ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

Τι πρέπει να έχω κατανοήσει καλά

από τη Βιολογία της Β’ τάξης

(ή αλλιώς…Απαραίτητες Προϋπάρχουσες Γνώσεις)

Το

παρόν φυλλάδιο αποτελεί το «απόσταγμα» των γνώσεων που πρέπει να έχουν κατακτηθεί από το μαθητή τελειώνοντας τη Β’ τάξη του Λυκείου.

Τα αναφερόμενα σημεία της θεωρίας είναι άκρως απαραίτητα για τη σφαιρική και πλήρη κατανόηση της ύλης της Γ’ Λυκείου, ιδίως στο επίπεδο της Θετικής Κατεύθυνσης.

Καλή αρχή !!!

ΕΠΙΠΕΔΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΖΩΗΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β’ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣΕΝΑ ΒΗΜΑ ΠΡΙΝ ΤΗ Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ

Από τη μικρότερη προς τη μεγαλύτερη δομή (αύξουσα σειρά)...



ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ

Μακρομόρια Πρόκειται για ενώσεις που δημιουργούνται από τη σύνδεση πολλών

μονομερών μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δε σμούς , οι οποίοι προκύπτουν με αντιδράσεις συμπύκνωσης και προσφέρουν την αναγκαία σταθερότητα.

Τα κυριότερα μακρομόρια είναι οι πρωτεΐνες, τα νουκλεϊνικά οξέα, οι υδατάνθρακες και τα λιπίδια.

Η διάσπαση των μακρομορίων στα μονομερή τους γίνεται με υδρόλυση.

Πρωτε ΐ νες: Διαδεδομένες, πολύπλοκες και εύθραυστες Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες αποτελούνται από αμινοξέα, συνήθως πάνω

από 50, συνδεδεμένα μεταξύ τους με πεπτιδικό δεσμό (=ομοιοπολικός). Υπάρχουν 20 διαφορετικά είδη αμινοξέων τα οποία διαφέρουν μεταξύ

τους μόνο στην πλευρική ομάδα (R), ενώ το σταθερό τμήμα κάθε αμινοξέος αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα στο οποίο είναι συνδεδεμένα ένα άτομο υδρογόνου, μια καρβοξυλομάδα και μια αμινομάδα.

Η αλληλουχία των αμινοξέων, δηλαδή η πρωτοταγής δομή είναι υπεύθυνη σε συνδυασμό με τις αλληλεπιδράσεις με τις πλευρικές ομάδες (R) των αμινοξέων για τη διαμόρφωση του μορίου στο χώρο (δευτεροταγής και τριτοταγής δομή) από την οποία εξαρτάται και η λειτουργικότητά της.

Πολλές πρωτεΐνες αποτελούνται από περισσότερες από μία πολυπεπτιδικές αλυσίδες π.χ. αιμοσφαιρίνη, αντισώματα (τεταρτοταγής δομή).

Μεταβολές της τρισδιά στατης δομής του μορίου υπό την επίδραση παραγόντων, όπως είναι η θερμοκρασία και το pH, έχουν σαν αποτέλεσμα την απώλεια της λειτουργικότητας της πρωτεΐνης δηλαδή την μετουσίωσή της.

Εμφανίζουν τεράστια ποικιλία τόσο στην μορφή όσο και στη λειτουργία τους.

Νουκλεϊκά Οξέα: Νήματα και αγγελιαφόροι της ζωής Τα νουκλεϊνικά οξέα αποτελούνται από τα νουκλεοτίδια. Τα νουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους με φωσφοδιεστερικούς δεσμούς

δημιουργώντας πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες. Διακρίνονται σε δύο είδη το δεσοξυριβονουκλεϊνικό οξύ (DNA) και το

ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA). Το DNA περιέχει τις γενετικές πληροφορίες του κυττάρου, έχει τη μορφή

διπλής έλικας αποτελούμενη από δύο αντιπαράλληλες πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες.

Το κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από ένα σάκχαρο (πεντόζη) τη δεσοξυριβόζη, ένα μόριο φωσφορικού οξέος και μια αζωτούχο βάση (αδενίνη, θυμίνη, κυτοσίνη και γουανίνη). Οι αζωτούχες βάσεις



διατάσσονται κάθετα ως προς τον κύριο άξονα του μορίου και απέναντι από την συμπληρωματική της (Α = Τ και G = C).

Το RNA είναι συνήθως μονόκλωνο μόριο, αντί της πεντόζης δεσοξυριβόζης διαθέτει την πεντόζη ριβόζη και αντί της αζωτούχου βάσης θυμίνη (Τ), την ουρακίλη (U). Είναι υπεύθυνο για την έκφραση της γενετικής πληροφορίας δηλαδή την πρωτεϊνοσύνθεση και συναντάται σε τρεις διαφορετικούς τύπους: (α) το αγγελιαφόρο RNA (mRNA) το οποίο φέρει τη γενετική πληροφορία από το DNA στο ριβόσωμα, (β) το μεταφορικό RNA (tRNA) το οποίο φέρει τα αμινοξέα στο ριβόσωμα και (γ) το ριβοσωμικό RNA (rRNA) που είναι δομικό συστατικό του ριβοσώματος.

Υδατάνθρακες Οι υδατάνθρακες αποτελούν πηγή ενέργειας για το κύτταρο, αλλά και

δομικά συστατικά του. Διακρίνονται σε μονοσακχαρίτες, δισακχαρίτες και πολυσακχαρίτες. Οι μονοσακχαρίτες ειναι είτε τριόζες (3 άτομα άνθρακα, λειτουργούν

ως ενδιάμεσα προϊόντα της φωτοσύνθεσης και της κυτταρικής αναπνοής), είτε πεντόζες (5 άτομα άνθρακα, δομικά συστατικά των νουκλεοτιδίων), είτε εξόζες (6 άτομα άνθρακα), όπως είναι η γλυκόζη, η φρουκτόζη και η γαλακτόζη.

Με τη συνένωση δύο μονοσακχαριτών προκύπτουν οι δισακχαρίτες. Κυριότεροι δισακχαρίτες είναι η μαλτόζη (προϊόν της πέψης του

αμύλου), η σακχαρόζη (συστατικό των φρούτων) και η λακτόζη (συστατικό του γάλακτος).

Τέλος οι πολυσακχαρίτες προκύπτουν από τη συνένωση πολλών μορίων μονοσακχαριτών. Το άμυλο, η κυτταρίνη και το γλυκογόνο είναι οι κυριότεροι πολυσακχαρίτες.

Το άμυλο έχει αποταμιευτικό ρόλο συναντάται στα φυτικά κύτταρα και η κυτταρίνη η οποία έχει δομικό ρόλο ως κύριο συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος. Το γλυκογόνο είναι και αυτό αποταμιευτικός πολυσακχαρίτης αλλά συναντάται στα ηπατικά και μυικά κύτταρα των ζώων και στους μύκητες.

