Biologi 2 - Cellbiologi

Cell

Litet avgränsat rum, omslutet av ett selektivt permeabelt cellmembran som kan släppa igenom kemiska ämnen och även stoppa andra, annan kemisk miljö än omgivningen, Finns olika celler (eukaryoter, prokaryoter, djurcell, växtcell), ungefär samma storlek i alla organismer.

Transport inne i cellen

1.    Transport in i en organell (de har mebran som liknar cellens – så det fungerar ungefär likadant)

2.    Membranblåsor med olika innehåll mellan t. ex. ER och Golgi

3.    Cellskelettet används, blåsan har då ett ”motorprotein” som för det fram och tillbaka på cellskelettet

-         Kallas för cytoplasma strömning

-         Kräver energi

-         Används för lång transport i stora växtceller

Aminosyror

Aminosyror är från proteiner och dem bygger upp våran kropp, I tarmkanalen bryts proteinerna ner till beståndsdelar, alltså aminosyror som förs ut till kroppens celler med blodet. Där sätts aminosyrorna ihop till kroppens egna proteiner. Aminosyror är organiska molekyler som kan fungera som både syra och bas. Aminosyrorna förekommer i 20 stycken olika i proteiner. Aminosyror kan kopplas ihop till kedjor med en peptidbindning. Kedjor med ganska många aminosyraenheter kallas polypeptider, eller flera kombinerande blir proteiner.

Cellulosa

Det är en polysackarid med långa kedjor av glukos men med annan typ av bindningar mellan glukosmolekylerna. Tillsammans med kedjor av andra sockerarter (hemicellulosa) bygger cellolusa upp växternas cellväggar och är huvudbeståndsdelen i trä. Vid nedbrytning av cellolusa som våran tarmkanal inte klarar bildas cellobios där två glukosmolekyler binds ihop på ett annat sätt.

Enzymer

En kemisk reaktion behöver aktiverings energi för att den ska komma igång och enzymer minskar behovet av det som gör att det på så sätt underlättas och påskyndas reaktionen. Enzym är ett protein och det kan sakta upp eller sakta ner kemiska reaktioner.

Fetter

de är lipider

Fettsyror

Det är de grundläggande byggstenarna i fett, de består av långa kedjor av kolatomer, väte och syre, den bygger upp cellmebran och fungerar som kroppens energireserv.

Fleromättad fettsyra

Kroppen kan inte bygga dessa själv och behöver då hjälp av kosten.

Fosfolipider

Dem har bara 2 fettsyresvansar och en fosforatom (p) i ena änden, dessa finns i cellmembranet. (rita de gärna)

Klorofyll

Grönt färgämne i växter, alger och cyanobakterier, som gör fotosyntesen möjlig.

Kloroplaster

Här sker fotosyntesen, det härstammar också ifrån bakterier, de innehåller eget DNA och förökar sig själva genom delning.

Kolhydrater

Enklaste kolhydraterna är sockerarten monosackarid som är en molekyl med 3-7 atomer de är uppbyggda av kol och syre som bygger upp sockret glykos, Disackarid är 2  bundna sockermolekyler och polysackarid är flera i rad

Laktos

Laktat – pyruvatet kan ändras till laktat om det inte finns syre, de blir samma som mjölk syra och blir lite surt och giftigt till slut, måste få syre för att bryta ner de.

Lipider

Fettsyror och fetter, en fettmolekyl är uppbyggt av en glycerolmolekyl + tre fettsyrasvansar, de är inte lösliga i vatten, de har energilager

fettsyra

Fettsyror är organiska syror med låg kolvätekedja, när de sker dubbelbindning i kolvätekedjan så är fettsyran omättad,  Fettsyror med flera dubbelbindningar är fleromättade och fettsyror utan dubbelbindningar är mättad.

Nukleotid

RNA och DNA Molekyler är uppbyggda av nukleotider, enskilda nukleotider är viktiga bärarmolekyler för cellernas energiomsättning. Dem är även vätebärare. Uppbyggda av

-         Kvävebas

-         Kolhydratsenhet

-         Fosfat-atom

Polypeptid

Det är en lång, kedjeformad molekyl som består av många aminosyror, dem är byggstenar för proteiner.

Polysackarid

Långa komplexa kedjor av kolhydrater uppbyggda av 10 eller fler sammankopplade monosackarider, såsom druvsocker.

Proteiner

Långa kedjor av aminosyror, de funktioner proteinet har är

-         Portar i cellmembranet (receptorer)

-         Muskelceller och cellskellet

-         Antikroppar

-         Enzymer

Receptorer

Mottagar protein som befinner sig i cellen eller cellmebranet och binder signalämnen för att skicka information och aktivera funktioner inuti cellen.

