Za učenike Šeste beogradske gimnazije

1. Fiziologija životinja
Uvod
Regulatorni mehanizmi
Metabolizam
Enzimi
Ćelijska membrana i membranski
potencijal

2. FIZIOLOGIJA
• physis (priroda) i logos (nauka)
• Biološka disciplina koja proučava funkcije
živih organizama kao i fizičke i hemijske
procese koji leže u osnovi tih funkcija.
• ZADATAK: utvrđivanje zakonitosti po kojima
se životni procesi odvijaju, da ih opiše i
objasni, kao i da utvrđivaje regulacionih
mehanizama životnih procesa
• PREDMET izučavanja: svi nivoi organizacije
živih sistema (ćelije, organi, organski sistemi) kao
i organizam u celini

3. Discipline fiziologije
• fiziologija životinja i fiziologija biljaka
• FIZIOLOGIJA ŽIVOTINJA
– opšta i sistemska fiziologija (osnovni principi po kojima
različiti životinjski organizmi funkcionišu)
– uporedna fiziologija (sličnosti i razlike između vrsta)
– ekološka fiziologija (interakcije organizama sa
sredinom)
– evoluciona fiziologija (promene pojedinih fizioloških
osobina kroz vreme i nastanah novih pod uticajem
prirodne selekcije)
– fiziologija čoveka
• patološka fiziologija (funkcionalni poremećaji u ljudskom
organizmu)

4. Veza fiziologije sa drugim
naukama
• Anatomija
– da bi se proučili životni procesi, neophodno je
poznavanje građe ćelija, organa, organizma.
• Fizika i hemija
– životni procesi koji se odigravaju u ćeliji i
organizmu odigravaju se po zakonima fizike i
hemije
• npr. disanje, razmena gasova, delovanje enzima,
procesi u nervnim i mišićnim ćelijama
• U sistemu bioloških disciplina fiziologija je
posebno povezana sa biohemijom i
biofizikom.

5. Značaj fiziologije
• fundamentalni (teorijski) značaj
– uočavanje sličnosti i razlika između vrsta
• praktični značaj
– primena eksperimentalnih nalaza sa životinja
na čoveka

6. Biološke adaptacije
• Adaptacija – nepovratno - genetička osnova – kroz
više generacija (adaptivne osobine su one koje
doprinose preživljavanju, ostavljanju potomstva,
produžetku vrste)
• Aklimatizacija – fiziološke reakcije - povratne –
prilagođavanje jedinki uslovima sredine kojima su
duže izložene
– povećanje intenziteta disanja ili povećana proizvodnja
eritrocita usled boravka na visokim nadmorskim visinama
usled nedostatka kiseonika)
• Aklimacija- u laboratoriji
• Trenutno prilagođavanje – promene u funkcijama
pojedinih organskih sistema usled promenjenog
ponašanja, većeg fizičkog napora, gladovanja,
stresnih situacija (povećan br. otkucaja srca, ubrzano
disanje, povećano izbacivanje mokraće)

7. Regulatori i konformisti
• Problem stalnih promena mikrostaništa se rešava
1. Izbegavanjem (migracije, dnevne-noćne životinje)
2. Prilagođavanjem (konformisti i regulatori)
– Gušteri – sklanjaju se od visoke temperature
– Morske zvezde (osmokonformisti, volumenokonformisti)
– Neki crvi (oksikonformisti)
– Pustinjski skočimiš
• problem: visoka temperatura i nedostatak vode
• kombinacija adaptacija (migracija, noćni život, koncentrovana
mokraća, suv izmet)
– Kamile
• problem: visoka temperatura i nedostatak vode
• Povećavaju telesnu temperaturu, rezistencija na povećanu konc.
uree
– Sisari (termoregulatori, osmoregulatori, oksiregulatori)

8. biosfera
biom
ekosistem
biocenoza
populacija
ORGANIZAM
SISTEM ORGANA
ORGANSKI APARAT
ORGAN
TKIVO
ĆELIJA
organele
biomolekuli
Nivoi organizacije živih sistema

9. Ćelija
osnovna jedinica građe i funkcije svakog organizma
Tkivo
Viši nivo organizacije. Ćelije se integrišu u tkivo.
Tkivo je grupa ćelija istog oblika, građe, funkcije i embrionalnog porekla.
Organ
U sastav jednog organa ulazi više vrsta tkiva.
Svaki organ vrši određenu funkciju npr. pluća -razmenu gasova; bubrezi-izlučivanje;
srce-cirkulaciju krvi.
Organski aparat
Čine organi koji su funkcionalno i anatomski povezani.
Svaki organ u okviru aparata vrši određenu funkciju koja je podređena organskom
aparatu.
Čulo vida (oko) i čulo sluha i ravnoteže (uho).
Organski sistem
Organi su funkcionalno i anatomski povezani (npr. sistem organa za varenje,
disanje, krvotok).
Organski sistem mogu graditi organi među kojima postoji samo funkcionalna veza.
Npr. endokrini sistem. Endokrine žlezde su u organizmu prostorno jako
udaljene, povezuju se putem krvi koja prenosi hormone.
Organizam
Najviši nivo organizacije žive materije. Strukturna i funkcionalna celina.
Ostvaren je visok stepen integracije svih podređenih delova.
npr. poremećaj u radu jednog organa može se odraziti i na rad
drugih organa a to se može odraziti na nivou organizma kao
celine.

