Cellteorin (Biologi 2)

Summary

The video script covers essential concepts of cell biology, focusing on cell theory and biomolecules. It starts by reviewing the eukaryotic cell structure, including the cell membrane, nucleus, mitochondria, and ribosomes. The lecture explains biomolecules like carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids, detailing their composition and role in living organisms. Examples include glucose, polysaccharides like cellulose, and proteins' amino acid structure. It also discusses lipids' structure, focusing on fats and phospholipids in cell membranes, and touches on steroids and chlorophyll. Lastly, nucleic acids (DNA and RNA) and their significance in genetic material are highlighted.

Takeaways

• 🔬 The cell theory states that all living things are composed of cells, and cells can only be formed from pre-existing cells.
• 🧬 Eukaryotic cells are characterized by having a nucleus, which contains genetic material (DNA), along with other organelles like mitochondria, ER, and ribosomes.
• 🍬 Carbohydrates, composed of sugar units, form polysaccharides such as cellulose and starch, which have structural and storage roles in organisms.
• 🥩 Proteins are made up of amino acids and perform various functions, including acting as enzymes, structural components, and transport molecules.
• 🧈 Lipids include fats, phospholipids, and steroids, and they play crucial roles in energy storage, membrane structure, and hormone function.
• 🧱 Phospholipids form cell membranes with hydrophilic heads and hydrophobic tails, creating a bilayer that helps separate the internal cell environment from the outside.
• 💊 Steroids are a type of lipid that function as hormones, such as testosterone, and are structurally different from typical fats.
• 🌿 Chlorophyll is a lipid-like molecule essential for photosynthesis in plants, and it contains a magnesium atom that helps capture light energy.
• 🧪 Nucleic acids, DNA and RNA, are made of nucleotides and carry genetic information necessary for cell function and heredity.
• 🧬 The DNA structure is a double helix, which is crucial for replication and storage of genetic information within cells.

Q & A

What is the basic principle of cell theory as mentioned in the script?

The basic principle of cell theory is that all living organisms are made of cells, and cells can only arise from pre-existing cells.

What is a eukaryotic cell and what are its key features?

A eukaryotic cell is characterized by having a nucleus, which contains the genetic material (DNA), and other organelles like the mitochondria and endoplasmic reticulum (ER).

What is the role of ribosomes in a eukaryotic cell?

Ribosomes are responsible for protein synthesis, and in eukaryotic cells, most ribosomes are found attached to the endoplasmic reticulum (ER).

What are the four types of biomolecules mentioned, and what are their basic functions?

The four types of biomolecules are carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. Carbohydrates are energy sources, proteins perform various functions like enzymatic and structural roles, lipids store energy and form cell membranes, and nucleic acids (DNA and RNA) store and transfer genetic information.

How are carbohydrates structured, and what are polysaccharides?

Carbohydrates are made of sugar units, with glucose (C₆H₁₂O₆) being a basic sugar unit. Polysaccharides are long chains of sugar units, examples being cellulose and starch. Cellulose is linear, while starch is branched.

What distinguishes starch from cellulose?

Starch is a branched polysaccharide used as a storage form of energy in plants, while cellulose is linear and forms the structural component of plant cell walls.

What is the structure and function of proteins in cells?

Proteins are large molecules made up of amino acids, with 20 different amino acids used in all living organisms. Proteins serve various functions such as enzymes, structural proteins, and transport proteins like hemoglobin.

How are lipids and fats structured, and what is the significance of glycerol and fatty acids?

Lipids, including fats, are made from glycerol combined with three fatty acids. This combination forms triglycerides, which store energy. Phospholipids, which have a glycerol backbone and two fatty acids, form cell membranes.

What are phospholipids, and how do they contribute to the structure of the cell membrane?

Phospholipids have a hydrophilic (water-attracting) head and two hydrophobic (water-repelling) tails. This structure allows them to form the bilayer of the cell membrane, with heads facing outward toward water and tails inward away from water.

What role do nucleic acids play in cells, and what are they composed of?

