Μίτωση
Μίτωση σε πραγματικό χρόνο!!!
Τρίτη 18 Μαρτίου 2008
Μίτωση
Η μίτωση θεωρείται το επιστέγασμα όλων των διαδικασιών που γίνονται κατά τη μεσόφαση. Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι τα θυγατρικά κύτταρα διατηρούν το ίδιο γενετικό υλικό και τις ίδιες γενετικές πληροφορίες με το κύτταρο από το οποίο προέρχονται. Κατά τη μίτωση σταματά η σύνθεση RNA ενώ μειώνεται η τιμή της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Πρέπει να τονιστεί ότι η μίτωση είναι ένα δυναμικό και συνεχές φαινόμενο κατά το οποίο το ένα στάδιο διαδέχεται το άλλο, χωρίς να υπάρχουν σαφή όρια μεταξύ τους. Με βάση πάντως τις μορφολογικές αλλαγές, η μίτωση διακρίνεται στα εξής στάδια:
Πρόφαση
Το πρώτο στάδιο της μίτωσης, η πρόφαση, αρχίζει με τη συμπύκνωση των επιμηκυμένων νηματίων χρωματίνης και τη μετατροπή τους σε μιτωτικά χρωμοσώματα.
(Αυτή η συμπύκνωση ολοκληρώνεται κυρίως χάρη σε μια διαδικασία περιέλιξης που μετατρέπει τα χρωμοσώματα σε βραχύτερα και παχύτερα. Το χρωμοσωμικό υλικό πακετάρεται επομένως με τέτοιο τρόπο ώστε μπορεί να διανεμηθεί με ακρίβεια στα θυγατρικά χρωμοσώματα. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από ένα πανομοιότυπο ζευγάρι υπομονάδων που ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. Κάθε χρωματίδα περιέχει μια συμπυκνωμένη περιοχή που ονομάζεται κεντρομερίδιο. Οι αδελφές χρωματίδες ενώνονται με τη βοήθεια των κεντρομεριδίων τους. Κατά την πρόφαση ο πυρηνίσκος συρρικνώνεται και συνήθως εξαφανίζεται.
Κατά το τέλος της πρόφασης η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται και κάθε χρωματίδα συνδέεται με το κεντρομερίδιο της πάνω σε κάποιο νημάτιο της ατράκτου. Τα χρωμοσώματα κινούνται προς τον ισημερινό του κυττάρου και τοποθετούνται σε σειρά .
Μετάφαση
Η περίοδος κατά την οποία τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον ισημερινό του κυττάρου ονομάζεται μετάφαση. Η μιτωτική άτρακτος που έχει πλέον ολοκληρώθει, αποτελείται από πολυάριθμους μικροσωληνίσκους οι οποίοι εκτείνονται από τους δύο πόλους ως τον ισημερινό του κυττάρου. Στη μετάφαση κάθε κεντρομερίδιο αδελφής χρωματίδας ενώνεται με αντίθετο πόλο του κυττάρου μέσω αντίστοιχου μικροσωληνίσκου. Κατά τη φάση αυτή, κάθε χρωματίδα βρίσκεται σε πλήρη συμπύκνωση. Επειδή τα χρωμοσώματα εμφανίζονται τώρα περισσότερο καθαρά και ευδιάκριτα από οποιοδήποτε άλλο στάδιο της κυτταρικής διαίρεσης, μπορούμε στο στάδιο αυτό με κατάλληλες τεχνικές, να τα φωτογραφίσουμε και να τα μελετήσουμε για να διαπιστώσουμε κάποια ενδεχόμενη χρωμοσωμική ανωμαλία.
Ανάφαση
Η ανάφαση αρχίζει όταν απελευθερωθούν οι δυνάμεις που συγκρατούν τις δύο αδελφές χρωματίδες μεταξύ τους. Από δω και στο εξής με τον όρο χρωματίδα θα αναφερόμαστε σε ένα ανεξάρτητο χρωμόσωμα.
Τα διαχωρισμένα χρωμοσώματα μετακινούνται αργά αργά προς τους αντίστοιχους πόλους. Τα κεντρομερίδια των χρωμοσωμάτων είναι ακόμη συνδεδεμένα με τα νημάτια της ατράκτου τα οποία και τα παρασύρουν στην πορεία τους. Η ανάφαση τελειώνει με τη μετακίνηση όλων των χρωμοσωμάτων στους πόλους..
Τελόφαση
Το τελικό στάδιο της μίτωσης, η τελόφαση χαρακτηρίζεται από την επιστροφή του κυττάρου στις συνθήκες της μεσόφασης.
