Molekule života

Uvod

Možete li objasniti zašto je nešto živo, poput domaće mačke, a robot nije?
I mačka i robot se mogu kretati, oboje trebaju energiju za različite procese. Za mačku, kada njezini sustavi organa prestanu obavljati svoje uloge, reći ćemo da je uginula, a za robota da se pokvario.
Međusobno u paru razmijenite mišljenja oko sljedećih pitanja:

1. Koja je suštinska razlika između živog i neživog?
2. Tko je potreban za nastanak nove mačke, a što je potrebno za nastanak novog robota?
3. Gdje je zapisano kako će izgledati mačka – od njezine boje krzna, do toga kako će biti građeno njezino srce?
   A što je s robotom? Odakle tvari od kojih će nastati?

Usuglasite mišljenje unutar skupine s još dva učenika.

Napišite popis od pet pitanja koja su se pojavila kao rezultat vaše diskusije.

Što je zajedničko živim bićima?

Početak života na Zemlji smatra se trenutkom kada je nastala prva molekula koja je imala mogućnosti stvaranja sebi sličnih kopija – svojih potomaka.
Od te jednostavne tvorbe do danas prošlo je oko 3,5 milijardi godina.
Tijekom godina razvili su se organizmi različite složenosti.
Uzimajući sve to u obzir govorimo o zajedničkom podrijetlu svih živih organizama.
Većina današnjih organizama u svojoj osnovi izgrađena je od stanica u čijim su jezgrama su zapisane sve informacije neophodne za njihov život. Te informacije zapisane su u molekulama DNA.

DNA vs. RNA

Molekule DNA često se spominju u svakodnevnom životu – od različitih kriminalističkih serija do reklama za kreme od kojih ćete biti ili ostati mladi.
Usprkos svemu navedenom ostaje činjenica da su u njima sadržane upute za izgradnju i rad određenog organizma.
Molekula RNA rjeđe se spominje premda je njezina uloga vrlo bitna u navedenim procesima.
Ona je poveznica između upute u molekuli DNA i konačnog produkta koji će prema toj uputi nastati – bjelančevine.
I DNA i RNA su nukleinske kiseline, ali se razlikuju po svojoj strukturi.

• Promotrite sliku i odredite koja je osnovna razlika između njih.

Molekula DNA nalazi se u jezgri ljudske stanice.
U njoj je zapisana nasljedna uputa.
Molekule RNA nastaju prepisivanjem nasljedne upute s molekule DNA i nakon toga sudjeluju u stvaranju određene bjelančevine u citoplazmi stanice.
Prilikom nastajanja molekule RNA na mjestu adenina nastaje uracil (A-U), timina adenin (T-A), guanina citozin (G-c) i obrnuto (C-G).
Za molekule RNA možemo reći kako nastaju u jezgri, ali svoje zadaće obavljaju izvan nje.
Pri nastanku novog lanca molekule DNA prati se pravilo A-T, G-C.
Znači, ako je na starom lancu DNA timin, na novom lancu na tom mjestu bit će adenin, a ako je guanin, bit će citozin.

Početne molekule DNA naslijedili smo od svojih roditelja.
Svaki put kada je nastajala nova stanica, one su stvarale svoje kopije koje su odlazile u jezgre novonastalih stanica.
Mitohondrij se umnaža u stanici neovisno o njoj samoj.
I zato sam ima svoju molekulu koja određuje njegova svojstva.
Zanimljivo je da je ta molekula upravo jedan oblik molekule DNA.
Molekula RNA može imati nasljednu uputu – ali to je samo slučaj kod nekih virusa.

Zašto u stanicama jetre nije aktivan gen koji određuje debljinu zubne cakline?

Molekula DNA nema nikakvu mogućnost djelovanja izvan jezgre.

• Da bi nastala određena bjelančevina te se na zubu stvarao sloj zubne cakline, potrebno je uputu najprije prepisati u RNA prema kalupu DNA.
• To se odvija tako da se prema molekuli DNA međusobno povezuje niz dušičnih baza A, U, G, C.
• Na mjestu gdje se na molekuli DNA nalazio A povezat će se U, na mjestu gdje se nalazi T povezat će se A.
  Tek ona u citoplazmi stanice odredit će nastanak točno određene bjelančevine.

Ako jetra raste, na tom će se mjestu povećati broj stanica, a geni koji određuju njihovu građu će se aktivirati.

• Odvija li se proces mejoze kod jednostaničnih organizama? Obrazložite svoju tvrdnju.

Razmnožavanje ili rast? – pitanje je sad!

Svoj razvoj naše je tijelo započelo spajanjem jezgre jajne stanice majke i jezgre spermija oca.
Tako je nastala jedna stanica- zigota.
Od te jedne stanice mitozom su nastale, dvije, pa četiri, osam, šesnaest, trideset i dvije, pa u konačnici skup od par bilijuna stanica.
Sve te stanice drže se na okupu tvoreći ono što se naziva tijelom, a taj proces naziva se rast.
Premda jednostavno zvuči, procesi su komplicirani.
U nekima od njih nastaju i stanice koje nisu funkcionalne, izgledaju drugačije od početnih.
U takvim slučajevima postoje mehanizmi koji će tu stanicu razložiti i tako onemogućiti da ona dalje prolazi kroz diobe.

• Što može biti posljedica ako taj mehanizam izbacivanja loših stanica zakaže?

Kod žena stanice jajnika tijekom rasta nastaju procesom mitoze, ali u njima procesom mejoze od posebnih stanica nastaju spolne stanice.
One mogu sudjelovati u nastanku novog organizma procesom oplodnje. Isto se događa i u sjemenicima kod muškaraca. Stanice sjemenika nastaju procesom mitoze za vrijeme rasta i razvoja, a u njima nastaju spolne stanice procesom mejoze.

Jedna ili mnogo … je li bitno?

Čovjek je višestanični organizam, bakterije su jednostanične.
Jednostanični organizmi se razmnožavaju mitozom. Višestanični organizmi rastu i obnavljaju se procesom mitoze. Razmislite:

1. Kako ta činjenica može utjecati na brojnost organizama?
2. Koja vrsta organizma će se brže razmnožavati, davati veći broj potomaka u kraćem vremenskom periodu?

Za kraj…

• I sada se vraćamo na pitanje postavljeno u samom uvodnom dijelu: što to može mačka, a robot ne?
• Potkrijepite svoj odgovor činjenicama.

• Osmislite vizualni prikaz kojim ćete pokazati svoje odgovore na pitanja koja su proizašla iz vaše grupne diskusije.