Produkcja zwierzęca Zagadnienie. KOMÓRKA 1. Pojęcie komórki i

Autor: Arkadiusz Kamiński
Przedmiot: Produkcja zwierzęca
Zagadnienie. KOMÓRKA
1. Pojęcie komórki i jej rodzaje.
POJĘCIE KOMÓRKI. KOMÓRKA, najmniejsza zorganizowana jednostka żywej materii;
może stanowić odrębny organizm (np. pierwotniaki) bądź też jest podstawowym
elementem strukturalnym i czynnościowym organizmów wielokomórkowych; wirusy
nie mają budowy komórkowej, ich procesy życiowe łączą się z procesami
życiowymi komórek przez nie zakażonych i zależą od nich. Istnieją 2 poziomy
organizacji komórek: u bakterii i sinic (Procaryota) nie występują: jądro
komórkowe i chromosomy — ich odpowiednikiem jest nukleoid i genofor; komórki
pozostałych organizmów (Eucaryota) mają wyodrębnione jądro komórkowe,
zawierające informację genet. w DNA (kwasie deoksyrybonukleinowym)
chromosomów, otoczone cytoplazmą, którą ogranicza błona komórkowa. Istotą
budowy cytoplazmy wszystkich komórek jest jej zróżnicowanie na przedziały
odgraniczone błonami lipoproteinowymi; błony te (tzw. cytomembrany) tworzą
organelle komórkowe: siateczkę; śródplazmatyczną (retikulum endoplazmatyczne)
z rybosomami, mitochondria, centriole, aparat Golgiego, lizosomy, peroksysomy,
u roślin także plastydy; poszczególne organelle mają różne zestawy enzymów
i wykorzystują różne substraty: regulacja dostępności substratów i enzymów
leży u podstaw regulacji czynności życiowych; ponadto w komórkach występują
struktury związane z ich zróżnicowaniem czynnościowym, np. włókienka kurczliwe
w komórkach mięśniowych, rzęski ruchowe na powierzchni niektórych komórkach
nabłonka. Jądro komórkowe, poprzez DNA genów zawartych w chromosomach,
steruje procesami metabolicznymi i odgrywa decydującą rolę w przekazywaniu
cech dziedzicznych. Nowe komórki powstają przez podział komórki macierzystej
(podział; komórki, mitoza), od której otrzymują w przekazanym DNA informację
genet. (dziedziczną). U organizmów wielokomórkowych w trakcie ontogenezy
komórki ulegają zróżnicowaniu, tworząc tkanki (histogeneza); wszystkie komórki
danego organizmu mają tę samą informację genet.; tylko jej część zostaje
uczynniona i ujawniona w postaci syntezy odpowiednich białek, zarówno
strukturalnych, jak i enzymów; różnicowanie się komórek i ich funkcja zależy od
regulacji aktywacji poszczególnych genów. Przeciętna wielkość komórki wynosi od
kilku do kilkudziesięciu µm. Nauką zajmującą się badaniem budowy i funkcji
komórek jest cytologia.
RODZAJE KOMÓREK.
JAJOWA KOMÓRKA, bot. żeńska komórka płciowa (gamety); u glonów powstaje
w lęgniach, u mszaków, paprotników i roślin nagonasiennych w rodniach, u roślin
okrytonasiennych znajduje się w woreczku zalążkowym i tworzy wraz
z synergidami aparat jajowy.
BUDOWA KOMÓRKI i CHARAKTERYSTYKA ELEMENTÓW BUDUJĄCYCH KOMÓRKĘ.