Τα χρωμοσώματα αποσυμπιέζονται και δημιουργείται μια νέα πυρηνική μεμβράνη γύρω από κάδε ομάδα χρωμοσωμάτων. Η κατασκευή της πυρηνικής αυτής μεμβράνης εξασφαλίζεται τουλάχιστον σ' ένα μεγάλο τμήμα της από ανακύκλωση λιπιδίων κι άλλων συστατικών προερχομένων από την παλιά πυρηνική μεμβράνη.
Η πυρηνική άτρακτος διαλύεται και επανεμφανίζονται οι πυρηνίσκοι
Πρόφαση
Το πρώτο στάδιο της μίτωσης, η πρόφαση, αρχίζει με τη συμπύκνωση των επιμηκυμένων νηματίων χρωματίνης και τη μετατροπή τους σε μιτωτικά χρωμοσώματα.
(Αυτή η συμπύκνωση ολοκληρώνεται κυρίως χάρη σε μια διαδικασία περιέλιξης που μετατρέπει τα χρωμοσώματα σε βραχύτερα και παχύτερα. Το χρωμοσωμικό υλικό πακετάρεται επομένως με τέτοιο τρόπο ώστε μπορεί να διανεμηθεί με ακρίβεια στα θυγατρικά χρωμοσώματα. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από ένα πανομοιότυπο ζευγάρι υπομονάδων που ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. Κάθε χρωματίδα περιέχει μια συμπυκνωμένη περιοχή που ονομάζεται κεντρομερίδιο. Οι αδελφές χρωματίδες ενώνονται με τη βοήθεια των κεντρομεριδίων τους. Κατά την πρόφαση ο πυρηνίσκος συρρικνώνεται και συνήθως εξαφανίζεται.
Κατά το τέλος της πρόφασης η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται και κάθε χρωματίδα συνδέεται με το κεντρομερίδιο της πάνω σε κάποιο νημάτιο της ατράκτου. Τα χρωμοσώματα κινούνται προς τον ισημερινό του κυττάρου και τοποθετούνται σε σειρά .
Μετάφαση
Η περίοδος κατά την οποία τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον ισημερινό του κυττάρου ονομάζεται μετάφαση. Η μιτωτική άτρακτος που έχει πλέον ολοκληρώθει, αποτελείται από πολυάριθμους μικροσωληνίσκους οι οποίοι εκτείνονται από τους δύο πόλους ως τον ισημερινό του κυττάρου. Στη μετάφαση κάθε κεντρομερίδιο αδελφής χρωματίδας ενώνεται με αντίθετο πόλο του κυττάρου μέσω αντίστοιχου μικροσωληνίσκου. Κατά τη φάση αυτή, κάθε χρωματίδα βρίσκεται σε πλήρη συμπύκνωση. Επειδή τα χρωμοσώματα εμφανίζονται τώρα περισσότερο καθαρά και ευδιάκριτα από οποιοδήποτε άλλο στάδιο της κυτταρικής διαίρεσης, μπορούμε στο στάδιο αυτό με κατάλληλες τεχνικές, να τα φωτογραφίσουμε και να τα μελετήσουμε για να διαπιστώσουμε κάποια ενδεχόμενη χρωμοσωμική ανωμαλία.
Ανάφαση
Η ανάφαση αρχίζει όταν απελευθερωθούν οι δυνάμεις που συγκρατούν τις δύο αδελφές χρωματίδες μεταξύ τους. Από δω και στο εξής με τον όρο χρωματίδα θα αναφερόμαστε σε ένα ανεξάρτητο χρωμόσωμα.
Τα διαχωρισμένα χρωμοσώματα μετακινούνται αργά αργά προς τους αντίστοιχους πόλους. Τα κεντρομερίδια των χρωμοσωμάτων είναι ακόμη συνδεδεμένα με τα νημάτια της ατράκτου τα οποία και τα παρασύρουν στην πορεία τους. Η ανάφαση τελειώνει με τη μετακίνηση όλων των χρωμοσωμάτων στους πόλους..
Τελόφαση
Το τελικό στάδιο της μίτωσης, η τελόφαση χαρακτηρίζεται από την επιστροφή του κυττάρου στις συνθήκες της μεσόφασης.
Τα χρωμοσώματα αποσυμπιέζονται και δημιουργείται μια νέα πυρηνική μεμβράνη γύρω από κάδε ομάδα χρωμοσωμάτων. Η κατασκευή της πυρηνικής αυτής μεμβράνης εξασφαλίζεται τουλάχιστον σ' ένα μεγάλο τμήμα της από ανακύκλωση λιπιδίων κι άλλων συστατικών προερχομένων από την παλιά πυρηνική μεμβράνη.
