Διαμερισματοποίηση Flashcards
(16 cards)
Διαμερισματοποίηση
Σε αντίθεση με το βακτηριακό κύτταρο, το οποίο γενικά αποτελείται από τον ενδοκυτταρικό χώρο (διαμέρισμα) που περιβάλλεται από ΜΙΑ πλασματική μεμβράνη, το ευκαρυωτικό υποδιαιρείται σε διαμερίσματα αξιοθαύμαστης πολυπλοκότητας, περιβαλλόμενα από μεμβράνη με διακριτή λειτουργία το καθένα. Κάθε διαμέρισμα ή οργανίδιο, διαθέτει τα δικά του χαρακτηριστικά ένζυμα και εξειδικευμένα μόρια, καθώς και ένα πολύπλοκο σύστημα διανομής και μεταφοράς των προϊόντων ανάμεσα στους διαφορετικούς ενδοκυττάριους χώρους.
Ρόλος των πρωτεϊνών στα διαμερίσματα
Οι πρωτεΐνες αποδίδουν σε κάθε διαμέρισμα τη χαρακτηριστική του δομή και τις λειτουργικές του ιδιότητες. Καταλύουν ενζυμικές αντιδράσεις , που λαμβάνουν χώρα στο συγκεκριμένο διαμέρισμα και επιτρέπουν επιλεκτικά τη μεταφορά μικρών μορίων από και προς αυτό.
– Για τα οργανίδια του κυτταροπλάσματος που περιβάλλονται από μεμβράνη, οι πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως ειδικοί δείκτες επιφάνειας, που καθοδηγούν άλλες πρωτεΐνες και λιπίδια, στα κατάλληλα οργανίδια.
– Ένα ζωικό κύτταρα έχει περίπου 10 δις πρωτεϊνικά μόρια, που ανήκουν σε 10.000 κατηγορίες πρωτεϊνών. Η σύνθεση των περισσοτέρων εξ’αυτών ξεκινά στο κυτταροδιάλυμα, στο χώρο που βρίσκεται εξωτερικά της μεμβράνης, που περιβάλλει τα οργανίδια. Στη συνέχεια, κάθε νεοσυντιθέμενη πρωτεΐνη απελευθερώνεται κατευθυνόμενη ειδικά στο οργανίδιο, όπου είναι απαραίτητη.
Ενδοκυτταρικά διαμερίσματα - κοινά στους ευκαρυωτες
1) Πυρήνας
2) Πλασματική μεμβράνη
3) Ελεύθερα ριβοσώματα
4) Μιτοχρόνδριο
5) Ενδόσωμα
6) Λυσόσωμα
7) Υπεροξείσωμα
8) Κυτταροδιάλυμα
9) Ε.Δ. που φέρει ριβοσώματα στη μεμβράνη
10) Σύμπλεγμα Golgi
Αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στις μεμβράνες
Πολλές ζωτικής σημασίας αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα είτε στο εσωτερικό είτε στην επιφάνεια των μεμβρανών. Π.χ. :
(Ι) τα ένζυμα που είναι προσδεδεμένη στη μεμβράνη καταλύουν τον μεταβολισμό των λιπιδίων
(ΙΙ) Η οξειδωτική φωσφορυλίωση και η φωτοσύνθεση απαιτούν τη συμμετοχή της μεμβράνης, προκειμένου να μεταφερθούν ιόντα Η+ για τη σύνθεση του ΑΤΡ.
(ΙΙΙ) Πρόσθετα χρησιμοποιούνται και τα μεμβρανικά συστήματα των ενδοκυτταρικών οργανιδίων, τα οποία διαχωρίζονται από το κυτταροδιάλυμα. Έτσι, αυξάνεται η μεμβρανική επιφάνεια όπου πραγματοποιούνται οι βιοχημικές διεργασίες και δημιουργούνται εντός του κυττάρου λειτουργικά εξειδικευμένοι υδρόφιλοι χώροι. Σε αυτά τα τμήματα συγκεντρώνονται υπομονάδες μορίων (πρωτεΐνες, αντιδρώντας, ιόντα) βελτιστοποιώντας τις βιοχημικές αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχουν.
