CYTOLOGIA

Błona komórkowa – zbudowana z białek, lipidów, cukrów

• Przenosi sygnał z zewnątrz do cytoplazmy

• Umożliwia łączenie się komórek ze sobą lub macierzą zew. kom.

• Kieruje transportem z i do komórki

• Decyduje o różnicowaniu tkanek i narządów

CECHY:

► asymetryczna – różne rozmieszczenie składników

► Dynamiczna – ciągła wymiana składników, zależne od stanu czynnościowego - białka wymieniają się w płaszczyźnie błony i pomiędzy obiema warstwami, wykonują też ruchy obrotowe

- lipidy wykonują ruchy boczne, obrotowe(flip-flop=przejście poprzeczne)

*) te ruchy pozwalają przekazywać sygnały, cytokineza, endocytoza

► Elastyczność – dopasowanie się do kształtu komórki, fagocytoza

► Selektywna – wybiórcza selekcja transportowanych związków

Białka integralne (transbłonowe)– związane z błoną, część przenika przez całą grubość podwójnej warstwy lipidowej – kontakt z środowiskiem wew. i zew.

Białka powierzchniowe (peryferyjne) – nietrwale wiążą się z błoną przez wiązania jonowe lub inne białka. Przykłady: spektryna – wzmacnia wew. pow. błony, fibronektyna – pow. zew.

ROLA BIAŁEK BŁONOWYCH:

- wzmacnia błonę - łączy komórki z macierzą

- tworzy połączenia miedzykom. - funkcja receptorowa

- łączy cytoczkielet z błoną - transport do i z komórki

Lipidy – nadają błonę płynność i elastyczność. Są one amfipatyczne – każdy lipid posiada koniec hydrofilowy (do zew) i hydrofobowy (do wew).

• Lipidy błonowe(oleiste) – płynność zależy od liczby podwójnych wiązań, długości łańcuchów acylowych w kw. tłuszczowych i cholesterolu – im więcej tym sztywniejsze. Przenikają O2, CO2, C2H5OH. Warstwa lipidowa na cechy asymetri.

• Rodzaje lipidów:

a) fosfolipidy – fosfoglicerydy, fosfotydylocholina, fosfatydyloetanolamina, fosfatydylaseryna, fosfatydyloinozynol.

b) glikolipidy - po stronie zew., tworzą połączenia międzykomórkowe – gangliozdy, cerebryzydy

c) cholesterol – steryd występujący między fosfolipidami w zew i wew części błony. Wpływa na płynność i przepuszczalność

Węglowodany – wiążą się z białkami i lipidami na zew części błony wzmacniając ją, determinują immunogenność

Cytosol – przebiega tu glikoliza, glikogenogeneza, synteza kw.tłuszczowych, aminokwasów, cukrów, nukleotydów, zawieszone są w niej organella.

Cytoszkielet – utrzymuje sztywność, kształt, rozmieszczenie organelli, połączenie międzykomórkowe, transport, endo-,egzocytoza

- mikrotulubule – z tubuliny(a i B), koniec połączony jest z centrum organizacji mikrotubul(centrosomy+ciałko podstawowe rzęsek i witek). MAP – białka towarzyszące – kinezyna, dyneina – przemieszczają organella względem mikrotubul, MAP-dynamina – łączenie mikrotubul w pęczek i przesuwanie. Posiadają 2 końce(+/-), łatwo de- i polimeryzują. Najtrudniej łączy się tubulina w fazie początkowej, najłatwiej z już istniejącymi mikrotubulami. Kolchicyna, winkrystyna, winblastyna – hamowanie podziałów kom. przeciwnowotworowe działanie.

Rola mikrotubul:

• budują wrzeciono kariokinetyczne i centrosomy

• transport organelli i ruch komórek

Filamenty pośrednie - bardzo wytrzymałe, występują w nabłonku wielowarstwowym płaskim(przeciw urazom). Formują sieci przyczepiając się do desmosomów. Obecne w jądrze tworzą blaszki jądrowe ułożone w spiralne sznury. Monomer → dimer → tetramer → protofilamenty → protofibryla – (skręcenie) → właściwy filament.

• Typy filamentów:

- cytokeratynowe – w nabłonkach(np. paznokcie – ciężkie keratyny):

typ I – z keratyny kwaśnej, typ II – z keratyny zasadowej i obojętnej

- wimentynowe – w fibroblastach, śródbłonku, mięśnie gładkie. Zbudowane z homodimerów wimentyny, desmina(mięśnie), peryferyna(PUN).

- gliofilamenty – w astrocytach(k.glejowe), z wimentyny i GFAP

- neurofilamenty – w perikarionie, wypustki OUN, zbudowane z neurokeratyny L,M,H

Lamininy jądrowe – tworzą blaszki zwiazane z kariolemmą, biorą udział w wiązaniu chromatyny z kariolemmą, stabilizują nukleopory.

