ביוכימיה- חיים

Front 1

תיאוריית התא

Back 1

1. תאים הם היחידות אשר מרכיבות את כל צורות החיים.
2. כל היצורים החיים מורכבים מתאים.
3. כל התאים מקורם בתאים שקדמו להם. אין "יצירה מחדש".

Front 2

וירוסים בתור תאים?

Back 2

וירוסים הם אינם תאים. וירוסים הם קטנים בהרבה מהבקטריות והם מתחלקים אך ורק כאשר הם נמצאים בתוך "תא מארח".

Front 3

סיווג יצורים

Back 3

1. יצורים חד תאיים- Unicellular Organisms : יכולים להיות פרוקריוטים, כמו למשל חיידקים, וגם יוקריוטים, כמו למשל אמבה.
2. יצורים רב תאיים- Multicellular Organisms : לרוב יהיו יוקריוטיים.

Front 4

תא פרוקריוטי

Back 4

א. התא עטוף בממברנה שתוחמת את התא. מחוץ לממברנה יש דופן תא שבנוי מחומר קשיח, לרוב סוג של פוליסכריד שהתא עצמו מפריש כלפי חוץ. הממברנה המהווה את קרום התא היא הממברנה היחידה שקיימת. ליצורים פרוקריוטיים אין ממברנות בתוך התא.
ב. החומר הגרעיני מתרכז באיזשהו אזור בתא. אזור זה לא נפרד באופן ממשי מיתר תוכן התא. כלומר, ביצורים פרוקריוטיים אין הפרדה מוחלטת בין הפעולות באזור המכיל את החומר התורשתי לשאר התא.
ג. לתא יש ריבוזומים.
ד. בעל כרומוזום יחיד.
ה. לתא אין שלד תוך תאי. לכן, היציבות והקשיחות של התאים נוצרת רק ממעטפת התא.

Front 5

תא יוקריוטי

Back 5

א. עטוף ממברנה שתוחמת את התא אך יש גם ממברנות בתוך התא עצמו.
ב. החומר התורשתי מרוכז בגרעין המופרד מיתר התא ומהציטופלסמה ע"י מעין ממברנה.
ג. בתא יש כל מיני אברונים כולל רשתית אנדופלסמטית, ריבוזומים, גופיף גולג'י, מיטוכונדריה ועוד.
ד. לתא יש מספר רב של כרומוזים. מספר הכרומוזומים שונה בין המינים השונים ומאפיין כל מין ומין.
ה. לתא יש ריבוזומים אך הם שונים מעט מהריבוזומים בתא הפרוקריוטי, גדולים יותר.
ו. לתא יש שלד תוך תאי המעניק לתא יציבות.
10-100 micron

Front 6

ההתפתחות מפרוקריוטים ליוקריוטיים

Back 6

• התפתחות היוקריוטיים לאורך מיליוני שנים אפשרה להפריד בין תהליכים גנטיים שמתרחשים בגרעין לבין תהליכים ותפקידים אחרים המתרחשים בציטופלסמה.
• בנוסף, התפתחות זו אפשרה בקרה טובה יותר של תהליכים מטבוליים ונוצרה אפשרות טובה לתאים להתפתח ולהתמיין לתפקידים שונים, ספציפיים לכל תא ותא.

Front 7

Proliferation

Back 7

חלוקת התא.
מהר מאוד מרגע הפריית הביצית, מתחילה חלוקה רבה מאוד של תאים.

Front 8

Differentiation

Back 8

התמיינות התא.
לאחר שהתא התחלק הוא מתחיל לקבל על עצמו תפקיד מסוים. כדי שתא יתמיין הוא צריך להפסיק להתחלק ולכן תהליך ההתמיינות בא על חשבון תהליך ההתחלקות. דוגמאות לתפקידי תאים- תנועתיות (תאי שריר), הולכה (תאי עצב), סינתזה- הפרשה של אינזימים (תאי לבלב), עיכול תוך תאי (מאקרופאגים) ועוד. כל התאים הממויינים האלו מקורם באותו תא שנוצר כאשר תא זרע פגש ביצית.
הערה- תא יכול להישאר כתא גזע, שעוד לא התמיין

Front 9

תפקידי ה
DNA

Back 9

בתוך גרעין התא נמצא ה-DNA הדו גדילי הנושא את האינפורמציה הגנטית. ל-DNA יש שני תפקידים עיקריים, לשכפל את עצמו ולעבור שעתוק ולהעביר אינפורמציה לRNA ראשוני.

