komórki - Marcinek

*
*
KOMÓRKI
jądrowe
bezjądrowe
prokarionty
sinice
archeany
bakterie
właściwe
eukarionty
grzybów
roślinna
zwierzęca
*
*
* Do organizmów prokariotycznych zaliczamy bakterie i sinice. Są
to organizmy jednokomórkowe, niekiedy tworzące układy
zbudowane z kilku luźno związanych ze sobą komórek; budują
wówczas kolonie.
* Komórki te nie posiadają typowych dla komórek eukariotycznych
organelli komórkowych.
* Charakterystyczną cechą prokariontów jest brak jądra
komórkowego.
* Bakterie są heterotroficzne – cudzożywne, chemosyntetyzujące
– pozyskują pokarm przez chemosyntezę lub autotroficznewytwarzające związki w procesie fotosyntezy.
* Komórki te nie mogą się dzielić mitotycznie ani mejotycznie.
Rozmnażają się przez prosty podział komórki - amitozę.
*
1. Zewnętrzne części komórki:
* ściana komórkowa – zbudowana z mureiny
* błona białkowo- lipidowa
* zewnętrzna osłonka śluzowa
2.Wewnętrzne części komórki:
* Materiał genetyczny występuje w postaci długiej, kolistej, podwójnej nici – DNA
prokariontów
* jedyne struktury to rybosomy (bakteryjne) – mniejsze – ich symbol 70s
* chromatofory (charakterystyczne dla sinic) wpuklenia błony komórkowej– prowadzona
jest tam fotosynteza
* mezosomy- wypuklenia błony do środka komórki – odpowiedzialne za oddychanie
wewnątrzkomórkowe
* nie zawierają chloroplastów, mitochondriów ani wielu innych organelli występujących w
komórkach eukariotycznych.
* cytoplazma prokariontów jest gęsta i nie ma cytoszkieletu.
* w cytoplazmie występują liczne ziarna materiału zapasowego np: węglowodanów
* u bakterii fotosyntetyzujących w cytoplazmie obecne są spłaszczone pęcherzyki
tylakoidów z wbudowanymi w błonę barwnikami fotosyntetycznymi.
*
*
*
Etap
Proces
1.
Utrata ściany komórkowej
2.
Zwiększenie rozmiarów pierwotnych komórek prokariotycznych
3.
Pofałdowanie błony komórkowej, wytworzenie się: woreczków, pęcherzyków,
fałd i kieszonek.
4.
Odgrodzenie genoforu od reszty cytoplazmy błoną, pochodzącą z siateczki
śródplazmatycznej.
5.
Pochłonięcie tlenowych komórek prokariotycznych – powstanie mitochondriów
6.
Pochłonięcie samożywnych komórek podobnych do sinic – powstanie
chloroplastów.
*
W skład komórki eukariotycznej wchodzą:
Błona komórkowa
Zbudowana z białek i lipidów, jest półprzepuszczalna i pośredniczy
między ciałem komórki a środowiskiem
Cytoplazma
Galaretowata substancja wypełniająca komórkę; w niej zawieszone są
wszystkie struktury oprócz jądra
Aparat Golgiego
Odpowiada m.in. za wydzielanie
Lizosomy
Są to pęcherzyki zawierające enzymy trawienne
Wakuole (wodniczki)
Magazynują m.in. wodę, substancje odżywcze
Cytoszkielet
Sieć włóknistych struktur białkowych
Jądro komórkowe
Zawiera większość materiału genetycznego komórki
Mitochondria
Wytwarzają ATP, poprzez oddychanie komórkowe regulują metabolizm
komórki
Plastydy
Są to np. chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty
*
*
Struktury komórek prokariotycznych i eukariotycznych
Komórka eukariotyczna
Struktura
Komórka prokariotyczna
roślinna
zwierzęca
grzybów
Występuje
Występuje
