* komórki prokariotyczne (bezjądrowe) - bakterie
* komórki eukariotyczne (jądrowe) - rośliny zwierzęta grzyby
głównym czynnikiem decydującym o tym że komórki maja niewielkie rozmiary jest "stosunek ich powierzchni do objętości", ponieważ gdy kom. zwiększa swoje rozmiary znacznie szybciej powiększa się ich objętość niż powierzchnia. Jest to niekorzystna tendencja gdyż im większa objętość tym wolniejszy transport danej substancji (ma do pokonania dłuższą drogę)
Błony biologiczne
kom. Prokariotyczna ma tylko jedna błonę komórkową która oddziela jej wnętrze od środowiska zewnętrznego i odpowiada za kontakt z nim
w kom. Eukariotycznej oprócz błony komórkowej istnieje wiele błon śródplazmatycznych dzielacych jej wnętrze
Wszystkie błony maja podobną budowę. Składają się z lipidów (fosfolipidy) i białek (glikolipidy) i tworzą podwójną warstwę (dwuwarstwa lipidowa). Hydrofobowe głowy są zwrócone na zewnątrz a hydroforowe ogony do środka dwuwarstwy. Ma to istotne znaczenie gdy powoduje samoistnie zasklepianie się uszkodzonej błony poprzez płynność błony która spowodowana jest:
płynność błony w kom. zwierzęcych ograniczają sztywne i krótkie cząsteczki cholesterolu które wypełniają przestrzenie między cząsteczka i fosfolipidow
ruch lipidów błonowych - poruszają się 2 płaszczyźnie na boki i wokół własnej osi, a między warstwami przemieszczają się koziołkując
asymetria błony - każda z stron ma swoisty skład lipidowy oraz własny zestaw osadzonych w niej białek np. Glikolipidy i glikoproteiny występują tylko na zewnetrznej stronie błony, tworzą one tzw. Glikokalis, który chroni przez uszkodzeniami mechanicznymi i odgrywa ważną rolę w rozpoznawaniu się komórek
selektywna przepuszczalność - (półprzepuszczalność) mogą swobodnie przez nią przenikac małe niepolarne cząsteczki, małe cząsteczki polarne mogą przenikac tylko w ograniczonym stopniu
(Jeśli zachodzi konieczność szybkiego transportu wody uczestniczą wtedy w tym białka zwane akwaporynami)
na błonie występują białka związane z błona są to :
białka intergralne (mocno połączone z dwuwarstwą wnikają w nią, trnasbłonowe przenikają je całkowicie i wystają z obu stron, są też takie zakotwiczone przez wiązania konwalencyjne tylko na jej powierzchni)
białka powierzchniowe (nie wnikają do warstwy, ale są z nią związane najczęściej przez wiązania niekonwalencyjne do innych białek błonowych)
transport przez błony biologiczne odbywa się za pomocą białek transportujących, czyli białek kanałowych i nośnikowych (transport bierny)
Transport bierny - o kierunku transportu cząsteczek substancji przez błonę biologiczną decyduje przede wszystkim różnica stężeń tej substancji po obu stronach błony. Z dużego stężenia do małego stężenia czyli zgodnie z różnicą stężeń, zachodzi samoistnie wymaga nakładu energii.
Dyfuzja prosta tlen azot dwutlenek węgla przechodzą przez błony bezpośrednio.