BŁONA KOMÓRKOWA, błona ograniczająca powierzchnię komórek; stanowi
zewnętrznie leżący narząd komórkowy, poprzez który komórka kontaktuje się ze
środowiskiem; podstawowym elementem strukturalnym błony komórkowej są
błony biologiczne; zawiera skomplikowane układy enzymów i molekularnych
przenośników warunkujących aktywną wymianę substancji między komórką
a środowiskiem; na powierzchni zewnętrznej błony komórkowej występuje często
otoczka
zawierająca
mukopolisacharydy;
błona
komórkowa
stanowi
o antygenności komórek (antygeny); w błonie komórkowej tkwią liczne receptory,
na które oddziałują swoiste czynniki, takie jak np. hormony, czynniki wzrostu;
czasem bywa zróżnicowana (fałdy, wypustki) i tworzy rąbki oskórkowe lub
szczoteczkowe, rzęski, wici oraz desmosomy warunkujące utrzymanie mech.
łączności komórek ze sobą; między powierzchnią błony komórkowej i wnętrzem
komórki istnieje różnica potencjału elektr., której zmiany mają istotne znaczenie
w procesie przewodzenia impulsów; wpuklanie się błony komórkowej do wnętrza
komórki warunkuje pochłanianie przez nią płynów lub fragmentów substancji
stałych ze środowiska i prowadzi do powstawania wewnątrzkomórkowych wakuoli
pinocytarnych lub fagocytarnych (endocytoza, fagosomy); błona komórkowa
komórek roślinnych, zw. plazmolemmą, jest zwykle otoczona grubszą martwą
warstwą, ścianą; komórkową.
CYTOPLAZMA [gr.], biol. zawartość komórki roślinnej i zwierzęcej z wyjątkiem
jądra komórkowego; materia żywa zbud. gł. z białek, wykazujących ogromną
różnorodność aktywności enzymatycznej; istotą ultrastruktury cytoplazmy jest
istnienie szeregu przedziałów, wypełnionych cytozolem, ograniczonych błonami
lipoproteinowymi (błony biologiczne), które tworzą siateczkę; śródplazmatyczną;
na zewnątrz jest ograniczona błoną; komórkową; w cytoplaźmie znajdują się
narządy (organelle) komórkowe, np. mitochondria, układ Golgiego, lizosomy,
stanowiące strukturalne zróżnicowania cytoplazmy i związane z określonymi
funkcjami komórki; w wyspecjalizowanych komórkach występują ponadto takie
twory, jak np. włókienka kurczliwe lub ziarnistości wydzielnicze; skomplikowaną
ultrastrukturę cytoplazmy cechuje ogromna labilność; utrwalenie tej
ultrastruktury jest równoznaczne z przerwaniem procesów życiowych.
JĄDRO KOMÓRKOWE, podstawowy składnik komórek roślinnych i zwierzęcych
(komórka), odgrywający decydującą rolę w procesach przemiany materii i w
dziedziczeniu; nie występuje jedynie u bakterii i sinic (jego odpowiednikiem jest
u nich nukleoid); zwykle kulistego kształtu, jedno w komórce, u niektórych
niższych organizmów — liczne; teren jądr. jest oddzielony od cytoplazmy błoną
jądr. (kariolema), wnętrze jądra komórkowego wypełnia płynny sok jądr.
(kariolimfa), zawierający skłębioną masę długich nici chromatynowych —
chromonem, oraz jedno lub kilka jąderek; podczas podziału komórkowego (mitoza,
mejoza) w jądrze komórkowym zachodzą charakterystyczne zmiany strukturalne:
zanika jąderko i błona jądr., a wskutek spiralizacji chromonem stają się widoczne
poszczególne chromosomy o kształtach i liczbie typowych dla danego gat.;
chromosomy są siedliskiem genów, zbud. z DNA (kwasu deoksyrybonukleinowego),
w którym jest zakodowana informacja genetyczna (dziedziczna) organizmu.
WAKUOLE [łac.], wodniczki, biol. pęcherzykowate, wypełnione płynem
przestrzenie w obrębie cytoplazmy; mają różne pochodzenie i znaczenie; u roślin
w młodych komórkach są drobne, w dojrzałych — występuje najczęściej wakuola
centralna, wypełniona sokiem komórkowym; u pierwotniaków ważną rolę
odgrywają wodniczki odżywcze i tętniące.