(zawiera cholesterol)
Cytoszkielet
Nie występuje
Występuje cytoszkielet utworzony z sieci
włókienek białkowych (filamentów
aktynowych i pośrednich) i mikrorureczek
(mikrotubul zbudowanych z tubuliny)
Jądro komórkowe
Nie występuje (w zamian
nukleoid z genoforem)
Występuje
Rybosomy
Są tzw. mniejsze (70S)
Są – w cytozolu i związane z siateczką 80S (w
organellach autonomicznych 70S)
Retikulum
endoplazmatyczne
Nie występuje
Błona komórkowa
Występuje
Aparat Golgiego
Lizosom
Ściana komórkowa
Wakuola
(wodniczka)
Mitochondrium
Plastydy
Peroksysomy
Nie występuje
Nie występuje
Występuje
Występuje
Nie
występuje
Występuje
Występuje
Nie
występuje
Występuje
Występuje
Nie występuje
Występuje
Nie występuje, jego
funkcję pełnią wpuklenia
błony komórkowej
(tylko w
niektórych
komórkach)
Występuje
Występuje
Nie występują (rolę
chloroplastów bakterii zielonych
i purpurowych pełnią ciałka
chromatoforowe zawierające
barwniki asymilacyjne)
Występują
Nie występują
Nie występują
Występują
Występują
*
*1. Błona komórkowa *
*2. Cytoszkielet
*3. Jądro komórkowe *
*4. Rybosomy *
*5. Retikulum endoplazmatyczne *
*6. Aparat Golgiego *
*7. Lizosom *
*8. Wodniczki
*9. Mitochondrium *
*10. Peroksysomy
*11. Cytoplazma *
* należą do
protoplastu, czyli są
żywymi składnikami
komórki
*
*Komórka eukariotyczna powstała później niż
prokariotyczna. Jedna z teorii powstania komórki
eukariotycznej mówi, że komórka prokariotyczna
wchłonęła i nie strawiła innego prokariota.
Kluczowym procesem powstania prostych,
jednokomórkowych Eucaryota była endosymbioza
bakterii cudzo-, jak i samożywnych, które później
przekształciły się, zgodnie z tą teorią, w
mitochondria i plastydy (np. chloroplasty).
*
*Komórki zwierzęce (eukariotyczne)
mają bardzo różne kształty – np. od
maleńkich erytrocytów do
olbrzymich jaj emu.
*
*Przeprowadzanie skomplikowanych reakcji
chemicznych, związanych z trawieniem pokarmu
i odzyskiwaniem składników odżywczych.
Rzęsata
komórka
zmysłowa w
uchu
wewnętrznym
ZDJĘCIA KOMÓREK
ZWIERZĘCYCH
Cienki skrawek
komórki
trzustki
Mały obszar
komórki w skrawku jądra
*
*[FILM]
Struktury
komórkowe
Jądro komórkowe
Cechy w
komórce
grzybowej
Występuje jedno
lub więcej
(komórczaki)
Cytoszkielet
Błona komórkowa
Siateczka
śródplazmatyczna
Rybosomy
Aparat Golgiego
*
Lizosomy
Mitochondria
Wakuole
Występuje tylko
w niektórych
komórkach
Ściana komórkowa
Zbudowana z
chityny
*
*
*
* Komórka roślinna jest rodzajem komórki eukariotycznej
charakteryzującej się obecnością plastydów, silnym rozwojem
wakuoli, celulozową ścianą komórkową oraz specyficznymi
połączeniami, tzw. plazmodesmami – utworzonymi z pasm
cytoplazmy i łączącymi wnętrza sąsiadujących ze sobą komórek.
* Komórki roślinne dzielą się przez podział polegający na wytworzeniu –
po podziale jądra komórkowego – ściany rozdzielającej komórkę
macierzystą na dwie komórki potomne. Kształt większości komórek
roślinnych, ze względu na istnienie sztywnej ściany komórkowej, jest
stały i uzależniony od ich funkcji oraz mechanicznych oddziaływań
między sąsiadującymi ze sobą komórkami w obrębie tkanki.