(ΙV) Εξαιτίας της αδιαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης, στα περισσότερα υδρόφιλα μόρια, λόγω της διπλοστιβάδας των λιπιδίων, η μεμβράνη κάθε οργανιδίου οφείλει να διαθέτει μεμβρανικές πρωτεΐνες μεταφοράς, που επιτελούν την εισαγωγή και εξαγωγή των εξειδικευμένων μεταβολικών στο εν λόγω οργανίδια.
(V) Απαραίτητη σε κάθε μεμβράνη ενός οργανιδίου είναι και η παρουσία ενός συμπλόκου που θα επιτρέπει την είσοδο και ενσωμάτωση των εξειδικευμένων πρωτεϊνών που καθιστούν κάθε οργανίδια μοναδικό
Πυρήνας - Κυτταρόπλασμα - Κυτταροδιάλυμα
– Πυρήνας: Περιέχει το γονιδίωμα (εκτός του DNA των μιτοχονδρίων κ των χλωροπλαστών) και εκεί λαμβάνει κατά κύριο λόγο χώρα η σύνθεση του DNA και RNA.
– Κυτταρόπλασμα: περιβάλλει τον πυρήνα και απαρτίζεται από κυτταροδιάλυμα και τα κυτταροπλασματικά οργανίδια που βρίσκονται μέσα σε αυτό.
– Κυτταροδιάλυμα: κατέχει λίγο περισσότερο από το ήμισυ του συνολικού όγκου του κυττάρου και αποτελεί τον κυρίως χώρο όπου πραγματοποιείται τόσο η σύνθεση όσο και η αποικοδόμηση των πρωτεϊνών. Στο κυτταροδιάλυμα επίσης λαμβάνουν χώρα οι περισσότερες ενδιάμεσου μεταβολισμού αντιδράσεις, δλδ αντιδράσεις κατά τις οποίες αποικοδομούνται μερικά μόρια και συντίθεται άλλα προκειμένου να αποτελέσουν τους δομικούς λίθους των μακρομορίων.
Ενδοπλασματικό δίκτυο
Η μισή περίπου περιοχή που καταλαμβάνουν οι μεμβράνες ενός ευκαρυωτικού ανήκει στο χώρο του Ε.Δ..
– Το Αδρό Ε.Δ.: χαρακτηρίζεται από την πρόσδεση πολλών ριβοσωμάτων στην επιφάνεια του, που συνορεύει με το κυτταροδιάλυμα.
Τα ριβοσώματα: Είναι συμπλοκα από ριβοσωμικό RNA και πρωτεΐνη, που δε διαθέτουν μεμβράνη, στα οποία λαμβάνει χώρα η πρωτεϊνοσύνθεση.
Ενώ η μεταφορά των πρωτεϊνών σε οργανίδια που περιβάλλονται από μεμβράνη δεν πραγματοποιείται προτού ολοκληρωθεί η σύνθεση τους, η μεταφορά τους στο Ε.Δ. γίνεται κατά τη διάρκεια της σύνθεσης. Αυτό εξηγεί και τη μοναδικότητα της μεμβράνης του Ε.Δ. να διαθέτει για το σκοπό αυτό ριβοσώματα. Επίσης, το Ε.Δ. παράγει την πλειονότητα των λιπιδίων για το υπόλοιπο κύτταρο και λειτουργεί ως αποθήκη ιόντων Ca2+.
– Οι περιοχές του Ε.Δ. που δε διαθέτουν ριβοσώματα –> Λείο Ε.Δ.