RYBOSOMY [łac.-gr.], kuliste ziarnistości o średnicy ok. 0,02 µm, zbud. z kwasu
rybonukleinowego (RNA) i białek, związane z błonami szorstkimi siateczki
śródplazmatycznej lub wolno leżące w cytoplazmie; miejsce syntezy białek
w komórce (biosynteza białka); składają się z 2 podjednostek, małej i dużej,
często łączą się w grupy, tzw. polirybosomy lub polisomy; stwierdzono również
obecność rybosomów w mitochondriach i chloroplastach.
MITOCHONDRIA
[gr.],
organelle
komórkowe
występujące
w roślinnych
i zwierzęcych komórkach z wyodrębnionym jądrem, tzw. eukariotycznych; w
mitochondriach zachodzą złożone procesy biochem. prowadzące do syntezy
wysokoenerg. związków chem. zużywanych w metabolizmie komórki; w procesach
tych biorą udział zawarte w mitochondriach enzymy cyklu Krebsa oraz układy
enzymatyczne umożliwiające transport elektronów (łańcuch oddechowy)
i fosforylację; (oksydacyjną); mitochondria zawierają też własny mitochondrialny
DNA (dziedziczenie pozachromosomowe), w postaci ziarnistej, pałeczkowatej lub
nitkowatej, o średnicy ok. 0,2–3 µm; stanowią wg najnowszych poglądów efekt
symbiozy zaistniałej u zarania powstawania życia na Ziemi między komórkami
eukariotycznymi a prymitywnymi komórkami zbliżonymi do bakterii, których
odpowiednikiem mają być właśnie mitochondria; zespół mitochondriów w komórce
jest zw. chondriomem; mitochondrialny DNA dziedziczy się wyłącznie linią kobiecą,
ponieważ mitochondria plemników nie wnikają do jaja; DNA mitochondriów koduje
13 białek; mutacje w jego zakresie prowadzą do dziedzicznych schorzeń, 5 jest
dobrze poznanych. Porównawcze badania częstości mutacji DNA mitochondriów
kobiet pozwoliły na stworzenie kontrowersyjnej dziś koncepcji Ewy Afrykańskiej,
hipotetycznej pramatki człowieka współczesnego, żyjącej ok. 200 000 lat temu.
GOLGIEGO APARAT, układ Golgiego, organella komórkowa występująca tylko
u zwierząt, zbud. z błon gładkich (błony biologiczne), złożona najczęściej z kilku
przylegających do siebie spłaszczonych woreczków i oddzielających się od nich
wakuoli; leży zwykle blisko jądra komórki; w aparacie Gologiego dokonuje się
synteza lub są gromadzone niektóre substancje wytwarzane w komórce, np.
mukopolisacharydy; przez oddzielanie się uwypukleń błon aparatu Gologiego
powstają pierwotne lizosomy; odkryty 1898 przez C. Golgiego.
SIATECZKA ŚRÓDPLAZMATYCZNA, siateczka endoplazmatyczna, retikulum
endoplazmatyczne, biol. utworzony przez błony lipoproteinowe skomplikowany
system płaskich przestrzeni, połączonych ze sobą lub izolowanych pęcherzyków
(zw. cysternami), występujący w cytoplazmie wszystkich komórek; układ taki,
stwarzający przedziały komórkowe (na jądro i cytoplazmę, a w cytoplazmie —
mitochondria, endosomy, lizosomy, peroksysomy, aparat Golgiego), jest warunkiem
istnienia procesów życiowych, ponieważ segreguje i kojarzy możliwości
oddziaływania enzymów i ich substratów; zniszczenie tych przedziałów lub ich
usztywnienie oznacza śmierć komórki; błony siateczki śródplazmatycznej
(cytomembrany), na których znajdują się rybosomy, są zw. szorstkimi; w nich
przebiega synteza białek przeznaczonych na wydzielenie z komórki (białka na
potrzeby własne komórki są syntetyzowane na rybosomach w cytosolu);
przedłużeniem błon siateczki szorstkiej jest zewn. blaszka błony jądra
komórkowego; od ilości siateczki szorstkiej w komórce zależy jej
zasadochłonność. Błony bez rybosomów zw. są gładkimi; tworzą one system
kanalików i przestrzeni, w których odbywa się synteza lipidów do budowy błon,
tu też syntetyzowane są hormony steroidowe; stąd uwalniane są do cytosolu
jony Ca2+; z siateczki gładkiej zbud. jest aparat Golgiego, z niej też powstają
peroksysomy (narząd komórkowy odpowiedzialny za detoksykację m.in. zbędnych
produktów przemiany materii); ilość błon siateczki śródplazmatycznej zależy od
rodzaju komórek.