* Komórki zbudowane są z mniejszych jednostek tzw. organelli, które
pełnią różne funkcje, jednak nie mogą samodzielnie działać poza
komórką. Składniki budujące komórkę możemy podzielić na
plazmatyczne i nieplazmatyczne . Wszystkie żywe składniki znajdujące
się w komórce nazywamy protoplastem. Do protoplastu należą: błona
komórkowa, jądro kom., cytoplazma, mitochondria, plastydy,
rybosomy, reticulum endoplazmatyczne oraz aparaty Golgiego,
lizosomy, plazmodesmy. Do nieplazmatycznych części komórki należą
wakuola i ściana komórkowa.
*
* Ściana komórkowa chroni przed niekorzystnym wpływem środowiska. W komórce
roślinnej zbudowana jest głównie z włókien celulozy.
* Błona komórkowa – nadaje kształt komórce oraz zabezpiecza ją przed utratą wody
oraz - oddziela wnętrze komórki od otoczenia, zapewnia transport różnych substancji
do wewnątrz i zewnątrz.
* Mitochondrium - zachodzi w nim proces uwalniania energii niezbędnej do życia
komórki, bierze udział w tlenowym oddychaniu komórkowym.
* Jądro komórkowe - zawiera materiał genetyczny -DNA, który odpowiada za
prawidłowe funkcje komórki.
* Wodniczka (wakuola) – stanowi główny przedział komórkowy, zawierający niemal
identyczne enzymy jak lizosomy w komórkach zwierzęcych. Uczestniczy w regulacji
turgoru komórki – ciśnienia hydrostatycznego.
* Chloroplast - zachodzi w nim proces fotosyntezy. Zawiera zielony barwnik – chlorofil.
* Aparat Golgiego – zachodzą tu złożone procesy biochemiczne prowadzące do
specjalizacji białek.
* Siateczka śródplazmatyczna – gładka lub szorstka, umożliwia detoksytację
oraz
biosyntezę białek, zachodzą w niej reakcje chemiczne.
* Cytozol (cytoplazma) – galaretowaty, wodnobiałkowy roztwór, w którym znajdują się
organelle.
* Rybosomy – uczestniczą w biosyntezie białka.
*
*
*
Składniki:
*
*
*
*
Schemat budowy
celuloza
hemicelulozy
pektyny
białka
Rodzaje:
*
pierwotna - w początkowej fazie rozwoju nowej komórki
jest elastyczna i może się łatwo rozciągać.
*
wtórna - sztywniejsza, gruba, nie rośnie, nie zmienia
kształtu, zawiera więcej celulozy i hemicelulozy.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Ogranicza wzrost komórki
Chroni przed urazami mechanicznymi
Chroni przed infekcjami bakteryjnymi i wirusowymi
Zabezpiecza przed nadmiernym parowaniem
Nadaje kształt i sztywność komórce
Chroni przed utratą wody
Przepuszcza różne substancje
Nazywana „matrix zewnętrzną”
*
*Inkrustacja – to odkładanie się substancji
mineralnych między elementami szkieletu
celulozowego np.:
*mineralizacja - inkrustowanie ścian
komórkowych związkami
*drewnienie - odkładanie się ligniny
drzewnika
*kutynizacja - proces odkładania kutyny
między warstwami celulozy w obrębie
ściany komórkowej
*
*Adkrustacja – jest to odkładanie się substancji mineralnych na
powierzchni pierwotnej ściany komórkowej. Związane z
następującymi procesami np.:
*kutykularyzacja - odkładanie na zewnętrznej powierzchni ścian komórek
skórki kutyny tworzącej kutykulę,
*korkowacenie (suberynizacja) - adkrustowanie ścian suberyną, kutyną i
woskiem,
*
*Ściana komórkowa bakterii jest mechaniczną podporą
zapobiegającą pękaniu bakterii spowodowanemu przez
wysokie ciśnienie osmotyczne cytoplazmy. Ścianę komórkową
bakterii stanowi ogromna makrocząsteczka - peptydoglikan
układający sie w kształt worka na powierzchni bakterii.