Λιπίδια Χαρακτηριστικό των λιπιδίων είναι ότι είναι αδιάλυτα στο νερό. Διακρίνονται στα ουδέτερα λίπη, τα φωσφολιπίδια και τα στεροειδή. Τα ουδέτερα λίπη αποτελούνται από ένα μόριο γλυκερόλης και τρία

μόρια λιπαρών οξέων, διακρίνονται σε κορεσμένα και ακόρεστα και έχουν κυρίως αποταμιευτικό ρόλο (διπλάσια απόδοση σε σχέση με τους υδατάνθρακες).

Τα φωσφολιπίδια αποτελούνται από ένα μόριο γλυκερόλης, ένα μόριο φωσφορικού οξέος, ένα μικρότερο πολικό μόριο και δύο μόρια λιπαρών οξέων. Έχουν μια υδρόφιλη (πολική) κεφαλή και μια υδρόφοβη (μη πολική) ουρά. Ο αμφίφυλος χαρακτήρας τους είναι υπεύθυνος για τη διάταξη τους σε διπλοστιβάδα με αποτέλεσμα τον σχηματισμό κυτταρικών μεμβρανών.



Τα στεροειδή αποτελούνται από τέσσερις ανθρακικούς δακτύλιους. Κυριότερος εκπρόσωπός τους είναι η χοληστερόλη, η οποία είναι συστα-τικό των ζωικών μεμβρανών και υπεύθυνη για την ρευστότητά τους.



ΚΥΤΤΑΡΟ: Η ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΜΟΝΑΔΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ

Στο οπτικό μικροσκόπιο ένα ευκαρυωτικό κύτταρο φαίνεται σαν οροθετημένη ομοιογενής ημίρρευστη μάζα στην οποία συνήθως ξεχωρίζει ο πυρήνας. Αρχικά, δημιουργήθηκε η εντύπωση ότι αυτή η μάζα εκδηλώνει το φαινόμενο της ζωής και για αυτό ονομάστηκε πρωτόπλασμα.

Τα οργανίδια είναι δομές οι οποίες γίνονται φανερές με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Το πρωτόπλασμα μαζί με τα οργανίδια ονομάζεται κυτταρόπλασμα. Κάθε οργανίδιο ειδικεύεται σε κάποια συγκεκριμένη λειτουργία. Αξιοποιούν πηγές εξωτερικής ενέργειας π.χ. μιτοχόνδρια,

χλωροπλάστες. Συνθέτουν, τροποποιούν, μεταφέρουν ουσίες, όπως πρωτεΐνες π.χ.

ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi. Ενεργούν για τις κινήσεις του κυττάρου και την σταθερότητά του π.χ.

κυτταρικός σκελετός. Ο πυρήνας αποτελεί το κέντρο ελέγχου όλων των κυτταρικών

λειτουργιών.

ΠυρήναςΑριθμός πυρήνων ενός ευκαρυωτικού κυττάρου Φυσιολογικά κάθε κύτταρο περιέχει έναν μόνο πυρήνα. Υπάρχουν κύτταρα που περιέχουν δύο πυρήνες, όπως κάποια πρωτόζωα

Paramecium. Υπάρχουν κύτταρα που περιέχουν πολλούς πυρήνες, όπως τα γραμμωτά

μυϊκά κύτταρα. Υπάρχουν κύτταρα που δεν έχουν πυρήνα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα

αποτελούν τα ερυθρά αιμοσφαίρια τα οποία αρχικά περιέχουν έναν πυρήνα, αλλά κατά τη διαφοροποίησή τους τον χάνουν.

Μορφή και σχήμα του πυρήνα Ο πυρήνας είναι συνήθως σφαιρικός ή ωοειδής. Η διάμετρός του κυμαίνεται στα 5 nm. Συνήθως βρίσκεται στο κέντρο του κυττάρου αλλά υπάρχουν και

περιπτώσεις που είτε εκτοπίζεται στα άκρα του είτε δεν έχει καθορισμένη θέση.

Ο πυρήνας περιβάλλεται από μια μεμβράνη η οποία είναι μια στοιχειώδης μεμβράνη και ονομάζεται πυρηνικός φάκελος ή πυρηνική μεμβράνη. Ο πυρηνικός φάκελος φέρει οπές οι οποίες ονομάζονται πυρηνικοί πόροι. Η λειτουργία των πόρων είναι σημαντική αφού επιτρέπει την επικοινωνία κυτταροπλάσματος – πυρήνα: Τα μόρια RNA που δημιουργούνται στο εσωτερικό του πυρήνα

εξέρχονται στο κυτταρόπλασμα, όπου θα χρησιμοποιηθούν. Τα μόρια των πρωτεϊνών που συντίθονται στο κυτταρόπλασμα

εισέρχονται στον πυρήνα όπου χρησιμοποιούνται για διάφορους λόγους. Επίσης, τα νουκλεοτίδια δημιουργούνται στο κυτταρόπλασμα και



μεταφέρονται στον πυρήνα.

Εσωτερικά, ο πυρήνας περιέχει το πυρηνόπλασμα, μια ημίρρευστη ουσία μέσα στην οποία εντοπίζεται: Η χρωματίνη, η οποία είναι ένα σύμπλεγμα όλου σχεδόν του DNA ενός

ευκαρυωτικού κυττάρου με RNA και πρωτεΐνες . Η χρωματίνη είναι συνήθως με τη μορφή ενός ακανόνιστου δικτύου νημάτων και κοκκίων. Στην αρχή της διαίρεσης του κυττάρου η χρωματίνη σχηματίζει συμπαγείς μεμονωμένες δομές, τα χρωμοσώματα

Ο πυρηνίσκος. Κάθε πυρήνας μπορεί να έχει έναν ή και περισσότερους πυρηνίσκους. Ο πυρηνίσκος έχει σχήμα σφαιρικό και πυκνή υφή, δεν περιβάλλεται από μεμβράνη. Ο πυρηνίσκος είναι ο τόπος σύνθεσης του rRNA.

Διάφορες χημικές ενώσεις όπως νουκλεοτίδια, ένζυμα άλλες πρωτεΐνες

Ο πυρήνας είναι σημαντικός για το κύτταρο διότι εκεί: Φυλάσσεται το γενετικό υλικό (DNA). Οι πληροφορίες που είναι

καταγραμμένες στο DNA καθορίζουν τις ιδιότητες και τις λειτουργίες του κυττάρου, συνεπώς και του οργανισμού.

Αντιγράφεται το γενετικό υλικό και έτσι οι γενετικές πληροφορίες μεταβιβάζονται αναλλοίωτες (ή σχεδόν αναλλοίωτες) στα θυγατρικά κύτταρα και άτομα.

