119_Budowa_komorki_e..
advertisement
Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez jego Użytkowników wyłącznie w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian, przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Budowa komórki eukariotycznej cz. VI Mitochondrium i jądro komórkowe Mitochondria Są to organella występujące u wszystkich Eucaryota (z wyjątkiem erytrocytów ssaków). Zalicza się je do struktur błoniastych – otoczone są podwójną błoną lipidowo – białkową. Błona zewnętrzna jest gładka i dość łatwo przepuszczalna, natomiast wewnętrzna jest trudno przepuszczalna i tworzy do wnętrza mitochondrium głębokie, prostopadłe wpuklenia, inaczej grzebienie. Pomiędzy błonami znajduje się niewielka strefa, którą nazywa się przestrzenią perymitochondrialną. Wnętrze mitochondium wypełnia jednorodna macierz, w której znajdują się cząstki mitochondrialnego DNA, RNA, enzymy, rybosomy. Mitochondria nie występują u Procaryota, tam ich rolę pełnią mezosomy. 1 2 3 8 4 5 6 7 1-mitochondrium, 2-przestrzeń perymitochondrialna, 3-błona zewnętrzna, 4-błona wewnętrzna, 5-grzebienie mitochondrialne, 6-matriks, 7-mitochondrialny DNA, 8-rybosomy Mitochondria • Są organellami półautonomicznymi, zawierającymi własny, mitochondrialny DNA w formie podwójnej helisy nie związanej z białkami, przypominającej nukleoid prokariotyczny. Nukleoid ten znajduje się w macierzy mitochondrialnej, w której zawarte są rybosomy typu 70 S oraz enzymy. Informacja genetyczna zawarta w mitochondrialnym DNA pozwala jednak na syntezę tylko niewielkiej części białek znajdujących się w mitochondriach. • Podobieństwo mitochondriów do komórek prokariotycznych (nukleoid, rybosomy 70S, podwójna błona jak u bakterii gramujemnych) stanowi podstawę hipotezy o pochodzeniu tych organelli od jednokomórkowych organizmów prokariotycznych, które w zamierzchłych ewolucyjnie czasach wniknęły jako symbionty do komórek eukariotycznych i na tyle uzależniły się od swego partnera, że utraciły zdolność do samodzielnego życia i stały się jego integralnym składnikiem. • Mitochondria są zazwyczaj pod względem kształtu i wymiaru podobne do bakterii, aczkolwiek ich właściwości mogą się różnić w zależności od tylu komórki. Są niezwykle ruchliwymi organellami, stale zmieniają kształt i położenie. Występują w dużej ilości i mogą tworzyć długie łańcuchy związane z mikrotubulami cytoszkieletu. W niektórych komórkach komórkach pozostają jednak nieruchome, np. w komórce mięśnia sercowego mitochondria przylegają do aparatu kurczliwego, natomiast w plemniku ciasno oplatają ruchomą witkę. MITOCHONDRIA Mitochondria – fabryki energii Mitochondria dostarczają energii użytecznej biologicznie w postaci ATP. ATP (adenozynotrifosforan) nazywany jest uniwersalnym akumulatorem i przenośnikiem energii, głównym jego źródłem jest proces oddychania wewnątrzkomórkowego, polegającego na utlenianiu związków organicznych w następującej kolejności: węglowodany, tłuszcze i białka. Najwydatniejsze - tlenowe etapy tego procesu zachodzą właśnie w mitochondriach. ATP Jądro komórkowe • Jest to najbardziej charakterystyczny element komórki eukariotycznej. U Procaryota odpowiednikiem jądra jest nukleoid, który stanowi centralny obszar cytoplazmy zawierający cząsteczkę DNA, nazywaną genoforem lub chromosomem prokariotycznym. • W większości komórkach występuje jedno jądro komórkowe, ale są i takie, w których występuje więcej – wówczas mówi się o komórczakach. Powstają one w dwojaki sposób: - poprzez wielokrotne podziały jądra, którym nie towarzyszą podziały cytoplazmy, - na drodze zlewania się komórek jednojądrowych – powstają wówczas syncytia (np. włókna mięśni szkieletowych). Składniki chemiczne jądra komórkowego SKŁADNIKI LIPIDY OTOCZKA JĄDROWA BIAŁKA DNA, RNA OTOCZKA JĄDROWA ENZYMY CHROMATYNA WODA ZASADY AZOTOWE CUKRY PENTOZY DEOKSYRYBOZA RYBOZA Jądro komórkowe Składa się z otoczki jądrowej (1), kariolimfy (4), chromatyny (6) oraz jąderka (3). Otoczka jądrowa składa się z dwóch błon plazmatycznych. Jest „poprzebijana” otworami – porami