Enzimi - fermenti

To su biološki katalizatori.
Po hemijskoj prirodi su proste i složene belančevine.
Započinju, ubrzavaju i usmenravaju biohemijsku reakciju.
Iz reakcije izlaze nepromenjeni.
Oni započinju biohemijsku reakciju tako što smanjuju energiju aktivacije koja je potrebna da se pokrene neka hemijska reakcija.
Npr. da bi se skrob razložio do glukoze u epruveti, potrebno ga je zagrejati i dodati jaku kiselinu. 
Međutim, u našem organizmu se to dešava na telesnoj  temperaturi, bez kiseline, uz pomoć enzima amilaze, ili ptijalina, koji se nalazi u pljuvački a deluje i u dvanaestopalačnom i tankom crevu.
Jedninjenje na koje enzim deluje se naziva supstrat.
Enzimi imaju specifično delovanje. Katalizuju samo određene reakcije.
Na aktivnost enzima utiču: temperatura, kiselost ili bazičnost sredine (pH), količina enzima, količina supstrata, razna hemijska jedinjenja.
Povećanjem temperature, povećava se aktivnost enzima, ali do određene granice.
Ako je temperatura preniska ili previsoka, fermenti smanjuju svoju aktivnost. 
Na previsokim temperaturama, enzimi se razgrađuju, ili nepovratno menjaju svoju strukturu. 
Taj proces se zove denaturacija. 
Enzimi želuca deluju u kiseloj sredini (nizak pH), a enzimi tankog creva u baznoj (visok pH).
Deluju u malim količinama, odnosno količina supstrata mora biti višestruko veća od količine enzima. Što je manja količina supstrata, aktivnost enzima opada.
Hemijska jedinjenja u organizmu se mogu podeliti na: aktivatore i inhibitore (paralizatore) enzima.
Aktivatori fermenata pospešuju njihovu aktivnost.
To su npr. joni: natrijuma, kalijuma, magnezijuma, gvožđa, kobalta, bakra, mangana...
Inhibitori i paralizatori enzima usporavaju ili zaustavljaju aktivnost fermenata.
Tu spadaju: cijanovodonična kiselina, ozon, jod, živa, antibiotici itd.

Metabolizam

To je promet materija i energije, odnosno razmena materija i promene energije.
Sastoji se od 2 istovremena procesa: anabolizma i katabolizma.
Anabolizam je stvaranje (sinteza) složenih jedinjenja od prostih uz vezivanje energije.
Katabolizam je razlaganje složenih jedinjenja na prosta uz oslobađanje dela  energije, a deo energije se koristi za biološki rad, sinteze i razlaganje.
Nastaju i štetna i nepotrebna jedinjenja koja se izlučuju iz organizma.
Metabolizam se odvija uz pomoć enzima (fermenata), adenozin tri fosfata (ATP - a, ili ATF - a). 

Mejoza

Ovom deobom nastaju polne ćelije.
Postoje: mejoza 1 i mejoza 2.
Obe deobe imaju: profazu, metafazu, anafazu i telofazu.
Mejoza 1 se zove redukciona deoba.
U njoj se u metafazi razdvajaju homologi hromozomi, pa ćerke ćelije dobijaju duplo manji broj hromozoma od majke ćelije. Dobijaju po jednu garnituru hromozoma.
Dakle, ovde dolazi do redukcije (smanjenja) broja hromozoma na polovinu. 
Svaki hromozom ima po 2 hromatide.
Mejoza 2 se zove ekvaciona deoba.
U njoj se u metafazi hromozomi dele na po 2 hromatide (2 molekula DNK) i svaka hromatida postaje zaseban hromozom.
Dakle, dobijaju se još po 2 ćelije sa jednom garniturom hromozoma.
Posle završene mejotičke deobe, od jedne ćelije sa diploidnim brojem hromozoma (sa 2 garniture - jedna od oca a druga od majke), dobijaju se 4 ćelije sa haploidnim brojem hromozoma (sa 1 garniturom).
Izdvaja se profaza prve mejotičke deobe (profaza1), jer najduže traje i u njoj se dešavaju najizraženije promene na hromozomima.
U profazi 1, dolazi do razmene gena između majčinog i očevog hromozoma, pa se dobijaju ćelije sa različitim genetičkim kombinacijama.
Takođe krajem metafaze 1 dolazi do razdvajanja hromozomskih parova po principu slučajnosti, pa se dobijaju ćelije sa različitim kombinacijama hromozoma.
Ovo su jedni od glavnih uzroka genetičke promenljivosti organizama.
Ovo je značajno jer mi nismo kopije - klonovi svojih roditelja, nego imamo i neke sopstvene osobine.
Dakle, povećava se genetička raznovrsnost u populaciji, što je vrlo pozitivno za njene članove.
Kod čoveka od jedne ćelije sa 46 hromozoma se dobijaju 4 polne ćelije sa 23 hromozoma.
Diploidan broj - 2 garniture hromozoma, 2n - jedna od oca a druga od majke.
Haploidan broj - 1 garnitura hromozoma, n - spermatozoid 23 hromozoma, jajna ćelija 23 hromozoma.

