BUDOWA KOMÓRKI EUKARIOTYCZNEJ

Błona
komórkowa

Cytoplazma

Mitochondrium

Chloroplast

Mitochondrium

Jądro

Retikulum endoplazmatyczne

Wpuklenie błony

cytoplazmatycznej

Wniknięcie

tlenowej

heterotroficznej

bakterii

Komórka z
jądrem i z ER

Otoczka jądrowa

Wczesny
prokariont

Wczesny
fotosyntetyczny
eukariont

Wczesny
heterotroficzny
eukariont

DNA

Wniknięcie
fotosyntetycznej
bakterii

NARODZINY KOMÓRKI EUKARIOTYCZNEJ

TEORIA ENDOSYMBIOZY

NARODZINY KOMÓRKI EUKARIOTYCZNEJ

TEORIA ENDOSYMBIOZY

Dowody przemawiające za endosymbiotycznym pochodzeniem

mitochondriów i chloroplastów

1. Nowe mitochondria i chloroplasty powstaja tylko przez podział istniejącego

organellum.

2. Zawierają własny DNA, który potrafią same replikować.

3. Ich DNA jest podobny do DNA prokariotycznego: niewielka kolista cząsteczka, z

przewagą par G-C, związana z białkami histonopodobnymi.

4. Budowa genów jetst bardzo podobna do genów prokariotycznych.

5. Rybosomy 70 S.

6. Cząsteczki rRNA i białka mitochondrialne mają sekwencje homologiczne do

analogicznych białek prokariotycznych.

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ZWIERZĘCA

Komórki eukariotyczne

zawierają jądro komórkowe

i inne organella otoczone

podwójnymi błonami

CYTOSZKIELET

Mikrotubule

Filamenty pośrednie

Filamenty aktynowe

Jąderko

Otoczka jądrowa

Pory jądrowe

JĄDRO KOMÓRKOWE

RE szorstkie

RE gładkie

Rybosomy

Peroksysom

BŁONA
CYTOPLAZMATYCZNA

Dwuwarstwa lipidowa

Białko błonowe

Aparat Golgiego

Lizosom

Centriole

Cytoplazma

Mitochondrium

Pęcherzyk

wydzielniczy

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ROŚLINNA

CYTOSZKIELET

Mikrotubule

Filamenty pośrednie

Mikrofilamenty

Jąderko

Otoczka jądrowa

Chromatyna

JĄDRO KOMÓRKOWE

RE szorstkie

RE gładkie

Rybosomy

Wakuola z tonoplastem

Chloroplast

Aparat Golgiego

Mitochondrium

Peroksysom

Błona cytoplazmatyczna

Ściana komórkowa

sąsiedniej komórki

Plazmodesmy

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CYTOSZKIELET

Przez cytoplazmę komórek eukariotycznych przenika trójwymiarowe rusztowanie

utworzone z

filamentów

(

długie włókna białkowe

) tworzących cytoszkielet

MIKROTUBULE

FILAMENTY POŚREDNIE

MIKROFILAMENTY

Ok. 25 nm

Ok. 10 nm

Ok. 6 nm

Każda klasa tych włókien (filamentów) ma charakterystyczną morfologię, odrębny skład

polipeptydowy oraz specyficzne właściwości fizykochemiczne, które odróżniają je od

pozostałych

Białko budujące

α TUBULINA, β TUBULINA

Forma niespolimeryzowana

dimer (α + β)

Nukleotyd biorący w
polimeryzacji

GTP

Polimer

cylinder zbudowany z 13 protodilamentów

Substancje hamujące
polimeryzację MT

kolchicyna, winblastyna, winkrystyna

Substancje stabilizujące MT

taksol

Białka motoryczne MT

DYNEINA (od końca „+” do końca „–”
KINEZYNA (od końca „–” do końca „+”)

Występowanie MT

centriole, ciałka podstawne, wrzeciono
kariokinetyczne, rzęski, AG, cysterny RE, wolne MT
w cytoplazmie

