wykłady do 2011.12.13.docx

Notatki z Biologii i Ekologii do 13.12.11 włącznie.

Komórka – najmniejszy i niepodzielny skład żyjący, zdolny do rozmnażania i wykonywania wszystkich             podstawowych czynności życiowych, może być samodzielnym organizmem albo może stanowić składnik zespołu komórkowego tworzącego pewną całość. Komórki wchodzące w skład organizmów wielokomórkowych są zróżnicowane strukturalnie i funkcjonalnie.

Można wyróżnić dwa podstawowe typy budowy komórki:
- prokariotyczny
- eukariotyczny

Prokariota, czyli organizmy bezjądrowe są organizmami jednokomórkowymi i mimo, że budowa ich komórki jest bardzo prosta, to pozwala spełniać wszystkie czynności życiowe.
Do Prokarioty zaliczamy sinice i bakterie.

Kształt komórki jest mało zróżnicowany, najczęściej kulisty, pałeczkowaty lub przybiera postać spiralnie wygiętego walca; rzadko jest nieregularny. Kształt komórce nadaje ściana komórkowa zbudowana ze specyficznego związku mukopeptydu, występującego tylko u priokariotów. Wnętrze komórki osłonięte jest błoną cytoplazmatyczną i wraz z nią stanowi protoplast.

Błona cytoplazmatyczna zbudowana jest z białek i lipidów. Błona ta spełnia ważne funkcje związane z wydalaniem i pobieraniem różnych substancji przez komórkę.

Prokariota nie mają jądra komórkowego i organelli komórkowych, takich jak mitochondria i plastydy, oraz nie mają błon siateczki śródplazmatycznej (retikulum endoplazmatycznego). W cytoplazmie występują kuleczkowate twory zwane rybosomami, będące miejscami syntezy białek.
Funkcje jądra komórkowego spełnia nukleoid, czyli koliście zwinięta nić kwasu deoksyrybonukleinowego nie   oddzielona od reszty protoplastu cysternami otoczki jądrowej.
Funkcje oddechowe w komórce spełniają drobne twory mezosomy, zbudowane z współśrodkowo ułożonych wpukleń błony cytoplazmatycznej otaczającej protoplast. U fotosyntetyzujących bakterii i sinic wpuklenia, które oderwały się od błony i zawierają barwniki asymilacyjne, nazywane są tylakoidami lub ciałkami chromatoforowymi. Mają one postać spłaszczonych woreczków rozmieszczonych zwykle w peryferyjnej części komórki. Struktury te pełnią funkcję chloroplastów, chociaż mają znacznie prostszą budowę. Niektóre   bakterie mają rzęski których struktura jest całkowicie odmienna od struktury rzęsek komórek eukariotycznych

Komórki eukariotyczne mają bardziej złożoną strukturę. Albo stanowią samodzielne organizmy (pierwotniaki niektóre glony, grzyby jednokomórkowe), albo wchodzą w skład organizmów wielokomórkowych.
Mimo tej różnorodności budowy i funkcji, wynikających ze specjalizacji, eukariotyczne mają podstawowe cechy wspólne:  

—        protoplast komórki ogranicza zawsze białkowo-lipidowa błona cytoplazmatyczna błoną komórkową (u roślin nazywana plazmo lenną) Można w nim wyróżnić:

·         cytoplazmę

·         jądro komórkowe

·         mitochondria

·         lizosomy

·         sferosomy

·         układ Golgiego

·         rybosomy

·         plastydy (u komórek roślinnych)

·         inne struktury

W komórce eukariotycznej istnieje system błon przenikających całą cytoplazmę i połączonych z błona jądrową. Ten siateczkowaty system nosi nazwę siateczki śródplazmatycznej ( inaczej retikulum endoplazmatycznego). Dzieli cytoplazmę na małe przedziały.

Budowa komórki eukariotycznej i funkcje jej składników:

Cytoplazma stanowi zwykle główna masę komórki. Jej  właściwości fizyczne podobne są do właściwości   roztworu koloidowego.

—        Jest: bezbarwna, półpłynna, śluzowata, półprzezroczysta, o gęstości nieco większej od wody

—        Ma zdolność ciągłego ruchu

—        W jej skład  wchodzą:

·         Woda

·         Białka

·         Lipidy

·         Węglowodany i inne związki organiczne i nieorganiczne

—        Cytoplazma nie ma jednolitej struktury. Jest zróżnicowana na:

·         cytoplazmę podstawową

·         siateczkę śródplazmatyczną (retikulum endoplazmatyczne).  

—        Cytoplazma podstawowa stanowi bezpostaciowy ośrodek zwany też cytozolem lub matriks,    składający się w dużej mierze z białek. 
 

Siateczka śródplazmatyczna zbudowana jest z:  

—        błon cytoplazmatycznych, tworzących system cystern 

—        rurek przenikających cytoplazmę podstawową

Ten system błon dzieli cytoplazmę na odrębne przedziały (obszary), w których mogą przebiegać bez zakłóceń   różne reakcje enzymatyczne. Część błon retikulum  endoplazmatycznego jest gładka, a część błon jest   szorstka, pokryta rybosomami.

Od błon gładkiego retikulum endoplazmatycznego mogą oddzielać się   pęcherzyki, które przekształcają się w wakuole i mikrociałka, takie jak: sferosomy, peroksysomy itp.
Siateczka śródplazmatyczna pełni ważną rolę w syntezie białek i lipidów oraz w przemieszczaniu się różnych   związków w komórce. W komórkach roślinnych utrzymuje ponadto kontakt między sąsiednimi komórkami,   ponieważ jej kanaliki występują w pasmach cytoplazmatycznych, zwanych plazmodesmami, łączących   protoplasty sąsiednich komórek.