Η πυρηνική άτρακτος διαλύεται και επανεμφανίζονται οι πυρηνίσκοι
Κυριακή 16 Μαρτίου 2008
Ζύμωση
Ζύμωση
Ζύμωση μπύρας:
Με τον όρο ζύμωση στη Χημεία εννοείται η διαδικασία παραγωγής ενέργειας κατά τη μετατροπή μιας ή περισσοτέρων οργανικών ενώσεων, όπως είναι οι υδρογονάνθρακες, σε ένα οξύ ή μια αλκοόλη. Ειδικότερα, ο όρος ζύμωση είναι πιθανό να αναφέρεται στη χρήση μιας ειδικής κατηγορίας μυκητων (τους λεγόμενους "ζυμομύκητες") για τη μετατροπή ενός σακχάρου (είδος υδρογονάνθρακα) σε αλκοόλη ή στη χρήση βακτηρίων για την παραγωγή γαλακτικού οξέως σε ορισμένα τρόφιμα.
Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, η ζύμωση πραγματοποιείται αυθόρμητα σε διάφορες τροφές. Πρόκειται για μια διαδικασία που εδώ και χιλιάδες χρόνια οι άνθρωποι εκμεταλλεύτηκαν, ευνοώντας την πραγματοποίησή της. Η παρασκευή, για παράδειγμα, άρτου και αλκοολούχων ποτών όπως το κρασί και η μπύρα, γίνεται με ζύμωση.
Αλκοολική ζύμωση:
Η χημική εξίσωση που περιγράφει την αλκοολική ζύμωση της γλυκόζης είναι η εξής:
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 (παραγόμενη ενέργεια:118 kJ/mol)
όπου C6H12O6 η γλυκόζη, CH3CH2OH η αιθανόλη (είδος αλκοόλης) και CO2 το διοξείδιο του άνθρακα)
Ζύμωση γαλακτικού οξέος:
Ζύμωση πραγματοποιείται και στους μύες αρκετών θηλαστικών ζώων, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου. Κάτι τέτοιο γίνεται όταν οι μύες αυτοί καταπονούνται ιδιαίτερα, οπότε το παρεχόμενο από το αίμα οξυγόνο δεν επαρκεί για την παραγωγή της απαιτούμενης ενέργειας. Έτσι, τα μυϊκά κύτταρα διασπούν τη γλυκόζη χωρίς την ύπαρξη οξυγόνου (αναερόβια αναπνοή), παράγοντας γαλακτικό οξύ. Το γαλακτικό οξύ συμπεριφέρεται ως δηλητήριο ή τοξίνη, με αποτέλεσμα η συσσώρευσή του στους μυες να εμποδίζει, από ένα σημείο και έπειτα, τη λειτουργία των μυών, προκαλώντας παράλληλα έντονους πόνους (κράμπα).
Ζύμωση μπύρας:
Με τον όρο ζύμωση στη Χημεία εννοείται η διαδικασία παραγωγής ενέργειας κατά τη μετατροπή μιας ή περισσοτέρων οργανικών ενώσεων, όπως είναι οι υδρογονάνθρακες, σε ένα οξύ ή μια αλκοόλη. Ειδικότερα, ο όρος ζύμωση είναι πιθανό να αναφέρεται στη χρήση μιας ειδικής κατηγορίας μυκητων (τους λεγόμενους "ζυμομύκητες") για τη μετατροπή ενός σακχάρου (είδος υδρογονάνθρακα) σε αλκοόλη ή στη χρήση βακτηρίων για την παραγωγή γαλακτικού οξέως σε ορισμένα τρόφιμα.
Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, η ζύμωση πραγματοποιείται αυθόρμητα σε διάφορες τροφές. Πρόκειται για μια διαδικασία που εδώ και χιλιάδες χρόνια οι άνθρωποι εκμεταλλεύτηκαν, ευνοώντας την πραγματοποίησή της. Η παρασκευή, για παράδειγμα, άρτου και αλκοολούχων ποτών όπως το κρασί και η μπύρα, γίνεται με ζύμωση.