Rola MT

ruch rzęsek i wici, rozdział chromosomów,
organizacja przestrzenna AG i RE, ukierunkowany
ruch organelli w cytoplazmie

MIKROTUBULE

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

dimer tubuliny

protofilament

Koniec (+)

Koniec (–)

śwaitło mikrotubul

13 protofilamentów tworzy zamkniętą strukturę

przekrój poprzeczny przez mikrotubulę

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

MIKROTUBULE

Czapeczka GTP

Protofilamenty z związanym GDP nie są stabilizowane w wyniku

czego rozchodzą się i mikrotubula się skraca

Gdy wiązanie dimerów tubuliny zachodzi szybciej niż hydroliza GTP

powstaje ochronna czapeczka i mikrotubula rośnie

dimer tubuliny ze
związanym GDP

dimer tubuliny ze
związanym GTP

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

FILAMENTY POŚREDNIE

Forma
niespolimeryzowan
a

monomer

Tworzenie polimeru

monomer → dimer (superhelisa) → tetramer →
filament

Polimeryzacja i
depolimeryzacja

stosunkowo stabilne, nie mają zdolności do szybkiej
przebudowy

Występowanie IF w
komórce

po wewnętrznej stronie otoczki jądrowej, wokół jądra,
sieć na terenie cytoplazmy

Rola IF

wzmacniają otoczkę jądrową, są miejscem
zakotwiczenia chromatyny interfazowej, funkcje
podporowe, zwiększają wytrzymałość komórki na stres
mechaniczny

Rodzaje IF

KERATYNOWE: komórki nabłonkowe

WIMENTYNOWE: komórki mezenchymatyczne
(fibroblasty, limfocyty, śródbłonek naczyń
krwionośnych)

DESMINOWE: komórki mięśniowe

GLEJOWE: komórki gleju (astrocyty)

NEUROFILAMENTY: komórki nerwowe

Polipeptyd

Dimer

Tetramer

Filament

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

MIKROFILAMENTY

Białko budujące

AKTYNA

Forma niespolimeryzowana monomer (G-aktyna)

Nukleotyd biorący w
polimeryzacji

ATP

Polimer

podwójna α-helisa

Substancje hamujące
polimeryzację MF

cytochalazyna

Substancje stabilizujące MF falloidyna

Białka motoryczne MF

MIOZYNA (od końca „–” do końca „+”)

Występowanie MF

Komórki mięśni, mikrokosmki, stereocilia,
wypustki cytoplazmatyczne, pierścień
kurczliwy

Rola MF

Skurcz mięśni, podpora mechaniczna,
cytokineza, ruch komórek, adhezja do
podłoża, transport organelli

Podjednostka aktyny

MIKROFILAMENT

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CYTOSZKIELET

MIKROFILAMET

FILAMENT POŚREDNI

MIKROTUBULA

Błona komórkowa

Mitochondrium

Jądro

Rybosomy

centriola

Mikrotubula

Macierz

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CENTROSOM

Centriole

, wraz z otaczającym je obszarem

centrosomu

(centrum komórkowego)

działają w charakterze centrum organizującego mikrotubule

Para centrioli

Triplet
mikrotubul

Główną część centrioli stanowi cylinder,
którego ściana zbudowana jest z 9 tripletów
mirotubul na obwodzie

Para centrioli jest
zanurzona a macierzy
białkowej, stanowiącej
ośrodki wzrostu mirotubul