Nucleic acids, such as DNA and RNA, carry genetic information. They are made of nucleotides, each consisting of a sugar, phosphate group, and a nitrogenous base.

Outlines

00:00

🔬 Cell Theory and Biomolecules

This section covers a review of the cell theory from Biology 1 and expands on it for Biology 2. It begins by reiterating that all living organisms are made up of cells and that cells arise from pre-existing cells. The focus then shifts to eukaryotic cells, highlighting key features like the cell membrane, nucleus, mitochondria, and the endoplasmic reticulum (ER), which contains ribosomes responsible for protein synthesis. The paragraph introduces biomolecules, specifically carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. It provides details on how carbohydrates are composed of sugar residues, such as glucose, which can form polysaccharides like cellulose and starch. The discussion also touches on the structure of proteins, particularly their composition from amino acids and the role of enzymes, structural proteins, and transport proteins.

05:01

💡 Lipids and Their Functions

The paragraph explains the structure and function of lipids, including fats and phospholipids. It begins by describing how a fat molecule is formed from glycerol and three fatty acids, encouraging students to draw a diagram of this structure. It also introduces phospholipids, which are crucial for building cell membranes, explaining their dual nature with a hydrophilic (water-loving) head and hydrophobic (water-repelling) tails. A model of a phospholipid is presented, followed by a simplified drawing showing how these molecules align to form the double layer in cell membranes. The text emphasizes that phospholipids make up the foundation of cell membranes, which house various proteins.

10:06

⚛️ Steroids, Chlorophyll, and Nucleic Acids

This paragraph focuses on other important biomolecules such as steroids, chlorophyll, and nucleic acids. It describes the structure of steroids, such as testosterone, noting their role as hormones and their classification as lipids despite not resembling typical fats. Chlorophyll is briefly introduced as a molecule involved in photosynthesis, with its complex structure and magnesium center highlighted. The text concludes with an introduction to nucleic acids (DNA and RNA), discussing how they are made up of nucleotides. A simplified model of a nucleotide is presented, and students are encouraged to recognize the structure of DNA’s double helix. The summary wraps up with a review of how these molecules contribute to cell structure and function.

Keywords

💡Cell Theory

Cell theory is a fundamental concept in biology stating that all living organisms are composed of cells, and new cells arise only from pre-existing cells. This is the foundation of cell biology discussed in both Biologi 1 and Biologi 2. In the video, it is mentioned as the starting point for understanding cellular structures, especially when examining eukaryotic cells.

💡Eukaryotic Cell

A eukaryotic cell is characterized by the presence of a nucleus and other membrane-bound organelles, such as mitochondria and the endoplasmic reticulum (ER). The video highlights the key features of eukaryotic cells, such as their cell membrane, nucleus containing DNA, and organelles involved in various cellular functions like protein synthesis.

💡Biomolecules

Biomolecules are organic molecules that are crucial for life processes, and they include carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. In the video, the instructor explains the role of these biomolecules in building cellular components, with examples like glucose forming polysaccharides such as cellulose and starch.

💡Polysaccharides

Polysaccharides are large molecules made up of many sugar molecules (monosaccharides) linked together. Examples include cellulose, which forms plant cell walls, and starch, which serves as energy storage in plants. The video explains how glucose molecules are connected to form these polysaccharides, with an emphasis on their structural differences and roles.

💡Proteins

Proteins are large, complex molecules made of amino acids and are involved in nearly every biological process. In the video, proteins are described as having diverse functions, including acting as enzymes, structural components, and transport molecules. Hemoglobin, which carries oxygen in the blood, is cited as an example of a transport protein.

💡Amino Acids

Amino acids are the building blocks of proteins. There are 20 different types of amino acids that can be arranged in various sequences to form proteins. In the video, the instructor shows how amino acids are linked like beads on a string and highlights their role in determining protein structure and function.

💡Lipids

Lipids are a group of fat-like molecules that are hydrophobic (do not mix with water) and play roles in energy storage and cell structure. The video discusses lipids like triglycerides, which are made of glycerol and fatty acids, and phospholipids, which are essential for forming cell membranes.