Συντίθενται τα διάφορα είδη RNA με καλούπι το DNA.

Ενδομεμβρανικό σύστημαΟι μεμβράνες του κυττάρου αποτελούν ένα ενιαίο σύνολο (δομικά και λειτουργικά), το λεγόμενο ενδομεμβρανικό σύστημα. Στο ενδομεμβρανικό σύστημα περιλαμβάνονται τα παρακάτω οργανίδια: Ενδοπλασματικό δίκτυο Σύμπλεγμα Golgi Λυσοσώματα Υπεροξειδιοσώματα Κενοτόπια

Το ενδοπλασματικό δίκτυο έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Σχηματίζει ένα πολύπλοκο δίκτυο αγωγών και κύστεων σε όλο το

κυτταρόπλασμα. Οι μεμβράνες τους αποτελούν πάνω από 50% των μεμβρανών του

κυττάρου και φαίνονται να συνδέονται με την πλασματική μεμβράνη, την πυρηνική μεμβράνη και τις μεμβράνες των άλλων οργανιδίων.

Έχει δύο μορφές το αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο που φέρει στην εξωτερική επιφάνεια των αγωγών του ριβοσώμαυτα και το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο που δεν φέρει ριβοσώματα και είναι περισσότερο σωληνοειδές.

Ρόλος ενδοπλασματικού δικτύου:Α) Μέσω των αγωγών του και σχηματίζοντας κυστίδια διακινεί ουσίες:

Μεταξύ των διαφόρων τμημάτων του κυτταροπλάσματος



Μεταξύ του πυρήνα και του εξωκυτταρικού περιβάλλοντοςΒ) Εξυπηρετεί την επιτέλεση ποικίλων βιοχημικών αντιδράσεων χάρη στα διάφορα ένζυμα που βρίσκονται στις μεμβράνες του. Ειδικότερα:

Στα ριβοσώματα του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου παράγονται οι πρωτεΐνες

Κάποιες από τις πρωτεΐνες στη συνέχεια τροποποιούνται με την προσθήκη άλλων ενώσεων π.χ. σακχάρων.

Γ) Το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο σχετίζεται: με τη σύνθεση λιπιδίων εξουδετέρωση τοξικών ουσιών.

ΡιβοσώματαΤα ριβοσώματα είναι σωματίδια (υπερμοριακά συμπλέγματα) τα οποία δεν περιβάλλονται από μεμβράνη και περιέχουν rRNA και πρωτεΐνες. Ο ρόλος των ριβοσωμάτων είναι η σύνθεση πρωτεϊνών.

Τα ριβοσώματα εντοπίζονται: Στην επιφάνεια του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου Ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα Στα μιτοχόνδρια Στους χλωροπλάστες

Σύμπλεγμα GolgiΤο σύμπλεγμα Golgi αποτελείται από συστοιχίες πεπλατυσμένων σάκων από στοιχειώδη μεμβράνηΗ λειτουργία του έχει σχέση με τις πρωτεΐνες τις οποίες:

i. Συγκεντρώνει μετά τη σύνθεση τους που γίνεται στο ενδοπλασματικό δίκτυο.

ii. Υποβάλλει σε τελική χημική επεξεργασία πχ προσθήκη μη πρωτεϊνικών τμημάτων.

iii. Μεταφέρει σε άλλα σημεία του κυττάρου ή του οργανισμού με εξωκύττωση.

Πώς διακινούνται οι πρωτεΐνες προς και από το σύμπλεγμα Golgi;Από το ενδοπλασματικό δίκτυο προς το σύμπλεγμα Golgi οι πρωτεΐνες μεταφέρονται: είτε από τις συνδέσεις των μεμβρανών τους είτε με κυστίδια. Τα κυστίδια που περιέχουν πρωτεΐνες αποκόπτονται

από το ενδοπλασματικό δίκτυο και οδεύουν προς το σύμπλεγμα Golgi όπου συγχονεύονται με τις μεμβράνες του

Το σύμπλεγμα Golgi διοχετεύει τις πρωτεΐνες αφού τις ξαναπακετάρει σε κυστίδια: με εξωκύττωση σε άλλα κύτταρα του οργανισμού σε άλλα σημεία του κυττάρου.

Λυσοσώματα



Σφαιρικά κυστίδια που περιβάλλονται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη. Περιέχουν ένζυμα με τα οποία διασπώνται μακρομόρια και μικροοργανισμοί.Στα φυτικά κύτταρα το ρόλο των λυσοσωμάτων έχουν τα χυμοτόπια.

ΥπεροξειδιοσώματαΣφαιρικά κυστίδια που περιβάλλονται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη. Περιέχουν οξειδωτικά ένζυμα τα οποία επιταχύνουν: την οξείδωση των λιπαρών οξέων την μετατροπή του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο στα κύτταρα του ήπατος και των νεφρών τη μετατροπή του

οινοπνεύματος σε ακεταλδεύδη, ώστε να αποτοξινωθεί ο οργανισμός.

ΚενοτόπιαΚενοτόπιο λέγεται κάθε κυστίδιο που περιβάλλεται από απλή στοιχειώδη μεμβράνη και περιέχει ένα υδατώδες υγρό. Ζωικά κύτταρα: έχουν διάφορα είδη κενοτοπίων όπως τα πεπτικά που

σχηματίζονται κατά τη φαγοκυττάρωση μικροβίων ή σωματιδίων τροφής

Φυτικά κύτταρα: τα κενοτόπια τους λέγονται χυμοτόπια. Λειτουργούν:o Συνήθως ως αποθήκες θρεπτικών ουσιών, χρωστικών και ιόντων

διαλυμένων στο υδατώδες υγρόo Ως αποθήκες άχρηστων προϊόντων του μεταβολισμούo Σαν λυσοσώματα, όσα περιέχουν υδρολυτικά ένζυμα

ΠλαστίδιαΤα πλαστίδια είναι οργανίδια μόνο των φυτικών κυττάρων. Διακρίνονται: Σε αμυλοπλάστες: άχρωμα πλαστίδια που αποθηκεύουν άμυλο. Σε χρωμοπλάστες: περιέχουν χρωστικές. Βρίσκονται σε άνθη, φύλλα,

καρπούς. Σε χλωροπλάστες: βρίσκονται μόνο στα φωτοσυνθετικά κύτταρα.

Δομή χλωροπλαστών και ιδιότητές τουςΟι χλωροπλάστες περιβάλλονται από δύο ομαλές χωρίς πτυχές στοιχειώδεις μεμβράνες. Το εσωτερικό των χλωροπλαστών καταλαμβάνεταια από μια ρευστή μάζα, το στρώμα, μέσα στο οποίο εντοπίζονται:1. Θυλακοειδή grana: πεπλατυσμένα κυστίδια που στοιβάζονται το ένα

πάνω στο άλλο.2. Ελασμάτια: μεμονωμένες μεμβρανώδεις δομές που συνδέονται τα

grana.3. DNA, ένζυμα και ριβοσώματα. Χάρη σε αυτά ο χλωροπλάστης

αναπαράγεται και συνθέτει ορισμένες από τις πρωτεΐνες του, έχει δηλαδή μερική ανεξαρτησία από τον πυρήνα.