Dyfuzja ułatwiona cukry i aminokwasy wymagają nośnika w postaci transportujących białek błonowych
Transport czynny (aktywny) wbrew różnicy stężeń o małym stężeniem do miejsca w którym stężenie jest duże wymaga nakładu energii wyłącznie za pośrednictwem białek głośnikowych wykorzystujących na przykład ATP
Białka Kanałowe tworzą w dwuwarstwie lipidowej hydrofilowe kanały przez które mogą być transportowane określone małe cząsteczki się zamykają w reakcji na bodźce
Białka nośnikowe wiążą w cząsteczki substancji znajdujących się po jednej stronie błony po czym zmieniają strukturę przestrzenną uwalniają się po drugiej stronie i powracają do wyjściowej struktury przestrzennej. często transportują tylko jeden typ cząsteczek
Pompa sodowo potasowa
Podczas impulsu nerwowego zmienia swój kształt a także otwiera się i zamyka. do zmiany kształtu potrzebuję energii z ATP
bez przerwy utrzymuje wewnątrz komórki mniejsze stężenie jonów sodu i większe stężenie jonów potasu niż na zewnątrz
Endocytoza
procesy pobierania do wnętrza komórki. podczas endocytozy materiał pobrany z otoczenia i zamykany w pęcherzyku endocentrycznym powstały przez wypukle nie błony komórkowej. jego zawartość roztworu składana przez enzymy z pochodzące z lizosomów.
fagocytoza ( strasznie duże cząsteczki)
pinocytoza ( płyny i małe cząsteczki) pęcherzyk ulega strawieniu przez enzymy przez co dochodzi do ubytku błony komórkowy
Egzocytoza
polega na usuwaniu z komórki zbędnych produktow lub na wydzielanie wytworzonych w jej wnętrzu specyficznych wydzieliny. błony pęcherzyków transportujących lipidy i białka z aparatu Golgiego przez błonę komórkową i uwalniają swoją zawartość na zewnątrz. Jest to podstawowy proces umożliwiający rozbudowanie błąd w czasie wzrostu komórkii
Osmoza
to odmiana dyfuzji prostej na przenikanie rozpuszczalnika wody przez błonę Wielu z roztworu o niższym stężeniu substancji do roztworu w którym stężenie substancji jest wyższe. hipertonicznego do hipotonicznego
Hiper –> hipo
W wyniku tego następuje wyrównanie stężeń substancji po obu stronach błony
roztwór izotoniczny stężenie substancji rozpuszczonej jest takie samo jak we wnętrzu komórki
( erytrocyty nie zmieniają kształtu, a komórki roślinne nie osiągają pełnego turgoru przez co są nieco zwiotczałe)
roztwór hipertoniczny rozpuszczone jest większe na zewnątrz niż we wnętrzu komórki
( komórki tracą woda i zmieniają kształt a ostatecznie się rozpadają zaś komórki roślinne tracą wodę i turgor występuje zjawisko plazmolizy czyli cytoplazma obrazem błonę komórkową zaczynają odstawać od ściany komórkowej. Procesem odwrotny do plazmolizy jest deplazmoliza, komórka odzyskuje jędrność i turgor)
roztwór hipotoniczny stężenie substancji rozpuszczonej na zewnątrz jest mniejsze niż we wnętrzu
( komórki chłoną wodę pęcznieją a wreszcie pękają, w wyniku pobierania wody zwiększa się turgor komórek roślinnych przez co znacznie się rozciągają lecz ściana komórkowa chroni przed pęknięciem)
Jądro komórkowe
Jest to największe organellum W kom. eukariotycznej większość komórek ma tylko jedno jądro jednak są wyjątki jak jak włókna mięśni szkieletowych oraz całkowity brak jądra na przykład dojrzałych erytrocytach
kontrolowanie procesów życiowych komórki
powielanie i przekazywanie materiału genetycznego do komórek potomnych
Jądro komórkowe jest otoczone podwójną błoną otoczką jądrową i głównie wypełnia ją kariolimfa zawierające chromatynę wiem że występuje również jedno lub kilka jąderek. składa się z DNA RNA Białka histonowe Białka niehistonowe
Chromosom
to najbardziej skondensowana postać DNA który nawinięty na nukleosomy tworzy nić chromatynową.
Nukleosom zawiera fragment cząsteczki DNA nawinięty na rdzeń utworzony z ośmiu cząsteczek białek histonowych (tak zwany oktamer histonowy) poszczególne nukleosomy wiąże z dna łącznikowy.