10. Integracija
• Visok stepen integracije
delova na nivou organa,
kao i njihovo koordinirano
delovanje na nivou
organizma obezbeđuju
dva sistema u organizmu:
endokrini i nervni sistem.

11. Integracija ćelijskih funkcija
uspostavlja se zahvaljujući međusobnoj ćelijskoj
komunikaciji i interakciji
Osnovni tipovi međućelijskih interakcija
1.Neposredna međućelijska
komunikacija koja se ostvaruje između
susednih ćelija.
2.Lokalna signalizacija - lokalno
otpuštanje signalnih molekula koji
difunduju do susednih ćelija
3.Nervne ćelije omogućavaju direktnu
komunikaciju kako sa bliskim, tako i sa
udaljenim ćelijama u organizmu.
4.Endokrina signalizacija- ostvaruje se
posredstvom hormona
.

12. Molekulski mehanizmi
međućelijskih interakcija
• Svi tipovi međućelijskih interakcija
zahtevaju prisustvo:
– signalnog molekula (primarnog glasnika)
– receptorskog molekula

13. RECEPTORI:
površinski
(membranski)
unutarćelijski
Signalni molekul ne može da prođe kroz
ćelijsku membranu (neurotransmiteri,
faktori rasta, proteinski hormoni)
Signalni molekul može da prođe
kroz ćelijsku membranu
(steroidni i tiroidni hormoni)

14. Interna sredina i homeostaza
Klod Bernar
(1813-1878)
•Regulacija interne sredine u relativno uskim
granicama ili težnja za održavanjem stabilnosti stanja
interne sredine, naziva se HOMEOSTAZA.
Homeostaza održava relativnu nezavisnost
organizma od spoljašnje sredine i uslov je
njegovog opstanka
- Ćelijska homeostaza
- Telesna homeostaza
- Imunološka homeostaza
- Hemostaza

15. Biološki kontrolni sistemi
•Koordinirano odigravanje opštih i specijalizovanih
ćelijskih funkcija, funkcija tkiva, organa i sistema
organa, odnosno, odigravanje koordiniranih telesnih
procesa odvija se zahvaljujući postojanju preciznih
bioloških kontrolnih sistema.
•Biološki kontrolni sistemi postoje na svim nivoima
organizacije, od ćelijskog nivoa do nivoa organizma.
Biološki kontrolni sistemi funkcionišu na principu
povratne sprege.

16. Negativna povratna sprega Pozitivna povratna sprega
Primer: Regulacija
lučenja hormona
(hipotalamus-
hipofiza-žlezda)
Primer: Kaskadni
proces koagulacije
krvi
Hladnoća
Prednji režanj
hipofize
hipotalamus
Štitna žlezda
Negativna
povratna
sprega
Tireotropin
Tireotropni
oslobađajući
faktor
Tiroksin
*da biste uočili efekte na slajdu preuzmite prezentaciju http://www.youtube.com/watch?v=inVZoI1AkC8

17. Hemijski sastav
ćelije

18. NEORGANSKE MATERIJE
•VODA
•MAKROELEMENTI (98%)
–kiseonik, vodonik, ugljenik, azot, fosfor,
•MIKROELEMENTI (1-2%)
–Sumpor, kalijum, natrijum, hlor, magnezjum, gvožđe
•КАТЈОНИ
–Na+, K+, Mg+, Ca++
•АНЈОНИ
–Cl-, SO4--, PO4--
•ELEMENTI U TRAGOVIMA (0,01%)
–jod, bakar, mangan, kobalt, cink

19. Uloge i značaj vode
Ona je univerzalni
rastvarač
U vodi se rastvara najveći broj materija. Materije rastvorljive u
vodi nazivaju se hidrofilne (vole vodu), a one koje se ne
rastvaraju su hidrofobne (boje se vode).
Idealni metabolički
medijum
Metabolizam je ukupan promet materije i energije . Sve hemijske
reakcije u organizmu se odvijaju u uskom rasponu pH, između 6 i
8 (izuzetak je varenje u želucu čoveka i životinja, koje se odvija
pri pH oko 2). Čista voda ima pH=7 (neutralna je).
Transportna uloga
vode
Lako prenošenje materija koje se u njoj rastvaraju (aminokiseline,
šećeri, proteini) kroz samu ćeliju i iz jedne ćelije u drugu.
Voda ima ulogu i u
termoregulaciji
(održavanju stalne
telesne temperature
kod ptica i sisara).
Znojenjem se snižava telesna temperatura. Oko 1,5 l vode za 24
časa čovek izgubi preko znoja. Kao bezbojna tečnost, voda
propušta vidljivi deo Sunčevog spektra, a apsorbuje deo
infracrvenog zračenja, pa je stoga dobar toplotni izolator.
Voda učestvuje u
osmoregulaciji
(održavanje stalnog
osmotskog pritiska)
Kada u ćelijama čoveka, a pre svega u krvi, dođe do gubitka
vode povećava se osmotski pritisak (pritisak soli rastvorenih u
vodi), jer se povećala koncentracija soli. Krv zgusnuta za 1%,
koja kroz kapilare pritiče u mozak, izvodi iz ravnoteže nervne
ćelije centra u hipotalamusu. Sledi nekoliko nervnih reakcija i
onda osetimo žeđ