Μιτοχόνδρια και λειτουργία τους Τα μιτοχόνδρια δίνουν στην ενέργεια μορφή κατάλληλη για τις

κυτταρικές λειτουργίες. Κύτταρα με αυξημένες ενεργειακές ανάγκες περιέχουν μεγάλο αριθμό μιτοχονδρίων.



Τα μιτοχόνδρια περιβάλλονται από διπλή στοιχειώδη μεμβράνη εκ των οποίων η μία η εσωτερική έχει πτυχές προς τα μέσα. Το εσωτερικό των μιτοχονδρίων καταλαμβάνεται από μία παχύρρευστη μάζα, τη μήτρα όπου εντοπίζονται DNA ένζυμα και ριβοσώματα. Έτσι, μπορούν να αναπαράγονται να συνθέτουν ορισμένες από τις πρωτεΐνες τους, έχουν δηλαδή μερική ανεξαρτησία από τον πυρήνα.

Το σχήμα των μιτοχονδρίων είναι επίμηκες σφαιρικό ή ωοειδές

Δομή κυτταρικού σκελετούΤο κυτταρόπλασμα δεν είναι μία ημίρρευστη άμορφη μάζα αλλά διασχίζεται από ένα πλέγμα πρωτεϊνικών ινιδίων, των κυτταρικό σκελετό ο οποίος συνίσταται από μικροσωληνίσκους, μικροϊνίδια και ενδιάμεσα ινίδια.

Ρόλος κυτταρικού σκελετού Στηρίζει μηχανικά το κύτταρο. Συγκρατεί τα οργανίδια σε συγκεκριμένες θέσεις ή τα βοηθά να

κινηθούν. Συμμετέχει στην κίνηση του ίδιου του κυττάρου. Στα ζωικά κύτταρα, οι μικροσωληνίσκοι συγκροτούν το κεντροσωμάτιο,

το οποίο βοηθά στη κυτταροδιαίρεση.

Κυτταρικό τοίχωμαΤα φυτικά κύτταρα έχουν γύρω από την πλασματική τους μεμβράνη ένα πρόσθετο περίβλημα, το κυτταρικό τοίχωμα. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι ανθεκτική δομή που αποτελείται από πολυσακχαρίτες κυρίως κυτταρίνη.

Ρόλος κυτταρικού τοιχώματος Λειτουργεί σαν εξωτερικός σκελετός του κυττάρου. Προστατεύει το κύτταρο από εξωτερικές πιέσεις. Προστατεύει το κύτταρο από διάρρηξη σε υπότονο περιβάλλον.



ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Όλοι οι οργανισμοί προκειμένου να επιβιώσουν και να επιτελέσουν τις λειτουργίες τους χρειάζονται ενέργεια. Οι φυτικοί οργανισμοί μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης σε χημική και έτσι μπορούν να την χρησιμοποιήσουν. Με τη ίδια διαδικασία φτιάχνουν και τα απαραίτητα υλικά.

Οι ζωικοί οργανισμοί εξασφαλίζουν την ενέργεια και τα υλικά που χρειάζονται από το περιβάλλον με την τροφή τους. Τις περισσότερες, όμως, φορές δεν μπορούν να τα αξιοποιήσουν άμεσα. Για το λόγο αυτό μετατρέπονται σε άλλες ενώσεις οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν με δύο τρόπους:

1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ, αντιδράσεις διάσπασης).

2. Να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη για την σύνθεση δομικών ή λειτουργικών μορίων που είναι απαραίτητα για τον οργανισμό. (ΑΝΑΒΟΛΙΣΜΟΣ, αντιδράσεις σύνθεσης).

Μεταβολισμός

Η ενέργεια η οποία παράγεται στα κύτταρα κατά τις αντιδράσεις του καταβολισμού αποθηκεύεται σε χημικούς δεσμούς βιομορίων, οι οποίοι όταν σπάσουν την αποδίδουν.

Μεταφορά ενέργειας στα κύτταρα

Η μεταφορά ενέργειας από την περιοχή του κυττάρου όπου παράγεται από τις εξώθερμες αντιδράσεις σε εκείνη όπου καταναλώνεται από τις ενδόθερμες αντιδράσεις γίνεται με τη σύζευξη εξώθερμων και ενδόθερμων αντιδράσεων.

Καταβολισμός είναι το σύνολο των αντιδράσεων διάσπασης πολύπλοκων ουσιών σε απλούστερες με ταυτόχρονη παραγωγή ενέργειας. Περιλαμβάνει αντιδράσεις που αποδίδουν στο περιβάλλον ενέργεια, άρα είναι εξώθερμες.

Αναβολισμός είναι το σύνολο των χημικών αντιδράσεων κατά τις οποίες πραγματοποιείται σύνθεση πολύπλοκων χημικών ουσιών από απλούστερες Περιλαμβάνει αντιδράσεις που απορροφούν από το περιβάλλον ενέργεια, άρα είναι ενδόθερμες.



Ένα μέρος από την παραγόμενη ενέργεια αποδίδεται στο περιβάλλον σα θερμότητα και το υπόλοιπο χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση των ενδόθερμων αντιδράσεων.

Η μεταφορά από τις εξώθερμες στις ενδόθερμες γίνεται με το μόριο της τριφωσφορικής αδενοσίνης ( ATP ). Το ATP είναι ένα νουκλεοτίδιο το οποίο περιέχει τρία μόρια φωσφορικού οξέος.

Οι δεσμοί μεταξύ του πρώτου και δεύτερου και μεταξύ δεύτερου και τρίτου μορίου φωσφορικού οξέος για να δημιουργηθούν απαιτούν να προσφερθεί μεγάλο ποσό ενέργειας και όταν διασπαστούν αποδίδουν την ενέργεια αυτή.

Ειδικότερα κατά την πραγματοποίηση μιας εξώθερμης αντίδρασης η ενέργεια που παράγεται χρησιμοποιείται για να ενωθεί μια φωσφορική ομάδα στη δισφωσφορική αδενοσίνη και αυτή να μετατραπεί σε τριφωσφορική αδενοσίνη. Η ενέργεια βρίσκεται αποθηκευμένη στο δεσμό αυτό. Στη συνέχεια το ΑΤΡ μεταφέρεται στο μέρος του κυττάρου, όπου πραγματοποιείται μια ενδόθερμη αντίδραση ο δεσμός σπάει και η ενέργεια που αποδίδεται χρησιμοποιείται από την ενδόθερμη αντίδραση.