Porównanie rośliny i zwierzęcia
ROŚLINA, organizm o komórkach prawie zawsze okrytych ścianą; komórkową,
najczęściej samożywny (autotrofizm); dzięki ciałkom zieleni (chloroplasty)
wytwarza w procesie asymilacji złożone związki org. z prostych związków
nieorg. (dwutlenku węgla i wody z solami miner.), dlatego od roślin zależy
utrzymanie życia na Ziemi; energię do tych syntez czerpie z procesów
fotosyntezy lub chemosyntezy; do roślin cudzożywnych (cudzożywność) należą
roztocza oraz rośliny pasożytnicze. Rośliny są przeważnie trwale
przytwierdzone do podłoża; rosną nieprzerwanie; rozmnażają się płciowo (za
pomocą komórki jajowej i plemników) lub bezpłciowo (np. przez pływki, zarodniki,
rozmnóżki, różnorodne pędy podziemne); u tzw. roślin wyższych oraz niektórych
glonów występuje przemiana pokoleń; rozwój osobniczy roślin kwiatowych
obejmuje zamknięty cykl 3 faz: spoczynku nasion (zakończona kiełkowaniem),
wzrostu (wytwarzanie organów) i rozmnażania (kwitnienie i wytwarzanie nasion).
Kryteria odróżniające roślinę od zwierzęcia są względne i tym trudniejsze do
ustalenia, im niższego szczebla ewolucyjnego dotyczą (np. wiciowce, śluzowce).
Przypuszcza się, iż rozwój rodowy (filogeneza) roślin trwa prawie 3,5 mld lat
(pierwsze rośliny pojawiły się już w prekambrze); w przebiegu ewolucji
wytworzyło się ogromne bogactwo form roślinnych, przystosowanych do
najróżnorodniejszych warunków bytowania, obejmujące ok. 450 tys. gat. (w tym
ponad 300 tys. organowców). W świecie roślinnym tradycyjnie wyróżniano: 1)
bakterie, 2) sinice, 3) wiciowce roślinne, 4) śluzowce, 5) okrzemki, 6) sprzężnice,
7) brunatnice, 8) krasnorosty, 9) zielenice, 10) porosty, 11) grzyby, 12) mszaki
(mchy i wątrobowce), 13) paprotniki (paprocie, skrzypy i widłaki), 14) rośliny
nasienne, czyli kwiatowe (nagonasienne i okrytonasienne, w tym jednoliścienne
i dwuliścienne, najliczniejsze); pierwszych 11 typów zaliczano do roślin niższych
(plechowców), pozostałe — do roślin wyższych (organowców, pędowców); typy 5–
9 oraz sinice — do glonów, 13 i 14 — do roślin naczyniowych; typy 1–11 — do
roślin zarodnikowych. Swoistość grup dawniej zaliczanych do królestwa roślin
jest przyczyną, że obecnie wydziela się je w osobne królestwa: bakterie i sinice
— w królestwo Monera, pierwotniaki i glony jednokomórkowe — w królestwo
Protista, a grzyby i porosty — w królestwo grzybów, glony wielokomórkowe,
mszaki, paprotniki i nasienne — w królestwo roślin (podział wg L. Margulis).
Nauką o roślinach jest botanika.