20. ČETIRI GLAVNA TIPA MAKROMOLEKULA KOJI SE NALAZE
U ĆELIJI
MAKRO
MOLEKUL
ELEMENTI
MONOMERI
(Gradivni blokovi)
POLIMER
PRIMER
ULOGA
Ugljeni
hidrati
C, H, O Prosti šećeri
(10)
polisaharid skrob,
glikogen,
celuloza,
hitin
Depoi energije,
strukturna (ćelijski
zidovi, egzoskelet)
Lipidi C, H, O Masne
kiseline (10) i
glicerol
lipid masti, ulja,
steroidi,
fosfo
lipidi
Depoi energije,
strukturna (ćelijska
membrana)
Proteini C, H, O,
N, S
Amino
kiseline (20)
polipeptidi Keratin,
pepsin,
insulin
Strukturna
Enzimi
Hormoni
Antitela
Nukleinske
kiseline
C, H, O, P Nukleotidi (5) polinukleoti
d
DNA, RNA Informaciona

21. UGLJENI HIDRATI
MONOSAHARIDI
• TRIOZE
• PENTOZE
– riboza
– dezoksiriboza
• HEKSOZE
– GLUKOZA
– FRUKTOZA
– galaktoza
DISAHARIDI
• MALTOZA
• SAHAROZA
• laktoza
POLISAHARIDI
• STRUKTURNI
– CELULOZA - biljke
– HITIN - životinje
• REZERVNI
– SKROB - biljke
– GLIKOGEN - životinje

22. MASTI (LIPIDI)
• Terpeni – biološki pigmenti
• Prostaglandini – ćelijski glasnici
TRIGLICERIDI STEROIDIFOSFOLIPIDI
gradivni
energetski
Gradivni (ćel. membrana)
Regulatorni (steroidni hormoni)

23. PROTEINI
• STRUKTURNI
– KERATIN
• ENZIMI
– AMILAZA
• HORMONI
– INSULIN
• ANTITELA
– IMUNOGLOBULINI

24. Општа структура амино киселина
-R остатак има различиту структуру и особине
(растворљивост, наелектрисање, елементарни састав)
Карбоксилна група (-COOH)
Aмино група
(-NH2)

25. Aminokiseline sa nepolarnom
(hidrofobnom) bočnom grupom
Aminokiseline sa nenaelektrisanom (polarnom)
bočnom grupom
Aminokiseline sa (-) naelektrisanom (kiselom) bočnom
grupom
Aminokiseline sa (+) naelektrisanom (baznom) bočnom grupom
IZDVAJAJU SE I:
Aromatične aminokiseline: Trp,
Phe, Tyr
Aminokiseline sa sumporom: Met,
Cys

26. Пептидна веза
N- терминус С- терминус

27. PRIMARNA
STRUKTURA
SEKUNDARNA
STRUKTURA
TERCIJARNA
STRUKTURA
Dva ili više
polipeptidna
lanca
KVATERNERNA
STRUKTURA
Uvijeni lanac
- β paralelne ploče
- α heliks
- nepravilno
klupče
linearna sekvenca amino kiselina Peptidne veze
vodonične veze
(C=O---H-N)
vodonične veze
Jonske veze
Disulfitne veze
Van der Valsove sile i
Hidrofobne interakcije

28. NUKLEINSKE
KISELINE

29. Građa DNK
• Molekul DNK se sastoji iz dva komplementarna
lanca nukleotida, odnosno od dva
polinukleotidna lanca koji se spiralno uvijaju i
povezani su vodoničnim vezama.
• Svaki nukleotid sastoji se iz tri molekula
– pentoza desoksiriboza
– azotna baza (purinske: adenin i guanin i
pirimidinske: citozin i timin)
– fosforna kiselina ili fosfatna grupa
• Nukleotidi su povezani fosfodiestarskim
vezama

30. NUKLEOTID
Dezoksiribonukleotid
fosfat timin
dezoksiriboza

31. Komplementarno sparivanje baznih parova
A
adenin
C
citozin
T
timin
G
guanin

32. Vodonične
veze
Fosfodiestarske
veze
Dva lanca su antiparalelna

33. Građa RNK
• RNK gradi 1 polinukleotidni lanac
• Nukleotid RNK se sastoji od:
– pentoze riboze
– azotne baze (purinske: adenin i guanin; pirimidinske:
citozin i uracil)
– fosfatne grupe.
• Postoje 3 tipa RNK:
–informaciona RNK (iRNK, mRNK -
messenger)
–ribozomalna RNK (rRNK)
–transportna RNK (tRNK)

34. Razlike molekula RNK i DNK
RNK
• molekul je
jednolančan,
• sadrži šećer
ribozu u
nukleotidima
• umesto timina,
sadrži uracil.
DNK
• molekul je
dvolančan,
• sadrži šećer
dezoksiribozu u
nukleotidima

35. Uloga ćelijskih
organela

36. Granularni
endoplazmatični
retikulum
Glatki
endoplazmatični
retikulum
Jedro
Ribozomi
Goldžijev
aparat
Plazma
membrana
Mitohondrija
Citoskelet
Mikrotubule
Intermedijarni
filamenti
Mikrofilamenti
Citoskele
t
Bič
Lizozom
Centriola
Peroksizom
Animalna ćelija

37. ĆELIJSKE ORGANELE-
UNUTRAŠNJE MEMBRANE
1.ORGANELE KOJE UČESTVUJU U
PROCESIMA SINTEZE
– RIBOZOMI (nisu organele jer nemaju membranu),
– ENDOPLAZMATIČNI RETIKULUM,
– GOLDŽIJEV KOMPLEKS