Cellmembranet

Porten mellan insidan och utsidan, allt som ska in eller ut ur cellen måste passera cellmembranet, de består främst av fosfolipider och membranproteiner. Dessa proteiners funktioner är :

-         Transport genom cellmembranet

-         Receptorer för hormoner och andra signalämnen

-         Ger cellen dess identitet

Oladdade molekyler kan passera igenom

Större molekyler kommer inte igenom

Proteiner i cellmembranet har en viktig roll

Cellskelett

Cellskelettet är proteintrådar som styr rörelse, form och transport, de finns tre typer:

1.    Mikrotubili

-         Rörformade protein

-         Ger cellen stadga och form

-         Räls för transport av ämnen och organeller inuti cellen

-         Utgör kärnspolen vid celldelning

2.    Mikrofilament – aktintrådar

-         Ger cellen dess form

-         Medverkar cellens rörelser t ex vid celldelning och muskeldammandragning

3.    Intermediära filament

-         Fiberformade proteinmolekyler (olika)

-        Håller cellkärnan och organeller på plats i cellen

Cilier och flageller

Dem är rörliga utskott och kan förflytta en cell (till exempel spermie). När dem har flera rörliga utskott kallas de för cilier. Cilier och flageller är uppbyggda av mikrotubili (9 st dubbla som sitter i en ring runt två st ensamma). De omges av cellmembranet.

Endoplasmatiskt nätverk (er)

De har sitt egna avgränsat skutet område avskilt från cytoplasman, Strävt ER(RER) har ribosomer anslutna till membranet och de proteiner som tillverkas i ribosomerna bearbetas och skickas vidare i blåsor. Slätt ER(SER) har inga ribosomer anslutet till membranet, Proteiner omvandlas yttligare, och det bildas lipider här, det lagras kalciumjoner här som är viktig signalämne, giftiga fettlösliga ämnen oskadligörs(speciellt i levercellen)

Proteinerna som ska ut ur celler transporteras i transportblåsor vidare till golgiapparaten.

Fria radikaler

Ämnen som innehåller syre, dem har ett fritt bindningställe och reagerar med andra ämnen.

Golgiapparaten

Här mellanlagras ämne som förbered inför transport ut ur cellen. Ett exempel är enzymer som förs ut ur bukspottskörtelns celler till tunntarmen  och sen bryter ner maten. Den har olika blåsor som rö sig hela tiden.

Mitokondrie

Den har 2 membran, ett inre veck som heter cristae och i cristae finns det Matrix där mitokondriens DNA och egna ribosomer finns (egen proteinfabrik), de yttre membranet styr vilka ämnen som kan komma in och ut. Cellandningen sker i de inre membranet med hjälp av enzymer som ligger i Matrix. Mitokondrier finns i alla eukaryota celler. Mitokondrier kan försöka sig själva inuti cellen allt efter behov.

Organell

Alla organeller är mer eller mindre förankrade i cellskelettet

Peroxisom

Små blåsor som har liknande funktion till lysosomerna fast dessa är specialiserade på att:

-         Ta hand om skadliga varianter av syre (superoxidradikalen O² och hydroxidradikalen OH)

-         Väteperoxid bryter ner aminosyror och fettsyror

-         Kan även ta hand om skadliga ämnen som etanol.

Selektivt permeabel

Vårt cellmembran är halvgenomsläppligt släpper in specifika ämnen men inte andra som stora molekyler, men släpper in syre och sådant.

Vakuol

Vakuolen finns i växtceller och bildas genom avknoppning från ER och golgiapparaten, den har liknande funktion som lysosomerna hos djurceller. De är lagring och avfallsbehållare, den reglerar cellens pH och vattenbalans, den ger växten stadga.

Vesikel

Det är en liten vätskefylld blåsa som ligger i celler som är avgränsade av ett membran, oftast ett dubbelskikt av lipider. De fungerar som cellens transportsytem.

ADP

Energifattigt, Energitömt/Förbukat atp, atp med bara 2 fosfatjoner. ADP uppstår när APT har förlorat en fosfatgrupp

Aeroba organismer

Organismer som använder syre

Anabola reaktioner

Uppbyggande reaktioner, katabola är nerbrytande

Anaerob energiomsättning

När syret inte räcker till—Reaktionerna i mitokondrierna fungerar inte utan syre, pyruvatet kan ändå bildas fast det bli giftigt i höga halter och det är då det kan omvandlas till laktat eller etanol.

ATP

Kroppens batteri laddas och laddas ur, ATP är energirikt och avger sin energi till en annan molekyl som ökar energiinnehåll sk, fosforylering, den ger ut fosfor, detta gör så att molekylen kan delta till en reaktion som inte hade fungerat utan den.  ATP aktiverar många enzymer.  Den energin som cellen får av ATP kan den utnyttja för olika typer av arbeten.  ATP återbildas genom att energi tillförs som t ex cellandning.

Detta är en energimolekyl

Jäsning

Anaerob process som är syrefritt och den ger ändast 2 ATP per sockermolekyl, detta sker utanför mitokondrierna

Katabola reaktioner

Det är en endbrytande delen av kroppens ämnesomsättning där stora molekyler som proteiner, fetter och kolhydrater, denna processen frigör energi som lagras i molekylen ATP.

Katalysator

Enzymer är katalysatorer, de snabbar upp processer och reaktioner.

Mjölsyrajäsning

Om syret inte är närvarande i cellandningen.

