živi svet. Na tom mestu prvo može nastati livada, a posle dužeg vremena, može ponovo nastati šuma.
      Neko jezero, zbog povećane proizvodnje biomase, zasipanja zemljom ili zbog taloženja mulja, se može pretvoriti u baru, a bara se može pretvoriti u suvozemni ekosistem. Ovaj proces traje duže vreme. Nekoliko hiljada godina.
      Osim zbog požara, vulkana, poplava, najezda štetočina, preobražaji ekosistema se sve češće dešavaju pod uticajem čoveka.
                                        
                                     

Organski produktivitet ekosistema

     Izražava se količinom organske materije, ili rezervom energije, stvorenom u jedinici vremena, od strane biljaka, biljojeda i mesojeda.
     To je brzina nagomilavanja energije. 
     Biomasa je ukupna količina organske materije kod svih biljaka, ili biljojeda, ili mesojeda u ekosistemu.
     U suštini biomasa na Zemlji se ne nagomilava.
     Ona ostaje ista, jer se stvorena organska jedinjenja u procesu fotosinteze, neprestano razlažu i ponovo stvaraju.

                                                       

Građa ćelije i ćelijskih organela

      Ako se ćelija posmatra pod svetlosnim mikroskopom u fazi van njene deobe, mogu se uočiti 3 osnovna dela: ćelijska membrana, citoplazma i jedro.
      Ćelijska membrana odvaja citoplazmu i njen sadržaj od okolne sredine. Određuje oblik ćelije. Sastoji se od belančevina i masti. Preko nje se odvija selektivan transport materija između ćelije i okoline.
      Jedro je 'zaduženo' da upravlja životnim procesima u ćeliji i da prenosi nasledne osobine. Sadrži genetički materijal (dezoksiribonukleinsku kiselinu - DNK). DNK se u jedru nalazi u obliku štapićastih tvorevina, koji se zovu hromozomi. Oni su nosioci gena - naslednih činilaca. 
U telesnim ćelijama hromozoma se nalazi 46 hromozoma. 23 su od oca, a 23 od majke.
      Citoplazma je sonovni i najveći deo ćelije. U njoj se odvijaju procesi sinteze proteina, masti i ugljenih hidrata. Citoplazma sadrži ćelijske organele i citoskelet.
      Ćelijski skelet (citoskelet) omogućava ćeliji da zadrži, ili promeni svoj oblik, da se pomera, grči i opušta. Sastoji se od vode i končastih proteina.
      Organele koje se nalaze u ćeliji su: ribozomi, endoplazmatična mreža, mitohondrije, lizozomi, Goldžijev aparat, centrozomi (ćelijski centri), peroksizomi, bičevi i treplje.
      Ribozomi - u njima se dovija sinteza proteina.
      Endoplazmatična mreža (retikulum) je sistem membrana koji uvećava ukupnu površinu ćelije, povezuje jedro i spoljašnju ćelijsku membranu, omogućuje strujanje citoplazme i prenošenje različitih materija kroz ćeliju.
      Mitohondrije daju energiju ćeliji za stvaranje i razlaganje različitih jedninjenja, odnosno za ćelijsko disanje.
      Lizozomi - u njima se razgrađuju organski molekuli, nepotrebni i defektni delofi ćelije.
      Golždijev aparat ima ulogu u lučenju hormona.
      Centrozom učestvuje u procesima ćelijske deobe. Doprinosi formiranju deobnog vretena, koje olakšava kretanje hromozoma tokom ćelijskih deoba.
      Peroksizomi - u njima se kiseonik redukuje do vodonik peroksida,a vodonik peroksid rpelazi u vodu.
      Bičevi i treplje imaju ulogu u kretanju ćelije, i uklanjanju stranih tela (npr. bakterija, čestica...) sa površine ćelije.
      Hloroplasti imaju ulogu u fotosintezi ugljanih hidrata. Nalaze se samo u biljnim ćelijama.

                                                       

Hemijski sastav ćelije

Ćelija je sastavljena iz većeg broja različitih neorganskih i organskih jedinjenja.
Od neorganskih jedninjenja su najvažnija: voda i mineralne soli.
Od organskih jedinjenja, najzanačajnija su: proteini (belančevine), nukleinske kiseline (DNK I RNK), ugljeni hidrati (šećeri), masti (ulja - lipidi).

                                                                    

Delovanje ekoloških faktora

     Ekološki faktori uvek deluju zajedno (u grupi), zavise jedan od drugoga i međusbno se uslovljavaju i dopunjuju.
     Zato kažemo kompleks ekoloških faktora.
     Deluju još i različito i promenjljivo prema jačini, dužini trajanja, na različitom mestu, u različito vreme.
     Na organizme, mogu delovati direktno, ili indirektno.
     Promena u jednom ekološkom faktoru, izazvaće i promene i u drugim ekološkim faktorima.
     Mogu delovati povoljno ili nepovoljno na organizam.
     Najpovoljnije delovanje ekoloških faktora na životne aktivnosti organizma, naziva se ekološki optimum.
     Ako se vrednosti ekoloških faktora povećeveju, ili smanjuju, smanjiće se životna aktivnost organizma. 
     Vrednost ekoloških faktora iznad kojih organizam umire, naziva se ekološki maksimum. To je gornja granica izdržljivosti.
     Vrednost ekoloških faktora ispod kojih organizam umire, je ekološki minimum. To je donja granica izdržljivosti.
     Postoje ekološki faktori čije vrednosti stalno odstupaju od optimalne (idealne). Faktor koji najviše odstupa od idealne vrednosti, naziva se ograničavajući faktor.
     To je npr. u pustinji voda, zato što je nikad nema dovoljno, a u vodenim staništima, nikad nije dovoljno količine rastvorenog kiseonika, svatlosti, ili na velikim dubinama gde je pritisak izuzetno visok itd.