38. 2. ORGANELE U KOJIMA SE SINTETIŠE
ATP:
– MITOHONDRIJE
3. ORGANELE U KOJIMA SE
SKLADIŠTE HIDROLITIČKI ENZIMI
– LIZOZOMI I
– PEROKSIZOMI

39. – ĆELIJSKI SKELET
(CITOSKELET)
– CENTROZOM – CENTRIOLE
Kompartmani ćelije:
– JEDRO (NUCLEUS)
– ĆELIJSKA MEMBRANA
(PLAZMA MEMBRANA)

40. Metabolizam

41. • Pod pojmom metabolizam
se podrazumeva celokupan
promet materije i energije u
organizmu.
• Obuhvata sve reakcije koje
se dešavaju u organizmu

42. da omogući formiranje i degradaciju biomolekula potrebnih
za specijalne funkcije pojedinih ćelija
da oslobodi hemijsku energiju iz redukovanih jedinjenja
da konverguje nutrijente iz spoljašnje sredine u gradivne
blokove ili druge prekursore za biosintezu
da povezuje gradivne blokove u makromolekule
BIOLOŠKI ZNAČAJ METABOLIZMA
1
2
3
4
METABOLIZAM = + ANABOLIZAMKATABOLIZAM
AMFIBOLIZAM
KATABOLIZAM
ANABOLIZAM

43. CIKLUS ENERGIJE PREKO ATP-a
Redukovana
jedinjenja
Pi
ATPADP
TRANSPORT
MEHANIČKI RAD
KATABOLIZAM
BIOSINTETSKI RAD
O2
CO2
H2O
ATP nastaje kao glavni energetski
proizvod procesa razgradnje
sastojaka hrane procesom oksidacije.
oko 1/3 ATP-a troši se za reakcije
anabolizma
kretanje, mišićne kontrakcije
transport materija kroz membranu ćelije
dobijeni ATP
se koristi za
vršenje svih
oblika rada u
ćeliji
deo energije koji se
otpušta u ovim
procesima se
sačuva u vidu ATP-
a, a ostatak se gubi
u vidu toplote

44. REDUKTIVNE
BIOSINTETSKE
REAKCIJE
NADP
+
Redukovana
jedinjenja
Oksidovana
jedinjenja
KATABOLIZAM
NADPH + H
+
DIREKTNI PRENOS ENERGIJE PREKO CIKLUSA
NADP /NADPH
+
Oksidovana
jedinjenja
Redukovana
jedinjenja

45. ATP
• ATP (adenozin-trifosfat) je glavni nosilac
energije u ćeliji
• Nastaje u sledećim procesima:
– Fotosintetičkoj fosforilaciji (biljke, hloroplasti)
– Oksidativnoj fosforilaciji (svi organizmi, mitohondrije)
– Fosforilaciji na nivou supstrata
• Fosfatna grupa koja se oslobodila iz ATP-a
ili ADP-a, je bogata energijom i vezujući se za
neko jedinjenje ona i njega obogaćuje energijom
(proces se naziva fosorilacija).

46. ENZIMOLOGIJA

47. Enzimi
• Enzimi su katalizatori biološkog
porekla
–po hemijskoj prirodi su proteini
–u ćeliji obezbeđuju tok i odigravanje
hemijskih reakcija
• Hemijske reakcije u organizmu su inače
moguće tj. mogu se odigravati bez enzima
– bez enzima bi one bile spore
– proizvodi tih reakcija bi se javljali u smanjenoj
koncentraciji
• Enzimi su jako efikasni katalizatori, u jedinici
vremena izmene velike količine supstrata

48. malo istorije...
• Enzimski procesi u organizmu su poznati od
davnina (npr. sirenje sira, kišeljenje testa,
prevođenje šire u vino).
• Naziv ‘enzim’ dao je Kun 1878.godine od reči
en - u i zyme - kvasac, jer je pravilno uočio da u
kvascu postoji supstanca koja katalizuje
reakciju vrenja.
• Naučno proučavanje enzima je počelo u XIX
veku kada su stvoreni temelji enzimologije tj
nauke o enzimima.
• Prvi enzim je izolovao Samner 1926.g. i to je
ureaza u kristalnom obliku - po hemijskoj prirodi
je protein. Posle su izolovani i drugi enzimi
proteinske prirode.

49. Nomenklatura
- ili kako dati naziv enzimu-
• trivijalni nazivi: ptijalin, pepsin, tripsin, himotripsin.
• sistemski nazivi: enzimu se daje naziv po imenu
supstrata na koji deluje, doda se samo sufiks AZA.
– ureaza koja deluje na ureu,
– amilaza deluje na amilum (skrob),
– arginaza deluje na arginin (aminokiselina).
• najnovije preporuke: enzimu se daje naziv tako da
se vidi na koji supstrat deluje i koji tip reakcije
katalizuje. Npr. protein hidraza (vrši hidrolizu
proteina)

50. Enzimi su svrstani u 6 grupa na
osnovu hemijskih reakcija
1. Enzimi oksidoreduktaze (katalizuju oksidoredukciju
između dva supstrata)
2. Hidrolaze (katalizuju hidrolizu peptidnih, estarskih,
etarskih i glukoznih veza; tu spadaju proteaze i
lipaze).
3. Transferaze (katalizuju prenos ili transfer
funkcionalnih grupa; to su npr. aminotransferaze i
fosfotransferaze)
4. Liaze (uklanjaju određenu grupu iz supstrata pri
čemu supstratu ostaje dvoguba veza)
5. Izomeraze (katalizuju unutarmolekulsko preuređenje
supstrata, npr. međusobno prevođenje optičkih i
geometrijskih izomera - cis i trans oblik)
6. Ligaze ili sintetaze (katalizuju vezivanje dva
supstrata uz utrošak ATP-a)

