2014-10-09 Cellen och vävnader SJSE11 Människan: biologi och hälsa 16 oktober 2014 Annelie Augustinsson Innehåll • Cellens utvecklig och utseende samt vävnader • Cellkontakter • Cellens beståndsdelar; proteiner, lipider och kolhydrater • Cellmembranet; transportmekanismer, passiv och aktiv transport, membranpotential och aktionspotential • Cytosol • Cellorganeller; cellkärnan (DNA, celldelning och proteinsyntesen), ribosomen (proteinsyntesen), granulärt ER (proteinsyntesen), Golgiapparaten (proteinsyntesen) och mitokondrien (ATP-produktionen) Cellernas storlekar Små sfäriska blodceller (några hundradels mm) Äggcell (~ 0,1 mm) Långsträckt nervcell 1m 1 2014-10-09 Celldifferentiering Bild 3.11 Sand et al. Människokroppen Vävnader Epitelvävnad Enskiktat plattepitel Enskiktat kubiskt epitel Enskiktat cylinderepitel Flerskiktat plattepitel Övergångsepitel Muskelvävnad Skelettmuskulatur Hjärtmuskulatur Glatt muskulatur Stödjevävnad Benvävnad Hyalint brosk Fibröst brosk Elastiskt brosk Lucker fibrös bindväv Fast fibrös bindväv Fettväv Nervvävnad Flytande vävnad Cellförbindelser Desmosom Tight junction Gap junction Bild 3.12 Sand et al. Människokroppen 2 2014-10-09 Cellens fasta beståndsdelar – proteiner Aminosyra Peptid Protein Cellens fasta beståndsdelar – lipider Fosfolipid Triglycerid Kolesterol Cellens fasta beståndsdelar – kolhydrater Monosackarider Polysackarid Disackarid 3 2014-10-09 Cellmembranets uppbyggnad • • • • Fosfolipider Kolesterol Proteiner Kolhydrater Hydrofil del Hydrofob del Transport genom cellmembranet Passiv transport Sker utan tillskott av energi och är beroende av koncentrationsgradienten. Aktiv transport Kräver tillskott av energi och är helt oberoende av koncentrationsgradienten. Passiva transporter Diffusion Transport av ämnen genom cellmembranet tills koncentrationen är lika på båda sidor om membranet. Osmos (osmotisk diffusion) Transport av vatten genom cellmembranet. Filtration Transport av vätska genom cellmembranet från ett vätskerum med högre hydrostatiskt tryck till ett vätskerum med lägre tryck. 4 2014-10-09 Aktiv transport = Na/K-pumpen ECV ICV 1. 2. P Na+ ATP ADP Na+ Na+ K+ 4. 3. P K+ Transport av stora molekyler Exocytos = ut ur cellen Endocytos = in i cellen Bild 2.20 Sand et al. Människokroppen Membranpotential Bild 2.23 Sand et al. Människokroppen 5 2014-10-09 Aktionspotential Figur 4.7 Christensen, R. Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor Cellkärnan (nucleus) I alla celler som kan dela sig (föröka sig) finns cellkärnor. Cellkärnorna innehåller genetisk information, arvsmassa, det vill säga DNA (deoxyribonukleinsyra), som lagras och överförs från generation till generation. Cellkärnan (nucleus) Cellkärnan omges av ett dubbelt kärnmembran. Genom porer i membranet kan små molekyler och joner passera in i eller ut ur kärnan. 6 2014-10-09 Cellkärnan (nucleus) DNA-molekylen liknar en lång spiraltrappa. Trappstegen = kvävebaser Två baser = ett trappsteg http://frank.itlab.us/photo_essays Adenin + Tymin Cytosin + Guanin Cellkärnan (nucleus) Tre kvävebaser bredvid varandra (triplett) bildar en mall för en aminosyra. De tripletter som tillsammans behövs för att bilda ett protein kallas en gen. Det totala antalet gener i en organism kallas genom. Triplett http://frank.itlab.us/photo_essays Cellkärnan (nucleus) Vanligtvis ligger DNA-molekylen i en enda röra inuti cellkärnan = kromatin. Vid celldelning sker en noggrann sortering och packetering i kromosomer. 7 2014-10-09 Cellkärnan (nucleus) Cellkärnan innehåller 46 kromosomer (23 kromosompar). 22 par kallas autosomala kromosomer. Par nr 23 kallas könskromosomer. Celldelning Mitos Meios Proteinsyntesen I kärnan ”Receptet” Informationen överförs (receptet kopieras) Kopian = mRNA På ribosomen Polypeptiden syntetiseras I ER och i Golgiapparaten Proteinet modifieras (veckas) och transporteras 8 2014-10-09 Proteinsyntesen På det granulära ER finns ribosomer fästade. Nytillverkade proteiner förflyttas till ER för transport och modifiering. Nästan färdiga proteiner innesluts i blåsor (ER-membran) och förs till Golgiapparaten. Proteinsyntesen Efter modifiering i Golgiapparaten ”förpackas” proteinerna i sekretblåsor som transporterar proteinerna ut i cytoplasman. Proteinerna tillförs cellmembranet eller frisätts genom exocytos. Baka bullar (proteinsyntesen) Får uppmaning om att ta med till biblioteket (cellkärnan) för (DNA). bullar till skolan. Går att hitta en receptbok Hittar ett bra recept (en gen). Får inte låna hem receptboken. Tar en kopia (mRNA). Tar med kopian hem till köket (cytosolen), där en stor bunke (ribosom) används. Alla ingredienser som står i receptet tillsätts till bunken i rätt ordning (tRNA + aminosyror). Efter att degen har fått jäsa en stund hälls den ut på bakbordet (granulärt endoplasmatiskt retikulum) och kavlas ut. Degen smöras, rullas ihop, skärs i bitar (modifiering) och placeras i formar (membranblåsa). Bullarna förflyttas till ugnen de bakas klart (ytterligare (Golgiapparaten) där modifiering). Bullarna tas ut ur ugnen och läggs i en påse (membranblåsa) för förflyttning (exocytos). 9 2014-10-09 Mitokondrie Figur 1.7 Christensen, R. Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor ATP-produktionen Mitokondrierna är cellens energifabriker. De producerar värme (70 – 90%) och ATP (10 – 30%), som är den viktigaste formen av lagrad energi. ATP = adenosintrifosfat P P P Adenosin ATP P P P Energi Adenosin ADP + Energi + P I cytosolen Anaerob process 1 glukosmolekyl 2 ATP 2 puryvat I mitokondrien Aerob process 2 ATP 34 ATP Bild 1.33 Sand et al. Människokroppen 10 2014-10-09 CYTOSOL Anaerob process Glykolys 1 glukosmolekyl 2 pyruvat + 2 ATP MITOKONDRIE Aerob process Acetyl-CoA Citronsyracykeln Vatten Koldioxid Oxidativ fosforylering 2 ATP 34 ATP Värme 11