💡Phospholipids

Phospholipids are a type of lipid that make up the cell membrane. They consist of a hydrophilic (water-attracting) head and two hydrophobic (water-repelling) tails. The video explains how phospholipids form a bilayer, with their heads facing outward and tails inward, to create a barrier that controls what enters and exits the cell.

💡Steroids

Steroids are a type of lipid with a characteristic structure of four fused carbon rings. They play various roles, including acting as hormones like testosterone. In the video, steroids are mentioned as lipid-like molecules that, unlike other lipids, are not made of long chains but are still fat-soluble and involved in hormone production.

💡Nucleic Acids

Nucleic acids, such as DNA and RNA, are the molecules that store and transmit genetic information. They are made up of nucleotides, which include a sugar, a phosphate group, and a nitrogenous base. The video explains how nucleic acids are essential for heredity and cellular functions, with DNA forming the famous double helix structure.

Highlights

Cell theory states that all living things are made up of cells and that cells only arise from pre-existing cells.

Eukaryotic cells have a nucleus, a cell membrane, and organelles like mitochondria, endoplasmic reticulum (ER), and ribosomes.

Ribosomes are responsible for protein synthesis and are primarily located on the ER in eukaryotic cells.

Biomolecules consist of four major types: carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids.

Carbohydrates are built from sugar units, with glucose (C₆H₁₂O₆) being a basic example. Multiple sugar units form polysaccharides like cellulose and starch.

Starch, made of glucose, is a branched polysaccharide, serving as an energy storage molecule in plants.

Glycogen, a more branched form of polysaccharide than starch, acts as an energy reserve in animals, primarily stored in the liver.

Proteins are large molecules made of amino acids, with 20 different types used in living organisms. They serve functions like enzymes, structure, transport, and defense.

Lipids include fats, which are composed of glycerol and fatty acids. Their primary role is energy storage and membrane structure.

Phospholipids are specialized lipids that make up cell membranes, consisting of a hydrophilic head and hydrophobic tails.

Steroids, a type of lipid, act as hormones like testosterone and differ structurally from other lipids, but are still fat-soluble.

Chlorophyll, the pigment used in photosynthesis, is a lipid-like molecule that contains magnesium and is responsible for capturing sunlight in plants.

Nucleic acids, like DNA and RNA, are made of nucleotides, which include a sugar, phosphate groups, and a nitrogenous base.

DNA's structure is a double helix, consisting of two strands made of nucleotides, which encode genetic information.

The course will further explore cell structure, focusing on organelles, biomolecules, and their functions in more depth.

Transcripts

I kursen i Biologi 2 så ingår ju en hel del cellbiologi, så jag tänker att vi först och främst måste repetera cellteorin lite grann från Biologi 1,

men så bygger vi på den lite grann till också eftersom det nu handlar om Biologi 2.

Så vad säger då cellteorin?

Ja, ganska mycket av det här är alltså repetition från Biologi 1,

så kanske behöver du inte ta det till dina anteckningar,

men kanske ska du göra det i alla fall bara för att.

Så cellteorin den säger så här,

att allt levande består av celler och att celler kan endast bildas från andra celler.

Men vad betyder det där egentligen?

Ja, vi ska ta och titta först och främst på en eukaryot cell och här är säkert mycket som du redan känner igen

och vi ska så småningom bygga på det här ännu mer faktiskt i kommande videor.

En eukaryot cell, ja den kännetecknas ju förstås utav att den har en cellkärna, det är det som betyder eukaryot här,

men först och främst så vill jag att du ska skriva upp att den har ett cellmembran.

Sen kommer ju cellkärnan här också förstås, cellkärnan som här inuti innehåller arvsmassan,

det vill säga DNA (kromosomer).

Vi har också till exempel i alla eukaryota celler en mitokondrie eller i de flesta eukaryota celler ska jag säga för säkerhets skull.

Och vi har också ett nätverkssystem här som kallas för det endoplasmatiska nätverket,

men oftast förkortar man det bara ER.