Mitoza

Ovo je deoba telesnih ćelija.
Rezultat je da od jedne ćelije sa diploidnim brojem hromozoma, nastaju dve ćelije sa diploidnim brojem hromozoma.
Ovo je zbog toga što se u interfazi duplira molekul DNK. 
Novonastale ćelije imaju istu genetsku informaciju.
Postoje:
deoba jedra - kariokineza i 
deoba citoplazme i njenih organela - citokineza.
Kod deobe jedra se razlikuju: profaza, metafaza, anafaza i telofaza.
Od ovih faza se izdvaja metafaza.
Metafazni hromozom ima dve hromatide - dva molekula DNK:
Pred kraj ove faze, hromozomi se dele na dve hromatide, odnosno dva molekula DNK.
Svaka hromatida postaje zaseban hromozom. 
Postoje razlike između mitoze kod životinjskih i mitoze kod biljnih ćelija.
Kod životinjskih ćelija se formira deobno vreteno, od centriola. 
Niti deobnog vretena su zakačene za centromere hromozoma.
Nakon podele hromozoma na 2 hromatide, u anafazi dolazi do skraćivanja niti deobnog vretena i hromatide (hromozomi) odlaze na suprotne polove ćelije.
Nakon deobe jedra se deli citoplazma i organele.
Kod životinjskih ćelija dolazi do sužavanja citoplazme i formira se deobna brazda
Ona sve više useca ćeliju dok je potpuno ne preseče na dve ćerke ćelije. 
Kod biljnih ćelija se formira tzv. ćelijska ploča, još u anafazi.
Od membrana endoplazmatične mreže i Goldžijevog aparata se formiraju mehurići koji se koncentrišu i sjedinjuju prvo u centralnom delu ćelije, a zatim to sjedinjavanje napreduje ka ćelijskoj membrani i ćelijskom zidu.
Kada se ćelijska ploča formira, biljna ćelija se po njoj prekine i dobijaju se 2 ćerke ćelije sa istim brojem hromozoma kao i majka ćelija.

Hromozomi - hromosomi

Nalaze se u jedru.
Kada ćelija nije u deobi, oni su u obliku hromatina.
Hromatin su izduženi (despiralizovani) lanci DNK povezani sa proteinima.
Tada nisu uočljivi pod mikroskopom.
Kada ćelija počne da se deli, hromozomi dobijaju štapićast oblik.
Tada je DNK spiralizovana i zato su vidljivi pod mikroskopom.
Postoji deo hromozoma gde DNK nije spiralizovana.
Taj deo se zove primarno suženje, centromera, ili kinetohor.
Centromera poprečno deli hromozome na dva kraka.
Postoje dve vrste hromozoma: metafazni i anafazni.
Metafazni hromozom je uzdužno podeljen na dva molekula DNK, koji se zovu hromatide.
Kada se metafazni hromozom podeli na te dve hromatide (2 molekula DNK), nastaje anafazni hromozom, koji ima jedan molekul DNK.
Hromozomi sadrže nasledne činioce - gene.
Geni su poređani na hromozomu jedan do drugoga - linearno (u redu).
Svaki gen ima svoje mesto na hromozomu koje se zove lokus.
Preko gena, hromozomi određuju i regulišu procese u ćelijama.
Hromozomi (DNK, geni) imaju sposobnost da se udvajaju (dupliraju), pa se geni prenose sa jedne generacije organizama na sledeću.
Broj, veličina, oblik hromozoma i sadržaj gena u njima su osobina vrste (stalni su).
Skup svih hromozoma u polnim ćelijama se naziva garnitura hromozoma.
Ta jedna garnitura hromozoma u polnim ćelijama se naziva haploidan broj.
Označava se sa n.
Kod čoveka u polnim ćelijama ima 23 hromozoma.
Spajanjem polnih ćelija nastaju telesne ćelije.
One imaju dve garniture hromozoma.
Jedna je od oca, a druga od majke.
To je diploidan broj hromozoma.
Označava se sa 2n.
Kod čoveka je diploidan broj 46 hromozoma (23 od oca, a 23 od majke).
Majčini i očevi hromozomi se u jedru nalaze u vidu parova. To su morfološki slični hromozomi.
Nazivaju se homologi hromozomi, homologi parovi, parni hromozomi.
Svi hromozomi u jedru čine kariotip.
Ako se ti hromozomi poređaju u parove i svrstaju u grupe po veličini, dobija se kariogram.
Šematski prikaz hromozoma u cilju detaljnijeg proučavanja se naziva idiogram.
 