Reaktionsserie

När en reaktion leder till nästa som i citronsyracykeln

Aktiv transport

När det är hög koncentration på insidan och dem gärna vill ta ut de sista på utsidan så

Akvaporiner

underlättar och reglerar vattentransporten i celler.

diffusion

En koncentrerad mängds som sprids ut och blandas snabbt, långsam process som funkar för korta sträckor, t ex i celler som är små.  Molekyler är hela tiden i rörelse, detta kan ske i t ex gas i luft, men också lösa ämnen i vätska. Denna röelsen pågår tills koncentrationen blir desamma överallt. Diffusion är en långsam process som funkar över korta streckor – t. ex i celler som är små. Alla spontana rörelser leder till större oordning, att samla ämnen till högre koncentration kräver energi.

Osmos

Vattens diffusion över cellmembranet. Om koncentrationen av vatten är olika på båda sidor av cellmembranet kommer vattnet att vilja diffundera mot den sidan där koncentrationen av vatten är lägst. Lösta ämne kan inte förflytta sig lika lätt som vatten molekyler och detta leder till osmos.

Passiv transport

Underlättad diffusion, de behöver protein för att transporteras genom membranet

Proteinkanaler

dem låter speicifka proteiner gå igenom cellmembranet

Proteinpumpar

dem använder sig av enrgi (oftast ATP) för att aktivt transportera joner eller molekyler.

Lysosomer

Lysosomer är små blåsor som innehåller nedbrytande enzymer, dem bryter ner ämnen som cellen har tagit upp med endocytos, dem bryter ner skadade organeller, de kan bryta ner hela egna cellen vid programmerad celldöd, de kan bli hål i membranet och då kan dem släppas ut och sprida ut sig i hela cellen för att förstöra. I vita blodkroppar dödar de bakterier.

Fotosyntesen

Under Fotosyntesen bildas Syrgas, ATP & NADPH och detta sker i   tylakoiderna

Koldioxidfoxerande reaktionsserie – Calvincykeln

Detta omvandlar koldioxid till olika sockerarter

Enzymerna tar upp koldioxiden – rubisco, finns bara i växter som dem plockar upp cO2 mexd

Fotokemisk reaktionsserie

-         Syrgas bildas

-         ATP och NADPH bildas

-         Sker i tylakoiderna

Koldioxidfixerande reaktionsserie – Calvincykeln

-         Omvandlar koldioxid till olika sockerarter

-         Koldioxid tas upp från luften med hjälp av ett enzym - rubisco

NAD⁺, NADH, FAD, FADH₂

NAD och FAD  är tillfälliga elektronmottagare, eller vätebärare (blir då NADH)

Överför elektroner till elektrontransportkedjan

Vätebärare kan flytta väteatomer (inklusive väteatomernas elektroner) från ett ämne till ett annat .

Ämnet som lämnar väteatomerna reduceras.

Cellandning

Aerob process (den kräver syre)

Detta ger ca 30 ATP per sockermolekyl och sker i mitokondrierna

 

Cellandningen i 4 steg

1.    Glykolys – en glukismolekyl (6 kolatomer) omvandlas till två pyruvatjoner (3 kolatomer), 2 ATP bildas, NADH + H⁺ bildas.

2.    Pyruvattransporten: de två molekylerna förs in i mitokondrien, släpper 1 kolatom (CO₂) (denna processen finns bara när syre är närvrande.) resten av atomerna kommer reagera med exaletiksyra

 

3.    Citronsyracykeln – resterande kolatomer omvandlas till koldioxid, vätet tas upp till NAD+ och FAD.

4.    Elektrontransportkedjan – i mitokondriernas innermembran. Vätejoner lagras upp mellan membranen – strömmar genom en pump och ATP bildas.

Elektronkedjetransport

1.    Överskottet på protoner (vätejoner) mellan mitokondriernas membran är en form av potentiell energi.

2.    När protonerna strömmar tillbaka in i mitokondriernas inre rum, matrix, passerar de genom proteinkomplex V, ATP-syntetas, varvid ATP bildas av ADP och fosfat.

Hur molekyler och atomer kan ta sig in och ut ur cellen (flera sätt) Hur transporteras ämnen genom cellmembranet.

Små oladdade molekyler kan ta sig rätt igenom cellmebranet som t ex CO₂ och O₂ och även NO, N₂. Övriga större molekyler kan inte ta sig igenom och heller inte joner som Na+, K+, Cl- och Ca²⁺. Proteinerna i cellmembranet har en viktig roll.

Vad endocytos och exocytos är

Membranblåsor som kan transportera större mängder, några exemplar:

Ecoxyctos

-         Körtelceller utsöndrar t ex hormoner

-         Nervceller som utsöndrar transmittorsubstanser

Endocytos

-         Fagocytos – cellen tar in fasta partiklar bakterier (vita blodkroppar)

-         Pinocytos – vätskedroppe tas upp

En överblick över cellens ämnesomsättning – katabola och anabola processer

Cellen måste ständigt ha energi för att hålla sig vid liv, maten vi äter blir till energi och byggmaterial, stora molekyler – bryts ned och transporteras till cellerna, I cellerna byggs de ihop till nya molekyler. Energi (APT) utvinns + restprodukter koldioxid och vatten.