51. Hemijska priroda enzima
• Svi enzimi su proteini ali se na osnovu
složenosti građe dele na:
1.Protein enzime koji se sastoje samo od
amino kiselina
2.Protein enzime sa metalnim kofaktorom, u
čiji sastav ulazi metalni jon i ako se on ukloni
enzim gubi aktivnost.
3.Složene enzime - jedan složeni enzim se
sastoji iz apoenzima (protein) i koenzima
(neproteinski deo) i naziva se još i
holoenzim.

52. još o složenim enzimima
• APOENZIM i KOENZIM su reverzibilno vezani i čine
HOLOENZIM
• ako se apoenzim i koenzim odvoje, holoenzim gubi
aktivnost.
• Apoenzim određuje na koji će supstrat holoenzim delovati i
tip hemijske reakcije koji će katalizovati.
• Koenzimi se javljaju kao prenosioci atoma i atomskih grupa
koje se uklanjaju sa supstrata ili se dobijaju (npr. holoenzimi
su dehidrogenaze a njihovi koenzimi su NAD i FAD).
Koenzim
Apoenzim
Holoenzim

53. Specifičnost enzima
• Enzimi su specifični što znači da deluju na tačno
određene supstrate u tačno određenim reakcijama
• Specifičnost vezivanja supstrata zavisi od
precizno definisanog uređenja atoma u aktivnom
mestu (pukotina u proteinu sa određenim bočnim
grupama AK koje učestvuju u katalizi)
• Specifičnost može biti:
1. Apsolutna (samo na jedno jedinjenje): npr ureaza na ureu,
arginaza na arginin
2. Široka (na grupu jedinjenja slične strukture): npr. lipaze
hidrolizuju estarsku vezu u lipidima između svih alkohola i
masnih kiselina, a najefikasniji su ako se radi o estrima
glicerola i masne kiseline.

54. model “ključ-brava”
• enzim ima premodifikovano aktivno
mesto (mesto vezivanja za supstrat) koje
tačno odgovara strukturi supstrata

55. model “indukovanog
uklapanja”
• enzim nema premodifikovano mesto vezivanja
za supstrat
• tek u prisustvu supstrata dolazi do uklapanja
http://www.youtube.com/watch?v=E2UNc5zBejc

56. • Enzimi ne VRŠE reakcije, oni ih
UBRZAVAJU
• E + S  ES  P + E
tumačenje formule:
1. ENZIM se vezuje za SUPSTRAT
(jedinjenje/a koja reaguju) 
2. enzim i supstrat stupaju u prelazni
kompleks ili tranziciono stanje (odigrava
se reakcija) 
3. rezultat reakcije je PRODUKT, a ENZIM
izlazi NEIZMENJEN!!!!!
MEHANIZAM ENZIMSKE REAKCIJE:

57. ( ••••••• ) - enzimom katalizovana reakcija.
G - slobodna energija S - polazni supstrat P - produkt reakcije
G - slobodna energija aktivacije
( ) - nekatalizovana reakcija;
Shematski dijagram efekta enzima na hemijsku reakciju
G
Tok reakcije
S
P
ES
#
G
#
G
TRANZICIONO STANJE
Enzimi
smanjuju
energiju
aktivacije!

58. Brzina enzimske reakcije
• Hemijske reakcije u ćeliji moraju se odigravati
velikom brzinom kako bi se proizvodi tih
reakcija javljali u dovoljnoj koncentraciji da bi
se zadovoljile potrebe organizma.
• Brzina enzimskih reakcija = promena
koncentracije supstrata u jedinici vremena ili
promena koncentracije proizvoda reakcije u
jedinici vremena.
• Brzina enzimskih reakcija zavisi od:
1.koncentracije enzima
2.koncentracije supstrata
3.temperature
4.pH sredine.

59. 1. Uticaj koncentracije
enzima• Enzimi su veoma
efikasni katalizatori
• male količine enzima
tranformišu velike
količine supstrata u
jedinici vremena (npr.
1g labfermenta može
da zgruša 5 000l mleka,
1g ureaze može da
razgradi 10000g uree).
• Što je koncentracija
enzima veća – veća je i
brzina enzimske
reakcije

60. 2. uticaj koncentracije
supstrata
• Brzina enzimskih
reakcija zavisi od
koncentracije
kompleksa enzim-
supstrat
• jedno vreme sa
koncentracijom
supstrata raste brzina
• Kada koncentracija
supstrata prevaziđe
koncentraciju enzima,
svi molekuli enzima su
u kompleksu sa
supstratom i zato
povećanje
koncentracije
supstrata ne povećava
brzinu.

61. 3. uticaj temperature
• Za sve enzime postoji
optimalna temperatura na
kojoj enzim transformiše
najveću količinu supstrata
i ta temperatura je 37C.
– Ako se temperatura
smanji ispod optimalne,
brzina se smanji.
– Ako se temperatura
poveća iznad optimalne,
brzina se takođe
smanjuje.
– Na temperaturi od 42 C
prestaje enzimska
aktivnost jer se enzimi
denaturišu toplotom.