Front 10

Transcription
שעתוק

Back 10

ה-DNA עובר שעתוק ל- RNA ראשוני הנקרא Primary RNA. ה- RNA בניגוד ל-DNA הוא חד גדילי. בנוסף, ה- DNA חומר מאוד יציב בעוד שה-RNA מאוד לא יציב.

Front 11

Splicing
שחבור

Back 11

ה-Primary RNA נושא את האינפורמציה הגנטית שהועברה מה-DNA ועובר תהליך של Splicing. בתהליך זה קטעים מתוך אותו RNA, שאין בהם אינפורמציה חשובה, יוצאים החוצה ומתקבל ה-RNA הקצר יותר שנקרא Messenger RNA. לאזורים "שיוצאים" החוצה קוראים אינטרונים. האזורים הרלוונטים, הנשארים ב-RNA נקרא אקסונים.

Front 12

Translation
תרגום

Back 12

ה- Messenger RNA הנושא את האינפורמציה ליצירת חלבונים יוצא מגרעין התא אל הציטופלסמה דרך נקבוביות הקיימות במעטפת הגרעין. לאחר היציאה מהגרעין, ה-Messenger RNA עובר תהליך של תרגום ליצירת חלבונים. תהליך זה נקרא תרגום כי "השפה" של חומצות גרעין שונה מהשפה של חלבונים. אבני היסוד של הרנא והדנא הם הנוקליאוטידים בעוד שהחלבונים בנויים מחומצות אמינו. לכן, כל רצף של שלושה נוקליאוטידים מהווים "קודון" ליצירת חומצת אמינו אחת. ע"י קריאת רצף הנוקליאוטידים ב- Messenger RNA התא יודע "לסדר" את חומצות האמינו אחת אחרי השנייה ולבנות את שרשרת החלבונים. *הערה חשובה: הזרימה של האינפורמציה הגנטית היא תמיד חד כיוונית !

Front 13

Amphipatic

Back 13

(biochemistry) often refers to the surface(s) on a protein, particularly an alpha helix, where one surface of the alpha helix has hydrophilic amino acids and the opposite face has hydrophobic (or lipophilic) amino acids

Front 14

מרכיבי התא

Back 14

א. ממברנות.
ב. מעטפת הגרעין.
ג. רשתית אנדופלסמתית.
ד. מערכת גולג'י.
ה. ריבוזומים
ו. ליזוזומים
ז. The Ubiquitin- Proteasome Protein Degradation System,
ח. מיטוכונדריה
ט. שלד תוך תאי

Front 15

מרכיבי הממברנות

Back 15

ליפידים, חלבונים, סוכרים.

Front 16

מבנה הממברנה

Back 16

הממברנה היא אינה סימטרית. הצד שפונה כלפי חוץ הוא יותר קשיח (רוב הפוספוליפידים רווים) והצד הפנימי בעל דרגה מסויימת של קשרים כפולים ולכן הממברנה פחות קשיחה. הגליקוליפידים תורמים לחוסר הסימטריה מכיוון שהם פונים אך ורק כלפי חוץ. בנוסף, מטענים שליליים מרוכזים בעיקר בצד הפנימי של הממברנה, הצד הפונה אל הציטופלסמה. הממברנה למעשה מגדירה אזור הידרופובי שמפריד בין התא והסביבה. כלומר, למרות הראשים הפולריים שפונים כלפי חוץ וכלפי פנים (מאפשר לממברנה להתמזג עם הסביבה), הממברנה היא בעיקר הידרופובית. לכן, רק מולקולות המתמזגות טוב באיזור הידרופובי יכולות להיכנס ולצאת מהתא.

