Błony biologiczne - Błony plazmatyczne (określane też jako błon
advertisement
Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl Charakterystyka organelli komórkowych Błony biologiczne - Błony plazmatyczne (określane też jako błony biologiczne albo błony białkowo-lipidowe) są zbudowane głównie z cząsteczek fosfolipidów i białek. Cząsteczki fosfolipidów układają się naprzeciw siebie i tworzą półpłynną dwuwarstwę lipidową, w której są zakotwiczone białka błonowe. Cząsteczka fosfolipidu składa się z dwóch fragmentów różniących się powinowactwem do wody: hydrofilowej główki i hydrofobowego ogonka. Hydrofobowy ogonek cząsteczki fosfolipidu jest utworzony przez dwa łańcuchy kwasów tłuszczowych. Białka błonowe biorą udział w transporcie różnych cząsteczek przez błonę, uczestniczą w przekazywaniu sygnałów pomiędzy komórkami oraz jako białka strukturalne nadają komórkom prawidłowy kształt. Błona plazmatyczna nie jest strukturą sztywną: fosfolipidy i białka przez cały czas poruszają się względem siebie. Błony biologiczne są selektywnie przepuszczalne. Oznacza to, że nie wszystkie cząsteczki mogą równie łatwo przechodzić z jednej strony błony na druga. Dla niektórych cząsteczek błony plazmatyczne są nieprzepuszczalne, a inne cząsteczki mogą być transportowane przez błonę białkowo-lipidową przy użyciu specjalnych przenośników białkowych. Mitochondrium - Mitochondrium to organellum wytwarzające energię na potrzeby komórki, dlatego jest określane jako "komórkowe centrum energetyczne". Przeciętna komórka zawiera od kilkudziesięciu do kilkuset mitochondriów. Mitochondria mogą się dzielić i tylko w ten sposób zwiększa się ich liczba w komórce; komórka dzieląca się mitotycznie przekazuje odpowiednią liczbę mitochondriów każdej komórce potomnej. Każde mitochondrium jest zbudowane z dwóch błon białkowo-lipidowych - zewnętrznej i wewnętrznej. Błona wewnętrzna tworzy charakterystyczne zagłębienia, czyli grzebienie mitochondrialne. Wnętrze mitochondrium jest wypełnione przez macierz mitochondrialną. Mitochondria mają swój własny materiał genetyczny, który ma postać kolistych cząsteczek DNA zawieszonych w macierzy mitochondrialnej. Geny zlokalizowane w mtDNA kodują niektóre enzymy potrzebne do prawidłowego działania mitochondriów. Pozostałe białka mitochondrialne są kodowane przez geny zlokalizowane w DNA jądra komórkowego. Mitochondria mają także swoje własne rybosomy, które znajdują się w macierzy mitochondrialnej i są bardziej podobne do rybosomów bakterii niż do rybosomów cytoplazmatycznych. W mitochondriach przebiegają dwa ważne szlaki reakcji biochemicznych, które prowadzą do wytworzenia energii magazynowanej w wysokoenergetycznych wiązaniach cząsteczek ATP. W macierzy mitochondrialnej odbywa się cykl kwasu cytrynowego (cykl Krebsa), a reakcje łańcucha oddechowego zachodzą w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl Cytoszkielet - (szkielet komórki) to zanurzona w cytoplazmie przestrzenna sieć białkowa, która łączy się z błoną komórkową oraz różnymi organellami. Rola: - od szkieletu komórki zależy rozmieszczenie organelli w cytoplazmie - utrzymanie prawidłowego kształtu komórki - umożliwia też komórkom poruszanie się - bierze udział w fagocytozie, wydzielaniu białek poza komórkę - podziałach komórki Składa się z mikrotubul, mikrofilamentów i filamentów pośrednich. Mikrotubule są pustymi rurkami zbudowanymi z tubuliny. Mikrofilamenty