Σύνθεση μορίων ΑΤΡ = ενδόθερμη αντίδραση:

ΑDT + P + E ATP

Διάσπαση μορίων ΑΤΡ = εξώθερμη αντίδραση:

ATP ΑDT + P + E

Το ΑΤΡ χαρακτηρίζεται σαν ενεργειακό νόμισμα γιατί μεσολαβεί μεταξύ των κυτταρικών διεργασιών οι οποίες αποδίδουν ενέργεια και αυτών που καταναλώνουν ενέργεια.

Το ΑΤΡ αναγεννάται συνεχώς σύμφωνα με τις προηγούμενες αντιδράσεις, είναι σαν επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Η φορτισμένη μορφή της είναι το ΑΤΡ και η αφόρτιστη το ADP. Το ΑΤΡ δεν αποθηκεύεται, αλλά μόλις συντεθεί γρήγορα καταναλώνεται.



Μηχανισμός δράσης των ενζύμων

Ενέργεια ενεργοποίησης είναι η ενέργεια η οποία πρέπει να προσφερθεί στα αντιδρώντα μόρια για να ξεκινήσει η αντίδραση.

Αν τις αντιδράσεις του μεταβολισμού, τις κάνουμε στο εργαστήριο έξω από το κύτταρο παρατηρούμε ότι απαιτούν μεγάλα ποσά θερμότητας, τα οποία θα κατέστρεφαν το κύτταρο.

Επίσης, ο χρόνος πραγματοποίησης τους είναι πολύ μεγάλος και το κύτταρο δεν μπορεί να περιμένει γιατί οι ανάγκες ενός κυττάρου είναι άμεσες.

Τα κύτταρα για να αντιμετωπίσουν τα προβλήματα αυτά διαθέτουν μηχανισμό μείωσης της ενέργειας ενεργοποίησης που δεν είναι άλλος από τα ένζυμα.

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες και δρουν ως καταλύτες αντιδράσεων οι οποίες πραγματοποιούνται στο εσωτερικό του κυττάρου. Χωρίς αυτά πολλές αντιδράσεις δε θα ήταν δυνατό να πραγματοποιηθούν.

Η ταχύτητα μιας αντίδρασης μπορεί να αυξηθεί εκατομμύρια φορές.

Αυτό επιτυγχάνεται με τον κατάλληλο προσανατολισμό των αντιδρώντων μορίων, τα οποία λέγονται υποστρώματα.

Κάθε ένζυμο έχει μια ειδική περιοχή το ενεργό κέντρο στο οποίο ενώνεται το υπόστρωμα. Ενεργό κέντρο και υπόστρωμα ταιριάζουν δομικά (κλειδί-κλειδαριά).

Όταν το υπόστρωμα συνδεθεί με το ενεργό κέντρο οι δεσμοί μεταξύ των μορίων του εξασθενούν, σπάνε εύκολα και μπορούν να δημιουργηθούν νέοι οπότε να πάρουμε τα προϊόντα της αντίδρασης.

Ιδιότητες ενζύμων

1. Είναι πρωτεΐνες (κατά κανόνα). 2. Η καταλυτική δράση του ενζύμου καθορίζεται από την τριτοταγή δομή

της πρωτεΐνης και χάνεται αν αυτή αλλάξει.3. Μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης μιας αντίδρασης .4. Μείωση του χρόνου πραγματοποίησης της αντίδρασης, δηλαδή αύξηση

της ταχύτητας μιας αντίδρασης.5. Ένα ένζυμο είναι ειδικό για μία αντίδραση ή το πολύ κάποιες συγγενικές

αντιδράσεις και όχι για οποιαδήποτε, παρουσιάζει δηλαδή εξειδίκευση.6. Ένα ένζυμο μπορεί να χρησιμοποιηθεί περισσότερες από μία φορές γιατί

παραμένει αναλλοίωτο ποσοτικά και ποιοτικά.7. Η δραστικότητα των ενζύμων επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες

με σημαντικότερους το p Η και τη θερμοκρασία .



Κατηγορίες ενζύμων

Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση των ενζύμων

1. Θερμοκρασία : Με αύξηση της θερμοκρασίας, πέρα από ένα συγκεκριμένο όριο για κάθε ένζυμο, μειώνεται η δραστικότητά του ή χάνεται μόνιμα γιατί «χαλάει» η τριτοταγής δομή του (μετουσίωση).

2. p Η : Για κάθε ένζυμο υπάρχει μία τιμή στην οποία παρουσιάζει μέγιστη δραστικότητά. Σε ακραίες τιμές pH, τα ένζυμα μπορεί να καταστραφούν (μετουσίωση).

3. Συγκέντρωση υποστρώματος : Αύξηση συγκέντρωσης υποστρώματος οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας της αντίδρασης, μέχρι όμως ενός σημείου. Από εκεί και πέρα, η ταχύτητα δεν αλλάζει γιατί όλα τα μόρια ενζύμων είναι ενωμένα με υπόστρωμα και συνεπώς τα επιπλέον μόρια υποστρώματος δεν βρίσκουν ελεύθερα μόρια ενζύμων για να ενωθούν.

4. Συγκέντρωση ενζύμου: αν η θερμοκρασία, το pΗ είναι σταθερά και η συγκέντρωση του υποστρώματος δεδομένη, αύξηση του ενζύμου οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας της αντίδρασης.

Αναστολείς της δράσης των ενζύμων

Αναστολείς είναι οι ουσίες οι οποίες αναστέλλουν/εμποδίζουν τη δράση των ενζύμων. Μπορεί να είναι:

i. Αντιστρεπτοί , οι οποίοι εμποδίζουν παροδικά τη δράση των ενζύμων και όταν πάψουν να υπάρχουν το ένζυμο επανέρχεται στην κανονική του λειτουργία.

ii. Μη αντιστρεπτοί : συνδέονται μόνιμα με το ένζυμο και δεν το αφήνουν πια να δράσει.

Συμπαράγοντες ενζύμωνΜερικά ένζυμα είναι δραστικά μόνο με την παρουσία ουσιών οι οποίες δεν είναι πρωτεΐνες και ονομάζονται συμπαράγοντες.

Ένζυμο + Συνένζυμο = Ολοένζυμο

Ενδοκυτταρικά: δρουν μέσα στο κύτταρο και είναι είτε ελεύθερα είτε δεσμευμένα σε πρωτεΐνες.

Εξωκυτταρικά: εκκρίνονται από τα κύτταρα και δρουν στο εξωτερικό των κυττάρων όπως π.χ. στο στομάχι και άλλες κοιλότητες.

Ανόργανα ιόντα, όπως π.χ. Zn+2 , Cu+2.