Front 17

ליפידים

Back 17

שומנים, מרכיבים כ-50% מהממברנה
Phospholipids
Cholestrol
Glycolipids

Front 18

Phospholipids

Back 18

משפחה של מולקולות המאופיינת בראש פולארי (הידרופילי) וזנב שומני שאינו פולארי. לדוגמא- Phosphatidylcholin. ההבדלים בין הפוספוליפידים השונים באים לידי ביטוי גם באזור הפולארי וגם באזור השומני של המולקולה.
התארגנות הפוספוליפידים:
Lipid Micelle: כמו טיפת שומן במים. הראש הפולארי נוטה כלפי חוץ והזנבות השומניים פונים כלפי פנים. פניית הראשים הפולאריים כלפי חוץ חשובה מכיוון שהיא מאפשרת למולקולה להיות בתוך מים. סידור זה אינו מתרחש בגוף חי
Lipid Bilayer: זהו השלד של כל הממברנות. הראשים הפולאריים פונים כלפי מעלה וכלפי מטה וביניהם יש אזור מאוד הידרופובי. דרגת הרוויון של הפוספוליפיד חשובה מאוד לאופי הממברנה. אם הפוספוליפיד מאוד רווי הממברנה יותר קשיחה. אם הליפידים פחות רוויים הממברנה פחות קשיחה. כלומר, להרכב הכימי של הפוספוליפידים חשיבות רבה.

Front 19

Cholestrol

Back 19

בעל ראש פולארי מאוד קטן ובהמשך יש טבעת סטרואידים שטוחה וקשיחה ואחריה יש גם זנב שומני. זוהי מולקולה Amphipatic. הכולסטרולים מסתדרים בדר"כ בין הפוספוליפידים כאשר האזור השומני מתמזג בין הזנבות השומניים של הפוספוליפידים. ברוב הממברנות, היחס בין הפוספוליפידים לכולסטרול הוא 1:1. הכולסטרול מיוצר ע"י כל התאים, משמש כחומר מקדים לסינתזה של הורמונים סטרואידים, חומצות מרה וויטמין D.

Front 20

Glycolipids

Back 20

מהווים גורם מאוד קטן מסך הליפידים. מולקולות אלו מכילות סוכר שקשור לשומן. הגליקוליפידים מתרכזים בעיקר בצד החיצוני של של שתי השכבות של הליפידים. בדר"כ פונים כלפי חוץ ולא כלפי תוכן התא. תפקידם לספק אנרגיה אך בעיקר לשמש כסמנים – Cellular Recognition.

Front 21

חלבונים

Back 21

מרכיבים כ- 50% מהממברנה. על כל מולקולת חלבון בממברנה יש כחמישים מולקולות של שומן (כי החלבונים הרבה יותר גדולים). בעוד שהליפידים בונים את השלד של הקרום, החלבונים עוסקים בקשר ובאינטראקציה עם הסביבה. החלבונים ממוקמים בתוך ה- Lipid Bilayer

Front 22

סיווג חלבונים עפ"י מיקום

Back 22

i. חלבונים טרנס-ממברנאליים (חוצי ממברנה): חוצים את הממברנה מצד לצד, מחוץ לתא אל תוך הציטופלסמה.
ii. חלבונים אינטגרליים: קבורים בתוך הממברנה בצד אחד אך לא חוצים אותה לגמרי. החלבונים האינטגרליים יכולים להיות בצד הציטופלסמה או בצד החיצוני.
iii. חלבונים פריפריאליים: לא נמצאים ממש בתוך הקרום אלא קשורים לחלבונים אחרים- חוצי ממברנה או אינטגרליים.
כל חלבוני הממברנה הם Amphipatic, אחרת הם לא היו יכולים להישאר בתוך הממברנה (היו נזרקים החוצה).

Front 23

סיווג חלבונים עפ"י תפקיד

Back 23

רצפטורים- קולטנים
Pump משאבות
Channels תעלות

Front 24

חלבונים המהווים רצפטורים

Back 24

אלו הם חלבוני ממברנה, לרוב טרנסממברנאליים שקושרים הורמונים וגורמי גדילה המגיעים בזרם הדם או הנמצאים במרווח החוץ תאי. ההבדל העיקרי בין הורמון לגורמי גדילה הוא שהורמונים, בהגדרתם, מופרשים מבלוטה מסוימת ולכן מופרשים הרחק מאיבר המטרה. לעומתם, גורמי גדילה פועלים לרוב במקום מסוים, הם יכולים להיות מופרשים ע"י תאים שונים ולאו דווקא ע"י בלוטה.
* Ligand -מושג כללי המתייחס למולקולה הקושרת רצפטורים. ה- Ligand, שיכול להיות הורמון או Growth Factor, נקשר לצד החוץ תאי של הרצפטור. בעקבות הקשירה של הליגנד, מתרחש שינוי מבני: האזור התוך תאי של הרצפטור "נפתח" ומשנה את צורתו. בנוסף, בעקבות קשירת הליגנד יש "זרחון" של הרצפטור (קשירת זרחן אל הרצפטור). זוהי פעולה חשובה מאוד של הורמונים שתורמת למעבר של אינפורמציה מתא לתא. הזרחון גורם לאקטיבציה של הרצפטור ולפעילות ביולוגית מסוימת.