Jedro

Sve eukariotske ćelije imaju jedro.
Izuzetak su zrela crvena krvna zrnca koja nemaju jedro.
Obično, ćelije imaju jedno a mogu imati i više jedara. Koštane ćelije osteoklasti imaju preko stotinu jedara.
Uloga:
Upravlja sintezom molekula RNK.
Neophodno je za život ćelije, jer ima glavnu ulogu u rastu, metaboličkim funkcijama, diferenciranju i deobi. Citoplazma bez jedra propada.
U jedru se nalazi jedarce. 
U jedarcetu se stvaraju ribozomi i RNK.
U jedru se nalazi DNK. 
Preko DNK, jedro učestvuje u prenošenju naslednih osobina.
Građa:
Ima dvostruku membranu (spoljašnju i unutrašnju), koja se zove jedrov omotač.
Spoljašnja je citoplazmina membrana i povezana je sa endoplazmatičnom mrežom.
Na njoj se nalaze ribozomi.
Unutrašnja membrana je prava jedrova membrana.
Jedrov omotač ima i otvore (jedrove pore), kroz koje prolaze, RNK iz jedra u citoplazmu, i proteini iz citoplazme u jedro.
Unutrašnjost jedra je ispunjena tečnošću koja se zove nukleoplazma.
U njoj se nalaze molekuli DNK, koji su povezani sa posebnim proteinima.
To je hromatin, odnosno hromozomi.

Bičevi, treplje i bazalna telašca

Bičevi (flagele) i treplje (cilije) su kontraktilne organele koje potiču od citoplazme.

Bičevi
Uloga im je da pokreću ćelije (protozoe, bakterije, polne ćelije...).
Dugački su i obično ćelije sadrže jedan, ili dva biča. Retko više.

Treplje
Uloga im je da pokreću ćelije.
Takođe im je uloga da uklanjaju strana tela sa površine ćelije (čestice, bakterije...)
Kraće su od bičeva.
Na površini jedne ćelije ih može biti od 300 do 1400.
U osnovi bičeva i treplji nalaze se bazalna telašca.

Bazalna telašca su građena od proteina koji se zove tubulin.
Oblik im je cevolik (mikrocevčice).
Nalaze se u osnovi (bazi) svakog biča ili treplje.
Uloga im je da sprovode ATP ili ATF (adenozin 3 fosfat) i hranljive materije u bičeve i treplje.
Adenozin 3 fosfat je jedinjenje bogato energijom. On obezbeđuje tu energiju flagelama i cilijama da mogu da se kontrahuju (grče) i tako da obavljaju svoje uloge.

Centrozomi - centrosomi

Izgrađeni su od dve centriole koje su postavljene jedna u odnosu na drugu pod pravim uglom.
Centriole su izgrađene od šupljih, cevolikih struktura mikrocevčica.
Mikrocevčice gradi protein koji se zove tubulin.
Centrozomi su postavljeni blizu jedrove ovojnice.
Imaju ulogu u stvaranju deobnog vretena i kretanju hromozoma kada se ćelije dele.
Nalaze se samo kod životinjskih ćelija.

Hloroplasti

Nalaze se u biljnim ćelijama.
Oblik im je ovalan, sočivast...
Imaju 3 memebrane: spoljašnju, unutrašnju i tilakoidnu.
Tilakoidna membrana je specifično građena.
Obrazuje tvorevine u obliku kesica, diskova, cevi koje se nazivaju tilakoidi.
Tilakoidi su kao novčići naslagani jedan na drugi i obrazuju lamelu grana hloroplasta.
Unutrašnjost hloroplasta je ispunjena tečnošću koja se zove matriks ili stroma.
U matriksu se nalaze hloroplastna DNK i ribozomi.
Uloga hloroplasta:
 - fotosinteza ugljenih hidrata,
 - stvaranje ATP-a (adenozin 3 fosfata - jedinjenja koje je bogato energijom) i
 - stvaranje kiseonika
U lamelama grana se nalazi hlorofil.
Tu se odvija svetla faza fotosinteze, kada nastaju ATP i kiseonik.
Energija ATP-a nastalog u svetloj fazi fotosinteze se koristi za stvaranje hranljivih molekula.
U stromi hloroplasta se dešava tamna faza fotosinteze.
Hloroplasti mogu da se dele.
Njihova DNK i ribozomi su slični kao oni koje imaju prokariotski organizmi.

