Grunnleggende cellebiologi Ann Kristin Sjaastad Sert. yrkeshygieniker, Dr. Philos HMS-seksjonen, NTNU Tema Cellens oppbygning Transportmekanismer Arvestoff og proteinsyntese Mutasjoner og genotoksisitet 2 1
Cellemembranen Fosfolipider, proteiner, kolesterol Regulerer passasjen av stoffer inn og ut av cellen Holder membranproteiner på plass Sammenknytning til naboceller Gjenkjenner og mottar informasjon til cellen fra kjemiske budbringere 3 Cytoplasma Vann, elektrolytter, næringsstoffer, proteiner Celleskjelettet Organeller 4 2
Cellekjernen Kommandosentralen Inneholder arvestoffet Omgitt av kjernemembran 5 Endoplasmatisk retikulum Nettverk av membraner, væskefylt hulrom Forbundet med celle- og kjernemembranen Kornet Med ribosomer Glatt Uten ribosomer 6 3
Ribosomer Består av proteiner og ribonukleinsyre (RNA) Bundet til ER eller fritt i cytoplasma Produserer proteiner etter oppskrift fra arvestoffet i kjernen 7 Golgiapparat Flate membransekker, tett sammen Tar imot, sorterer, pakker og videresender proteiner produsert i kornet ER 8 4
Mitokondrier Ovale organeller med dobbel membran Produserer energi (ATP) Varierende antall i ulike celletyper 9 Lysosomer Små membranblærer Inneholder enzymer som kan bryte ned bakterier og fremmede partikler Viktig i immunforsvarsceller 10 5
Oversikt - cellen Ulike celletyper Ca 200 ulike celletyper i kroppen danner ulike typer vev Grov inndeling: Epitelvev Bindevev Muskelvev Nervevev 12 6
Transport over membraner Cellemembranen avgrenser cellen Regulerer transporten av stoffer inn og ut av cellen Passiv eller aktiv transport Med eller uten tilførsel av energi 13 Passiv transport (1) Diffusjon Utjevner konsentrasjonsforskjeller (gradienter) Hastighet: Proporsjonal med konsentrasjonsgradienten Over membraner: Avh. av cellemembranens og de aktuelle molekylenes struktur Kan skje via porer i membranen Kan skje via transportproteiner i membranen 14 7
Passiv transport (2) Filtrasjon Transport av molekyler løst i vann gjennom porer i cellemembranen Drives av trykkforskjeller 15 Aktiv transport/lettet diffusjon Vanligvis via transportproteiner i cellemembranen Spesifikk mekanisme Systemet kan mettes Et stoff kan fortrenge et annet Aktiv transport: Kan skje mot konsentrasjonsgradient, krever energi Lettet diffusjon: Avh av konsentrasjonsgradient, krever ikke energi 16 8
Endo- og eksocytose Avsnøring av små blærer med materiale fra utsiden av cellemembranen (endocytose) eller fra innsiden av membranen (eksocytose) Kan skje via reseptorer for enkelte stoffer Fagocytose: større molekyl Pinocytose: væske Kan kobles til lysosymer 17 Oppsummering - transportmekanismer 9
ph-verdier og diffusjon Stoffer som finnes i både ladd og uladd form: Uladd form er mest fettløselig Syrer og baser: ph-verdien bestemmer forholdet mellom ladd og uladd form F.eks. benzosyre og anilin: R-CO2H + H2O R-CO2- + H3O+ R-NH2 + H2O R-NH3+ + OH- Andelen benzosyre som er uladd er høy ved lav ph og avtar med økende ph-verdi Motsatt for anilin: lav andel uladd form ved lav ph, økende andel med økende ph-verdi 19 ph-verdier og diffusjon (2) I magesekken: ph 1. I blodet: ph 7,4 Raskt opptak av benzosyre fra mage til blod, langsomt opptak av anilin fra mage til blod Andre faktorer med betydning: Kontaktflate og kontakttid 10
Arvestoff og proteinsyntese (1) Arvestoff i alle celler Informasjon om hvordan cellen skal bygges oppskrift på proteiner Proteinene består av aminosyrekjeder 20 ulike aminosyrer uendelig antall kombinasjoner Proteinets egenskaper og funksjon bestemmes av aminosyresekvensen 21 Arvestoff og proteinsyntese (2) Arvestoffets oppbygning: Nukleotider fosfat, deoksyribose, base Fire baser Adenin (A), Guanin (G), Tymin (T), Cytosin (C) Deoksyribonukleinsyre: DNA dobbel nukleotidkjede 22 11
DNA 23 Arvestoff og proteinsyntese (3) Et gen = en del av DNA koder for et bestemt protein 24 12
Arvestoff og proteinsyntese (4) Proteinsyntese: DNA RNA ribosomer RNA: Ribonukleinsyre Enkel nukleotidkjede Transporterer informasjon fra DNA i kjernen til ribosomene i cytoplasma Kontrollerer syntesen av proteiner 25 13
Mutasjoner Kromosom 2 x 23 par i menneskeceller I kjønnsceller: 1 kromosom fra hvert par Mutasjoner endringer i arvestoffets informasjon kan oppstå spontant kan forårsakes av ytre, gentoksiske påvirkninger kan overføres til neste generasjon kan repareres 27 Gentoksisitet Kjemisk/fysisk betinget skade på arvematerialet (DNA) og på de genetiske prosessene i levende celler Gen-mutasjoner Baseparsubstitusjon, SNP, addukt Kromosomforandringer SCE, translokasjon, delesjon, fusjon Aneuploidi Trisomi, feks. Downs syndrom Turners syndrom 28 14