Front 25

חלוקת הליגנדות לקבוצות

Back 25

מבחינת מיקום, ניתן לחלק את הלגנדות לשלוש קבוצות:
• אנדוקרינים: הורמון שנוצר ע"י תא מרוחק, לרוב בלוטה, ונקשר על רצפטורים ספציפיים להורמון זה. כלומר, הרצפטורים מאוד ספציפיים, רצפטור להורמון גדילה לא יקשור אינסולין ולהיפך. כל רצפטור "מכיר" רק את הליגנד הספציפי שלו.
• אוטוקרינים: מופרשים ע"י תא מסוים ונקשרים על פני רצפטורים הנמצאים על אותו תא.
• פרקריניים: רצפטורים עבור חומרים המופרשים בקרבת מקום, ע"י תאים קרובים לתא הקולט. כלומר, אחראים על תקשורת בסביבה הקרובה.
* G- Protein Linked Receptors: רצפטורים מיוחדים החוצים את הממברנה 7 פעמים, בעלי חשיבות רבה בפעילות עצבים.

Front 26

חלבונים שמתפקדים כמשאבות
Pump

Back 26

שומרים על המפל האלקטרוכימי של הממברנות. תפקידם חשוב בעיקר לאיתות תאי, מעבר אינפורמציה

Front 27

חלבונים שמתפקדים כתעלות
Channels

Back 27

חלבונים שמאפשרים מעבר של יונים, מים ומולקולות הידרופיליות אחרות אל ומחוץ לתא.

Front 28

סוכרים

Back 28

מהווים פחות מאחוז אחד מהממברנה.
מולקולות Amphipatic - מולקולות בעלות אזור הידרופילי ואזור הידרופובי. רוב המולקולות המרכיבות את הממברנה הן כאלו, מכילות אזורים הידרופוביים והידרופיליים.

Front 29

מעטפת הגרעין

Back 29

מבנה "מעטפת" הממברנה הכפולה- Lipid Bilayer נמצא סביב הגרעין, סביב המיטוכונדריה וסביב הכלורופלסטיים (המצויים בצמחים). מעטפת הגרעין מאופיינת בשתי ממברנות-
• Outer Nuclear Membrane, Inner Nuclear Membrane. לאורך מעטפת הגרעין יש "נקודות הדבקה" שמחזיקות יחד את הממברנה החיצונית והפנימית.
• Perinuclear Space: המרווח בין שתי הממברנות.
• במעטפת יש חורים המאפשרים מעבר חומרים מתוך הגרעין לתא ולהיפך.
• Nuclear Lamina: סוג מסוים של חלבונים המרפדים את הגרעין מבפניםNucleoplasma: תוכן הגרעין.

Front 30

Endoplasmic Retinaculum

Back 30

קיים רק בתאים יוקריוטיים.
זוהי רשת מאוד מסועפת של ממברנות, אשר בחלק מן התאים ממלאים כמעט את כל חלל התא. רשת זו נוצרת כ"התמשכות" מהקרום החיצוני מבין שני הקרומים המרכיבים את מעטפת הגרעין. התמשכות זו של הקרום יוצרת את הרשת המסועפת היוצרת את ה Endoplasmic Reticulum.
א. Rough Endoplasmic Reticulum: נמצא קרוב יותר לגרעין, עליו יושבים הריבוזומים. נקרא כך מכיוון שבהסתכלות מיקרוסקופית הוא נראה מגורגר עקב הריבוזומים היושבים עליו (יושבים בצד החיצוני שלו, הצד הפונה לציטופלסמה). בתוך ה-Reticulum יש חלל שבו אין ריבוזומים.
ב. Smooth Endoplasmic Reticulum.