ZWIERZĘ, organizm o komórkach nie otoczonych ścianą komórkową, cudzożywny,
o ograniczonym wzroście; większość zwierząt (poza osiadłymi gąbkami,
jamochłonami i nielicznymi innymi bezkręgowcami) ma zdolność ruchu
lokomocyjnego; wszystkie zwierzęta reagują (odruch) na bodźce środowiska zewn.
dzięki wyspecjalizowanym receptorom, u zwierząt wyżej uorganizowanych
w większości zawartym w narządach zmysłów i przekazującym pobudzenia do
odpowiednich ośrodków układu nerwowego. Wykonywaniu poszczególnych
czynności życiowych służą organelle komórkowe, tkanki, narządy i układy
(trawienny, oddechowy, moczowo-płciowy i in.), z których rolę integrującą
odgrywają: układ nerwowy, krążenia i wewnątrzwydzielniczy. Powstanie zwierząt
na Ziemi i początki ich rozwoju ewolucyjnego określa się na ok. 1 mld lat temu.
Liczbę gat. dotychczas poznanych i opisanych, tworzących królestwo zwierząt,
szacuje się na ok. 2 mln; w systematyce zool. dzieli się ono na dwadzieścia kilka
typów; jednokomórkowe pierwotniaki — obejmujące wiciowce, sarkodowe, orzęski
—obecnie zaliczane do królestwa protista, którym przeciwstawia się
wielokomórkowce, dawniej traktowane jako podkrólestwo zwierząt — obejmujące
m.in.: gąbki, jamochłony, płazińce, wrotki, obleńce, wstężnice, kolcogłowy,
pierścienice,
czułkowce,
stawonogi,
mięczaki,
szkarłupnie
i najwyżej
uorganizowane strunowce (gł. gromady: ryby, płazy, gady, ptaki, ssaki). Nauką
o zwierzętach jest zoologia.
Cechy
ŚCIANA
KOMÓRKOWA
RODZAJ
ORGANIZMU
ZWIERZĘ
organizm o komórkach
nie otoczonych ścianą
komórkową
cudzożywny,
o ograniczonym
wzroście
ROZMNAŻANIE SIĘ
NAZWA
DZIEDZINY
ZAJMUJĄCEJ SIĘ
TYMI
ZAGADNIENIAMI
ZOOLOGIA
ROŚLINA
organizm o komórkach prawie zawsze
okrytych ścianą; komórkową
najczęściej samożywny (autotrofizm);
dzięki ciałkom zieleni (chloroplasty)
wytwarza w procesie asymilacji
złożone związki org. z prostych
związków nieorg. (dwutlenku węgla
i wody z solami miner.)
rozmnażają się płciowo (za pomocą
komórki jajowej i plemników) lub
bezpłciowo (np. przez pływki,
zarodniki, rozmnóżki, różnorodne pędy
podziemne); u tzw. roślin wyższych
oraz niektórych glonów występuje
przemiana pokoleń; rozwój osobniczy
roślin kwiatowych obejmuje zamknięty
cykl 3 faz: spoczynku nasion
(zakończona kiełkowaniem), wzrostu
(wytwarzanie organów) i rozmnażania
(kwitnienie i wytwarzanie nasion)
BOTANIKA
Porównanie komórki roślinnej i zwierzęcej.
Jądro komórkowe
Opis: Budowa komórki zwierzęcej: 1 - cytoplazma, 2 - siateczka
śródplazmatyczna szorstka, 3 - rybosomy, 4 - chromatyna w jądrze
komórkowym, 5 - jąderko, 6 - aparat Golgiego, 7 - lizosomy, 8 - błona
komórkowa, 9 - mitochondrium, 10 - jądro komórkowe otoczone błoną jądrową
Opis: Budowa komórki roślinnej: A) ściana komórkowa, B) plasmodesma, C) błona
komórkowa, D) chloroplast, E) błona tylakoidu, F) mitochondrium, G) lizosom, H)
aparat Golgiego, I) wakuola, J) retikulum endoplazmatyczne gładkie, K) retikulum
endoplazmatyczne szorstkie, L) jądro, M) błona jądrowa, N) otwór w błonie
jądrowej, O) jąderko
źródła: Encyklopedia PWN Biologia