Οργανικές ουσίες όπου ανήκουν και τα συνένζυμα. Πολλά από τα συνένζυμα είναι βιταμίνες ή περιέχουν βιταμίνες.



ΓΕΝΕΤΙΚΗ

Οι οργανισμοί είναι αναγκασμένοι να αντλούν ενέργεια από το περιβάλλον τους για να διατηρούνται. Όμως, χρειάζονται και πληροφορίες για το πώς θα αξιοποιηθεί η ενέργεια αυτή. Τις πληροφορίες αυτές τις κληρονομούν από τους προγόνους τους.Οι κληρονομικές ή γενετικές πληροφορίες είναι καταγεγραμμένες στο DNA. Η Γενετική μελετά τον τρόπο καταγραφής, έκφρασης και κληροδότησής τους στις επόμενες γενιές.

Κυτταρικός κύκλος ή κύκλος ζωής του κυττάρου ονομάζεται το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών διαιρέσεών του, δηλαδή το χρονικό διάστημα από τη στιγμή της γέννησης του κυττάρου μέχρι να δώσει δικούς του απογόνους.

Ο κυτταρικός κύκλος είναι συνεχής και χωρίζεται σε δύο φάσεις:ΜεσόφασηΜιτωτική διαίρεση ή μίτωση

Η μεσόφαση αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του κυτταρικού κύκλου, περίπου το 90 – 95% του κυτταρικού κύκλου. Παρεμβάλλεται μεταξύ δύο διαδοχικών μιτωτικών διαιρέσεων. Κατά τη διάρκεια της μεσόφασης το κύτταρο φαίνεται να αδρανεί και ο πυρήνας του δεν εμφανίζει ηρεμία. Όμως το κύτταρο αυξάνει σε μέγεθος και προετοιμάζεται για τη διαίρεσή του. Για το λόγο αυτό αυξάνει ο ρυθμός του μεταβολισμού. Ειδικότερα, το DNA διπλασιάζεται, παράγονται πρωτεΐνες συντίθενται RNA. Η μεσόφαση διαιρείται σε τρία στάδια:

Στάδιο G1 Στάδιο S Στάδιο G2

Το DNA λειτουργεί ως γενετικό υλικό, διότι μπορεί:

Να παράγει ακριβή αντίγραφα του μεταβιβάζοντας τις γενετικές πληροφορίες από τη μια γενιά κυττάρων και οργανισμών στην επόμενη.

Να καθορίζει τη σύνθεση των διαφόρων τύπων RNA και έτσι των πρωτεϊνών που εξυπηρετούν δομικά και λειτουργικά το κύτταρο και, συνεπώς, τον οργανισμό.

Σημείωση: Υπάρχουν κάποιοι ιοί οι οποίοι αντί για DNA έχουν RNA σαν γενετικό υλικό.

Κεντρικό δόγμα της Βιολογίας Το DNA αντιγράφεται και φτιάχνει δύο θυγατρικά μόρια, πανομοιότυπα με το αρχικό.Το DNA μεταγράφεται και φτιάχνει RNA.Το RNA μεταφράζεται και φτιάχνει πρωτεΐνες.



ΕΞΑΙΡΕΣΗ: κάποιοι ιοί που έχουν σαν γενετικό υλικό RNA είναι ικανοί να συνθέτουν DNA από RNA. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφή.

Αντιγραφή του DNAΟι πρώτες έρευνες σχετικά με τον αυτοδιπλασιασμό του DNA έγιναν στο βακτήριο Escherichia coli. Το βακτήριο αυτό επιλέγει γιατί, ως προκαρυωτικός οργανισμός, το DNA του δεν είναι συνδεδεμένο με πρωτεΐνες και είναι μικρότερο και πιο εύκολο να μελετηθεί.

Ο αυτοδιπλασιασμός του DNA εξελίσσεται ως εξής:i. Σπάζουν οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των συμπληρωματικών βάσεων.ii. Η δίκλωνη έλικα ξετυλίγεται.iii. Οι κλώνοι αντιγράφονται ταυτόχρονα χάρη στο ένζυμο DNA-

πολυμεράση III, σύμφωνα με την αρχή (κανόνα) της συμπληρωματικότητας. Έτσι ανάλογα με τη βάση που περιέχει κάθε νουκλεοτίδιο του μητρικού κλώνου απέναντί του στοιχίζεται ένα νέο νουκλεοτίδιο. (Α=Τ, G=C).

iv. Τα νέα νουκλεοτίδια συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς . v. Σταδιακά, οι δύο μητρικοί κλώνοι (αλυσίδες) χωρίζονται τελείως

καθώς σχηματίζονται οι νέοι. Κάθε νέος είναι συμπληρωματικός με το μητρικό τον οποίο είχε ως πρότυπο.

Στα προκαρυωτικά κύτταρα ο αυτοδιπλασιασμός αρχίζει από ένα σημείο, ενώ στα ευκαρυωτικά από πολλά και έτσι έχει πιο υψηλό ρυθμό.

Λέμε ότι το DNA αυτοδιπλασιάζεται ημισυντηρητικ ά , γιατί κάθε θυγατρικό μόριο αποτελείται από έναν παλιό κλώνο και από έναν καινούριο.

Η πιστότητα της αντιγραφής διασφαλίζεται με ένα μηχανισμό στον οποίο συμμετέχει πάλι το ένζυμο DNA -πολυμεράση ΙΙΙ . Το ένζυμο αυτό έχει την ικανότητα να διαπιστώνει και να επιδιορθώνει τα λάθη που έχουν συμβεί κατά τη διάρκεια της αντιγραφής.

Το DNA αντιγράφεται στον πυρήνα πριν από τη μίτωση με συνέπεια κάθε



θυγατρικό κύτταρο να κληρονομεί γενετικό υλικό ποιοτικά και ποσοτικά ίδιο με αυτό που είχε το μητρικό. Έτσι, οι γενετικές πληροφορίες κληροδοτούνται με θαυμαστή ακρίβεια από γενιά σε γενιά.

Μεταγραφή Το γενετικό υλικό DNA βρίσκεται στον πυρήνα, ενώ τα ριβοσώματα όπου γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών βρίσκονται έξω από αυτόν, άρα εκεί πρέπει να φτάσουν οι γενετικές πληροφορίες.

Το DNA δεν μετακινείται εκτός πυρήνα για τους εξής λόγους: Η πυρηνική μεμβράνη είναι αδιαπέραστη από το DNA. Συχνά το κύτταρο χρειάζεται να παράγει πολλά μόρια μιας

πρωτεΐνης και τότε θα αδυνατούσε το ίδιο μόριο DNA να βρίσκεται ταυτόχρονα σε διαφορετικά ριβοσώματα.

