Α τεύχος Flashcards
Πώς ξεκίνησε η ανακάλυψη της κυτταρικής θεωρίας;
Την αρχή έκανε το 1665 ο Ρ. Χουκ, όταν ανέφερε
για πρώτη φορά τη λέξη «κύτταρο», παρατηρώ-
ντας, με το δικής του κατασκευής μικροσκόπιο,
λεπτές τομές φελλού και όχι ζωντανά κύτταρα.
Η κυτταρική θεωρία διατυπώθηκε αργότερα, το
1838-39, από τους Μ. Σλάιντεν και Τ. Σβαν, που
υποστήριξαν ότι «η θεμελιώδης δομική και λει-
τουργική μονάδα όλων των οργανισμών είναι
το κύτταρο». Αυτό σημαίνει ότι το κύτταρο είναι
η μικρότερη δομή στη φύση όπου εμφανίζεται το
φαινόμενο της ζωής. Η θεωρία αυτή ολοκληρώ-
θηκε πολύ αργότερα, το 1885, από το Ρ. Βίρχοφ
με την περίφημη θέση του «κάθε κύτταρο προ-
έρχεται από ένα κύτταρο».
Τΐ προβλέπει η κυτταρική θεωρία;
Η κυτταρική θεωρία στη σύγχρονη εκδοχή της
υποστηρίζει ότι:
* Όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα
και από κυτταρικά παράγωγα.
* Όλα τα κύτταρα δομούνται από τις ίδιες χημικές
ενώσεις και εκδηλώνουν παρόμοιες μεταβολι-
κές διεργασίες.
* Η λειτουργία των οργανισμών είναι το αποτέλε-
σμα της συλλογικής δράσης και αλληλεπίδρα-
σης των κυττάρων που τους αποτελούν.
* Κάθε κύτταρο προέρχεται από τη διαίρεση προϋ-
πάρχοντος κυττάρου.
Σε ποιες κατηγορίες και με τι κριτήριο διαχωρίζονται οι οργανισμοί;
Τα κύτταρα, με κριτήριο την πολυπλοκότητα της
κατασκευής τους και κυρίως την ύπαρξη ή όχι
μεμβράνης που περιβάλλει το γενετικό τους υλι-
κό, διακρίνονται σε προκαρυωτικά και σε ευκα-
ρυωτικά. Η δομή των ευκαρυωτικών κυττάρων,
δηλαδή ορισμένων μονοκύτταρων και των πο-
λυκύτταρων οργανισμών, είναι συνθετότερη.
Τί είναι το πρώτο πλάσμα; Γιατί ονομάστηκε έτσι;
Αν παρατηρήσουμε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο στο
οπτικό μικροσκόπιο, δε θα δούμε τίποτε περισσό-
τερο από μια οριοθετημένη ομογενή μάζα, μέσα
στην οποία συνήθως διακρίνεται ο πυρήνας. Κάτι
τέτοιο περίπου έβλεπαν και οι πρωτοπόροι της
βιολογικής έρευνας με τα ατελή μικροσκόπια της
εποχής τους. Αυτό τους έκανε να πιστεύουν ότι
η ημίρρευστη μάζα του κυττάρου είναι η βασική
ουσία της έμβιας ύλης, η ουσία δηλαδή από την
οποία απορρέουν όλες οι ζωτικές λειτουργίες. Γι’
αυτό άλλωστε την ονόμασαν πρωτόπλασμα.
Σε τί βοήθησε το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ως προς το κύτταρο;
Σήμερα, χάρη στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και στις
σύγχρονες μεθόδους βιοχημικής ανάλυσης, γνωρί-
ζουμε ότι τα κύτταρα έχουν πολύπλοκη εσωτερική
οργάνωση. Στο κυτταρόπλασμά τους, όπως έχει
καθιερωθεί πλέον να ονομάζεται το πρωτόπλασμα,
υπάρχει ένα πλήθος διαφορετικών δομών, που
ονομάζονται οργανίδια. Καθένα από αυτά είναι
ικανό για μια συγκεκριμένη λειτουργία. Κάποια
οργανίδια έχουν αναλάβει την αξιοποίηση, προς
όφελος του κυττάρου, ενέργειας που μπορούν να
δεσμεύσουν από το εξωτερικό περιβάλλον. Άλλα
παράγουν πρωτεΐνες, άλλα είναι υπεύθυνα για την
κίνηση των κυττάρων κ.ο.κ. Όποια κι αν είναι όμως
η λειτουργία που έχουν αναλάβει να κάνουν, υπα-
κούουν πάντα στις εντολές που εκπορεύονται από το
ίδιο «κέντρο ελέγχου», τον πυρήνα του κυττάρου.
Τι δομή έχει ο πυρήνας;
Ο πυρήνας είναι το πιο ευδιάκριτο οργανίδιο των
ευκαρυωτικών κυττάρων. Κατά κανόνα υπάρχει
ένας πυρήνας σε κάθε κύτταρο. Υπάρχουν ωστό-
σο και κύτταρα με δύο πυρήνες, όπως το κύτταρο
του πρωτόζωου Παραμέτσιουμ (Paramecium), ή
κύτταρα με πολυάριθμους πυρήνες, όπως ορι-
σμένα μυϊκά. Υπάρχουν όμως και κύτταρα, όπως
είναι τα ερυθρά αιμοσφαίρια, που κατά τη διάρ-
κεια της διαφοροποίησής τους χάνουν τον πυρή-
να τους.