Mikrofilamenty – najwięcej pod błoną tworząc korę aktynową(przeciw odkształceniu), ich organizacja zależy od ilości białek wiążących aktynę. Są krótsze i bardziej elastyczne od mikrotubul. Aktyna alfa(20% masy), B, g. - 5%**(znaczki). Monomerem aktyny jest G-aktyna → polimeryzują → F-aktyna (2 okręcają się) → mikrofilament. Posiadają budowę polarną (końce +/-). wysokie stężęnie Ca2+ i gensoliny powoduje demontaż aktyny → zmiana kształtu. Aktyna odpowiada za ruch komórek, egzo i endocytocę, cytokinezę, przyczepiają się do białek trasbłonowych – połączenia międzykomórkowe. Filamenty aktynowe wiązne są przez amanitynę, faloidynę, białka sromotnika( :-( hepatocyty)

Centriole – tworzy wrzeciono i ciało podstawowe w migawkach, podczas podziału idą ku biegunom. Każda komórka ma 2 tworząc centrosom. Zbudowana z 9 tripletów mikrotubul ułożonych koncentrycznie

Jądro – otoczone kariolemmą, zudowane z chromatyny, jąderka, ciałka jądrowego, macierzy. Komórki mięśnia sercowego, szkieletowego, hepatocyty, kosmówki, szpiku kostnego.

• Błona jądrowa – dwuwarstwowa, część zew. Łączy się z cysternami błon SSŚ. W miejscach połączenia zew i wew błony jądrowej są nukleopory(mogą się pojawiać i zanikać), przenikają przez niego cząstki o masie do 40tys. Większe przedostają się przez pory po odkształceniu. Do wew błony przylega przylega blaszka jądrowa, które współtworzą lamininy – stalibilzują nukleopory, kształt jądra, chromatynę.

• Chromatyna – interfazowa postać chromosomów, zbudowana z DNA, histonów, RNA, białek niehistonowych. Heterochromatyna – zwarta struktura, euchromatyna – luźna, aktywna.

Jąderko – nieobłonione, niestabilne, są wiązania wodorowe i Van der Walsa. Rola to tworzenie składników rybosomów, jąderka są małe w komórkach nieaktywnych z przemianiami katabolicznymi. Składa się ono z:

-chromatyna jąderkowa(DNA) – odtwarzanie jąderka po podziale, zawiera kodony dla rRNA i tRNA

- ziarna – prekursor rybosomów, zbudowane z nukleoprotein, ułożone obwodowo, brak błony, obecność białka B23

- włókienka – zbudowane z RNA i białek, rozpadają się na ziarna

- białko B23 – transport podjednostek rybosomów do cytoplazmy

- nukleoina – rozprasza składniki jąderka w interfazie i reguluje transkrypcję

- fibrylaryna – obróbka pre-mRNA, (wycinka intronów)

- polimeraza RNA I

Siateczka śródplazmatyczna szorstka – zbudowana z cystern, jej błony stykają się z kariolemmą. Łączenie rybosomów z błonami umożliwia ryboforyna. Siateczkę są skupione na eksporcie – produkcja w kom.plazmatycznych przeciwciał, trzustka – hormony i enzymy, gruczoł mlekowy. Białka magazynowane są w kanałach, gdzie przez pęcherzyki transportowane do Aparatu Golgiego.

Rybosomy – biosynteza białka, zbudowane z rRNA(45%) i białek(55%). Występują w cytoplazmie, SŚS i macierzy mitochondrium. Podjednostki rybosomu transportowane są z jądra przez nukleopory do cytoplazmy, w obecności Mg2+ i mRNA łączą się. Podjednostki rybosomu: większa 60S i mniejsza 40S = 80S :D

- wielocząsteczkowy rRNA (28S)

- rRNA 5,8S

- małocząsteczkowy rRNA – 5S

→ mitRNA: 30S - mała odpowiada za dopasowanie antykodonu tRNA do mRNA, 50S – ma syntetazę peptydylową, wytwarzającą wiązania peptydowe, dzięki dużej podjednostce rybosom łączy się z SŚ.

Siateczka śródplazmatyczna gładka – zbudowany z błon z kanalikami, ma łączność z SSŚ i Aparatem Golgiego. Powstaje z szorstkiej przez zanik rybosomów. Występuje w korze nadnerczy, hepatocytach, komórkach śródmiąższowych jądra, ciele żółtym i pęcherzyku Graffa, kom mięśniowych(magazym Ca2+)

ROLA: glikogenoliza, synteza i magazynowanie tłuszczów obojętnych i trójglicerydów, fosfolipidów, sterydów, Ca2+, Mg2+, detoksykacja:

- toksyny łączą się z gr.siarczanowymi lub glukuronowymi, zmieniając toksynę w rozpuszczalną łatwo wydalajy związek

- za pomocą cytochromu P450(to samo)

Aparat Golgiego – występuje pojedynczo w formie skondensowanej, ulegają rozproszeniu podczas podziałów, ma kontakt z siateczką S i G.