FUNKCJE:

 organizacja wrzeciona podziałowego podczas podziałów komórkowych

 organizacja szkieletu mikrotubulowego

 pełni istotną rolę w organizacji kształtu komórek

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

RETIKULUM ENDOPLAZMATYCZNE

Retikulum endoplazmatyczne, inaczej siateczka śródplazmatyczna

stanowi rozległy i mniej lub więcej ciągły system błon w postaci

rurek, pęcherzyków i spłaszczonych cystern rozciągających się we wnętrzu komórki

RE SZORSTKIE

z rybosomami

RE GŁADKIE

bez rybosomów

Rybosomy

RE gładkie

RE szorstkie

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

RE GŁADKIE

Funkcje gładkiej siateczki śródplazmatycznej są bardzo liczne, dotyczą głównie

biosyntezy tłuszczów prostych i złożonych

FUNKCJE

1) Synteza triacylogliceroli

2) Synteza fosfolipidów i glikolipidów

3) Synteza cholesterolu i steroidów

4) Synteza kwasu L-askorbinowego

5) Procesy detoksykacji (trucizny, leki) – głównie w komórkach wątroby

Procesy detoksykacji (odtruwania) można ująć w dwa etapy

Reakcje biotransformacji związków toksycznych hydrofobowych w hydrofilowe (hydroksylacja, utlenianie,
redukcja, hydroliza)

II.

Reakcje sprzęgania związków hydrofilowych z odtruwającymi substancjami (cukrowcami, kwasami
nieorganicznymi i organicznymi, aminokwasami)

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

RE SZORSTKIE

FUNKCJE

1) Synteza białek:

a) sekrecyjnych (czyli podlegających wydzielaniu poza obręb komórki, w której powstają)

b) lizosomowych

c) będących integralnymi składnikami błony plazmatycznej oraz błon

wewnątrzkomórkowych

1) Podstawowa (inicjalna) glikozylacja wytworzonych w ER białek

Głównym miejscem syntezy białek jest cytoplazma. Proces ten odbywa się na rybosomach
(polirybosomach) wolnych oraz związanych z RE. Ten pierwszy dotyczy przede wszystkim
rozpuszczalnych białek cytoplazmy, a także większości białek jądra komórkowego i mitochondriów.
Po uwolnieniu z matrycy białka te są transportowane do miejsca swego przeznaczenia.

Główną funkcją szorstkiej siateczki śródplazmatycznej jest biosynteza biał

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

APARAT GOLGIEGO

Pomiędzy brzeżnymi cysternami RE rozciąga się wstęga kilku stosów cystern aparatu

Golgiego zespolonych ze sobą tzw. Regionami niezagęszczonymi oraz zagęszczonymi

pęcherzykami i rurkowatymi strukturami

Cysterny

Tworzący się

pęcherzyk

Pęcherzyk

wydzielniczy

cis Golgi

Przybywający
pęcherzyk

trans Golgi

Od strony ER

Od strony cytoplazmy

PRZEDZIAŁ

PROCESY METABOLICZNE

cis

(bliższy)

Wstępna modyfikacja łańcuchów
cukrowych

środkowy

Kontynuacja przebudowy glikoprotein

trans

(dalszy)

Końcowe etapy modyfikacji
oligosacharydów

FUNKCJE

1) Modyfikacje reszt cukrowcowych glikoprotein i

lipidów

2) Sortowanie białek w komórce – kierowanie ich

zgodnie z zakodowanymi sygnałami

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

Transport pęcherzykowy

Pęcherzyki mogą być
opłaszczane

klatryną

Pęcherzyk z
płaszczem
klatrynowym

Cargo receptor

FORMOWANIE

PĘCHERZYKA

Cząsteczki cargo

Goły pęcherzyk

Błona
komórkowa

Lizosom

Endosom

Pęcherzyk

transportujący

Golgi

EGZOCYTOZA

ENDOCYTOZA

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

LIZOSOM

FUNKCJA

Degradacja różnych substancji i składników
zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych

CHARAKTERYSTYCZNE ENZYMY

Fosfataza kwaśna

Nukleazy (DNA-za, RNA-za)

Proteinazy (peptydaza)

Lipazy

Glikozydazy

Hialuronidaza

Arylosulfataza

Wewnątrz lizosomu utrzymywane jest

poziomie ok.