Τα προβλήματα μεταφοράς των γενετικών πληροφοριών λύνεται με ένα ενδιάμεσο μόριο , το mR ΝΑ . Το αγγελιοφόρο RΝΑ παράγεται στον πυρήνα με τη διαδικασία της μεταγραφής με πρότυπο το DNA και μεταφέρει πληροφορία από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα.

Η μεταγραφή RNA από DNA εξελίσσεται ως εξής:i. Σπάζουν οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των συμπληρωματικών βάσεων

στο τμήμα του κλώνου DNA που έχει τη ζητούμενη γενετική πληροφορία και ανοίγει η διπλή έλικα

ii. Λόγω της συμπληρωματικότητας των βάσεων, απέναντι σε κάθε δεσοξυριβονουκλεοτίδιο του ενός μόνο κλώνου του DNA στοιχίζεται ένα συμπληρωματικό ριβονουκλεοτίδιο (Α=U, G=C).

iii. Το ένζυμο RNA -πολυμεράση συνδέει διαδοχικά τα ριβονουκλεοτίδια με ομοιοπολικό δεσμό, οπότε συντίθεται ένα μονόκλωνο μόριο RNA.

Γονίδιο ονομάζεται μια αλληλουχία νουκλεοτιδίων τμήματος του DNA, η οποία αποτελεί πρότυπο για τη σύνθεση ενός RNA.Η διαδικασία οναμάζεται μεταγραφή γιατί η γενετική πληροφορία που ήταν γραμμένη στη γλώσσα του DNA μεταγράφεται στη γλώσσα του RNA στην οποία αντί της θυμίνης χρησιμοποιείται η αζωτούχος βάση ουρακίλη.

Η μεταγραφή είναι διαδικασία υψηλής ακρίβειας. Όμως η RNA - πολυμεράση δεν αντικαθιστά τα λάθος νουκλεοτίδια . Έτσι, τα λάθη διατηρούνται. Όμως, από αυτά επηρεάζονται μόνο οι πρωτεΐνες που συντίθονται από συγκεκριμένο ανακριβές mRNA.

Με τη διαδικασία της μεταγραφής παράγονται όλα τα είδη RNA.

ΜετάφρασηΗ μετάφραση είναι η τρίτη και τελική φάση στην έκφραση της γενετικής πληροφορίας κατά την οποία συντίθεται το πρωτεϊνικό μόριο στα ριβοσώματα. Κατά τη μετάφραση η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων ενός



mRNA καθορίζει την αλληλουχία των αμινοξέων μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας.

Μεταξύ δεσοξυριβονουκλεοτιδίων και ριβονουκλεοτιδίων η αντιστοίχιση είναι ένα προς ένα. Όμως η αντιστοίχιση μεταξύ των βάσεων των ριβονουκλεοτιδίων και των αμινοξέων είναι πιο περίπλοκη. Δεν είναι ένα προς ένα διότι δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν περισσότερα από τέσσερα διαφορετικά αμινοξέα. Ούτε δύο προς ένα γιατί οι διαφορετικές δυάδες βάσεων είναι 42=16 άρα θα κωδικοποιούνταν το πολύ 16 ανιμοξέα. Μπορεί όμως μια τριάδα βάσεων να αντιστοιχεί σε ένα αμινοξύ. Οι διαφορετικές τριάδες είναι 43=64, άρα επαρκούν για να καλύψουν όλα τα αμινοξέα.

Κωδικόνιο ονομάζεται κάθε τριάδα διαδοχικών νουκλεοτιδίων που κωδικοποιεί ένα αμινοξύ.

Γενετικός κώδικας ονομάζεται το σύνολο των αντιστοιχιών των κωδικονίων σε συγκεκριμένα αμινοξέα κατά τη μετάφραση.

Ο γενετικός κώδικας έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:Είναι τριαδικός, μια τριάδα δηλαδή νουκλεοτιδίων κωδικοποιεί ένα αμινοξύ.Τρία (UAG, UAA, UGA) κωδικοποιούν για τη λήξη της μετάφρασης.Ένα (AUG) κωδικοποιεί για την έναρξη της μετάφρασης και για το αμινοξύ μεθειονίνη.Είναι εκφυλισμένος, με την έννοια ότι κάθε αμινοξύ εκτός από δύο το κωδικοποιούν περισσότερα από ένα κωδικόνια τα λεγόμενα συνώνυμαΕίναι μη επικαλυπτόμενος. Η μετάφραση ξεκινώντας από καθορισμένα σημεία στο mRNA (AUG) προχωρεί κατά ένα κωδικόνιο σε κάθε βήμα. Έτσι κάθε νουκλεοτίδιο δρα σαν μέλος μιας μόνο τριάδας.Είναι παγκόσμιος. Οποιοδήποτε κωδικόνιο έχει το ίδιο νόημα σε όλους τους οργανισμούς. Το γεγονός αυτό αποτελεί ισχυρό επιχείρημα υπέρ της κοινής καταγωγής των οργανισμών.

Οι παράγοντες οι οποίοι συμμετέχουν στην πρωτεϊνοσύνθεση είναι:i. mRNA (φορέας της πληροφορίας) (=η «συνταγή»)ii. Τα ριβοσώματα (= ο τόπος σύνθεσης της πρωτεΐνης)iii. Τα αμινοξέα (= τα συστατικά πρωτεΐνης)iv. Ποικίλα ένζυμα (=οι «προξενήτρες»)v. ATP (ενέργεια) (=το «καύσιμο»)vi. tRNA (μεταφορά αμινοξέων) (=ο «χαμάλης»)

Τα χαρακτηριστικά του tRNA είναι: Το αντικωδικώνιο. Είναι συμπληρωματικό με ένα κωδικόνιο του mRNA

και όταν το αναγνωρίσει σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου που συνδέουν το tRNA με το mRNA.

Μια περιοχή πρόσδεσης του αμινοξέος.

Η πρωτεϊνοσύνθεση εξελίσσεται σε τρία στάδια:



Έναρξη: το mRNA συνδέεται σε ειδική θέση κάποιου ριβοσώματος. Η πρωτεϊνοσύνθεση αρχίζει αφού το ριβόσωμα εντοπίσει πρώτα το κωδικόνιο έναρξης (AUG). Τότε, το tRNA συνδέεται με αντικωδικόνιο συμπληρωματικό στο AUG, που φέρει το αμινοξύ μεθειονίνη.

Επιμήκυνση: Δίπλα στο πρώτο tRNA έρχεται δεύτερο με αντικωδικόνιο συμπληρωματικό στο δεύτερο κωδικόνιο. Το αμινοξύ του αναπτύσσσει πεπτιδικό δεσμό με τη μεθειονίνη. Το πρώτο tRNA αποαπάται από τη μεθειονίνη και απομακρύνεται προς το κυτταρόπλασμα ενώ το ριβόσωμα μετατίθεται στο τρίτο κωδικόνιοοπότε τη θέση του πρώτου κωδικονίου παίρνει το δεύτεροπου φέρει το δοπεπτίδιο.