Zespół chromosów charakterystyczne dla danego gatunku nosi nazwę kariotypu. kariotyp zwierząt stanowią dwa każdy typ chromosomów jest reprezentowany przez dwa podobne do siebie chromosomy tzw. chromosomy homologiczne. komórki z podwójną liczbę chromosomów określa się mianem diploidalnych i oznacza symbolem 2n.
A komórki z pojedynczym zestawem chromosomów jako haploidalne i oznacza symbolem n.
Człowiek ma 23 pary chromosomów. 23 para odpowiada za płeć ( XX u kobiety i xy u mężczyzny) pozostałe określa się mianem autosomów.
Cytoplazma
W komórce eukariotycznej w organellach i cytozolu przebiega jednocześnie kilka tysięcy często przeciwstawnych reakcji chemicznych.
Cytozol jest to roztwór koloidalny który pracę rozpraszającą stanowi woda a faza rozproszona i inne związki nieorganiczne i organiczne wśród których przeważają Białka.
Cytoszkielet skomplikowana dynamiczna sieć włókien utworzona przez białka włókienkowe cytozolu
mikrotubule długie rurki zbudowane z białka tubuliny i sieć decyduje o rozmieszczeniu organelli w komórce i tworzy szlaki transportu wewnątrzkomórkowego.
mikrotubule tworzą wrzeciono kariokinetyczne elementem rzęsek i wici
mikrofilamenty zapewnia komórce wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne dotykając jej pęknięcie pod wpływem rozciągania. zbudowany z białka aktyny umożliwiają komórkom zmianę kształtu i ruch pełzakowaty uczestniczą w skurczu włókien mięśniowych.
Obecność elementów cytoszkieletu umożliwia cytozolowi wykonywanie ruchów wewnątrzkomórkowych. temu cytozol Pośredniczy w transporcie substancji między organellami oraz organellami i środowiskiem zewnętrznym.
Siateczka śródplazmatyczna
(retikulum endoplazmatyczne) system błon biologicznych przyjmująca postać spłaszczonych woreczków cystern i rozgałęziających się kanalików
Siateczka szorstka powierzchni znajdują się rybosomy odpowiada za syntezę białek przeznaczonych na eksport ( komórkach trzustki wytwarzających enzymy trawienne, a także synteza białek enzymatycznych które po modyfikacji Trafiają do lizosomów)
Siateczka gładka która nie zawiera rybosomów odpowiada za syntezę lipidów Czy w neutralizowany szkodliwych bądź trujących związków chemicznych ( kara nadnerczy - hormony steroidowe, w komórkach wątroby, włóknach mięśniowych)
Rybosomy
struktury nie otoczone żadną błoną odpowiadające za syntezę białek składają się z dwóch podjednostek małej i dużej zbudowany z białek i rRNA.
pozostając zawieszone w cytozolu związek z siateczką nie jest stały które kończą syntezy białka odłączają się od błąd w ich miejsce przełączają się inne. oprócz nich rybosomy występują jeszcze wewnątrz mitochondrium i chloroplastów.
(klasyfikuje się je współczynnik sedymentacji określający szybkość opadania cząsteczek w roztworze podczas wirowania. podaje się go w jednostce z symbolem "S" u prokariota 70 S a u eukariota 80 S)
Aparat Golgiego
zbudowany z cystern ułożonych w stos. Na brzegach różnej wielkości pęcherzyki. funkcją jest modyfikowanie przenoszonych z siateczki białek oraz lipidów oraz sortowanie i pakowanie ich w pęcherzyki transportowe przenoszone gdzie później są przekazywane do miejsca przeznaczenia poprzez egzocytoze
Lizosomy
to niewielkie pęcherzyki otoczone pojedynczą błoną zachodzi w nich trawienie wewnątrzkomórkowe
Mitochondria
otoczona dwiema błonami nazywana centralem energetycznym komórki ponieważ to właśnie w niej zachodzą główne etapy oddychania tlenowego. Energia w tym czasie jest gromadzona w postaci w wysokoenergetycznych wiązań ATP. Liczba mitochondriów w komórce zależy od aktywności metabolicznej odzwierciedlającej zapotrzebowanie komórki
( dach mięśnia sercowego które przez cały czas intensywnie pracują jest ich znacznie więcej niż w komórkach tkanki tłuszczowej)
Ich rozmieszczenie również nie jest przypadkowe
( mitochondria znajdują się ustawić i której Dostarczają energii niezbędnej do wykonywania ruchów)
Budowa mitochondrium
błona zewnętrzna
błona wewnętrzna tworzy fałdy zwane grzebieniami mitochondrialnym i zmieszani powierzchnia ( zachodzi na niej łańcuch tlenowy utlenianie końcowe)
Matrix /macierz (cykl Krebsa)
Plastydy
organelle typowe dla komórek roślinnych oraz niektórych protistów zbudowane z dwóch błon wyróżnia się plastydy barwne chloroplasty i chromoplasty oraz plastydy bezbarwne czyli leukoplasty. Wszystkie one mogą powstać z form młodocianych nazywanych proplastydami.