To organellum otoczone jedną błoną, o kształcie owalnym bądź sferycznym

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

PEROKSYSOM

To organellum otoczone jedną błoną, o kształcie owalnym bądź sferycznym

FUNKCJE

1) Udział w procesach utleniania komórkowego

2) Rozkład kwasów tłuszczowych

3) Biosynteza cholesterolu

4) Udział w produkcji kwasów żółciowych

5) Rozkład puryn

6) Metabolizm aminokwasów

7) Detoksykacja trucizn

8) Fotooddychanie u roślin

9) Synteza cukrów a acylo-CoA

Katalaza

– enzym z grupy oksydoreduktaz

katalizujący proces rozkładu nadtlenku wodoru
do wody i tlenu

→ 2H

O + O

Dwuwarstwa

lipidowa

Błona

Krystaliczny

rdzeń

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

RYBOSOM

60 S

40 S

80 S

rRNA

Białka

Podjednostki

Rybosom

Rybosomy to organella służące do syntezy białek w procesie translacji

U eukariontów, rybosomy ułożone są na RE

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

JĄDRO KOMÓRKOWE

gr. karyon, łac. nucleus

Pory

jądrowe

Nukleoplazma

Błona

wewnętrzna

Błona
zewnętrzna

Por
jądrowy

Otoczka

jądrowa

Jąderko

Komórki w środku i z prawej znajdują się w interfazie.
Komórka z lewej przechodzi proces mitozy.

Chromosomy

Jądreko

Otoczka jądrowa

Pory jądrowe

Chromatyna

Nukleoplazma

Zawiera większość materiału genetycznego komórki,
zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich
nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie
histonowych, które razem tworzą

chromosomy

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

JĄDRO KOMÓRKOWE

FUNKCJE



przechowywanie informacji genetycznej



powielanie informacji genetycznej



kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów

JĄDERKO

Jądreko

Chromatyna

Jąderka NIE występują w jądrach komórkowych o wyjątkowo skondensowanej
chromatynie, w których nie zachodzi biosynteza białka, np. w plemnikach.

Jąderko jest tworzone przez organizator jąderkowy (

NOR

), czyli region w postaci wtórnego

przewężenia na jednej lub większej liczbie par chromosomów, który zawiera genetyczną informację
dla syntezy rRNA.

FUNKCJE



synteza rRNA



montaż prerybosomów

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

NUKLEOPLAZMA

Nukleoplazma to wnętrze jądra. Zawiera główny zasób informacji genetycznej.
Dzieli się na obszar chromatynowy i międzychromatynowy.

Ze względu na upakowanie rozróżniamy:

HETEROCHROMATYNĘ

- zazwyczaj nieaktywna genetycznie chromatyna

skondensowana, o włóknach silnie upakowanych

EUCHROMATYNĘ

- mniej skondensowana, aktywna genetycznie

chromatyna luźna

Wyróżniamy 5 poziomów organizacji chromatyny:

Heliks DNA

Włókno

nukleosomowe

III

Solenoid

Chromatyna

interfazowa

Chromosom
metafazowy

2 nm

10 nm

30 nm

300 nm

700 nm

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CHROMOSOM

Każdy chromosom eukariotycznego organizmu zawiera pojedynczą molekułę DNA

Mikrotubule

kinetochorowe

(chromosomowe)

Centromer

Chromatydy

Przewężenie

wtórne

NOR

Telomer

Kinetochor

Jąderkowy

organizator

Przewężenie

pierwotne, w nim

jest kinetochor

Miejsce

przymocowania

mikrotubul

wrzeciona

Kraniec

chromosomu

Podłużne części

U człowieka jest

chromosomów (

23 pary

)