to włókienka utworzone z innego białka aktyny. W komórkach należących do różnych tkanek filamenty pośrednie są zbudowane z różnych rodzajów białek. Cytoplazma jest wielofazowym układem koloidalnym o bardzo skomplikowanej budowie strukturalnej, chemicznej i złożonych funkcjach biochemicznych. Woda tworzy tu fazę rozpraszającą a niej są rozpuszczone bądź zawieszone: - białka globularne enzymów, fibrylarne składników tzw. cytoszkieletu, tłuszczowce, kwasy tłuszczowe, nukleoproteidy, wolne aminokwasy oraz sole: Ca, Mg, Na i P Rola: - tworzy środowisko dla zdecydowanej większości reakcji biochemicznych, dostarcza do nich substratów, zawiera enzymy dla tych reakcji np. szlaki metaboliczne takie jak glikoza jest też "transporterem", który siłą rzeczy pośredniczy w wymianie każdej substancji pomiędzy wszystkimi strukturami wewnątrzkomórkowymi a środowiskiem Cechą cytoplazmy jest zdolność do odwracalnej zmiany stanów skupienia. Otóż, raz zachowuje się jak płyn (zol - półpłynny), kiedy indziej jest sztywna i elastyczna (żel półstały). Możliwość ta wynika z koloidalnego charakteru cytoplazmy i ma ogromne znaczenie czynnościowe. Jądro komórkowe - jest magazynem informacji genetycznej komórki. - Geny znajdujące się w cząsteczkach jądrowego DNA kontrolują większość procesów życiowych komórki. - W jądrze komórkowym przebiegają między innymi procesy odczytywania informacji genetycznej (transkrypcji) - kopiowania cząsteczek DNA (replikacji). Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl Jądro komórkowe jest otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową – kariolemmą. Dzięki selektywnej przepuszczalności otoczki jądrowej płyn wypełniający wnętrze jądra (kariolimfa) różni się składem chemicznym od cytoplazmy. W miejscach połączenia zewnętrznej i wewnętrznej błony jądrowej znajdują się pory - otwory w otoczce jądrowej otoczone układem specjalnych białek. Przez pory jądrowe odbywa się transport dużych cząsteczek z jądra komórkowego do cytoplazmy i w przeciwnym kierunku. Szczególnym składnikiem jądra komórkowego jest chromatyna, która jest zbudowana z cząsteczek DNA i białek. Informacja genetyczna komórki jest zakodowana właśnie w DNA wchodzącym w skład chromatyny. Wewnątrz jądra komórkowego jest kilka jąderek, w których znajdują się odcinki DNA kodujące rybosomalny RNA. Jąderka są miejscem składania rybosomów z białek i cząsteczek kwasu rRNA. Peroksysom - Peroksysomy to małe, wielokształtne pęcherzyki otoczone pojedynczą błoną białkowo-lipidową i zawierające wiele różnych enzymów Te organella biorą udział w wielu procesach metabolicznych komórki: - przeprowadzają detoksykację, czyli rozkład toksycznych związków chemicznych; - są odpowiedzialne za beta – oksydację dlugich cząsteczek kwasów tłuszczowych - uczestniczą w przemianach niektórych sterydów i aminokwasów Rybosom - Rybosomy to organella uczestniczące w procesie biosyntezy białka, czyli translacji. Pojedynczy rybosom jest zbudowany z dwóch połączonych ze sobą podjednostek: - mniejszej - większej. Każda podjednostka składa się z białek i cząsteczek kwasu tRNA. Rybosomy swobodnie zawieszone w cytoplazmie biorą udział w produkcji białek przeznaczonych na wewnętrzne potrzeby komórki, natomiast rybosomy przyczepione do siateczki śródplazmatycznej wytwarzają głównie te białka, które mają być wydzielone na zewnątrz komórki albo wbudowane w błony biologiczne. Rybosomy komórek