Och på ER sitter de allra flesta ribosomerna i den eukaryota cellen,

och ribosomerna, det är ju de som sköter hela proteinsyntesen.

Allt levande är alltså uppbyggt utav celler, men vad är cellerna uppbyggda av?

Då kommer vi in på det som kallas för biomolekyler.

Jag ska mycket kort här nämna de fyra olika typerna av biomolekyler som finns.

Det är kolhydrater, proteiner, lipider och nukleinsyror.

Kolhydraterna allra först, ja de är uppbyggda utav sockerrester.

Och en av de allra enklaste sockerarterna det är glukos, C₆H₁₂O₆, som till exempel bildas i fotosyntesen.

Flera sådana här sockerrester tillsammans, de bygger upp polysackarider.

Och sockerrester, ja då menar jag alltså en rest utav till exempel glukos.

Och här har jag en bild utav en glukosmolekyl, en modell utav en glukosmolekyl.

Den här behöver du naturligtvis inte rita upp.

Men kopplar vi ihop flera sådana här så kan vi istället få en lång cellulosamolekyl, som det här ska föreställa.

Så flera sockerrester tillsammans bygger upp polysackarider.

"Poly" betyder många, "sackarid", det har med socker att göra, och ett exempel är då cellulosa som jag har en liten modell av här.

Ska du rita någonting också till det här?

Ja då tycker jag faktiskt du ska rita upp det här som en liten sockerrest.

De ritar man ofta just som sexkanter eftersom de är lite sexkantiga till formen.

Och flera stycken sådana då, ja de bygger upp en polysackarid på det här sättet.

Och polysackarider det kan ju vara till exempel, som jag sade, cellulosa.

Det som kännetecknar cellulosa är att den är avlång och linjär precis som den här och precis som modellen som jag visade innan.

Och den hittar vi i cellväggen hos växter.

En annan polysackarid som är väldigt viktig det är stärkelse.

Och stärkelsen den är faktiskt uppbyggd på av samma glukosrester (eller i princip samma glukosrester) som cellulosa.

Det är bara det att stärkelsen den är grenad.

Och vad betyder det att den är grenad?

Jo, den är inte bara linjär som den här,

utan det sticker även ut andra sockerrester (eller man kan säga grenar helt enkelt) från den här stammolekylen.

Och stärkelse fungerar som näringslager i växter i till exempel rotknölar eller frön.

En annan polysaccharid som är viktig det är glykogen.

Den är ännu mer grenad än vad stärkelse är, men annars uppbyggd på exakt samma sätt.

Och glykogen, det fungerar som näringslager hos djur i levern.

Och det kommer vi förstås gå mycket närmare in på när vi pratar om leverns fysiologi så småningom när vi kommer till det i kursen.

Så hur är proteiner då?

Ja de är uppbyggda utav aminosyror,

men det allra första som jag vill att du ska tänka på (eller få med dig),

och det är det som jag tog upp i Biologi 1, också det är att proteiner är mycket stora molekyler.

Här har jag en modell utav ett protein bara för att visa hur stor den är.

Varje röd boll här är en syratom och varje blå är en kvävatom.

Varje grå/svart är en kodatom och varje vit är en väteatom.

Och så har vi lite svavel som sitter här och där också.

Så det är mycket stora molekyler.

Och ska du nu rita någonting i dina anteckningar så tycker jag att du ska rita ungefär den här bilden,

som du säkert har från Biologi 1 också, som visar hur aminosyrorna sitter som på ett pärlband här.

Aminosyrorna kan vara massa olika slags aminosyror.

Och det finns 20 stycken olika varianter som används i alla levande organismer.

Just alanin råkar strukturformen se ut så här fast R som står där ska ersättas med CH₃.

Några av proteinernas funktioner måste jag ta upp också.

Proteinerna har 8 eller 9 olika typer av funktioner.

Vi ska bara ta upp några stycken av dem i kursen i Biologi 2.

Jag ska inte säga särskilt mycket om de här heller.

Men du tar in i dina anteckningar i alla fall att det finns enzymer.

Det är en slags proteiner.