Mitohondrije

Zastupljene su u svim ćelijama eukariota.
U bliku su kratke cevčice ili štapića.
Imaju dve membrane.
Spoljašnja je glatka, a unutrašnja je naborana.
Ti nabori (prevoji, grebeni, ispusti) se nazivaju kriste.
Na površini krista se nalaze izbočine (čvorići) proteinskog sastava i predstavljaju enzime.
Unutrašnjost mitohondrije je ispunjena tečnošću koja se zove stroma ili matriks.
U matriksu se razlažu masne kiseline.
U stromi se nalaze mitohondrijalna DNK i ribozomi (poliribozomi).
Uloga:
 - aerobna faza razlaganja glukoze (ćelijskog disanja),
 - razlaganje masnih kiselina (u stromi),
 - stvaranje ATP -a (adenozin 3 fosfata - jedinjenja bogatog energijom),
 - zahvaljujući ATP-u, mitohondrije obezbeđuju energiju za odvijanje svih metaboličkih procesa u organizmu.
DNK u mitohondrijama čoveka potiče isključivo od ženskih predaka (majke, bake, prabake...)
Mitohondrijalni ribozomi - mitoribozomi stvaraju proteine.
Mitohondrije imaju sposobnost deobe.

Lizozomi - lizosomi

Loptastog su oblika.
Oivičeni su jednom membranom.
Unutrašnjost je ispunjena tečnošću sa hidrolitičkim enzimima.
Ovi enzimi razlažu: proteine, lipide, ugljene hidrate i nukleinske kiseline do nivoa jona i korisnih molekula.
Takođe, u lizozomima se razlažu i nepotrebni i defektni molekuli i delovi ćelije.

Goldžijev kompleks - aparat

To je sistem spljoštenih unutrašnjih ćelijskih membrana.
Smešteni su u blizini jedra i okrenuti su ka spoljašnjoj ćelijskoj membrani.
Najzastpljeniji su u žlezdanim ćelijama.
Sa membrana Goldžijevog aparata polaze kesice (mehurići , vezikule), koje sadrže metaboličke proizvode ćelije (proteine, hormone...).
Ovi proizvodi se izbacuju (izlučuju) van ćelije.
Uloga Goldžijevog kompleksa je u izlučivanju ovih proizvoda.
Kod biljnih ćelija se u Goldžijevom aparatu stvaraju polisaharidi koji grade ćelijski zid. 

Endoplazmatična mreža - retikulum

Zastupljena je kod svih eukariotskih ćelija.
Ime 'mreža' je dobila po tome što se prostire po čitavoj citoplazmi.
Uloga:
 - uvećava unutrašnju površinu ćelije, 
 - povezuje jedro sa spoljašnjom ćelijskom membranom,
 - za prolazak materija iz jednog u drugi deo ćelije,
 - omogućuje i obezbeđuje sintezu lipida, i da se u ribozomima stvaraju proteini.
Postoje: granulirana i glatka endoplazmatična mreža.
Granulirana se tako zove, jer se za njene membrane vezuju poliribozomi (u kojima se stvaraju proteini).
Glatka endoplazmatična mreža nema vezane poliribozome i u tom regionu se stvaraju lipidi (masti, ulja)

Ribozomi - ribosomi

Nalaze se u citoplazmi prokariotskih i u eukariotskih ćelija.
Takođe se nalaze i u mitohondrijama i u hloroplastima eukariota.
Nemaju membranu, pa se ne smatraju ćelijskim organelama.
Veličina im je oko 30 nanometara.
Građeni su od manje i veće podjedinice.
Svaka podjedinica je građena od:
 - ribozomske RNK (rRNK) i
 - proteina.
Uloga ribozoma je stvaranje proteina.
To je moguće jedino ako su više ribozoma povezani u strukturu koja se zove poliribozom.
Ribozome povezuje informaciona RNK (iRNK) i tada oni podsećaju na lančić ili nisku perli.
Poliribozomi (poliribosomi) mogu biti slobodni u citoplazmi ili mogu biti pridruženi endoplazmatičnom retikulumu.
U slobodnim poliribozomima se stvaraju proteini citoplazme, ćelijskog skeleta i neki proteini koji grade membrane ćelijskih organela.