Leukoplasty bezbarwne powstanie w warunkach braku światła magazynują skrobie
Chromoplasty barwniki karotenoidowe czerwono pomarańczowy karoten oraz żółty ksantofil tworzą się chloroplastów w czasie dojrzewania owoców lub jesiennego starzenia się liści.
Chloroplasty zawierają zielony barwnik chlorofil między zwykle w kształcie soczewkowaty proces fotosyntezy.
Teoria endosymbiozy
Mitochondria i plastydy określa się jako organella półautonomiczne które są potomkami dawnych bakterii które wpłynie te przez gospodarza nie uległy strawieniu powstała między nimi pewnego rodzaju symbioza. Świadczy o tym:
Występowanie dwóch błon biologicznych otaczających te struktury
Obecność materiału genetycznego we wnętrznu tych struktur
Występowanie własnych rybosomów umożliwiających syntezy białka
Zdolność do podziałów niezależnie od podziału komórki
Sposób powstawania nowych mitochondriów i chloroplastów typowe dla komórek prokariotycznych przez podział
Podobny wymiar komórek prokariotycznych oraz mitochondriów i chloroplastów
Podobieństwo budowy i wymiarów rybosomów funkcjonujących w obrębie mitochondrium i plastydów do rybosomów komórek prokariotycznych (70S)
Możliwość przemieszczania się ich DNA do jądra komórki
Składniki komórki
plazmatyczne (żywe) jądro cytozol i organelle
nieplazmatyczne (martwe) wakuole i ściana komórkowa
Wakuole (wodniczki)
Występują w komórkach roślin grzybów oraz protistów. pęcherzyki otoczone jedną błoną i wypełnione płynem. w komórce roślinnej błona nazywana jest tonoplastem a płyn sokiem komórkowym. zawierają enzymy hydrolityczne uczestniczą w procesach trawienia wewnątrzkomórkowego, podobnie jak lizosomy w komórkach zwierzęcych. w okresie starzenia się rośliny degradacji struktury i komórek. Są miejscem okresowego przechowywania związków organicznych. gromadzą się w nich także uboczne produkty przemiany materii
glikozydy nadające barwę lub lecznicze
alkaloidy mające właściwości toksyczne nikotyna morfina
garbniki w korze i drewnie wykorzystywane do wyprawiania skór zwierzęcych.
Alkaloid i garbniki nadają tkanką gorzki i cierpki smak stanowią mechanizmy chroniące rośliny przed roślinożercami oraz patogenami. w soku komórkowym znajdują się ciała stałe mające postać kryształów do głównie szczawiany wapnia. Podstawową funkcją wakuol jest utrzymanie odpowiedniego stopnia nawodnienia komórki czyli jej turgoru.
Wakuole w komórkach protistów są nazywane wodniczkami. wyróżnia się wodniczki pokarmowe odpowiadające za trawienie pokarmu oraz wodniczki tętniące które uczestniczą w usuwaniu nadmiaru wody z komórki.