62. 4. uticaj pH
• Dok je optimalna
temperatura istovetna za
sve enzime, optimalni pH
je različit za razne
enzime.
• Npr. enzim amilaza koji
deluje u ustima ima
optimalni pH 7 (neutralna
sredina)
• pepsin u želudcu pH 1,5
do 2,5 (kisela sredina)
• tripsin i himotripsin u
tankom crevu pH oko 11
(jako bazna sredina)

63. Inhibitori enzima
• To su mnoge supstance koje ometaju ili potpuno koče aktivnost
enzima i na taj način sprečavaju odvijanje nekih hemijskih reakcija
u organizmu.
1. Jedni se mogu vezivati za enzim na istom mestu za koje se
vezuje i supstrat, i tako sprečavaju vezivanje supstrata i enzima,
te koče enzimsku reakciju.
2. Drugi se ne moraju vezivati za isto mesto već za neko drugo
mesto, ali kada se inhibitor veže za enzim , on toliko izmeni
Inhibitori su otrovi za živa bića, npr. enzimi koji u sebi sadrže Fe
mogu se inhibirati cijanidima, Co - fluoridima, oksalatima, živom i
arsenom.

64. Ćelijska membrana

65. Ćelijska membrana
• Ćelijska membrana izgrađena je od lipida i proteina, kojima su pridruženi
polisaharidi.
• Lipidi i proteini su međusobno u takvom odnosu da grade tzv. tečni mozaik
• Neki proteini su potpuno uronjeni u dvosloj lipida i izviruju i na spoljašnjoj i na
unutrašnjoj strani membrane (transmembranski), dok se drugi nalaze ili na
spoljašnjoj ili na unutrašnjoj strani membrane (periferni).
• polisaharidi se vezuju za lipide i proteine ali samo na spoljašnjoj strani ćelijske
membrane.

66. Lipidi membrane
• Lipidi u membrani
eukariotskih ćelija mogu biti:
– fosfolipidi,
– glikolipidi i
– holesterol.
• Lipidi membrane su
polarizovani (razlikuju se dva
kraja – pola)
– jedan kraj je hidrofilan i naziva
se glava,
– a drugi je hidrofoban i nazvan je
rep.
• Zahvaljujući tome oni
formiraju dva sloja u
membrani tako što se repovi
grupišu u sredini, a glave se
okreću prema spolja .
fosfolipidi

67. Proteini membrane
• Proteini membrane imaju brojne uloge:
– Transportnu: nosači, jonske pumpe, jonski kanali
– Enzimsku
– Prenos signala: receptori -za njih se vezuju hormoni ili
neurotransmiteri
– Međućelijsko povezivanje: obrazovanje međućelijskih
veza
– Ćelijsko prepoznavanje: glikoproteini, tzv. markeri
• Prema mestu koje zauzimaju u membrani proteini
se mogu podeliti na:
– periferne koji se nalaze sa obe strane membrane
(citoplazmatične i spoljašnje strane);
– integralne (nazivaju se još i transmembranski proteini)
koji se delimično ili potpuno prostiru kroz membranu;

68. Transport kroz ćelijsku
membranu
• Materije se kroz ćelijsku membranu mogu
prenositi:
1. pasivnim transportom
– nasumično kretanje čestica koje je uslovljeno
njihovom kinetičkom energijom,
– kretanje se odvija u pravcu koncentracijskog
gradijenta.
2. aktivnim transportom
– Aktivni transport se odvija nasuprot
koncentracijskog gradijenta, tako da je za ovaj
transport potrebna hemijska energija i nosači.

69. Prosta difuzija
RASTVARANJEM U LIPIDIMA
• Tako prolaze CO2, O2, masne kiseline i
alkoholi.
• Kada ove materije dođu u dodir sa
lipidnim dvoslojem membrane, odmah
se rastvaraju, a zatim difunduju kroz
lipidni dvosloj.
Olakšana difuzija
PREKO NOSAČA
• Proteini koji vezuju
specifične molekule (šećere,
amino-kiseline)
• Mehanizam prenosa zasniva se
na promeni konformacije i
afiniteta (spolja vezuju, promenom
oblika gube afinitet i otpuštaju)
KROZ PORE MEMBRANE
(pasivne kanale)
difunduju molekuli H2O,
uree i razni joni
Pore membrane predstavljaju
pukotine u membrani koje su
oivičene proteinima.
One su put za kretanje materija
rastvorljivih u vodi.
Olakšana difuzija
KROZ JONSKE
KANALE
VOLTAŽNO-ZAVISNI
• Otvorenost zavisi od
naelektrisanja
membrane
LIGAND
(HEMIJSKI)
– ZAVISNI
• Otvorenost
se reguliše
nekim
hemijskim
molekulom
(npr. neuro-
transmitero
m)

70. • Faktori koji određuju brzinu difuzije su
veličina i naelektrisanje čestice
– molekuli vode su manji od molekula uree, oni
brže difunduju.
– Katjoni teže prolaze zbog svog pozitivnog
naelektrisanja koje se odbija sa pozitivnim
naelektrisanjem proteina pore.
– Katjoni sa manje pozitivnog naelektrisanja lakše
prolaze (Na+ i K+ lakše prolaze od Mg2+ i Ca2+, a
oni brže od feri jona: Fe3+).
– Anjoni brže prolaze od katjona jer ih privlači
pozitivno naelektrisanje proteina pore.