Front 31

תפקיד הרשתית האנדופלסמתית

Back 31

תפקיד ה-Reticulum הוא עיבוד (Processing) של מולקולת גדולות- מאקרו מולקולות, כולל חלבונים. לאחר היצירה של החלבונים על פני הריבוזומים, החלבונים שרק עכשיו נוצרו מוחדרים אל החלל של ה- Reticulum. בתוך החלל מתרחשים כל מיני תהליכי העיבוד כמו למשל, חיתוך של חלבונים, הוספת סוכרים או שומנים ועוד. ל-Reticulum יש יכולת לדעת מהו ייעודו של כל חלבון והוא מעבד אותו בהתאם.

Front 32

מנגנון גולג'י

Back 32

זהו אברון נוסף הקשור פונקציונאלית ל-Reticulum. מערכת גולג'י דומה מאוד ל- Reticulum והיא נמצאת בין ה-Reticulum לבין ממברנת התא החיצונית. אולם, להבדיל מה-Reticulum הבנוי ממברנה רצופה, גולג'י בנוי ממברנות מופרדות, כ- 2-6 "שקים". בתוך מערכת גולג'י ממשיך תהליך של עיבוד חלבונים ומאקרו מולקולות שהתחיל ב- Reticulum. מעבר המולקולות מה-Reticulum אל גולג'י מתרחש ע"י שלפוחיות הנקראות Transport Vesicle. השלפוחיות נדבקות לגולג'י, נפתחות כלפיו והמולקולות מועברות אליו. לאחר עיבודן במערכת גולג'י המולקולות יוצאות מהגולג'י לכיוון ממברנת התא בתוך שלפוחית הפרשה. השלפוחית נודדת אל הממברנה, נצמדת אליה והממברנה נפתחת. כך, מתאפשרת ההפרשה של החומר שעבר עיבוד כלפי חוץ.
השלפוחיות דומות זו לזו מבחינת המבנה- הן מעין שק הבנוי ממברנה. אולם, מבחינת תפקיד יש הבדלים. השלפוחית המביאה מולקולת מה-Reticulum לגולג'י מכילות מולקולות שעדיין צריכות לעבור עיבוד בגולג'י. לעומתן, השלפוחיות המובילות את החומר מהגולג'י מכילות חומרים "מוכנים". כלומר, ההבדל בין השלפוחיות הוא בתוכן.

Front 33

ריבוזומים
(תיאור כללי ותפקיד)

Back 33

אלו הם חלקיקים מאוד קטנים הכוללים שתי תת יחידות, תת יחידה קלה ותת יחידה כבדה. הריבוזומים קיימים בכל סוגי התאים ומורכבים מסוג מסוים של RNA הנקרא Ribosomal RNA וכן מהרבה מאוד סוגים של חלבונים. הריבוזומים הפרוקריוטיים, בנוסף לקיומם בחיידקים, קיימים גם בתוך כלורופלסטים וגם בתוך המיטוכונדריה. תפקיד הריבוזומים הוא להוות "בית חרושת" לחלבונים בתא.

Front 34

פעילות הריבוזומים

Back 34

Polysomes/ Polyribosomes: זהו ה- Messenger RNA, עליו "מתיישבים" הריבוזומים. שתי התת יחידות מתיישבות על ה-RNA השליח ומתחילות לנדוד לאורכו. הריבוזום קורא רצף של 3 נוקלאוטידים מהרנא השליח, " מתרגם" את הקודון לחומצה אמינית ומצרף אותה. כך, בסופו של דבר, האינפורמציה עוברת תרגום וחלבון מסוים נוצר. לרוב, החלבון מוחדר בהמשך ל- Endoplasmic Reticulum. מבנה זה נקרא Polysome מכיוון שהרבה מאוד ריבוזומים יכולים בו זמנית להתיישב על ה- RNA השליח "ולקרוא" את הקודונים. כאשר הריבוזום סיים לנוע על ה-mRNA הוא מתנתק ממנו.