Αλκοολική ζύμωση:
Η χημική εξίσωση που περιγράφει την αλκοολική ζύμωση της γλυκόζης είναι η εξής:
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 (παραγόμενη ενέργεια:118 kJ/mol)
όπου C6H12O6 η γλυκόζη, CH3CH2OH η αιθανόλη (είδος αλκοόλης) και CO2 το διοξείδιο του άνθρακα)
Ζύμωση γαλακτικού οξέος:
Ζύμωση πραγματοποιείται και στους μύες αρκετών θηλαστικών ζώων, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου. Κάτι τέτοιο γίνεται όταν οι μύες αυτοί καταπονούνται ιδιαίτερα, οπότε το παρεχόμενο από το αίμα οξυγόνο δεν επαρκεί για την παραγωγή της απαιτούμενης ενέργειας. Έτσι, τα μυϊκά κύτταρα διασπούν τη γλυκόζη χωρίς την ύπαρξη οξυγόνου (αναερόβια αναπνοή), παράγοντας γαλακτικό οξύ. Το γαλακτικό οξύ συμπεριφέρεται ως δηλητήριο ή τοξίνη, με αποτέλεσμα η συσσώρευσή του στους μυες να εμποδίζει, από ένα σημείο και έπειτα, τη λειτουργία των μυών, προκαλώντας παράλληλα έντονους πόνους (κράμπα).
Τετάρτη 12 Μαρτίου 2008
Αιθανόλη
Η αιθανόλη (αιθυλική αλκοόλη ή αλκοόλη αιθυλική ή απλά οινόπνευμα) είναι μια χημική οργανική ένωση, αποτελούμενη από δύο άτομα άνθρακα, υδρογόνο και μια ομάδα υδροξυλίου (ομάδα OH). Ο χημικός τύπος είναι CH3-CH2-OH. Η αιθανόλη είναι η αλκοόλη των οινοπνευματωδών ποτών γι' αυτό ονομάζεται και οινόπνευμα. Ανήκει στην ομόλογη σειρά των κορεσμένων μονοσθενών αλκοολών (CνH2ν+1Ο).
Παράγεται:
α. με αλκοολική ζύμωση
- C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2
β. από το πετρέλαιο (αιθυλένιο) παρουσία οξέος
- CH2=CH2 + H2O → CH3CH2OH
Φυσικές ιδιότητες:
Είναι υγρή, άχρωμη και ευδιάλυτη στο νερό. Έχει ευχάριστη γεύση και σχετικά ευχάριστη οσμή. Η αιθανόλη αναμιγνύεται με το νερό σε κάθε αναλογία και κατά την ανάμειξη παρατηρείται ελάττωση όγκου, ενώ εκλύεται θερμότητα.
Χημικές ιδιότητες:
α. Καύση
- CH3CH2OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
β. Εστεροποίηση
- CνH2ν+1COOH + CH3CH2OH → CνH2ν+1COOCH2CH3 + H2O
- πχ. CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O
γ. οξείδωση
- CvH2v+1O + |O| → CvH2vO + H2O
- CH3-CH2-CH2OH + |O| → CH3-CH2-CH=O + H2O
Αλκοόλες
Οι αλκοόλες είναι οργανικές ενώσεις που περιέχουν άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο Οι ενώσεις αυτές έχουν παραπλήσιες ιδιότητες με την κοινή αλκοόλη, το οινόπνευμα. Οι αλκοόλες θεωρείται ότι προέρχονται από υδρογονάνθρακες στους οποίους ένα άτομο υδρογόνου από το μόριό τους έχει αντικατασταθεί από τη ρίζα υδροξύλιο (ΟΗ).
Επίσημα οι αλκοόλες έχουν το ίδιο όνομα με τον αντίστοιχο υδρογονάνθρακα, μόνο που αντί της κατάληξης - ιον έχουν την κατάληξη - όλη (π.χ. - προπανόλη). Συνήθως όμως οι αλκοόλες έχουν εμπειρικά ονόματα. Η μεθυλική αλκοόλη ονομάζεται ξυλόπνευμα, η αιθυλική αλκοόλη οινόπνευμα, ενώ τα σύμφωνα με την ονοματολογία ονόματά τους είναι αντίστοιχα μεθανόλη και αιθανόλη. Οι αλκοόλες διακρίνονται σε πρωτοταγείς, σε δευτεροταγείς, τριτοταγείς κλπ., ανάλογα με το αν το υδροξύλιο βρίσκεται ενωμένο με άτομο άνθρακα που είναι ενωμένο με μία, δύο ή περισσότερες ρίζες R, που παριστάνουν μεγάλα κομμάτια του μορίου της ένωσης (με ένα τουλάχιστον άτομο άνθρακα η καθεμιά). Επίσης, ανάλογα με τον αριθμό των υδροξυλίων στο μόριό τους, οι αλκοόλες διακρίνονται σε μονοσθενείς, δισθενείς κλπ. ή πολυσθενείς.