Ściana komórkowa
występuje w komórkach bakterii i grzybów roślin oraz niektórych protistów się po zewnętrznej stronie błony komórkowej i pełni funkcję ochronne, ale tak nadaje kształt komórce obiega przed wnikaniem drobnoustrojów chorobotwórczych i bierze udział w transporcie wodnym
Głównym składnikiem ścian komórkowych jest u bakterii mureina u grzybów chityna a u roślin celuloza
Sąsiadujące ze sobą komórki roślinne kontaktują się ze sobą za pomocą plazmodesm. plazmodesmy łączą siateczki śródplazmatycznej każdej z komórek więc umożliwiają transport niektórych związków. Niestety tą drogą również przenikają wirusy roślinne Co powoduje ich rozprzestrzenianie się w stosunkowo krótkim czasie po całej roślinie.
Połączenia międzykomórkowe u zwierząt
desmosomy które łączą z sąsiadujące komórki nabłonka wspinając się w sposób mechaniczny nity Kto nadaje dużą wytrzymałość mechaniczną.
połączenia zamykające usytuowane szczytowo izolują wewnętrzne środowisko od otoczenia
połączenia szczelinowe (Neksus) - Tworzą kanały przez które kontaktują się cytoplazmy sąsiadujących komórek umożliwiając transport substancji.
Podziały komórkowe
Każda komórka powstaje w wyniku podziału innej komórki. Wraz z Powstaniem nowej komórki rozpoczyna się jej cykl życiowy (cykl komórkowy) obejmujący wzrost komórki a następnie jej podział na dwie komórki potomne
Komórki takie jak erytrocyty i komórki mięśni szkieletowych po osiągnięciu dojrzałości nie dzielą się.
Kariokineza - procesy podziału jądra komórkowego takie jak : Mitoza i mejoza amitoza i endomitoza
Cytokineza - podział cytoplazmy
Interfaza - stan między podziałami zajmuje większość czasu i w trakcie następuje przygotowanie komórki do podziału czyli
(faza G1) wzrost komórki aż do osiągnięcia rozmiarów komórki rodzicielskiej zwiększenie liczby organelli i syntezie enzymów niezbędnych do replikacji (histonów)
(faza S) podwojenie ilości DNA
(faza G2) nasilenie syntezy białek
(faza M) podział jądra komórkowego raz podział cytoplazmy
(faza G0) Faza spoczynkowa wyjście z cyklu, niektóre komórki zdolność do replikacji DNA przekształcając się w komórki określonego typu
Mitoza
Zachodzi w komórkach somatycznych u zwierząt oraz komórkach somatycznych i generatywnych u roślin podział mitotyczny jest procesem ciągłym powiedzieli się go na 4 fazy
(Interfaza) -> Profaza -> Metafaza -> Anafaza -> Telofaza
P-M-A-T
Profaza
postępującą kondensacja chromatyny w której wyniku uwidaczniają się chromosomy, następuje również zanik otoczki jądrowej i jąderka zaczyna też powstawać wrzeciono podziałowe (wrzeciono kariokinetyczne) zbudowane z mikrotubul umożliwia kontrolowanie przemieszczania się chromosomów podczas podziału komórki. chromosomy są przytwierdzone do włókien wrzeciona w miejscach określanych jako centromery lub przewężenia pierwotne.
(W komórkach roślin wrzeciono podziałowe powstaje bez udziału centrioli.)
Metafaza
chromosomy osiągają maksymalny poziom kondensacji pod mikroskopem optycznym zbudowane są z dwóch chromatyd układają się w płaszczyźnie równikowej komórki tworząc tak zwaną płytkę metafazowaą. Wrzeciono kariokinetyczne jest całkowicie uformowane
Anafaza
rozpoczyna się podziałem centymetrów co prowadzi do rozdzielenia każdego chromosomów na dwie chromatydy tworząc w ten sposób chromosomy potomne które przemieszczają się do przeciwległych biegunów Dzięki skracający mi się włókno wrzeciona kariokinetycznego.