Front 35

ליזוזום

Back 35

קיימות שתי מערכות בתא עוסקות בפירוק חלבונים שסיימו את תפקידם, הליזוזום הוא אחד מהם. הליזוזום הוא שלפוחית עטופה בממברנה והוא כולל בתוכו אנזימים שמתמחים בפירוק חלבונים או מאקרו מולקולות אחרות. האנזימים נקראים הידרולזות חומציות כי הם משתמשים במים לפעולתם וכי הpH בתוך הליזוזום, שבו פועלים האנזימים הוא pH חומצי (בערך 5).
קיימות משפחות שונות של הידרולזות ושמותיהן ניתנים ע"פ הסובסטראט עליו הן פועלות (ע"פ המולקולות שהאנזימים יודעים לפרק).
האנזימים בליזוזום יודעים לעבוד רק ב- pH חומצי ואינם מסוגלים לפעול ב-pH הנייטרלי בתא (בערך 7.2). החשיבות בכך היא שאם האנזימים משתחררים בטעות לציטופלסמה הם לא יכולים לפרק את מרכיבי התא. כלומר, ה- pH החומצי בתוך הליזוזום הוא הכרחי והתא משקיע אנרגיה כדי לשמור על החומציות הזו.
הליזוזומים נוצרים ב- Endoplasmatic Reticulum. בהתחלה הם מופיעים כליזוזום ראשוני, אותו לא תמיד ניתן לראותו במיקרוסקופ. בהמשך, הליזוזום הראשוני מתאחד עם שלפוחית שנייה, שהיא שלפוחית מזון. כך הוא הופך לליזוזום שניוני וגדול יותר אותו ניתן לראות במיקרוסקופ.

Front 36

The Ubiquitin- Protein Degradation System

Back 36

זוהי המערכת הנוספת האחראית על פירוק חלבונים בתא. תפקידה של המערכת הוא לזהות מולקולה פגומה או "זקנה" ולשים מעין "תג" המסמן את המולקולה המיועדת לפירוק. כך, התא יכול לזהות את המולקולות המיועדות לפירוק.
בהמשך, המולקולה המסומנת מגיעה ל- Proteasome. זהו קומפלקס של חלבונים מאוד גדולים המפרק את החלבון לשרשראות קטנות יותר. ה- Proteasome נמצא בכל סוגי התאים, גם בגרעין וגם בציטופלסמה. התפקוד שלו חשוב מאוד להרבה תהליכים המתרחשים בתא.

Front 37

Storage Diseaeses

Back 37

פירוק החלבונים בתא הוא בעל משמעות קלינית חשובה. קיימות הרבה מחלות (גנטיות בעיקר) שנקראות באופן כללי Storage Disease. במחלות אלו, כתוצאה מפגם גנטי של אנזים אחד בתוך הליזוזום, הליזוזום לא מסוגל לפרק חומרים שונים. לכן, אותם חומרים מצטברים בתוך התא. דוגמאות למחלות מסוג זה הן Tay-Sachs, Gaucher. במחלות אלו, הליזוזומים מתחילים להתנפח ובסופו של דבר ממלאים את כל התא. זוהי מחלה המביאה למוות בגיל צעיר.

Front 38

מיטוכונדריה

Back 38

תפקיד המיטוכונדריה הוא נשימה תאית ויצירת מולקולות ATP המספקות אנרגיה.
המיטוכונדריה הן אברונים באורך של כ-10 מיקרון. המיטוכונדריה קיימות בכל התאים יוקריוטיים ואינן קיימות בתאים פרוקריוטיים. למיטוכונדריה יש 2 ממברנות של Lipid Bilayer. השכבה הפנימית חודרת לתוך המיטוכונדריה ויוצרת קפלים בתוכה. כך, יש הגדלה משמעותית של שטח הפנים בתוך מיטוכונדריה.
התוכן של המיטוכונדריה, הנקרא Matrix, הוא אוסף גדול מאוד של אנזימים וחלבונים העוסקים בתהליכי נשימה. בסה"כ המיטוכונדריה מורכבות מחלבונים ומשומנים וכוללות גם DNA ו- RNA.
בתוך המיטוכונדריה קיימים ריבוזומים מהסוג הקטן יותר- הסוג הפרוקריוטי. דבר זה הוביל לתיאוריה אבולוציונית, הטוענת שהמיטוכונדריה היו במקור סוג של חיידקים או יצור פרוקריוטי שעשה סימביוזה עם תאים יוקריוטיים והביא איתו את הריבוזומים שלו.
*כאשר תא מתחלק כ- 50% מהמיטוכונדריה עוברים לתאי הבת.
*מספר המיטוכונדריה משתנה מתא לתא. לתאים יותר פעילים מבחינה מטבולית, יש יותר מיטוכונדריות. למשל, בתאי כבד ניתן למצוא כ- 800 מיטוכונדריות.