jądrowymi (2), dzięki którym możliwa jest wymiana substancji pomiędzy jądrem a cytoplazmą. Zewnętrzna błona jądrowa przechodzi w błony siateczki śródplazmatycznej szorstkiej (5) pokrytej rybosomami (7). Wnętrze jądra wypełnia kariolimfa – sok jądrowy. Tworzy ona płynne środowisko, w którym zanurzona jest chromatyna (6) 4 1 6 3 5 2 7 • Jąderko stanowi nieobłoniony twór, zbudowany z RNA i białek. W jąderku powstają podjednostki rybosomów. • Kariolimfa wypełnia przestrzenie miedzy strukturami jądra, jest silnie uwodniona, a jej podstawowym składnikiem są białka, a wśród nich szereg enzymów związanych z funkcjami jądra. OTOCZKA JĄDROWA POR JĄDROWY JĄDERKO PORY JĄDROWE BŁONA ZEWNĘTRZNA BŁONA KARIOLIMFA WEWNĘTRZNA Organizacja materiału genetycznego 8 Badania przy użyciu mikroskopu elektronowego wykazały, że nici chromatynowe zbudowane są z kwasu deoksyrybonukleinowego – DNA (1) „nawiniętego” na specjalne białka histonowe (2). Połączenie 8 cząsteczek histonów tworzy rdzeń, na który nawija się odcinek DNA. W ten sposób powstaje nukleosom (8) czyli podstawowa jednostka fibryli chromatynowej (3). Następnie każda fibryla zwija się ciasno tworząc solenoid (4), czyli nić chromatynową. Długa i cienka nić tworzy pofałdowane pętle ułożone jedna przy drugiej, czyli domeny (5). Poprzez spiralizację chromatyny powstają chromosomy (7). 3 1 2 5 4 7 Postacie chromatyny • Chromatyna przechodzi zmiany strukturalne podczas cyklu życiowego komórki. Najwyższy stopień kondensacji chromatyny występuje w chromosomach pojawiających się podczas podziału jądra. W jądrze interfazowym (nie dzielącym się lub miedzy podziałami) w zależności od stopnia kondensacji wyróżnia się chromatynę luźną, aktywną w procesie syntezy RNA (transkrypcji) – euchromatynę (1), oraz chromatynę skondensowaną, zbitą, nieaktywną transkrypcyjnie – heterochromatynę (2). 1 JĄDRO KOMÓRKOWE 2 Budowa chromosomu • Pojedynczy chromosom składa się z ramion rozdzielonych przewężeniem pierwotnym (centromerem) – jest to odcinek pozbawiony DNA, zawiadujący ruchem chromosomu. W niektórych chromosomach występuje także przewężenie wtórne (określane jako region jąderkotwórczy). Dystalny fragment chromosomu poza przewężeniem wtórnym to tzw. trabant (satelita). Widoczny jest także podział podłużny chromosomu na dwie połówki – chromatydy. Rodzaje chromosomów – w zależności od położenia centromeru • A - metacentryczny - to taki chromosom, w którym centromer jest położony dokładnie w połowie długości chromatyd. • B - submetacentryczny chromosom, w którym centromer położony jest w pobliżu środka chromosomu, ale nie dokładnie w środku. • C - akrocentryczny to taki chromosom, w którym centromer położony jest blisko końca chromatyd. • D - telocentryczny - jest to chromosom, w którym centromer położony jest na końcu chromosomu dlatego posiada tylko jedną parę ramion. Chromosomy człowieka • U człowieka we wszystkich komórkach (z wyjątkiem komórek linii płciowej) występują 22 pary autosomów i 1 para chromosomów płciowych (u kobiet złożona z dwóch chromosomów X, u mężczyzny z chromosomu X i chromosomu Y). X Y Procesy zachodzące w jądrze komórkowym • Replikacja DNA – podwojenie DNA, tuż przed podziałem komórki • Transkrypcja – przepisanie informacji genetycznej z DNA na RNA • Procesy potranskrypcyjne związane z dojrzewaniem RNA Rola jądra komórkowego ROLA ZAWIERA SUBSTANCJĘ DZIEDZICZONĄ W POSTACI DNA W CHROMOSOMACH CENTRALA INFORMACJI GENETYCZNEJ DLA KOMÓRKI LUB CAŁEGO ORGANIZMU ZAWIERAJĄCA: PROGRAM DLA DANEJ KOMÓRKI CZY ORGANIZMU JEST REGULATOREM FUNKCJI KOMÓRKI REPLIKACJA DNA TRANSKRYPCJA INFORMACJI PRZEKAZYWANIE INFORMACJI: PROGRAM DLA POTOMSTWA KOMÓRKOM POTOMNYM DROGĄ PODZIAŁU JĄDRA KOMÓRKOWEGO DO CYTOPLAZMY W BIOSYNTEZIE BIAŁEK Literatura: • Lewiński W., Walkiewicz J., 2000. Biologia 1. Operon, Rumia • Alberts B. i in., 1999. Podstawy biologii komórki. PWN, Warszawa • Szweykowska A., Szweykowski J. 2004. Botanika. Morfologia, PWN, Warszawa • Rozmus M., Drewniak M., Kornaś A. 1997. Botanika ogólna, Wydawnictwo Naukowe WSP, Kraków