*
* Ściana komórkowa grzybów zbudowana jest
głównie z chityny, która jest pochodną
polisacharydów (glukozoamina).
*
*
*Podstawowe struktury wszystkich
komórek żywych organizmów. Ma
zaledwie kilka nanometrów grubości i
oddziela komórkę od środowiska
zewnętrznego, zapewniając z nim kontakt.
*
*
*Mają budowę lipidowo-białkową
(podwójna warstwa lipidowa, w
której tkwią białka integralne,
głównie enzymy, oraz białka
peryferyjne).
*Fosfolipidy stanowią istotny
składnik budowy błony
komórkowej. Warstwy lipidowe
wykazują płynność błony.
*Cholesterol umiejscawia się w organizmie np. w
błonach biologicznych – w środowisku hydrofobowym.
W tych rejonach, gdzie występuje cholesterol płynność
błony jest mniejsza.
*Glikolipidy — zlokalizowane w zewnętrznej warstwie
błony. Domeny polarne glikolipidów wystają ponad
powierzchnię błony komórkowej, prezentując swoje
grupy polarne do środowiska. Warstwa glikolipidów
pokrywa większość komórek zwierzęcych tworząc tzw.
glikokaliks.
*
*
*
Błona półprzepuszczalna jest to rodzaj membrany, która
przepuszcza niektóre rodzaje cząsteczek a zatrzymuje inne
*
*Receptory – przekazywanie sygnałów
*Wzmacnianie – spektryna
*Transport:
*egzocytoza i endocytoza
*kanały błonowe i przenośniki
*
*
*Cytoplazma to przedział komórkowy nie
należący do żadnej organelli. Znajdują się
w niej – w postaci roztworów – liczne
białka i metabolity komórkowe
*Dwa pojęcia ściśle związane z cytoplazmą
to cytoszkielet i siateczka
śródplazmatyczna.
*
*zapewnia komórkom określoną wytrzymałość
mechaniczną, elastyczność, pewną sztywność i
kurczliwość;
*umożliwia transport substancji pokarmowych
wewnątrz komórki,
*umożliwia wykonywanie ruchów ameboidalnych
niektórym organizmom,
*umożliwia ruchy chromosomów w czasie mitozy i
mejozy,
*stanowi środowisko dla organelli komórkowych,
*umożliwia przebieg reakcji chemicznych.
*
*
Rotacyjny – cytoplazma płynie w jednym
kierunku wokół wakuoli, inaczej nazywany
cyklozą.
*
Pulsacyjny – cytoplazma płynie raz w jednym, raz
w drugim kierunku.
*
Cyrkulacyjny – cytoplazma płynie w różnych
kierunkach w pomostach cytoplazmatycznych.
*Plazmoliza to zjawisko odstawania protoplastu od ściany
komórkowej. Występuje w roztworze hipertonicznym.
Umieszczenie splazmolizowanej komórki w roztworze
hipotonicznym spowoduje napływ wody do komórki i
odzyskanie turgoru - deplazmolizę.
*
*
*Cytoszkielet jest dynamiczną siecią białkowych filamentów:
*Mikrofilamenty
*Filamenty pośrednie
*Mikrotubule - tubulina
*
*Mikrofilamenty – zmiana kształtu i
umożliwienie ruchu komórki
*Filamenty pośrednie- chronią komórkę przed
stresem mechanicznym
*Mikrotubule- odpowiadają za organizację
wnętrza komórki i transport
*
*
*
*przechowuje DNA
*uaktywnia DNA
*zarządza procesami zachodzącymi w komórce
*kopiuje DNA, przekazuje DNA czyli powiela zawarty w nim materiał genetyczny i
przekazuje go do komórek potomnych
*steruje procesami życiowymi komórki przez regulacje dwóch ważnych
procesów: odczytywania informacji ukrytych w cząsteczkach DNA i dostosowanie
instrukcji w postaci RNA do biosyntezy białek.