Front 39

Cytoskeleton
שלד תוך תאי

Back 39

קיים רק בתאים יוקריוטיים (להם אין Wall מחוץ לממברנה השומר על יציבותם). תפקיד השלד התוך תאי הוא להעניק לתא תמיכה ויציבות. קיימים 3 סוגים של שלד תוך תאי
1. Microfilaments
2. Intermediate Filaments
3. Microtubules

Front 40

Microfilaments

Back 40

הקטנים ביותר מבין שלושת הסוגים.
החלבון הבונה אותם נקרא אקטין. האקטין בנויים ממונומרים (היחידה הבסיסית של האקטין) שיוצרים גדיל שנקרא Strand. שני Strands מלופפים אחד סביב השני יוצרים Filament. הרבה Filaments יוצרים Bundle והוא יוצר את סיבי האקטין.
סיבי האקטין שומרים על הצורה של התא ע"י יצירת התנגדות למתיחה של התא. לא ניתן למתוח את התא מעבר לסף מסוים כי האקטינים מתנגדים לתנועה זו. בנוסף, האקטינים עוסקים בתנועתיות- כיווץ שרירים גם נעשה ע"י האקטין וכן משתתפים גם בתהליך חלוקה של תאים.
Actin monomer>Strand>ActinFilament>Bundles>Fibers

Front 41

אספקטים פתולוגיים של
Microfilaments

Back 41

לעיתים קרובות, תאים סרטניים מאבדים את הכושר שלהם ליצור סיבי אקטין. מכיוון שהם לא מסוגלים ליצור סיבי אקטין הם מאבדים את הצורה (מצורה שטוחה מקבלים צורה עגולה) וכן מאבדים את הכושר להיצמד לתאים סמוכים. כתוצאה מכך, יש תהליך גרורתי- תאים מתנתקים ובגלל צורתם המעוגלת יכולים להיסחף בזרם הדם ולהגיע למקומות אחרים בגוף.

Front 42

Intermediate Filaments

Back 42

מורכבים ממגוון רב של חלבונים כמו קרטין, למין ועוד. זוהי משפחה רחבה יחסית של חלבונים אך יש להם מספר אלמנטים מבניים המאפיינים אותם:
ה- Intermidiate Fliaments, הבנויים גם הם ממונומרים, משמשים כעוגן של סיבי האקטין. הם קושרים את האקטין לממברנה. כלומר, יש להם תפקיד בעגינת סיבי האקטין לממברנה.

Front 43

Microtubules

Back 43

זהו המרכיב הגדול ביותר מבין שלושת המרכיבים.
החלבון הבונה אותם נקרא Tubulin. קיימים שני סוגים של Tubulin- אלפא ובטא.
שני הסוגים יוצרים Hetrodimer שהוא סליל של שני מונומרים השונים זה מזה. הרבה Hetrodimers יוצרים סליל ארוך הנקרא Protofilament. 13 Protofilaments כאלה יוצרים צינור חלול.
צינור זה עוסק בכל מיני תהליכים בתא:
• שומר על יציבות בתא. לעומת ה- Microfilaments, אלו שומרים על התא מפני דחיסה- קומפרסיה.
• עוסק בתנועתיות של אברונים בתא ממקום למקום. אברונים שעוברים ממקום למקום נעים על פניו.
• בעל תפקיד חשוב בחלוקת התא.

Front 44

אספקטים פתולוגיים של
Microtubules

Back 44

בעבר, תרופות ראשונות שפותחו נגד סרטן עכבו את יצירת ה-Protofilaments. ברגע שמעכבים את היצירה שלהם, ניתן לעכב במידה גדולה את חלוקת התא. כיום קיימות גישות מתוחכמות יותר.

Front 45

דרכים לכניסת חומרים לתוך התא

Back 45

1. Passive Diffusion
2. Transporter Molecules
3. Endocytosis

Front 46

Passive Diffusion

Back 46

מעבר של מולקולות קטנות שאינן פולאריות ממקום בו ריכוזן גבוה למקום בו ריכוזן נמוך- מחוץ לתא לתוכו. תהליך זה אינו דורש השקעת אנרגיה. לדוגמא, סטרואידים נכנסים לתא ב- Passive Diffusion.

Front 47

Transporter Molecules

Back 47

מעבר של מולקולות קטנות ופולאריות. מולקולות פולאריות לא יכולות לעבור בדיפוזיה מאחר שהן לא מתמזגות טוב בסביבה ההידרופובית של הממברנה, ולכן יש צורך בנשאים כמו חלבונים ממברנאליים חוצי ממברנה שעוזרים למולקולה להיכנס אל התא (תעלות ומשאבות).