Budowa błon cytoplazmatycznych:

W skład błon cytoplazmatycznych wchodzą różne typy białek enzymatycznych, jak również białka receptorowe hormonów i przeciwciał. Utrzymanie półpłynnego charakteru błon ma duże znaczenie dla organizmów żywych.

Specyficzną właściwością błony komórkowej jest jej wybiórcza przepuszczalność. Właściwość ta powoduje, że do komórki woda przenika swobodnie, zgodnie z prawami osmozy, natomiast inne substancje wnikają wybiórczo, często wbrew gradientowi stężeń.

Rybosomy są to kuliste struktury zbudowane z białek i RNA. Mogą one występować wolno w cytoplazmie lub mogą być związane z błonami retikulum endoplazmatycznego. Rybosomy są ośrodkami syntezy białek. Zespół rybosomów połączonych nicią matrycowego RNA stanowi polirybosom.

Jądro komórkowe najczęściej ma kształt kulisty, chociaż ma zdolność elastycznej zmiany kształtu.

Otoczka jądrowa (błona jądrowa) złożona jest z dwóch błon cytoplazmatycznych oddzielonych od siebie wąską przestrzenią. Zewnętrzna błona tworzy uwypuklenia, łącząc się z siateczką śródplazmatyczną.
W błonie jądrowej występują pory, dzięki którym plazma jądrowa może kontaktować się z cytoplazmą podstawową.
Wnętrze jądra wypełnia sok jądrowy-kariolimfa. W kariolimfie pogrążone jest jąderko i siateczka chromatynowa.
Chromatyna stanowi interfazową postać chromosomów. Jest zbudowana z kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA), niskocząsteczkowych białek zasadowych histonów, białek niehistonowych i kwasu rybonukleinowego (RNA). Wśród białek niehistonowych jest wiele enzymów.
Jąderko jest skupieniem RNA i białek; nie jest otoczone błoną. Znajduje się w nim nieznaczna ilość DNA, zawierającego informację genetyczna dla syntezy rybosomowego RNA (rRNA). W jąderku zachodzi synteza rRNA, który po połączeniu się z białkami tworzy podjednostki rybosomów. Podjednostki te przemieszczają się z jąderka do cytoplazmy.

Zwykle komórki mają jedno jądro, jednak pewne wyspecjalizowane komórki są wielojądrowe wówczas nazywa się je komórczakami.

Mitochondria są to organelle o kształcie kulistym lub wydłużonym. Są znacznie większe od rybosomów.
Otoczone są dwiema błonami cytoplazmatycznymi. Błona wewnętrzna tworzy liczne wpuklenia do wnętrza, co zwiększa jej powierzchnię. Wpuklenia noszą nazwę grzebieni mitochondrialnych.
Wnętrze mitochondrium stanowi koloidowy ośrodek, tzw. matriks, zawierający liczne białka, zwłaszcza enzymy.
W mitochondriach uzyskiwana jest energia w wyniku zespolonych reakcji utleniania produktów przemiany materii zwanych metabolitami (oddychanie komórkowe). Energia ta magazynowana jest w wiązaniach wysokoenergetycznych adenozynotrifosforanu ATP.
Mitochondria mają własne, różne od jądrowego, DNA i RNA.

Liczba tych organelli zwiększa się przez podział już istniejących, niezależnie od podziału jądra i komórki.

Plastydy są charakterystycznymi organellami komórek roślinnych. Mają kształt kulisty lub elipsoidalny. Otoczone są dwiema błonami cytoplazmatycznymi. Błona wewnętrzna wpukla się do środka dając początek strukturze wewnętrznej.
Wnętrze plastydów stanowi bezpostaciowy ośrodek zwany stromą.

Najmłodszą formą plastydów są proplastydy występujące w komórkach tkanki twórczej, różnicują się one na:

a)      leukoplasty są: bezbarwne, zdolne do syntezy i gromadzenia skrobi, a rzadziej innych związków zapasowych

b)      chloroplasty zawierają zielony barwnik asymilacyjny – chlorofil,  najczęściej występuje on w formach woreczków nazywanych tylakoidami. Rozszerzone tylakoidy ułożone w stosy tworzą tzw. grana. Chlorofil jest związkiem zdolnym do pochłaniania energii świetlnej zbędnej w procesie fotosyntezy.
Chlorofil i inne barwniki -jak karoten i ksantofil- wbudowane są w błony tylakoidów

c)      chromoplasty są to plastydy zawierające: czerwone, żółte i pomarańczowe barwniki karotenoidowe. Barwniki te występują w formie rozpuszczonych kroplach tłuszczu lub w formie kryształów.

Inne składniki komórki:

Aparat Golgiego (zwany też układem lub strukturami Golgiego, a jeszcze inaczej diktiosom) – tworzą go stosy kilku spłaszczonych cystern ułożonych równolegle do siebie. Cysterny mają pojedynczą błonę białkowo-lipidową. Od cystern odrywają się małe pęcherzyki transportujące.
Funkcją układu Golgiego jest :

—        synteza i wydzielanie m.in. glikoprotein i lipoprotein

—        miejsce przebudowy i różnicowania się błon przeznaczonych do wbudowania w plazmolemmę                                                                                                                                                                                                              

Lizosomy są pęcherzykami zawierającymi enzymy hydrolityczne w których zachodzą procesy trawienia wewnątrzkomórkowego składników protoplastu związane z przebudową komórki.

Peroksysom...