Och det finns strukturproteiner som bygger upp olika strukturer i organismen.

Det finns också transportproteiner som sköter transport av olika slag.

Till exempel hemoglobin som finns i våra röda blodkroppar som transporterar syre.

Och så finns det också försvars- och attackproteiner som hjälper till att skydda oss mot sjukdomar till exempel.

Och det finns som sagt en hel del andra typer av funktioner som proteinerna kan ha.

Men vi pratar bara om detta just i Biologi 2.

Lipider, vad är det för någonting då?

Jo, det är vad man kallar för fettliknande molekyler.

Och då måste man först och främst fundera över: Vad är ett fett?

Här har jag en modell av en molekyl som heter glycerol.

Och den kommer vi att prata mycket mer om i Kemi 2.

Eller kanske har du redan hört om den i Kemi 2.

Men den här glycerolmolekylen ska vi kombinera ihop med några stycken fettsyramolekyler.

Fettsyra molekyler bör du ha hört om i Kemi 1 i alla fall.

Och när vi kombinerar ihop de här så får vi en fettmolekyl på det här sättet.

Och nu blir här faktiskt någonting som jag tycker att du ska rita av och ta till dina anteckningar.

Nämligen hela den här stora strukturformeln tycker jag att du ska rita av till dina anteckningar.

Och nu var det ju så här att fettet här är uppbyggt av glycerol och tre stycken fettsyror.

Då kallar man den här delen för en glycerolrest.

Och det tycker jag att du ska skriva i dina anteckningar också.

Och de bitarna som sitter här kallar man för fettsyrerester.

Om man ska rita det lite enklare, och det tycker jag också att du ska lära dig hur man gör

(och det här gjorde vi i Biologi 1),

Så har vi glycerol, en orange blaffa på det här sättet.

Och fettsyrorna gör vi som tre stycken rektanglar på det här sättet.

Och när vi sätter ihop dem så får vi ett fett.

Men som sagt, det som jag tycker att du ska ta med dig i Biologi 2-kursen nu också.

Det är strukturformen faktiskt för hur fettet ser ut.

Om du nu har ritat av det här så går vi vidare till en variant av fett som kallas för fosfolipider.

Och fosfolipider de bygger upp cellmembran.

Det här tog jag också upp i Biologi 1.

Och det du ska titta på just nu, du ska inte rita av den här strukturformen riktigt än.

För jag ska nämligen göra en justering vid den här kolatomen.

Och justeringen vid kolatomen ser ut så här.

Här sitter det på lite fosfor, en fosfatgrupp i själva verket.

Och här sitter det på något som kallas för en kolingrupp.

Och det är inte särskilt viktigt just nu.

Men du ser att den innehåller kväve och den är lite laddad också.

Här borta har jag stuvat om den här molekylen lite grann,

så den har fått en dubbelbindning kallas det.

Och den har blivit lite vinklad på det här sättet.

Det är inte jätteviktigt men jag tycker att du ska faktiskt rita av den här molekylen också.

För det här är en typ av fosfolipid.

Och fosfolipider de bygger upp cellmembran.

Jag ska prata lite grann mer om hur fosfolipiden är uppbyggd faktiskt.

Genom att visa den här bilden.

Den här förväntar jag mig nu inte att du ritar av.

Men det du kan se här är att det här har fått lite olika färger.

Det här är ju en modell av en fosfolipid.

Och den övre delen här, nu har jag ritat in kolinresten, fosfatresten och glycerolresten som sitter någonstans i mitten här.

Det här kallas för ett hydrofilt huvud.

Och den här undre delen här är två stycken fettsyrarester som kallas för hydrofoba svansar.

Och hydrofil betyder att det "tycker om" vatten och det löser sig gärna i vatten.

Och hydrofob betyder att det löser sig inte gärna i vatten men gärna i andra fettsyrarester till exempel.

Och det gör att en fosfolipid kan bygga upp ett cellmembran.

Ska du nu rita någonting i dina anteckningar också så tycker jag att det ska se ut ungefär så här.

Och här har vi då det hydrofila huvudet.