Το σχήμα του πυρήνα είναι συνήθως σφαιρικό ή
ωοειδές και η διάμετρός του, αν και ποικίλλει,
προσεγγίζει τα 5 μm. Σε μερικά κύτταρα βρίσκε-
ται περίπου στο κέντρο τους, σε άλλα όμως δε
φαίνεται να έχει σταθερή θέση.
Ο πυρήνας περιβάλλεται από τον πυρηνικό φά-
κελο ή πυρηνική μεμβράνη, που αποτελείται
από δύο στοιχειώδεις μεμβράνες, μια εσωτερική
και μια εξωτερική. Η παρατήρηση του πυρηνικού
φακέλου με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δείχνει
ότι κατά διαστήματα παρουσιάζει πόρους, που
σχηματίζονται από τη συνένωση της εσωτερικής
με την εξωτερική μεμβράνη. Οι πυρηνικοί πόροι
παίζουν σημαντικό ρόλο στην επικοινωνία του
πυρήνα με το κυτταρόπλασμα, γιατί ελέγχουν τα
μακρομόρια που ανταλλάσσονται μεταξύ τους.
Τι περιέχει ένας πυρήνας ευκαρυωτικού κυττάρου;
Το εσωτερικό του πυρήνα καταλαμβάνεται από
το πυρηνόπλασμα. Είναι μια ημίρρευστη ουσία,
στην οποία περιέχονται το σύνολο σχεδόν του
DNA του ευκαρυωτικού κυττάρου, ένας ή περισ-
σότεροι πυρηνίσκοι και διάφορες χημικές ενώ-
σεις (νουκλεοτίδια, ένζυμα, πρωτεΐνες κ.ά.).
Ο πυρηνίσκος είναι μια δομή που διακρίνεται
εύκολα στο μικροσκόπιο από το σφαιρικό σχήμα
της και την πυκνή υφή της. Αποτελείται κυρίως
από RNA και DNA και δεν περιβάλλεται από στοι-
χειώδη μεμβράνη. Σ’ αυτόν συντίθεται το rRNA
Ποιος ο ρόλους του πυρήνα;
Ο ρόλος του πυρήνα για τη ζωή των κυττάρων
είναι σημαντικός, αφού:
α. Φυλάσσει το γενετικό υλικό (DNA). Με βάση
τις πληροφορίες που είναι καταγραμμένες σ’
αυτό καθορίζονται οι ιδιότητες του κυττάρου,
και κατ’ επέκταση του οργανισμού, και ελέγ-
χονται όλες οι κυτταρικές δραστηριότητες.
β. Είναι το οργανίδιο στο οποίο διπλασιάζεται
το γενετικό υλικό, με τρόπο που εξασφαλίζει
τη μεταβίβαση των γενετικών πληροφοριών,
αναλλοίωτων, από κύτταρο σε κύτταρο αλλά
και από γενιά σε γενιά.
γ. Είναι το οργανίδιο στο εσωτερικό του οποίου
συντίθενται τα διάφορα είδη RNA από γενετι-
κές πληροφορίες που φέρει το DNA.
Ποια η σημασία του πυρήνα για τα κύτταρα;
Κάτι που δείχνει τη μεγάλη σημασία του πυρήνα
για τη ζωή του κυττάρου είναι το γεγονός ότι κύτ-
ταρα τα οποία έχασαν τον πυρήνα τους κατά τη
διαφοροποίησή τους (π.χ. ερυθρά αιμοσφαίρια)
ή κύτταρα από τα οποία αφαιρέθηκε τεχνητά ο
πυρήνας δεν αναπαράγονται και εμφανίζουν μι-
κρό αριθμό μεταβολικών διεργασιών και περιορι-
σμένη διάρκεια ζωής.
Από τι αποτελείται το ενδιμεμβρανικο σύστημα;
το ενδομεμβρανικό σύστημα. Το σύστη-
μα αυτό περιλαμβάνει τα ακόλουθα οργανίδια:
ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi, λυσο-
σώματα, υπεροξειδιοσώματα και κενοτόπια.
Πως δρα το ενδοπλασματικό δίκτυο;
Ενδοπλασματικό δίκτυο: Είναι ένα πολυδαί-
δαλο σύνολο αγωγών και κύστεων το οποίο δια-
σχίζει το κυτταρόπλασμα. Οι μεμβράνες του, που
αποτελούν το 50% και πλέον των στοιχειωδών
μεμβρανών του κυττάρου, συχνά εμφανίζονται
συνδεδεμένες με την πλασματική μεμβράνη, τον
πυρηνικό φάκελο ή τις μεμβράνες των υπόλοι-
πων οργανιδίων. Λόγω αυτών των συνδέσεων το
ενδοπλασματικό δίκτυο λειτουργεί ως ένας κοι-
νός αγωγός, που επιτρέπει τη μεταφορά ουσιών
μεταξύ των διάφορων τμημάτων του κυτταρο-
πλάσματος και, ίσως, μεταξύ του πυρήνα και του
εξωκυτταρικού περιβάλλοντος.