71. • Faktori od kojih zavisi dinamika olakšane difuzije:
1. Količina materije koja se prenosi olakšanom
difuzijom zavisi od koncentracijskog gradijenta za
tu materiju i količine raspoloživog nosača.
– hormon insulin prenos glukoze ubrzava 7-10 puta, mada
se ne zna kako insulin deluje: da li ubrzava vezivanje
nosača i glukoze ili povećava količinu nosača u
membrani.
2. veličina jona (stepen hidratacije)
• Npr. hidrirani jon Na+ je za 30% veći od hidriranog
jona K+, pa zato oko 100 puta teže difunduje.
3. manjak Ca u vanćelijskoj tečnosti povećava
propustljivost pora.
4. hormon ADH (antidiuretični hormon)
povećava promer pora.

72. Aktivni transport
• Aktivni transport je transport
kroz ćelijsku membranu
nasuprot koncentracijskog
gradijenta
– zahteva energiju
– nosači membrane su u isto
vreme i enzimi koji razgrađuju
ATP
• Kroz ćelijsku membranu se
aktivnim transportom
razmenjuju:
– Na, K, Ca, Fe, H,
– neki šećeri i aminokiseline.

73. Aktivni transport Na+ i K+
“pumpa za Na+ i K+”
• Na+ je ekstracelularni jon i njegova
koncentracija u vanćelijskoj tečnosti je jako
visoka.
– Na+ se aktivnim transportom stalno izbacuje u
vanćelijsku tečnost.
• K+ je intracelularni jon i njegova
koncentracija u ćeliji je mnogo veća nego u
vanćelijskoj tečnosti.
– K+ se stalno iz vanćelijske tečnosti ubacuje u
ćeliju.
http://www.youtube.com/watch?v=MRKgbwl8vCY

75. Mehanizam Na+ / K+ pumpe:
1. na unutrašnjoj strani membrane se Na+ vezuje za nosač Y
i nastaje kompleks Na+ Y.
2. Nosač Y ima tri domena i tri mesta za vezivanje Na+
3. kompleks Na+ Y se okreće ka spoljašnjoj strani membrane
gde se Na+ otpušta u vanćelijsku tečnost,
4. nosač Y delimično menja svoju konformaciju i postaje
nosač X.
5. X na spoljašnjoj strani membrane veže K+, nastaje
kompleks K+X koji se kreće ka unutrašnjoj strani
membrane.
6. ATP daje energiju za otpuštanje K+ u ćeliju, pri čemu će
enzim ATP-aza izgrađivati ATP, a za ovaj proces
neophodni su i joni Mg2+.
• Za 3 jona Na prenese se 2 jona K.
• Nosač je lipoprotein koji igra ulogu ATP-aze

77. • Mehanizam prenosa Na i K važan je u mnogim
ćelijama i funkcionalnim sistemima organizma.
• Poseban značaj ima u nervnim i mišićnim
ćelijama u prenosu nervnog impulsa.
• U drugim ćelijama aktivni transport Na i K
sprečava bubrenje ćelije jer se zajedno sa Na iz
ćelije izbacuje i voda.
• Aktivni transport Na i K označen je kao K-Na
pumpa.

78. Aktivni transport glukoze
• Kroz neke membrane aktivnim transportom
se prenosi i glukoza: kroz epitel tankog
creva i epitel bubrežnih tubula.
• Iz lumena creva, glukoza se aktivnim
transportom prebacuje u krv, gde je njena
koncentracija mnogo veća.
• Zbog takvog aktivnog transporta, glukoza se
ne izbacuje fecesom i mokraćom.

79. KOTRANSPORT
• aktivni transport glukoze kroz
neke membrane, on zavisi od
akivnog transporta Na (Na/K-
pumpe) jer taj proces daje
energiju za aktivni transport
glukoze.
• Smatra se da nosač koji
aktivno prenosi Na ima još
jedno receptorsko mesto za
glukozu. Nosač neće prenositi
glukozu ako se za njega ne
veže Na.

80. Aktivni transport
aminokiselina
• Aminokiseline se takođe aktivnim
transportom prenose kroz neke organe,
epitel creva i bubrežnih tubula.
• Aktivni transport aminokiselina takođe
zavisi od aktivnog transporta Na (tj. od
energije tog sistema).
• Zavisi i od nekih hormona kao što su:
hormon rasta, insulin, glikokortikoidi (oni
ubrzavaju aktivni transport aminokiselina u
ćeliji).

81. Endocitoza
• To je oblik ulaska velikih molekula i krupnih čestica u ćeliju.
• Postoje 2 oblika endocitoze:
1. pinocitoza
2. fagocitoza
• Pinocitoza
• ćelija iz vanćelijske tečnosti uzima krupne
molekule, uglavnom proteine.
• Molekuli proteina koji su u vanćelijskoj
tečnosti se adsorbuju na membranu, zatim
se membrana na tom delu gde su se
adsorbovali proteini ugiba i taj ugnuti deo
membrane se odvaja u vidu pinocitoznog
mehurića.
• Pinocitozni mehurić se zatim spaja sa
lizozomom.
• Lizozom sadrži enzime koji razgrađuju
proteine do aminokiselina; zatim
aminokiseline pređu u citoplazmu gde se
dalje koriste.
• Fagocitoza
• To je mehanizam kojim ćelija iz vanćelijske
tečnosti uzima krupne čestice: bakterije
drugih ćelija ili čestice oštećenog tkiva.
• Mehanizam fagocitoze je sličan mehanizmu
pinocitoze.
• Čestice koje se fagocitozom uzimaju
apsorbuju se na površini membrane, koja se
tu ugiba i ugnuti deo se odvaja u vidu
fagocitoznog mehurića.
• Fagocitozni mehurić se spaja sa lizozomom
koji sadrži enzim za razgradnju čestica
fagocitoznog mehurića