Telofaza
struktura chromosomów ulega stopniowemu rozluźnieniu dekonsencjacji dzięki czemu powracają do postaci włókien formatowych tworzy się otoczka jądrowa wewnątrz której zaczyna się formować jąderko powoli zanika wrzeciono kariokinetyczne pod koniec celu fazy na przeciwległych biegunów komórki są już widoczne dwa jąderka podobne.
Cytokineza podział cytoplazmy rozpoczyna się w anafazie lub pod koniec telofaza w komórkach roślinnych formuje się wtedy specjalna struktura nazywana wrzecionem tytuł kinetycznym pustynia równikowej Wrzeciono cytokinetyczne go układają się pęcherzyki aparatu Golgiego dostarczając budowy brakujących błąd oraz ścian komórkowych nowo powstających komórek potomnych. W komórkach zwierzęcych w trakcie telofazay tworzą sie w płaszczyźnie równikowej pierścień mikrofilamentów który kurcząc się powoduje powstanie niewielkiego przewężenia tak zwanej bruzdy podziałowej. Zaciskający się pierścień ostatecznie prowadzi do całkowitego podziału cytozolu i zanurzonego w nim organelli obok komórek potomnych
W wyniku mitotycznego podziału jądra oraz cytoplazmy powstają dwie komórki potomne wyposażone w taki sam zestaw chromosomów jaki i dysponowała komórka rodzicielska.
2x 2n –> komórki diploidalne
umożliwia zwiększenie liczby komórek identycznych pod względem genetycznym leży u podstaw procesu wzrostu i rozwoju organizmu regenerację uszkodzonych zużytych lub utraconych elementów budowy organizmów zapewnia również bezpłciowe rozmnażanie się wielu organizmów
Apopaza
programowana śmierć komórki traci ona wtedy swoją wodę i kurczy się oraz rozpada i jest natychmiast usuwana dzięki komórkom żerne układu odpornościowego zapobiega to nadmiernemu rozrastaniu się narządów. ty się tak ponieważ liczba komórek somatycznych w organizmie musi być utrzymywana na stałym poziomie. Za to złożony z białek regulatorowych układ kontroli cyklu komórkowego gdy dochodzi do zaburzeń cyklu komórkowego to przejawia się niekontrolowanym podziałem komórki dochodzi do transformacji nowotworowej.
Mejoza
zachodzi cokołu organizmów rozmnażają się płciowo w jego wyniku powstają 4 komórki potomne mają one zredukowaną do połowy liczbę chromosomów
4 x n –> komórki haploidalne
Dzięki czemu zygota powstająca w wyniku połączeniu się z dwóch haploidalnych Gamet w procesie zapłodnienia zawiera dwa zespoły chromosomów od każdego z rodziców. procesy losowego rozchodzenie się chromosomów i zjawisko Crossing over jest gwarancją zróżnicowanie osobników tego samego gatunku.
Mejoza obejmuje dwa etapy Pierwszy podział mejotyczny i drugi podział mejotyczny
Profaza w mejozie, zachodzi wtedy Crossing-over (zdjęcie u góry) pomiędzy chromosomami homologicznymi które wymieniają się niektórymi odcinkami chromatyd. Biwalent składa się z 4 chromatyd przez podwojenie materiału genetycznego tzw. Tetraedr chromatyd. Pod koniec profazy chromosomy homologiczne stopniowo się rozdziekaja a jedynymi miejscami ich połączeń są chiazmy wynikające z wymiany fragmentów chromatyd w Crossing-over
Profaza
Metafaza
Anafaza każdy z chromosomów w dalszym ciągu składa się z dwóch chromatyd
Telofaza Prowadzi do powstania dwóch komórek potomnych
Profaza
Metafaza II
Anafaza II
Telofaza II
Amitoza to bezpośredni podział jądra komórkowego następujący W jej wyniku rozdział materiału genetycznego do komórek potomnych nie jest precyzyjny zachodzi u pantofelka
Endomitoza polega na podziale chromosomów bez podziału jądra i komórki prowadzi to do zwiększenia liczby chromosomów komórka potomna zawiera 4 chromosomy i więcej