*W jądrze wyróżniamy przestrzeń perynuklearną – przestrzeń między
zewnętrzną a wewnętrzna błoną otoczki jądrowej zaopatrzonej w pory jądrowe,
kariolimfę, jąderko i chromatynę (euchromatynę i heterochtomatynę).
*
*
*
* Uczestniczy w syntezie białek (retikulum
szorstkie) oraz tłuszczów (retikulum gładkie)
* Uczestniczy w przemianach węglowodanów
* Unieczynnia toksyny i leki
* Pozwala na szybkie transporty
wewnątrzkomórkowe
* Dzieli cytoplazmę komórki na przedziały
(kompartmenty)
*
*
*
* Rybosomy biorą czynny udział w
biosyntezie białka.
Są związane z retikulum
endoplazmatycznym szorstkim, ale mogą
występować także w postaci wolnej w
cytoplazmie.
*
*
* Aparat Golgiego jest budowany przez gładkie
*
błony plazmatyczne. Pojedynczy aparat
Golgiego (struktura Golgiego- diktiosom)
składa się z niewielkich, mocno
spłaszczonych pęcherzyków (cystern),
ułożonych w kształcie stosu, wokół którego
rozmieszczone są niewielkie pęcherzyki
i kanaliki. Aparaty Golgiego nie mają
bezpośredniego połączenia z siateczką
śródplazmatyczną i najczęściej są bezładnie
rozrzucone w cytoplazmie.
Aparaty Golgiego są liczne w komórkach
wydzielniczych, na przykład w komórkach
trzustki.
*
* przede wszystkim wydzielają zagęszczone substancje poza komórkę
*
*
*
*
w procesie egzocytozy;
syntetyzują polisacharydy strukturalne - związki chemiczne, które
dostarczają później na potrzeby rosnących ścian pierwotnych i
wtórnych;
w tkankach łącznych oporowych odpowiedzialne są za syntezę
mukopolisacharydów (śluzowielocukrowców istoty
międzykomórkowej);
sprzęgają węglowodory z proteinami, które są produkowane przez
ER szorstkie, w glikoproteidy;
uczestniczą w przekazywaniu wielu substancji w obrębie komórki i
poza nią.
*
*
Schemat chloroplastu: 1 – zewnętrzna błona; 2 – przestrzeń
międzybłonowa; 3 – wewnętrzna błona; 4 – stroma; 5 – wnętrze
tylakoidu; 6 – błony tylakoidów; 7 – granum; 8 – tylakoidy; 9 – skrobia;
10 – rybosomy; 11 – chloroplastowy DNA; 12 – plastoglobule
*
*Przechwytują energię światła słonecznego w
procesie fotosyntezy, wykorzystują ją do syntezy
związków organicznych z H2O i CO2
*Chlorofil – zielony barwnik; absorbuje światło
widzialne; nadaje roślinie zielony kolor
*
*
*
*otoczone jest dwoma błonami białkowo-lipidowymi;
*błona zewnętrzna jest gładka pozbawiona wypukłości,
przepuszczalna dla jonów;
*błona wewnętrzna tworzy poprzeczne wypukłości zwane
grzebieniami mitochondrialnymi, jest prawie
nieprzepuszczalna dla jonów;
*w środku znajduje się koloidalna macierz mitochondrialna
(matrix);
*w matriksie znajdują się : enzymy przyśpieszające reakcje
utleniania substancji organicznych, niewielkie cząsteczki
DNA i rybosomy.
*
*W czasie endosymbiozy pierwotnej komórki
eukariotyczne wchłonęły poprzez fagocytozę
bakterie purpurowe.
*Nie zostały one strawione i przekształciły się
w mitochondria.
*
*
*są odpowiedzialne za procesy oddychania
komórkowego;
*miejsce produkcji energii dla komórki (ATP);
*regulacja metabolizmu komórki.