Front 48

Endocytosis

Back 48

מעבר של מולקולות גדולות. זהו תהליך דו כיווני, שבמהלכו חומר שרוצה להיכנס לתא מתרכז באזור החוץ תאי וגורם לכיפוף בממברנה. בסופו של דבר הממברנה נסגרת סביב המולוקולה ונוצרת שלפוחית שכוללת בתוכה את החומר שהיה אמור להיכנס לתא. קיימים כמה סוגים של אנדוציטוזה, לפי טיב החומר המוחדר:
א. Phagocytosis: Endocytosis של מוצק בלבד. תהליך זה נפוץ בעיקר בתאים במערכת החיסונית אשר אמורים להתמודד ולחסל תוקפים חיצוניים.
ב. Phinocytosis: Endocytosis של נוזל בלבד.
ג. Receptors Mediators: Endocytosis שמתווך ע"י רצפטורים. על פני הממברנה קיימים קולטנים שמותאמים לחומרים ספציפיים שצריכים להיכנס לתא. הרצפטורים קולטים את המולקולות הללו, מתקיים Invagination לתוך הממברנה ובסופו של דבר נוצרת שלפוחית אשר כוללת בתוכה את החומר שהתא רוצה להחדיר לתוכו. תהליך זה הרבה יותר ספציפי מתהליכי הפאגוציטוזה ופינוציטוזה. השלפוחית החודרת נקראת Vesicle.
בתהליך זה נכנסים חלקיקי מזון אל התא. חלקיקי המזון שנכנסו לתא "פוגשים" את הליזוזום הראשוני והוא הופך לליזוזום שניוני. בליזוזום מתקיים תהליך של עיכול תאי של חומרי המזון. לאחר תהליך העיכול התאי, תוצרי הלוואי של התהליך מופרשים אל מחוץ לתא.

Front 49

יציאת חומרים מהתא

Back 49

א. הפרשה קונסטיטוטיבית
ב. הפרשה מסוג אקסוציטוסית

Front 50

הפרשה קונסטיטוטיבית

Back 50

מתרחשת ללא צורך בסיגנלים, באופן קבוע. בדרך זו מופרשים הורמונים וחומרים שמסונתזים ע"י התא באופן קבוע.

Front 51

הפרשה מסוג
Exocytosis

Back 51

הפרשה שדורשת סיגנל מסוים המבקר ומפקח את היציאה מהתא. אינסולין למשל, מופרש החוצה מהתא בדרך זו.

Front 52

מיטוזה- שלביו

Back 52

זהו התהליך בו התא מתחלק לשני תאי בת:
1. Interphase:
זוהי הצורה בה התא נמצא בין חלוקה לחלוקה. בשלב ה- Interphase החומר התורשתי נקרא כרומטין והוא נמצא בגרעין בצורה מפוזרת. כלומר, לא ניתן להבחין בכרומוזומים. בנוסף, קיים איזור מוגדר שנקרא גרעינון, Nucleolus.
2. Prophase:
בשלב זה הכרומטין עובר דחיסה ומתארגן בכרומוזומים אותם ניתן לראות במיקרוסקופ.
כל כרומוזום כולל שתי כרומטידות אחיות- sister chromatides. מעטפת הגרעין מתחילה להתפורר בשלב זה, ומתחיל להיווצר כישור, אשר בנוי ממיקרוטובולות.
3. Metaphase:
בשלב זה כל הכרומוזומים מסתדרים באזור קו המשווה של התא, וקיים כישור שמתחיל בקוטב אחד של התא עד הקוטב השני.
4. Anaphase:
בשלב זה כל כרומוזום נפרד לשתי כרומטידות ומתחיל לנוע לכיוון כל אחד מהקטבים באמצעות המיקרוטובולות שמושכות את הכרומוזומים.
5. Telophase:
מתחילה הצרות של התא באזור קו המשווה. מתחילה להיווצר מעטפת הגרעין של שני התאים החדשים הנוצרים.
6. Cytokinesis: בשלב האחרון התא נחתך באמצע, מעטפת הגרעין שלמה, ולא ניתן לראות את הכרומוזומים - החומר התורשתי מאורגן שוב ככרומטין והגרעינון מופיע שוב.