prokariotycznych są podobne do rybosomów eukariotycznych ale są od nich nieco mniejsze. We wnętrzu mitochondrium znajdują się rybosomy podobne do rybosomów bakteryjnych. Szorstka siateczka śródplazmatyczna - Szorstka siateczka śródplazmatyczna (zwana też siateczka ziarnistą) to układ kanalików i cystern, zlokalizowany w cytoplazmie komórek eukariotycznych Do zewnętrznej powierzchni szorstkiej siateczki przyczepiają się rybosomy Sciana kanalików szorstkiej siateczki śródplazmatycznej ma strukturę podobną do innych błon plazmatycznych komórki: jest zbudowana z białek i fosfolipidów Szorstka siateczka śródplazmatyczna bierze udział w produkcji białek przeznaczonych do wydzielenia poza komórkę. Białka, które przedostały się do wnętrza kanalików siateczki Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl ziarnistej, przechodzą przez aparat Golgiego oraz przez pęcherzyki wydzielnicze, które transportują wydzielane białka w kierunku błony komórkowej. Gładka siateczka śródplazmatyczna - to układ połączonych ze sobą kanalików, zbudowanych podobnie jak inne błony plazmatyczne komórki z fosfolipidów i białek. Znajduje się w cytoplazmie komórek eukariotycznych nie przyczepiają się do kanalików siateczki gładkiej, co odróżnia ją od szorstkiej siateczki środplazmatycznej. Poza tym kanaliki gładkiej siateczki różnią się kształtem od kanalików siateczki szorstkiej. Głównym zadaniem gładkiej siateczki śródplazmatycznej jest wytwarzanie lipidów. Oprócz tego w siateczce gładkiej zachodzą reakcje detoksykacji, czyli neutralizowania związków toksycznych dla komórki. Aparat Golgiego - jest utworzony przez kilka cystern ułożonych w stos i otoczonych licznymi pęcherzykami. Cysterny aparatu Golgiego są spłaszczonymi woreczkami, zbudowanymi z pojedynczej błony białkowo lipidowej Białka produkowane na rybosomach RE szorstkiej są transportowane do cystern aparatu Golgiego. W aparacie Golgiego znajdują się enzymy , które zmieniają strukturę cząsteczek białka, przyłączając do nich reszty cukrowe. Następnie białka są pakowane do pęcherzyków transportowych. Białka, które mają być wydzielone poza komórkę, są przenoszone w pęcherzykach w stronę błony komórkowej. Niektóre pęcherzyki pączkujące z aparatu Golgiego zawierają białka przeznaczone do umieszczenia wewnątrz lizosomów Lizosomy - to niewielkie pęcherzyki ograniczone pojedynczą błoną białkowow lipidową i zawieszone w cytoplazmie W lizosomach znajdują się enzymy trawiące białka , tłuszcze, cukry i kwasy nukleinowe. Enzymy lizosomalne są najbardziej aktywne w środowisku kwaśnym . Lizosomy uczestniczą w trawieniu cząsteczek pobranych przez komórkę na drodze fagocytozy lub endocytozy oraz w niszczeniu uszkodzonych organelli. Komórka prokariotyczna Przedstawicielami organizmów prokariotycznych są bakterie. Bakterie nie posiadają jakichkolwiek struktur błoniastych w cytoplazmie: Bakterie nie posiadają: jądra, jąderka, centrioli, wrzeciona kariokinetycznego, mitochondriów, chloroplastów, struktur Golgiego, lizosomów, retikulum endoplazmatycznego. Ściana komórkowa bakterii jest sztywna, zbudowana z mureiny, czyli polisacharydu. U bakterii gramdodatnich wbudowane są cząsteczki innych polisacharydów i białek, które sprawiają, że ściana tych bakterii jest gruba. Bakterie gramujemne posiadają cieńszą ścianę, ale na zewnątrz otacza ją dodatkowa błona zbudowana z lipidów i białek, która chroni