Citoplazma

Pod ovim pojmom se podrazumevaju:
 - tečni deo ćelije - citosol i
 - ćelijske organele, koje se nalaze u citosolu.
Građena je od:
 - vode i 
 - proteinskih vlakana.
Proteinska vlakna predstavljaju ćelijski skelet ili citoskelet.
Uloga citoskeleta:
 - održava oblik ćelije,
 - omogućuje pokrete - strujanje citosola,
 - obezbeđuje mesta za pričvršćivanje ćelijskih organela,
 - omogućuje kretanje ćelija,
 - omogućava veze između ćelija,
 - omogućava pokrete na površini ćelija i
 - omogućava kretanje hromozoma i deobu citoplazme.

Ćelijska membrana

Može se reći da postoje:
 - spoljašnja ćelijska membrana koja obavija ćeliju i 
 - sistem unutrašnjih ćelijskih membrana.
Ćelijska membrana:
 - štiti ćeliju od različitih uticaja,
 - daje joj oblik i veličinu,
 - obezbeđuje razlike u koncentracijama sadržaja ćelije i sadržaja vanćelijske sredine (npr. jona),
 - kroz nju prolaze različite materije - korisne u ćeliju, ili u različite delove ćelije, a štetne van nje,
 - ona je mesto odigravanja biohemijskih procesa.
S obzirom da se u ćeliji istovremeno odigrava veliki broj biohemijskih procesa, njena unutrašnjost je ispunjena dodatnim membranama - unutrašnjim ćelijskim membranama.
Unutrašnje ćelijske membrane:
 - povećavaju ukupnu površinu ćelije i 
 - dele ćeliju na odeljke u kojima se odigravaju različiti biohemijski procesi.
Ti odeljci se nazivaju ćelijske organele.
Ćelijska membrana je izgrađena od dva sloja fosfolipida u koje su ugrađeni molekuli proteina.
Proteini u ćelijskoj membrani uglavnom imaju ulogu enzima.
Na površini ćelije se nalazi sloj ugljenih hidrata koji se naziva glikokaliks.
On se nalazi na površini ćelije u obliku mikroresica.
Uloga:
 - kao filter npr. u glomerulima bubrega, za filtraciju krvne plazme kada nastaje primarna mokraća i 
 - kao zaštitni omotač.

Neorganska jedinjenja u ćeliji - MINERALNI ELEMENTI

Mineralni elementi se u ćeliji nalaze kao:
 - mineralne soli (hloridi, sulfati, fosfati i karbonati) i
 - joni.
Jedan element može imati više funkcija.
Oni su sastojci:
 - ćelijskih membrana i citoplazme,
 - proteina, nukleinskih kiselina, hlorofila, hemoglobina.
Utiču na regulisanje:
 - osmotskog pritiska,
 - kiselosti ili bazičnosti unutarćelijske sredine (pH vrednosti),
 - propustljivosti ćelijskih membrana (joni natrijuma i kalijuma povećavaju, a joni aluminijuma, kalcijuma i magnezijuma, smanjuju propustljivost)
Učestvuju u katalitičkim procesima biohemijskih reakcija (sastavni deo enzima - koenzimi).

Neorganska jedinjenja u ćeliji - VODA

Nalazi se u ćeliji kao slobodna i kao vezana voda.
Vezana voda:
 - je deo strukture ćelije - gradi ćeliju (organizam),
 - ima sposobnost da se veže za molekule proteina.
Slobodna voda je:
 - sredina u kojoj se odvijaju biohemijski - metabolički procesi,
 - univerzalni rastvarač za veliki broj neorganskih i organskih supstanci,
 - materije koje su u njoj rastvorene se lako prenose (transportuju) u ćeliju, van ćelije i iz ćelije u ćeliju
 - učesnik u biohemijskim procesima i
 - proizvod biohemijskih procesa (metabolička voda).
Najzastupljenije je jedinjenje u organizmu (ćeliji).
Postoje različiti podaci o procentualnoj zastupljenosti vode. Neki podaci navode od 50% do 95%, a drugi od 70% do 80% ćelije.
Ćelije koje su metabolički aktivnije, u kojima se intenzivnije odvija razmena materija i energije, imaju više vode.