Οι μεμβράνες του παρέχουν επιφάνειες στις οποί-
ες εδράζονται ένζυμα. Σε διαφορετικές περιοχές
εδράζονται ένζυμα που εξυπηρετούν διαφορετι-
κές αντιδράσεις του μεταβολισμού.
Ενδοπλασματικό δίκτυο: αδρό ενδοπλασματικό, τί κάνει αυτό;
Το αδρό ενδο-
πλασματικό δίκτυο φέρει στην εξωτερική επιφά-
νεια των μεμβρανών του μικρούς σχηματισμούς,
τα ριβοσώματα. Οι σχηματισμοί αυτοί δεν περι-
βάλλονται από μεμβράνη και αποτελούνται από
rRNA και πρωτεΐνες. Στα ριβοσώματα γίνεται η
πρωτεϊνοσύνθεση. Στη συνέχεια οι πρωτεΐνες που
συντίθενται εισέρχονται στο εσωτερικό των αγω-
γών. Εκεί ενδέχεται να υποστούν τροποποιήσεις
(π.χ. προσθήκη σακχάρων). Ριβοσώματα υπάρ-
χουν όχι μόνο στην επιφάνεια των μεμβρανών
του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου, αλλά και
ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, καθώς επίσης και
στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες. Τα ορ-
γανίδια αυτά έχουν τη δυνατότητα να συνθέτουν,
ανεξάρτητα από το κύτταρο, πρωτεΐνες που τους
είναι απαραίτητες.
Ενδοπλασματικό δίκτυο, λείο ενδοπλασματικό, τι κάνει αυτό;
Το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο, αν και αποτε-
λεί συνέχεια του αδρού, διαφέρει από αυτό, γιατί
δε φέρει ριβοσώματα και γιατί έχει περισσότερο
σωληνοειδή εμφάνιση. Η λειτουργία του σχετίζε-
ται με τη σύνθεση λιπιδίων και την εξουδετέρωση
τοξικών ουσιών.
Από τι αποτελείται το σύμπλεγμα Golgi; Σε τί χρησιμεύει και πως δέχεται και μεταφέρει τις πρωτεΐνες;
Αποτελείται από ομάδες πα-
ράλληλων πεπλατυσμένων σάκων από στοιχειώ-
δη μεμβράνη. Είναι το οργανίδιο που συγκεντρώ-
νει και τροποποιεί τις πρωτεΐνες που παράγονται
στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο.
Η μεταφορά των πρωτεϊνών από το ενδοπλασμα-
τικό δίκτυο προς το σύμπλεγμα Golgi γίνεται είτε
μέσω της φυσικής σύνδεσης των μεμβρανών των
δύο οργανιδίων είτε με τη βοήθεια κυστιδίων.
Στη δεύτερη περίπτωση, που είναι και η συνηθέ-
στερη, οι πρωτεΐνες που έχουν παραχθεί στα ρι-
βοσώματα του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου
συγκεντρώνονται και κλείνονται σε κυστίδια, τα
οποία αποκόπτονται από το αδρό ενδοπλασμα-
τικό δίκτυο και συγχωνεύονται με τις μεμβράνες
του συμπλέγματος Golgi. Εκεί υποβάλλονται σε
μια τελική χημική επεξεργασία (προσθήκη μη
πρωτεϊνικών μορίων). Τελικά «πακετάρονται»
και πάλι σε κυστίδια. Όσα από τα κυστίδια αυτά
περιέχουν πρωτεΐνες, που πρόκειται να χρησιμο-
ποιηθούν σε άλλα σημεία του οργανισμού, εξάγο-
νται με τη διαδικασία της εξωκύττωσης. Τα υπό-
λοιπα μεταφέρουν τις πρωτεΐνες που περιέχουν
εκεί όπου τις χρειάζεται το κύτταρο.
Τι κάνουν τα λυσοσώματα; Τι ισχύει για τα φυτικά κύτταρα;
Τα λυσοσώματα είναι σφαιρικά
οργανίδια που περιβάλλονται από απλή στοιχειώδημεμβράνη. Περιέχουν υδρολυτικά ένζυμα που βοη-
θούν στην πέψη μεγαλομοριακών ουσιών ενδοκυτ-
ταρικής ή εξωκυτταρικής προέλευσης, αλλά και μι-
κροοργανισμών, που πιθανόν έχουν εισβάλει στο
κύτταρο (ζωικό) με τη διαδικασία της ενδοκύτ-
τωσης. Αν τα δραστικότατα αυτά ένζυμα δε βρί-
σκονταν στο εσωτερικό των λυσοσωμάτων, αλλά
ήταν ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, τότε γρήγο-
ρα θα διασπούσαν και τα συστατικά του ίδιου του
κυττάρου, οπότε θα το κατέστρεφαν. Στα φυτικά
κύτταρα ως λυσοσώματα λειτουργούν ορισμένα
χυμοτόπια.