Υπάρχουν λοιπόν πολλές οικογένειες αλκοολών, όπως υπάρχουν και πολλές οικογένειες υδρογονανθράκων. Όλες οι αλκοόλες έχουν τη ρίζα υδροξύλιο και η παρουσία αυτής της ρίζας εξασφαλίζει κοινές ιδιότητες και ιδιαίτερα την ιδιότητα οι αλκοόλες να παράγουν εστέρες, όταν αντιδρούν με διάφορα οξέα.
Οι αλκοόλες καίγονται, αλλά είναι κατώτερα καύσιμα, σχετικά με τη βενζίνη. Από ένα γραμμάριο αλκοόλης παίρνουμε 7.000 θερμίδες, ενώ από ένα γρ. βενζίνης 11.000 θερμίδες. Όμως εκεί που η καύση της βενζίνης είναι αδύνατη, γιατί χρειάζεται να έχει αποθηκευτεί οξυγόνο (π.χ. στους πυραύλους), προτιμούνται ενώσεις σαν της αλκοόλης που χρειάζονται λιγότερο Ο2 για να καούν, εφόσον έχουν ήδη ποσότητα οξυγόνου στο μόριό τους. Η μεθυλική αλκοόλη έπαιξε σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία των πυραύλων και χρησιμοποιήθηκε σαν καύσιμο στις Βόμβες Η2 που έριξε ο Χίτλερ στο Λονδίνο.
Η κυριότερη αλκοόλη είναι η αιθυλική αλκοόλη (οινόπνευμα). Το οινόπνευμα βγαίνει από την απόσταξη χαλασμένων κρασιών, από διάφορα φρούτα, από τα τεύτλα με ζαχαροποίηση του αμύλου τους. Βιομηχανική αλκοόλη παρασκευάζεται επίσης, αν αντιδράσει νερό με αιθυλένιο, που το παίρνουμε από τα παράγωγα του πετρελαίου. Η αλκοόλη βράζει στους 80° C περίπου. Συνήθως δε χρησιμοποιείται καθαρό οινόπνευμα, αλλά διάλυμα 90% σε νερό.
Μεγάλα ποσά αλκοόλης χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αλκοολούχων ποτών. Η καθαρή αλκοόλη (95%), που χρησιμοποιείται στην ποτοποιία και την αρωματοποιία, έχει πολύ βαριά φορολογία. Λιγότερη φορολογία έχει η αλκοόλη που χρησιμοποιείται για οικιακές χρήσεις. Σ' αυτήν, συνήθως, προσθέτουν δηλητηριώδεις ουσίες (γαλαζόπετρα) που της δίνει μπλε - πράσινο χρώμα. Με αυτόν τον τρόπο περιορίζεται η χρήση του οινοπνεύματος από τους αλκοολικούς.
Στην Ελλάδα η αλκοόλη παρασκευάζεται συνήθως από τη σταφίδα. Οι σταφίδες εκχυλίζονται με ζεστό νερό. Στο διάλυμα, που παίρνουμε, ρίχνουμε ειδική ζύμη, οπότε το περιεχόμενο παθαίνει ζύμωση. Κατόπιν γίνεται απόσταξη. Στην απόσταξη μπορούμε να πάρουμε οινόπνευμα χαμηλών βαθμών στην αρχή (βαθμός είναι η επί τοις εκατό περιεκτικότητα σε οινόπνευμα ενός διαλύματος) και τέλος αλκοόλη 95%. Το υπόλειμμα της κατεργασίας λέγεται βινάσα. Επίσης στη βιομηχανία η αιθυλική αλκοόλη παρασκευάζεται και με πρώτη ύλη το αιθυλένιο, όπως είπαμε προηγουμένως, η μέθοδος όμως που χρησιμοποιείται είναι περισσότερο δαπανηρή και δε συμφέρει σε χώρες, όπως την Ελλάδα, που η παραγωγή της σταφίδας είναι φτηνότερη και μεγαλύτερη.
Η αλκοόλη έχει πυκνότητα 0,81, είναι δηλ. ελαφρότερη από το νερό. Είναι επίσης και πολύ καλό καύσιμο, αν και η χρησιμοποίησή του σ' αυτήν την κατεύθυνση δε συμφέρει οικονομικά. Είναι σημαντικός διαλύτης. Γενικά οι ιδιότητες του οινοπνεύματος είναι ανάλογες με τις ιδιότητες και των άλλων αλκοολών.
Γενικά στην οργανική χημεία υπάρχει μία αντιστοιχία των αλκοολών με τις βάσεις της ανόργανης χημείας. Τόσο οι αλκοόλες, όσο και οι βάσεις αντιδρούν με οξέα και σχηματίζουν αντίστοιχα εστέρες - άλατα και νερό.
Εγγραφή σε:
Αναρτήσεις (Atom)