82. Egzocitoza
• To je proces suprotan endocitozi.
• Karakterističan je za sekretorne ćelije
koje izlučuju određene materije: ćelije
endokrinih i egzokrinih žlezda.
• Egzocitoza uključuje granulirani
endoplazmatični retikulum (GER) i
goldži-aparat.
• Ribozomi GER-a sintetišu proteine koji
trebaju da budu sekretovani (izlučeni) iz
ćelije.
• Ti proteini onda dospevaju u kanaliće
endoplazmatičnog retikuluma i putem
njih do goldži-aparata.
• U goldži-aparatu se ti proteini okruže
membranom i u vidu sekretorne granule
se odvoje od goldži-aparata.
• Sekretorna granula citoplazmom putuje
do ćelijske membrane, gde se
membrana granule spaja sa ćelijskom
membranom, a proteini se izluče u
vanćelijsku tečnost.

83. Membranski potencijal
• Membranski potencijal postoji na ćelijskoj membrani
gotovo svih ćelija.
• Razlika potencijala između unutrašnje i spoljašnje strane ćelijske
membrane koja tipično iznosi oko -65 mV.
• Nastaje usled
– različite koncenracije jona sa obe strane ćelijske membrane, kao i
– različite propustljivosti ove membrane za jone.
• Membranski potencijal je bitan za nastanak i prenošenje
nervnih impulsa, kao i za membranski transport.
mmol/l
jon unutarćelijska
koncentracija
vanćelijska
koncentracija
K+ 155 5
Na+ 12 145
Mg2+ 15 2
Ca2+ 0.02 2
Cl- 4 110
HCO3
- 8 27
Neravnomerna distribucija jona

84.  Koncentracja jona kalijuma je intracelularno veoma visoka, dok je ekstracelularno
niska. Usled toga se javlja veliki KONCENTRACIONI GRADIJENT i joni kalijuma
prirodno teže da difunduju iz unutražnjosti ćelije u spoljašnju sredinu.
 Natrijum je glavni jon ekstracelularne sredine, dok ga intracelularno ima samo u
niskoj koncentraciji. Joni natrijuma prirodano teže da difunduju u unutrašnjost ćelija
Membrana je u mirovanju oko 100 puta propustljivija za kalijum nego za natrijum.
Uzrok- veći broj pasivnih jonskih kanala za K+ nego za Na+
Različita propustljivost membrane za
jone Na+ i K +
Neravnomerna distribucija jona Na+ i K +

85.  Joni kalijuma napuštaju ćeliju i odlaze u
spoljašnju sredinu noseći sa sobom
pozitivno naelektrisanje
 Unutrašnjost ćelije postaje negativnija od
spoljašnjosti i javlja se ELEKTRIČNI
GRADIJENT.
 K+ će izlaziti iz ćelije sve dok se ne
izjednače koncentracioni i električni
gradijent (ravnotežni potencijal za
kalijum koji iznosi -75mV)
 Joni natrijuma difunduju u unutrašnjost
ćelije noseći sa sobom pozitivno
naelektrisanje
 Koncentracioni i električni gradijent za
Na+ imaju isti pravac i smer
 Ulazak Na+ smanjuje razliku potencijala
na -65mV i to je MEMBRANSKI
POTENCIJAL ćelije u mirovanju
 Da se ne bi desilo da joni potpuno
zamene mesta i da se izgube gradijenti
koncentracije, pa samim tim i
membranski potencijal, Na+/K+ pumpa
stalno radi i ODRŽAVA membranski
potencijal

86. Visoka Na+
Visoka Cl-
Konc. grad za K+
Konc. grad za
Na+
K+ izlazi iz
ćelije, Na+
ulazi-
membrans
ki
potencijal
se razvija
Električni
gradijent
se
suprotstav
lja
izlaženju
K+
Visoka Na+
Visoka A-
Nema
membranskog
potencijala
Unutrašnjost
ćelije postaje
negativnija
Konc. grad
za K+
Električni
grad za K+
Konc. grad
za Na+
Električni
grad za Na+
Izlazak K+ se
usporava, a
ulazak Na+ se
ubrzava i u
jednom
trenutku
DOLAZI DO
RAVNOTEŽE tj.
uspostavlja se
MEMBRANSKI
POTENCIJAL
Na+ /K+
pumpa ne
dozvoljava
da Na+ i K+
zamene
mesta tj.
održava
gradijente
https://www.youtube.com/watch?v=i0XZJ3XDNV8

87. • Važno je uočiti da
se razlika u
naelektrisanju
javlja samo
neposredno UZ
MEMBRANU
Nervno vlakno

88. Literatura
• Radomir Konjević, Gordana Cvijić, Jelena
Đorđević, Nadežda Nedeljković –
Biologija za III razred prirodno-
matematičkog smera, ZUNS, Beograd,
2003
• Topisirović, Lj., Fira, Đ., Lozo, J.-
Dinamička biohemija, Univerzitet u
Beogradu, Biološki fakultet, 2000.
• Gajton A., Hol Dž.- Medicinska fiziologija,
11. izdanje