przed Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl działaniem, np. lizozymu, penicyliny. Sztywna ściana komórkowa zapobiega zniszczeniu bakterii na skutek zakłócenia warunków osmotycznych i zapewnia utrzymanie właściwego kształtu bakterii. - Otoczka śluzowa – u większości bakterii występuje dodatkowa otoczka śluzowa pełniąca funkcję ochronną. Dzięki niej bakterie nie mogą być sfagocytowane przez komórki żerne układu odpornościowego, Warstwa lepkiej substancji śluzowatej zlepia bakterie w kolonie. - Błona komórkowa ma typową budowę podwójnej błony białkowo-lipidowej, jak w komórkach eukariotycznych. - Cytoplazma – gęsta koloidowa substancja wypełniająca, która zawiera materiał zapasowy w postaci tłuszczów, węglowodanów (glikogen, amyloza, wolutyna) i białek. Nie wykazuje ruchów. - Nukleoid-genofor Materiał genetyczny bakterii nieoddzielony żadną błoną od cytoplazmy. Jest to dwuniciowy, koliście zwinięty DNA, tworzący jeden chromosom! DNA bakteryjny mieści w sobie ok. 2000 genów, co stanowi 0,2% liczby genów występujących przeciętnie w komórce eukariotycznej. - Plazmidy są niewielkimi kolistymi cząsteczkami DNA replikującymi się niezależnie od głównego materiału genetycznego tworzącego nukleoid. Występują w komórce bakteryjnej w wielu kopiach i mogą być przekazywane z jednej komórki do drugiej, nawet pomiędzy różnymi gatunkami bakterii. Nie stanowią części genomu i nie zawierają genów niezbędnych do życia komórki bakteryjnej. Znalazły szerokie zastosowanie w technologiach rekombinacji DNA i inżynierii genetycznej. Są użyteczne dla samych bakterii, ponieważ zawierają geny determinujące odporność na antybiotyki. – Rybosomy bakteryjne są mniejsze od rybosomów w komórkach eukariotycznych, posiadają stałą sedymentację 70 S. Są rozrzucone nieregularnie w całej cytoplazmie. Mogą też tworzyć polirybosomy połączone mRNA. Mają podobną budowę do rybosomów w mitochondriach i plastydach komórek eukariotycznych. – Mezosomy występują tylko u bakterii tlenowych (aerobów), są fragmentami pofałdowanej błony komórkowej zwiększającymi jej powierzchnię. Zlokalizowane są w nich enzymy oddechowe. Mezosomy są miejscem wytwarzania ATP, czyli centrami energetycznymi. Bakterie autotroficzne (fotosyntetyzujące) posiadają błonowe, woreczkowate twory, zwane tylakoidami lub chromatoforami, zawierające barwnik absorbujący światło, głównie bakteriochlorofil, np. bakterie zielone i purpurowe. Podczas fotosyntezy bakteryjnej nie wydziela się tlen. – – Rzęski charakteryzują się prostszą budową niż w komórkach wyższych zwierząt. Rzęska zbudowana jest z pojedynczego włókna białkowego (flagellina), zakotwiczonego w błonie komórkowej za pomocą złożonej struktury, tzw. rotoru. Rotor zapewnia rzęsce ruch obrotowy. Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl – Fimbrie– białkowe wyrostki cytoplazmatyczne o rurkowatej strukturze. Ułatwiają bakteriom pasożytniczym przyleganie do powierzchni komórki, którą mają zainfekować. Pile płciowe uczestniczą w procesie rozmnażania płciowego – koniugacji. – Warunki Bezpłatnych Przedruków: Możesz wykorzystać te materiały bezpłatnie na własny użytek, na własnej stronie internetowej, albo w czasopismie poza internetem -- pod warunkiem, ze nie będziesz niczego zmieniać bez porozumienia się z nami. Na dole musi być umieszczona następująca informacja (w internecie, muszą być także linki do naszej strony): www.zdammature.pl - kursy maturalne i gimnazjalne