- diktiosomy – zbudowany z cystern: cis(proksymalne) zwrócone do SŚG,obecny jest glukozo-6-fosforan, tworzą biegun formowania, sortuje białka na te powracające do SŚS i te przemieszczające się przez Aparat Golgiego do bieguna trans. W centralnej części są cysterny pośrednie – razem z cis biorą udział w modyfikacji białek i lipidów przez przyłączenie grup cukrowych, -P, -SH → glikozylacja – jest zródłem gliko-, -lipidów i -proteidów. Cysterny trans(dalsze) – biegun dojrzewania, związki po modyfikacji idą do lizosomów i wydalone. Obecne tu są 5-nukleotydaza i ATP-aza. Pęcherzyki są prekursorami lizosomów, a wakuole zmieniają się w pęcherzyki wydzielnicze.

Lizosomy – otoczone pojedynczą błoną białkowo-lipidową, nieprzepuszczalna dla wewnętrznych enzymów. Występują tam gdzie jest fagocytoza – neutrofile, monocyty, makrofagi, histiocyty, mikroglej OUNu. Enzymy lizosomalne to hydrolazy(pH=5). Markerem lizosomów jest fosfataza kwaśnia i B-glukuronidaza.

-lizosomy pierwotne – SŚS(biosynteza enzymów)+Aparat Golgiego(modyfikacja enzymów), nie weszły w reakcję hydrolizy.

- lizosomy wtórne – fagosomy, większe, połączenie lizosomów pierwotnych z pęcherzykami. Heterofagosomy – materiał do strawienia jest z zewnątrz, pobrany na drodze endocytozy. Autofagosomy – z wewnątrz(organella) na drodze endocytozy. Trawienie zachodzi w cytoplazmie, ale też może być poza komórką(osteoklasty).

ROLA: trawienie zbędnych składników, pokarmu, unieszkodliwienie bakterii i wirusów.

• Fagocytoza – forma endocytozy, pochanianie cząstek >250nm, usuwanie cząstek pyłu przez makrofagi płucne, bakterii i wirusów

• Pinocytoza – forma endocytozy, pochłanianie płynnych składników

• Transcytoza – forma pinocytozy, pobranie cząstek z powierzchni komórki, przemieszczenie przez całą cytoplazmę i wydalone po stronie przeciwnej(śródbłonek naczyń, komórki M nabłonka jelit)

Proteasomy – są w cytoplazmie i jądrze komórkowym. Zawierają proteazy wspomagając lizosomy. Ich zadaniem jest degragacja białek zbędnych i uszkodzonych. Białka przed hydrolizą łączą się z proteiną – ubikwityną, pozbywając się z cytoplazmy niewłaściwych białek i antygenów(lim T). Mają łączność z cytoszkieletem

Mitochondria – dostarczają energii, obecne w komórkach jądrowych, posiada własne DNA(koliste) i rybosomy. Najliczniej występują w wątrobie, mięsniach, kanalikach nerkowych, nadnerczy. Otoczone 2 błonami oddzielonymi przestrzenią międzybłonową, wnętrze wypełnione macierzą(matrix), przez błony przenikają peptydy sygnałowe.

- błona zew – ma mniej białek niż wew ale więcej lipidów. Zawierają białka integralne poryny tworzące kanały przepuszczające nukleotydy adenilowe, jony i substraty oddechowe. Obecne są receptory dla enzymów impoertowanych z cytoplazmy, związanych z degragacją kwasów tłuszczowych: syntetaza acetylo-CoA, oksydaza monoaminowa, oksydoreduktaza NADH

-przestrzeń międzybłonowa – istnieją miejsca fuzji obu błon ułatwiający transport, gromadzony jest tu ATP, H+ wypompowywane z macierzy przy fosforylacji oksydacyjnej oraz związki transportowane z cytoplazmy do matrix. Obecne jest tu kinaza adenylowa i difosfokinaza nukleozydowa.

-błona wew – są grzebienie zwiększające powierzchnię, występują grzybki – kompleksy ATP, enzymy to cytochromy b,c,c1, oksydaza cytochromowa, koenzym Q, dehydrogenaza kwasu bursztynowego, białka uczestniczące w transporcie i fosfolipid kardiolipina zabezpieczający przed wnikaniem kationów.

- macierz mitochondrialna – półautonomiczny element mitochondrium z rybosomami i mtDNA(koliste), pozwala na syntezę własnych białek. Zawarty jest tu Mg, Ca, enzymy katabolizmu pirogronianu, kwasów tłuszczowych, cyklu Krebsa.

ROLA: wytwarzanie i magazynowanie ATP, wolne rodniki, apoptoza(uwalnianie cytochromu c aktywującego kaspazy.

Peroksysomy – otoczone pojedynczą błoną(SŚG), najliczniejsze są w tam gdzie duży metabolizm lipidów, zapewniają duże ilości O2, zawierają katalazę, oksydazę D-aminokwasów, oksydaza moczanowa, peroksydaza – detoksykacja ksenobiotyków przez utlenianie. KATALAZA – rozkład H2O2+RH2 → R+2H2O. Uczestniczą w B-oksydacji wytwarzając acetylo-CoA.

Wtręty cytoplazmatyczne – w postaci kropli lub ziaren(forma przejściowa): glikogen(ziarna), lipidy(forma wakuoli), barwiniki(melanina, lipofuscyna, wit.A), twory krystaliczne(włókna białkowe w komórkach podporowych i sródmiąższowych jądra)