Λήξη: όταν το ριβόσωμα εντοπίσει ένα κωδικόνιο λήξης σταματά η πρωτείνοσύνθεση και η πολυπεπτιδική αλυσίδα αποσπάται από το ριβόσωμα.

Πολλές πολυπεπτιδικές αλυσίδες πρέπει να υποστούν ενζυμική επεξεργασία για να είναι λειτουργικές.

Η χρωματίνη και το χρωμόσωμαΤο DNA συνίσταται από δύο περιελισσόμενους κλώνους, δηλαδή, από μία διπλή έλικα. Το μόριο μπορεί να είναι κυκλικό όπως στα βακτήρια, τα μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες ή γραμμικό όπως στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων. Το DNA του πυρήνα μαζί με μικρή ποσότητα RNA και με πάνω από 50% του βάρους πρωτεΐνες συγκροτούν τη νουκλεοπρωτεΐνη χρωματίνη. Στη μεσόφαση η χρωματίνη σχηματίζει ένα πλέγμα, το δίκτυο

χρωματίνης που συνίσταται από μεμονωμένες ίνες και κοκκία. Κάθε ίνα προκύπτει από πολύπλοκη περιέλιξη του γύρω από τις πρωτεΐνες.

Κατά την κυτταρική διαίρεση η χρωματίνη είναι συμπυκνωμένη σε χρωμοσώματα.

Ομόλογα χρωμοσώματα: στα σωματικά κύτταρα των ανώτερων οργανισμών τα χρωμοσώματα απαρτίζουν ζεύγη. Τα μέλη ενός ζεύγους είναι τα ομόλογα χρωμοσώματα. Καθένα από τα χρωμοσώματα αυτά: Έχει όμοια μορφή με το ομόλογό του, δηλαδή το ίδιο σχήμα και μέγεθος. Περιέχει γονίδια που ελέγχουν με τον ίδιο ή διαφορετικό τρόπο τις ίδιες

ιδιότητες. Έχει κάθε γονίδιο του σε ίδια θέση (γονιδιακός τόπος) με το ομόλογό

του.

Διπλοειδή ονομάζονται τα κύτταρα που έχουν ζεύγη χρωμοσωμάτων, συνεπώς και γονιδίων.

Απλοειδή ονομάζονται τα κύτταρα που έχουν μόνα χρωμοσώμτα και γονίδια.

Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων είναι αυστηρά καθορισμένος για κάθε είδος οργανισμού.

ΜΙΤΩΣΗ ΚΑΙ ΜΕΙΩΣΗ: ΔΥΟ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΠΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΞΕΡΕΙΣ !



Μίτωση

Η μίτωση είναι ο τρόπος διαίρεσης ενός ευκαρυωτικού κυττάρου. (Οι προκαρυωτικοί οργανισμοί, δηλαδή τα βακτήρια ΔΕΝ διαιρούνται με την διαδικασία της μίτωσης).

Με την διαδικασία της μίτωσης παράγονται δύο θυγατρικά κύτταρα τα οποία είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους αλλά και με το αρχικό.

Γενικά, την ζωή του κυττάρου μπορούμε να την χωρίσουμε σε δυο μεγάλες φάσεις. Στην πρώτη φάση που λέγεται μεσόφαση, το κύτταρο ζει, κάνει τον μεταβολισμό του, μεγαλώνει και επικοινωνεί με το περιβάλλον του. Στη φάση της μεσόφασης επιτελούνται οι διαδικασίες της μεταγραφής της μετάφρασης, ενώ στο τέλος της μεσόφασης γίνεται και η αντιγραφή του γενετικού μας υλικού, του DNA. Στην δεύτερη φάση την μίτωση το κύτταρο διαιρείται (μίτωση).

Στην αρχή της μίτωσης διασπάται η πυρηνική μεμβράνη και άρα το διπλασιασμένο πια DNA βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα. Επειδή το DNA έχει διπλασιαστεί λέμε ότι διακρίνουμε δύο αδερφές χρωματίδες ενωμένες μεταξύ τους στο κεντρομερίδιο. Οι δυο αδερφές χρωματίδες που είναι ενωμένες στο κεντρομερίδιο αρχίζουν να συσπειρώνονται και τότε πια δομούν τα χρωμοσώματα. Τα χρωμοσώματα είναι στη μέγιστη συσπείρωση τους στη φάση της μετάφασης. Τότε, είναι ορατά και με το οπτικό μικροσκόπιο. Στη φάση της μετάφασης τα χρωμοσώματα έχουν διαταχθεί στο κέντρο του κυττάρου το ένα κάτω από το άλλο με μεγάλη ακρίβεια.

Αφού το κύτταρο σιγουρευτεί ότι έχει γίνει με μεγάλη ακρίβεια η ταξινόμιση των χρωμοσωμάτων, περνάει στη φάση της ανάφασης όπου και διαχωρίζονται μεταξύ τους οι αδερφές χρωματίδες και οδεύουν προς τα άκρα του κυττάρου. Στο τέλος της μίτωσης, διαιρείται και το κυτταρόπλασμα του κυττάρου και δημιουργούνται έτσι δυο θυγατρικά κύτταρα παρόμοια τόσο μεταξύ τους όσο και με το μητρικό κύτταρο.

Μείωση



Μείωση είναι η διαδικασία παραγωγής γαμετών (ωάρια και σπερματοζωάρια) στους ευκαρυωτικούς διπλοειδείς οργανισμούς. Διπλοειδέις λέγονται οι οργανισμοί που έχουν από δύο φορές τα γονίδια τους. Το ένα από τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα είναι μητρικής και το άλλο πατρικής προέλευσης.

Σε έναν διπλοειδή ευκαρυωτικό οργανισμό όλα τα κύτταρα διαιρούνται με μίτωση, εκτός και αν πρόκειται να γίνουν γαμέτες οπότε ακολουθείται η διαδικασία της μείωσης.

Στη μείωση διακρίνουμε την μείωση Ι και την μείωση ΙΙ (βλ. και σχήμα) Πριν ξεκινήσει η διαδικασία της μείωσης, το γενετικό υλικό

διπλασιάζεται και έτσι διακρίνουμε αδερφές χρωματίδες ενωμένες μεταξύ τους στο κεντρομερίδιο.

Στην διαδικασία της μείωσης Ι, διαχωρίζονται μεταξύ τους τα ομόλογα χρωμοσώματα.

Στην διαδικασία της μείωσης ΙΙ, διαχωρίζονται μεταξύ τους οι αδερφές χρωματίδες.

Τελικό προιόν της μείωσης είναι τέσσερα κύτταρα, τα οποία έχουν μισή ποσότητα γενετικού υλικού από το μητρικό.

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

Documents

Transcript of ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