Budowa I czynności życiowe komórki

Budowa komórki zwierzęcej

• jąderko;

• jądro komórkowe;

• otoczka jądrowa;

• błona komórkowa;

• szorstka siateczka śródplazmatyczna (szorstkie reticulum endoplazmatyczne, szorstkie ER);

• aparat Golgiego;

• cytoplazma;

• mitochondrium;

• peryksosom;

• lizosom;

Struktury charakterystyczne dla komórek roślinnej:

• wodniczka (wakuola);

• chloroplasty;

• mitochondrium;

• ściana komórkowa;

Cytoplazma

Cytozol - cytoplazma podstawowa

• skład:

• woda;

• jony;

• białka;

• aminokwasy;

• cukry proste;

• frakcja płynna, stanowi ok. 55% objętości komórki

• amorficzna;

• koloidalna;

Cytoszkielet

• mikrotubule- śr. 25nm; zbudowane z α- i β-tubuliny; składniki wrzeciona podziałowego, wici, rzęsek, centriol; wpływają na ustawienie organelli;

• filamenty grube- śr. 15nm; zbudowane z miozyny II; występują w komórkach mięśniowych; wywołują skurcz;

• filamenty cienkie (mikrofilamenty)- śr. ok. 6nm; kurczliwe elementy aktynowe (wraz z miozyną I); odpowiadają za ruch cytoplazmy, pełzakowaty ruch komórki, cytokinezę, endo- i fagocytozę;

• filamenty pośrednie- śr. ok. 10nm; pełnia funkcję podporowe; występują we wszystkich komórkach, szczególnie w miejscach narażonych na urazy (wzdłuż włókien mięśniowych, w miejscach połączeń komórek);

• tonofilamenty keratynowe (w komórkach nabłonka);

• filamenty winmetynowe (w tkance łącznej);

• neurofilamenty nestonowe (w neuronach);

Centriole

• formy cylindryczne o wymiarach 0,2*0,5µm, złożone z 27 mikrotubul;

• powstają w fazie S cyklu komórkowego;

• kontrolują w komórkach zwierzęcych powstawanie wrzeciona kariokinetycznego;

membranoszkielet (kora komórki)- widoczna w obrazie mikroskopowym jako siatka; jest tworzona przez spektrynę;

Błony cytoplazmatyczne

dwuwarstwa lipidowa- podwójna warstwa cząsteczek fosfolipidów, odwróconych do siebie częściami hydrofobowymi;

Dwuwarstwa lipidowa jest podstawą konstrukcji błony cytoplazmatycznej;

Skład błony cytoplazmatycznej

• dwie warstwy fosfolipidów;

• dwa rodzaje białek (powierzchniowe i integralne);

Białka integralne przechodzą przez błonę, posiadają końce o charakterze hydrofilowym i hydrofobowym; mogą tworzyć tzw. kanały błonowe;

Rodzaje białek integralnych

• białka transportujące;

• białka kotwiczące;

• receptory;

• enzymy;

Selektywność wybiórcza błony komórkowej

• wysoka przepuszczalność dla małych cząsteczek polarnych (woda, mocznik, dwutlenek węgla-CO₂ ) - dyfuzja prosta;

• swobodne przenikanie małych cząsteczek niepolarnych (hydrofobowych) (tlen, azot, węglowodany nisko- i średniocząsteczkowe łatwo rozpuszczające się w tłuszczach) - dyfuzja prosta;

• transport związków niejonowych tym lepszy, im łatwiej są rozpuszczalne w tłuszczu;

• brak możliwości samodzielnego przechodzenia jonów (H⁺, Na⁺, K⁺, Ca2⁺, Mg²⁺, CL^- ) oraz dużych cząstek polarnych (glukoza, fruktoza, maltoza) - transport bierny i aktywny;

• nieprzepuszczalna dla dużych cząsteczek (białka, kwas nukleinowy);

Rodzaje transportu przez nośniki

• transport 1 cząsteczki - uniport;

• transport 2 cząsteczek w tym samym kierunku - symport;

• transport 2 cząsteczek w przeciwnym kierunku - antyport;

Zasilanie transportu aktywnego

• nośnik sprzężony - sprzęga transport cząsteczki zachodzący wbrew gradientowi stężeń z transportem cząsteczki zgodnie z gradientem stężeń;

• pompa zasilana przez ATP - sprzęga transport cząsteczki zachodzący wbrew gradientowi stężeń z hydrolizą ATP;

• pompa zasilana światłem - sprzęga transport cząsteczki wbrew gradientowi sprzężeń z cyklem energii świetlnej;

Transport aktywny - pompa sodowo-potasowa → przykład antyportu

Pompa sodowo-potasowa → przykład podstawowego rodzaju transportu przez błony w komórce zwierzęcej; zużywa ponad 30% ATP; działa stale; utrzymuje ujemny potencjał elektryczny w cytozolu; Stężenia w cytozolu: Na⁺ → 10-30 razy mniejsze, niż w płynie zewnątrzkomórkowym; K⁺ → 10-30 razy większe, niż w płynie zewnątrzkomórkowym;

Cechy błony komórkowej

• budowa - model płynnej mozaiki (mozaikowe rozmieszczenie białek powierzchniowych i integralnych);

• dynamiczność - zdolność białek i lipidów do przemieszczania się;

• elastyczność, półstałość - umożliwia dostosowanie się błony do kształtu komórki;

• spolaryzowanie - duży opór elektryczny (umożliwia odbieranie i przekazywanie bodźców);

• liza (rozkład) w obecności enzymów lipolitycznych oraz proteolitycznych;

• biosynteza błony nie odbywa się nigdy `de novo' (od nowa);

• u zwierząt na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej występuje glikokaliks, zbudowany z bocznych łańcuchów oligosacharydów połączonych z glikolipidami, glikoproteinami oraz z polisacharydów;

Funkcje glikokaliksu

• ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi i chemicznymi;

• nadaje śliskość komórce - ułatwia przemieszczanie się;

• zapobiega aglutynacji (zlepianiu się komórek);

• uczestniczy w rozpoznawaniu komórek, ich łączeniu (zawiera antygeny tkankowe);

Funkcje błony komórkowej

• osłania żywe składniki komórek; bariera oddzielająca komórkę od środowiska;

• umożliwia dwustronną wymianę jonów i cząsteczek pomiędzy komórką i otoczeniem;

• odpowiada za wrażliwość (umożliwia odbieranie i przesyłanie bodźców);

• posiada systemy transportu biernego i aktywnego;

• u zwierząt umożliwia łączenie się sąsiednich komórek;

Funkcje innych błon cytoplazmatycznych

• pozwalają na wydzielenie w komórce przestrzeni, w których skupione są niewielkie objętości cząsteczek reagujących ze sobą, co zwiększa szybkość reakcji;

• utrzymują reaktywne związki w izolacji od innych;

• zwiększają powierzchnię wewnętrzną komórki;

• umożliwiają gromadzenie energii (błony mitochondriów i chloroplastów);

• są ważnymi „powierzchniami roboczymi” - zawierają liczne enzymy;