*
*
*Powstaje najczęściej
z retikulum, aparatu Golgiego przez
fragmentację dużej wakuoli. Liczba i wielkość zależy od etapu
życia komórki. Niektóre komórki mają jedną wielką wakuolę,
która może zajmować do 90% ich objętości, a inne zawierają
wiele małych wakuol.
*Wakuola znajduje się w komórce roślinnej i jest otoczona pojedynczą błonątonoplastem. Znajduje się w nim ATPaza pompująca protony do wnętrza wakuoli.
W wielu wakuolach znajdują się enzymy trawiące dostarczane tam cząsteczki. W
wakuoli są przechowywane liczne białka i substancje obronne, które działają w jej
wnętrzu degradując toksyny. Wakuole są wypełnione jonami nieorganicznymi,
które wymieniają się z jonami cytozolowymi. Mogą też zawierać barwniki i być
magazynem różnych substancji.
*
*Utrzymywanie komórki w turgorze (ciśnienie
hydrostatyczne komórki roślinnej)
*Regulacja gospodarki wodnej w roślinie
*Akumulacja cukrów, białek zapasowych (czasowa lub
trwała)
*Detoksykacja cytoplazmy
*Magazyn wody w komórce
*Magazynowanie substancji, które mogą działać
szkodliwie
*Czasami trawienie wewnątrzkomórkowe
*
*Lizosomy są niewielkimi
pęcherzykami otoczonymi
jedną tylko błoną.
Zawierają enzymy
rozkładające białka, kwasy
nukleinowe, lipidy i cukry,
czyli większość substancji
występujących w komórce.
*W lizosomach komórka trawi pochłonięte
substancje, a w pewnych wypadkach
likwiduje własne niepotrzebne cząsteczki.
*Lizosomy są organellami biorącymi udział w procesie
trawienia wewnątrzkomórkowego materiału
egzogennego oraz endogennego. Substancje, które
mają ulec strawieniu, docierają do lizosomu w
pęcherzykach, w które zostają "ubrane" w
trakcie pinocytozy i fagocytozy.
*Błona lizosomów zawiera liczne
monotopowe glikoproteidy (o długich łańcuchach i
dużej ilości kwasów sialowych), liczne pompy
protonowe oraz liczne białka przenośnikowe.
*Wewnątrz lizosomu utrzymywane jest pH na
poziomie ok. 5 (środowisko kwaśne).
*Z najważniejszych cech tych organelli należy również wymienić:
*są wyłącznie eukariotyczne, przy czym trzeba dodać, że u roślin, ze względu na
pewne różnice biochemiczne, nazywane są sferosomami
*enzymy hydrolityczne, które wypełniają lizosomy, znajdują się w stanie latencji,
oznacza to, że białkowe biokatalizatory są normalnie nieaktywne, ponieważ
najprawdopodobniej związane są z białkami błon lizosomów
*powstają jako lizosomy pierwotne z aparatów Golgiego lub retikulum gładkiego; po
połączeniu z fagosomami powstają lizosomy wtórne
*Rodzaje lizosomów:
* trawienne- rozkład substancji
* magazynujące- magazynują substancje
* „grabarze” –rozkład obumarłych składników cytoplazmy.
*
*
*Niewielkie pęcherzyki
otoczone pojedynczą
błoną
*Zawierają enzymy –
katalazę i oksydazę
*U roślin występują w
bezpośrednim
sąsiedztwie
chloroplastów i
mitochondriów
http://www.biologia.net.pl/cytologia/peroksysomy.html
*
* Utlenianie substratów dzięki oksydazie
* Rozkład przy udziale katalazy szkodliwego nadtlenku wodoru,
*
*
który jest ubocznym produktem utleniania lipidów
W komórkach wątroby u człowieka uczestniczą w detoksykacji
etanolu
U roślin wyższych występuję specyficzny rodzaj peroksysomów
– tzw. glioksysomy – pośredniczą w syntezie cukrów z kwasów
tłuszczowych (gł. w nasionach oleistych podczas kiełkowania)