Och de här två svansarna, det är då de hydrofoba svansarna.

Och det är i väldigt stor utsträckning så man brukar rita det när man ritar det i sina anteckningar till exempel

eller i läroböcker eller i annat sånt där.

En fosfolipid bygger upp ett cellmembran och då ska jag ta en liten modell av ett cellmembran här också.

Rita inte av det här stora cellmembranet utan bara titta på att här har vi den här lilla fosfolipiden

som jag gjorde från allra första början men du ser det är massor med fosfolipider här.

I ett cellmembran så har vi instuckit massor med proteiner av olika slag och de kan ha olika uppbyggnad.

Det här kallas för dubbellager av fosfolipider.

Så, bara titta en stund på den bilden och njut av den.

Vi går vidare lite grann med några andra lipider.

Jag ska framförallt tala om steroider.

Steroider, här ser det ut som om det är en massa kolatomer och så är det lite syre här också.

En massa vätatomer förstås också.

Kanske är det mer lättförståeligt om vi tittar på en sådan här modell istället av en steroid.

Steroider är egentligen bara sådana att de är fettliknande.

Det vill säga de är lösliga i fett men annars liknar de inte alls det där med långa svansar

och så, som jag hade på fetter och fosfolipider.

Men de förs i alla fall till gruppen lipider.

Ska du nu rita någonting i dina anteckningar så tycker jag faktiskt att du ska rita av den här bilden

som då är en strukturformel. Just det här råkar vara testosteron.

Alltså det manliga könshormonet och det kvinnliga könshormonet ser nästan exakt likadant ut.

Lite grann skillnad på lite syratomer och var de sitter.

Men principen är här: Steroider används ofta i kroppen som en typ av hormon.

Till exempel då testosteron.

En annan typ av lipid eller i alla fall lipidliknande molekyl är klorofyll.

Det här tycker jag nu är kanske lite för avancerat för att rita av i dina anteckningar

men jag tycker att du ska känna till i alla fall principstrukturen för en klorofyllmolekyl.

Här är en stor komplicerad grupp med magnesium i faktiskt

som är väldigt viktig för att klorofyllet ska kunna skörda ljuset, solljuset

och använda det i fotosyntesen.

Och så sitter det en lång kolkedja här också.

Det här att det står en två här och sådana här klamrar betyder att det här upprepas två gånger

så det är alltså själva verket längre än vad som bilden visar på sätt och vis egentligen.

Men en lång kolkedja vilket gör att klorofyllet också blir fettlösligt eller hydrofobt.

Precis som alla andra lipider.

Lite grann om nukleinsyror, vad det är för någonting också.

Nukleinsyror de utgör ju arvsmassan, det vill säga DNA och RNA som vi har i våra celler.

Och de är uppbyggda utav nukleotider.

Och här har jag då en bild utav en nukleotid, en modell utav en nukleotid.

Nu tycker inte jag att det är nödvändigt att du ska kunna rita upp en sådan här modell heller

men det är vissa detaljer som jag vill att du ska känna igen i alla fall.

Här i mitten har vi någonting som liknar en sockermolekyl

och det är faktiskt en slags sockermolekyl eller i alla fall en sockerrest.

Här borta sitter tre stycken fosfatgrupper på rad

och den här stora grejen här kallas för en kvävebas

och det är för att den är lite basisk och så innehåller den kvävatomer och det är de blåa bollarna här.

Är det någonting som du faktiskt ska kunna rita upp och som du ska ta till dina anteckningar

så tycker jag istället det är det här.

Här har vi då en mycket enklare modell kan vi säga utav en nukleotid.

Vi har sockerresten här, vi har tre stycken fosfatgrupper här

och så har vi den här kvävebasen som jag då gör lite blå för att jag känner för det.

Nukleinsyror är uppbyggda utav nukleotider och då ska du förstås också känna igen hur DNA-molekylen ser ut.

Här har jag då en modell av DNA-molekylen, den berömda dubbelhelixen.

Därmed så har vi gått igenom lite grann om hur cellen är uppbyggd.