– Πολλές από τις πρωτεΐνες του Ε.Δ. κατευθύνονται προς το σύμπλεγμα Golgi, το οποίο συχνά συνίσταται από οργανωμένες πολύστοιβες δομές δισκοειδούς μορφής, που ονομάζονται δεξαμενές Golgi. Λιπίδια και πρωτεΐνες του Ε.Δ. κατευθύνονται στο σύμπλεγμα Golgi, το οποίο τα προωθεί σε διάφορους άλλους προορισμούς, ενώ συχνά τα τροποποιεί ομοιοπολικά καθ’οδον κατά τη διάρκεια της μεταφοράς
Που παράγεται η μεγαλύτερη ποσότητα ΑΤΡ;
Η μεγαλύτερη ποσότητα ΑΤΡ, που χρησιμοποιούν τα κύτταρα, προκειμένου να πραγματοιηθούν οι αντιδράσεις που απαιτούν κατανάλωση ενέργειας, παράγεται στα μιτοχόνδρια και τους χλωροπλάστες. Οι χλωροπλάστες συνιστούν μια εξειδικευμένη μορφή πλαστιδίων (παρούσα στα φυτά, στους μύκητες και σε κάποια πρωτόζωα), οι οποίο δύνανται να επιτελούν άλλες λειτουργίες όπως η αποθήκευση θρεπτικών στοιχείων ή χρωμοφόρων μορίων.
Λυσοσώματα
Τα λυσοσώματα περιέχουν πεπτικά ένζυμα, τα οποία αποικοδομούν νεκρά ενδοκυτταρικά οργανίδια, καθώς και μακρομόρια αλλά και υλικά που εισέρχονται στο κύτταρο, μέσω της ενδοκυττάρωσης.
Ενδοσώματα
Τα υλικά από την ενδοκυττάρωση στην πορεία τους προς τα λυσοσώματα περνούν πρώτα από μια σειρά κυστιδίων, τα ενδοσώματα.
Υπεροξεισώματα
Τα υπεροξεισώματα είναι μικρά κυστικά διαμέρισματα, τα οποία περιέχουν ένζυμα, που συμμετέχουν στις οξειδωτικές αντιδράσεις.
Οργανίδια και εξειδίκευση
Γενικά, κάθε οργανίδιο επιτελεί τις ίδιες βασικές λειτουργίες σε όλους τους κυτταρικούς τύπους. Μπορεί, όμως, να διαφέρουν σε αριθμό και να διαθέτουν πρόσθετες λειτουργίες στους διαφορετικούς κυτταρικούς τύπους, προκειμένου να τελεστούν οι εξειδικευμένες λειτουργίες των κυττάρων
Οργανίδια και όγκος
Τα οργανίδια που περιβάλλονται από μεμβράνη καταλαμβάνουν κατά μέσο όρο το ήμισυ του όγκου ενός κυττάρου και χρειάζεται μεγάλο ποσοστό ενδοκυτταρικών μεμβρανών για να σχηματιστούν.
– παράδειγμα: στα ηπατικά και στα παγκρεατικά κύτταρα το Ε.Δ. διαθέτει τη συνολική μεμβρανική επιφάνεια κατά 25 και 12 φορές αντίστοιχα πολλαπλάσια της πλασματικής μεμβράνης.
Τα οργανίδια είναι πακεταρισμένα στο κυτταρόπλασμα και η πλασματική μεμβράνη δεν αντιπροσωπεύει παρά ένα μικρό μόνο ποσοστό της συνολικής επιφάνειας και της μάζας των περισσότερων ευκαρυωτικών κυττάρων.
Πού γινεται η σύνθεση των πρωτεϊνών;
Η σύνθεση όλων των πρωτεϊνών ξεκινά στα ριβοσώματα του κυτταροδιαλύματος, με εξαίρεση μια μειονότητα πρωτεϊνών που συντίθεται στα ριβοσώματα των μιτοχονδρίων και των πλαστιδίων.