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

MITOCHONDRIUM

Błona zewnętrzna

Błona wewnętrzna

Grzebień mitochondrialny

Macierz

Przestrzeń
międzybłonowa

DNA

mitochondrialny

Rybosomy

Ich liczba w pojedynczej komórce jest bardzo różna w

zależności od organizmu i typu komórki

Mitochondria, jako jedyne organella poza plastydami

posiadają własny genom

. Jest nieduży – koduje tylko od

kilkunastu do kilkudziesięciu białek z kilkuset białek
niezbędnych do funkcjonowania mitochondrium

SZCZEGÓLNIE DUŻO MITOCHONDRIÓW
WYSTĘPUJE W KOMÓRKACH:

 wątrobowych,

 gruczołów żołądkowych,

 kanalików nerkowych krętych

 kory nadnerczy,

 tkanki mięśniowej typu sercowego.

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

MITOCHONDRIUM

STRUKTURA

CHARAKTERYSTYKA

FUNKCJE

BŁONA ZEWNĘTRZNA

 duża zawartość cholesterolu i
fosfatydyloinozytolu

 struktura błony: gładka

 bariera: sito molekularne

 synteza lipidów mitochondrialnych

 elongacja kwasów tłuszczowych

 aktywacja kwasów tłuszczowych

PRZESTRZEŃ

MIĘDZYBŁONOWA

 skład jonowy i molekularny
zbliżony do cytoplazmy

 przyłączanie karnityny do acylo-CoA

MATRIX

 skład jonowy i molekularny
całkowicie odmienny od
cytoplazmy

 obecność DNA, RNA i
rybosomów 70 S

przemiana kwasu pirogronowego do acetylo-CoA
 cykl Crebsa
 cykl mocznikowy
 synteza porfiryn
 β-oksydacja kw. tłuszczowych
 procesy związane z przemianami materiału
genetycznego

BŁONA WEWNĘTRZNA

 duża zawartość kardiolipiny

 struktura błony – pofałdowana
(obecność licznych grzebieni)

 szczelna bariera – obecność
pomp, nośników

 fosforylacja oksydacyjna – transport elektronów
w łańcuchu oddechowym sprzężony z syntezą ATP
(syntetaza ATP)

Amyloplast

Elajoplat

Proteinoplast

Chromoplast

Chloroplast

Leukoplast

Etioplast

Proplastyd

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

PLASTYDY

Organella otoczone podwójną błoną plazmatyczną, występujące tylko u roślin oraz

protistów roślinopodobnych

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

PLASTYDY

Plastydy rozwijają się z

proplastydów

– jednego

rodzaju struktur wyjściowych, a niekiedy mogą

się przekształcać z jednego rodzaju w inny

Proplastyd

Leukoplast

Etioplast

Amyloplast

Chloroplast

Chromoplast

NAZWA

FUNKCJA

AMYLOPLAST

magazynują węglowodany – w postaci

ziaren skrobi

ELAJOPLAST

magazynują tłuszcze

PROTEINOPLAST

magazynują białka – w postaci

ziaren

aleuronowych

NAZWA

FUNKCJA

CHLOROPLAST

mające za zadanie produkowanie glukozy
z wykorzystaniem energii świetlnej
(

fotosynteza

)

CHROMOPLAST

Zawierają barwniki nadające barwę
kwiatom, owocom, a czasem również
korzeniom (np. marchwi)

II. BARWNE

I. BEZBARWNE

1) Leukoplasty

2) Etioplasty -

powstają z protoplastydów w etiolacji

zawierają protochlorofil

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CHLOROPLAST

Lamella

Grana

Błona zewnętrzna

Błona wewnętrzna

Tylakoid

Stroma

DNA
chloroplastowy

Rybosomy

Ziarno skrobi

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

WAKUOLA

Tonoplast

Wakuola jest czynnym przedziałem komórkowym, istotnym do pełnienia funkcji

TONOPLAST jest selektywna błoną biologiczną

Typy wakuoli i ich FUNKCJE

1) Rrezerwuar wody, regulator ciśnienia osmotycznego

i turgoru

2) Rezerwuar substancji zapasowych w formie

roztworów cukrów, aminokwasów, witamin, itp. Lub
stałych ziaren aleuronu

3) Zbiornik substancji zapasowych tłuszczowych w

formie emulsji

4) Zbiornik substancji biologicznie czynnych, np.

