ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ & Η ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ Dr. ΜΙΧΜΙΖΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ TMHMA ΔΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu Dr. ΜΙΧΜΙΖΟΣ: 2005-2006

ΚΥΤΤΑΡΑ & ΒΙΟΜΟΡΙΑ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Η ΓΕΝΝΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ 17ος αιώνας: Οπτικό Μικροσκόπιο (Leweenhook) 1665 : Παρατήρηση “Κυττάρου” (R. Hook) 1838 (Mattias Schleiden) 1839 (Theodor Scwann) 1860 : Η Συνέχεια της Ζωής (L. Pasteur) : ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Κύτταρο: - Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ μονάδα της Ζωής Η μικρότερη δυνατή μονάδα της ζωής (ΜΥΚΟΠΛΑΣΜΑΤΑ: Τα μικρότερα, 0,1μm) Εμφάνιση: ΠΡΟΑΚΡΥΩΤΙΚΑ πριν ~4 δισ χρόνια ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΑ πριν 100 εκατ χρόνια ΕΞΑΙΡΕΣΕΙΣ: Ιοί & Prions Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Βακτήρια Κυανοβακτήρια ΟΛΑ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΑ αλλά: σχηματίζουν κοινοκυτταρικά ΒιοΦίλμ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Τυπική Δομή Προκαρυωτικού Κυττάρου Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Τύποι Προκαρυωτικών Κυττάρων Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Φωτοσυνθετικό Βακτήριο Procloron Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Χαρακτηριστικά διαθέτουν: (α) ΠΥΡΗΝΑ (με 2πλή μεμβράνη) (β) σαφές ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ (γ) ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟ (δ) Αυτόνομο ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟ (Μιτοχόνδρια & Χλωροπλάστες) (στ) σαφή ΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Τυπική Δομή Ευκαρυωτικού Κυττάρου Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Τυπική Δομή Ζωικού Κυττάρου Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΖΩΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Dileptus & Paramecium Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΦΥΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Τυπική Δομή Φυτικού Κυττάρου Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Πάνω από 10,000,000 είδη οργανισμών (& το κάθε ένα αποτελείται από διαφορετικά είδη κυττάρων) Στον Άνθρωπο: ~200 είδη κυττάρων - όλα από το ΖΥΓΩΤΟ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΠΟΙΗΣΗ Πχ: Νευρικά κύτταρα, Μυϊκά κύτταρα & Επιθηλιακά κύτταρα εντέρου Η Διαφοροποίηση εντοπίζεται σε: - ΜΟΡΦΗ - ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Η Διαφοροποίηση επιτυγχάνεται με: - ΡΥΘΜΙΣΗ της ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΩΝ Σπάνιες αλλά δεν έχουν εξαλειφθεί Ακόμα και από φυσιολογικές διαδικασίες Σημαντικά Γονίδια ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΝΤΑΙ Η ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΙΑ ΣΗΜΑΙΝΕΙ ΕΞΑΦΑΝΙΣΗ  ΒΑΚΤΗΡΙΑ : ανταλλαγή πλασμιδίων ΑΝΩΤΕΡΟΙ : Φυλετική Αναπαραγωγή Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΕΞΕΛΙΞΗ 2 ΔΥΝΑΜΕΙΣ: Ι. ΕΠΙΒΙΩΣΗ ΙΙ. ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Παράδειγμα Εξέλιξης Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Νερό & Ζωή Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Δεσμός Υδρογόνου Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Χημική Σύσταση του Κυττάρου Διαλυμένα σε ΝΕΡΟ υπάρχουν: Ιόντα αλάτων (Να+, Κ+, Ca++, Cl-) Μέταλλα (Zn, Fe, Se) Διαλυμένα αέρια (O2, CO2) Απλές Οργανικές ενώσεις (Γλυκόζη) Μακρομοριακές ενώσεις (Πρωτεΐνες, Νουκλεικά οξέα, Λιπίδια, Πολυσαγχαριτές) Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΑΝΘΡΑΚΑΣ: Η Βάση της ΔΟΜΗΣ ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: όσες περιέχουν C (εκτός: CO, CO2 & HCO-) 4 Ομοιοπολικοί Δεσμοί  ΜΕΓΑΛΟΜΟΡΙΑΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Σταθερές αλυσίδες πολλών ατόμων C Πλάγιες ομάδες (πχ: CH3-) μεταβάλλουν λειτουργία Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΒΙΟΜΟΡΙΑ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΛΙΠΙΔΙΑ ΝΟΥΚΛΕΪΝΙΚΑ ΟΞΕΑ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ Μονο-, Δι- & Πόλυ-σακχαρίτες (CH2O)n ΓΛΥΚΟΖΗ, ΦΡΟΥΚΤΟΖΗ, ΓΑΛΑΚΤΟΖΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ: Πηγές ενέργειας Μηχανική στήριξη κυττάρων (κυτταρίνη) Δομικά μέρη ΓΛΥΚΟΠΡΩΤΕΪΝΩΝ & ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ – αλλά και ΝΟΥΚΛΕϊΚΩΝ ΟΞΕΩΝ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ Πηγές ενέργειας (πχ: Γλυκόζη) Μηχανική στήριξη κυττάρων (πχ: κυτταρίνη φυτών, χιτίνη εντόμων) Δομικά μέρη ΓΛΥΚΟΠΡΩΤΕΪΝΩΝ & ΓΛΥΚΟΛΙΠΙΔΙΩΝ Μεμβρανών – αλλά και ΝΟΥΚΛΕϊΚΩΝ ΟΞΕΩΝ (πχ: σάκχαρα ομάδων αίματος) Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΓΛΥΚΟΖΗ C6H12O6 Συντίθεται κατά τη ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ (φυτά) ή την ΓΛΥΚΟΓΕΝΕΣΗ (ζώα) Παράγεται από καταβολισμό πιο πολύπλοκων Υδατανθράκων Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΦΡΟΥΚΤΟΖΗ Ο πιο γλυκός μονοσακχαρίτης Σάκχαρο φρούτων, μελιού Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΓΑΛΑΚΤΟΖΗ Δεν βρίσκεται ελεύθερη στη φύση Παράγεται μόνο στους μαστικούς αδένες των ΘΗΛΑΣΤΙΚΩΝ Με μια απλή μετατροπή δίνει ΓΛΥΚΟΖΗ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΔΙΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Σχηματισμός Γλυκοζιτικού δεσμού με αφάιρεση 1 μορίου νερού (συμπύκνωση) ΣΑΚΧΑΡΟΖΗ: Γλυκόζη + Φρουκτόζη (σε τροφές με υδατάνθρακες) ΛΑΚΤΟΖΗ : Γλυκόζη + Γαλακτόζη (στο γάλα & στα γαλακτοκομικά) ΜΑΛΤΟΖΗ : Γλυκόζη + Γλυκόζη (σε προϊόντα βύνης & δημητριακά) Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Οι μικρότερες αλυσίδες: ΟΛΟΓΟΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Σύνδεση των Μονοσκχαριτών με ΟΜΟΙΠΟΛΙΚΟΥΣ δεσμούς ΦΥΤΙΚΟΙ: Κυτταρίνη ΖΩΙΚΟΙ : Γλυκογόνο Εμφανίζονται σε ΠΟΛΛΕΣ Ισομορφές με ίδια ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ αλλά διαφορετική ΣΤΕΡΕΟΤΑΚΤΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ (ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ) Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΛΙΠΙΔΙΑ Ίδιας ατομικής σύστασης με Υδατάνθρακες ΑΛΛΑ: διαφορετικής διάταξης & αναλογίας πχ: Γλυκόζη (C6H12O6) αλλά: Στεατίνη (C57H110O6) Συμπεριλαμβάνουν ΒΙΤΑΜΙΝΕΣ (Α & D) και ΟΡΜΟΝΕΣ Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΑΠΛΑ ή ΟΥΔΕΤΕΡΑ ΛΙΠΗ Ή ΤΡΙΓΛΥΚΕΡΙΔΙΑ Σημαντικότερες αποθήκες λίπους ΔΟΜΗ: από 2 τμήματα: - ΓΛΥΚΕΡΟΛΗ (3C) - 3 ΛΙΠΑΡΑ ΟΞΕΑ Οι λιπαρές τροφές αποτελούν μίγμα κορεσμένων & ακόρεστων λιπαρών οξέων Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΣΥΜΠΛΟΚΑ ΛΙΠΗ Σύνθετα μόρια με εξαιρετική βιολογική σημασία ΦΩΣΦΟΛΙΠΙΔΙΑ :- περιέχουν ΓΛΥΚΕΡΟΛΗ - Βιολογικές Μεμβράνες! ΓΛΥΚΟΛΙΠΙΔΙΑ : αλυσίδες υδατανθράκων σε ομοιοπολική σύνδεση με λιπίδια ΛΙΠΟΠΡΩΤΕΪΝΕΣ : - σχηματίζονται στο ήπαρ (από: Τριγλεκρίδια, Φωσφολιπίδια & Χοληστερόλη) - μεταφορά λιπών στο αίμα Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Δομή Φωσφολιπιδίων Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΜΟΡΙΑ (Μετά τα Νουκλεϊκά οξέα) Τα πιο πολύπλοκα Βιοπολυμερή Από 20 αμινοξέα σε τεράστιες αλυσίδες Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ Ένζυμα : κατάλυση πολλών κυτ. Αντιδράσεων Κυτταροσκελετός: Δομική σταθερότητα & Κίνηση Διαπερατότητα Μεμβρανών (μεταβολίτες, αέρια, ορμόνες) Επικοινωνία : Ορμόνες & Νευροδιαβιβαστές Γονιδιακή Ρύθμιση  Κυτταρική Διαφοροποίηση Κυτταρική Αναγνώριση  Οργάνωση σε Ιστούς Ρύθμιση Συγκεντρώσεων Μεταβολιτών Μεταβολισμός : Αναπνοή & Φωτοσύνθεση Άμυνα : Αντισώματα Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΔΟΜΗ ΑΜΙΝΟΞΕΩΣ H NΗ2- C -COOH R Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Τα Αμινοξέα των Ζωντανών Οργανισμών Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Ο ΠΕΠΤΙΔΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ H O H H H O ΝΗ2-C-C-OH H-N-C-COOH NH2-C-C NH-C-COOH R1 R2 R1 R2 Ολιγοπεπτίδια & Πολυπεπτίδια (<50 αμινοξέα) 1ταγής, 2ταγής, 3ταγής & 4ταγής δομή Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Επίπεδα Πρωτεϊνικής Δομής Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Ένζυμα: Η Δομή  Λειτουργία Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Διαμεμβρανικές Πρωτεΐνες Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Αναπτυξιακή Σημασία Πρωτεϊνών Νεογνική & Παιδική ηλικία: 1/3 των συνολικών πρωτεϊνών που προσλαμβάνονται  αύξηση & ανάπτυξη ιστών Μετά την πλήρη ανάπτυξη: ανακύκλωση Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΝΟΥΚΛΕΪΚΑ ΟΞΕΑ: DNA & RNA Η αρχή της ικανότητας αυτοδιπλασιασμού Από πολυμερισμό ΝΟΥΚΛΕΟΤΙΔΙΩΝ: - Αζωτούχο δακτύλιο (βάση) [ΠΟΥΡΙΝΕΣ: A, G & ΠΥΡΙΜΙΔΙΝΕΣ: T/U, C] - Σάκχαρο με 5 C (πεντόζη) [ΔΕΣΟΞΥΡΙΒΟΖΗ ή ΡΙΒΟΖΗ] - 1-3 φωσφορικές ομάδες Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Δομή Νουκλεοτιδίων Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

Συμπληρωματικότητα Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΝΟΥΚΛΕΟΤΙΔΙΩΝ Βραχυπρόθεσμοι φορείς ενέργειας (ΑΤΡ  ADP  AMP: σε νουκλεϊκά οξέα) Σχηματισμός ΣΥΝΕΝΖΥΜΩΝ (πχ: CoA της κυτταρικής αναπνοής) Μόρια ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗΣ (πχ: cAMP) Δομικές μονάδες Νουκλεϊκών οξέων Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΑΤΡ: Το Ενεργειακό Νόμισμα Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ Αποθήκευση Έκφραση Μεταφορά Τι ακριβώς είναι η ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ; Τι είναι το ΓΟΝΙΔΙΟ; Ποια τα πιθανά προϊόντα ενός Γονιδίου; Τι είναι το ΓΟΝΙΔΙΩΜΑ; Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu

ΤΕΛΟΣ 2ης ΔΙΑΛΕΞΗΣ 1ο Κεφ. - σελ. 1-16 Dr. ΜΙCHΜΙΖΟΣ, UTh-Edu