alkaloidów, tanin i garbników

5) Depozyt substancji trujących lub ubocznych

produktów metabolicznych (szczawianów wapnia,
glikozydów)

Rola wakuoli w regeneracji turgoru i
generowania ruchów typu nastii i nutacji
– zmiany turgoru wynikają z przepuszczalności
tonoplastu; po zadziałaniu bodźca, np.
zmniejszeniu natężenia światła kanały w
tonoplaście otwierają się i pozwalają na
wypłynięcie jonów = spadek ciśnienia
osmotycznego w wakuoli, zwiotczenie komórki,
zmiana położenia liści lub płatków korony.

Ściana pierwotna

Ściana wtórna

Pektyny

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

ŚCIANA KOMÓRKOWA

FUNKCJE

1) Ogranicza wzrost komórki

2) Chroni przed urazami mechanicznymi

3) Chroni przed infekcjami bakteryjnymi i

wirusowymi

4) Zabezpiecza przed nadmiernym parowaniem

5) Nadaje kształt i sztywność komórce

6) Chroni przed utratą wody

7) Przepuszcza substancje

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

ŚCIANA KOMÓRKOWA

Przekształcenia ściany komórkowej dorosłych organizmów

INKRUSTRACJA

- odkładanie się substancji mineralnych między elementami szkieletu

celulozowego np.:

 mineralizacja

- inkrustowanie ścian komórkowych związkami mineralnymi, najczęściej krzemionką SiO

(np. turzyce,

skrzypy) lub węglanem wapnia CaCO

(ramienice). Ściany są twarde, sztywne, ale łamliwe.



drewnienie

(lignifikacja, ligninizacja

) - odkładanie się ligniny (drzewnika). Rozpoczyna się od zewnętrznych warstw

ściany komórkowej. Najwięcej ligniny jest w blaszce środkowej. Proces ten powoduje, że ściany stają się sztywne, odporne
na zgniatanie i przerwanie, mają ograniczoną zdolność pęcznienia i przepuszczania wody.



kutynizacja

- proces odkładania kutyny między warstwami celulozy w obrębie ściany komórkowej.

ADKRUSTACJA

- odkładanie sie substancji mineralnych na powierzchni pierwotnej ściany

komórkowej. Związane z następującymi procesami:



kutykularyzacja

- odkładanie na zewnętrznej powierzchni ścian komórek skórki kutyny tworzącej kutykulę.



korkowacenie (suberynizacja)

- adkrustowanie ścian suberyną, kutyną i woskiem. Suberyna odkłada się na

pierwotnej ścianie komórkowej, na przemian z warstwami kutyny i wosku. Proces ten zachodzi głównie w korku, ale także
np. w komórkach egzodermy i endodermy.



sporopolenizacja



powlekanie substancjami o charakterze lipidów

- np. woskiem

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

BŁONA KOMÓRKOWA

DYFUZJA PROSTA

1) Gazy –

, CO

, CO, Cl

, N

2) Rozpuszczalniki i inne

cząsteczki niepolarne –

alkohol, eter, benzen

, itp.

Woda

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CYTOPLAZMA

•plazmoliza

– proces odstawania protoplastu od ściany komórkowej – zachodzi w roztworze

hipertonicznym.

•deplazmoliza

– proces odwrotny do procesu plazmolizy – zachodzi w roztworze hipotonicznym

cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma

KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA

ORGANELLA

CYTOPLAZMA

Ruch

rotacyjny

cytozolu

wokół wakuoli

Ruch

pulsacyjny

cytozolu

wokół wakuoli

Ruch

cyrkulacyjny

cytozolu

wokół wakuoli