wyklad 1 Komorka


Joanna Aapioska
Wykład 1. Komórka
Histologia to nauka o budowie i czynności tkanek.
Tkanka to zespół komórek o podobnej budowie i funkcji.
Komórka to podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna organizmu wykazująca wszystkie
cechy materii żywej.
Cytologia  nauka o komórce (jej budowie i funkcji)
Narząd (organ)  częśd organizmu pełniąca określoną funkcję, zespół kilku tkanek
Organizm  istota w której zachodzą procesy życiowe: odżywianie, oddychanie, wydalanie,
rozmnażanie, wzrost i rozwój, przemiana materii, zdolna do samodzielnego życia
Organella komórkowe
1. Błona komórkowa
Model płynnej mozaiki (1972) - Singer i Nicolson opublikowali teorię modelu płynnej mozaiki, w
której białka pływają w dwuwarstwie lipidowej zanurzone w różnym stopniu. Błona taka jest
asymetryczna, płynna i dynamiczna.
Skład chemiczny:
a) lipidy: fosfolipidy, cholesterol, glikolipidy
b) białka: integralne (nie da się ich usunąd z błony bez zniszczenia jej struktury) i
powierzchniowe: glikoproteidy, lipoproteidy
c) cukry: w połączeniu z białkami i lipidami warstwy zewnętrznej komórki tworzą glikokaliks
Błona komórkowa jest asymetryczna bo:
na zewnętrznej powierzchni posiada glikokaliks
skład chemiczny fosfolipidów jest inny na powierzchni zewnętrznej niż na
wewnętrznej
Błona komórkowa jest płynna i dynamiczna ponieważ:
Zarówno fosfolipidy jak i białka mogą wykonywad ruchy wokół własnej osi, przesuwad się bocznie,
wysuwad się, rozchylad łaocuchy kwasów tłuszczowych, cząsteczki cholesterolu mogą też
przemieszczad się z jednej warstwy błony do drugiej (tzw. ruchy flip-flop)
Funkcje błony komórkowej
Oddziela komórkę od środowiska zewnętrznego (zachowanie mikrośrodowiska komórki)
Wytwarza struktury powierzchniowe (mikrokosmki, rzęski)
Wytwarza połączenia międzykomórkowe
Odbiera i przekazuje sygnały (funkcja receptorowa)
Uczestniczy w ruchach wewnątrzkomórkowych i całej komórki
Jest środowiskiem reakcji enzymatycznych przebiegających na powierzchni komórki
Uczestniczy w transporcie substancji do wnętrza i na zewnątrz komórki
Uczestniczy w reakcjach immunologicznych
Ochrona komórki przed czynnikami fizycznymi i chemicznymi
Rozpoznawanie komórek (białka adhezyjne)
Kontakty międzykomórkowe tworzenie tkanek
Funkcje białek błony komórkowej
Budulcowa
Enzymatyczna
Transportowa
Receptorowa
Transport przez błony:
Dyfuzja = transport bierny = transport prosty => cząsteczki migrujące rozpuszczają się w
błonie i dyfundują zgodnie z gradientem stężeo, bez udziału energii, dotyczy małych
cząsteczek rozpuszczalnych w tłuszczach, bez ładunku elektrycznego np. steroidy, mocznik,
gazy (tlen, azot, dwutlenek węgla)
Transport ułatwiony = dyfuzja ułatwiona => zgodny z gradientem stężeo, bez udziału
energii, przy udziale białek błonowych (transportowych):
Kanałów  obszarów hydrofilowych w obrębie białek transbłonowych, przenika przez nie
woda i jony (cząsteczki mające ładunek elektryczny), kanały mogą byd stale otwarte lub
otwierad się pod wpływem zmiany potencjału błonowego (np. kanały sodowe w błonie
komórek nerwowych) lub po przyłączeniu liganda (najczęściej hormonu lub
neuroprzekaznika, np. kanały wapniowe)
Białka nośnikowe  wiążą transportowaną cząsteczkę po jednej stronie błony i po zmianie
konformacji uwalniają po drugiej stronie (transport np. cukrów i aminokwasów)
Transport aktywny  przenoszenie cząsteczek wbrew gradientowi stężeo, wymaga udziału
białek przenośnikowych i nakładu energii np. pompa sodowo-potasowa (transport jonów
potasu do komórki a sodu na zewnątrz)
Transport pęcherzykowy =cytoza => transport z wytworzeniem pęcherzyków, wymaga
udziału cytoszkieletu i nakładu energii
Egzocytoza  transport na zewnątrz komórki (z wbudowaniem błony otaczającej
pęcherzyk w błonę komórkową), może odbywad się w sposób ciągły (egzocytoza
konstytucyjna) lub pod wpływem działania bodzca (egzocytoza regulowana)
Endocytoza  transport do wnętrza komórki
Pinocytoza  endocytoza substancji płynnych
Transcytoza  odmiana pinocytozy, polega na przetransportowaniu pobranych substancji
i wydzieleniu ich po drugiej stronie komórki np. w komórkach śródbłonka naczyo
krwionośnych
Fagocytoza  endocytoza ciał stałych
2. Szkielet komórki
a) Mikrotubule
Średnica ok. 25 nm
Funkcje mikrotubul:
Nadają kształt komórce, tworzą się odpowiedzialną za rozmieszczenie organelli błoniastych
Uczestniczą w transporcie pęcherzyków i organelli komórkowych
Tworzą centriole, ciałka podstawne, szkielet rzęsek i witek, generują ich ruch
Tworzą wrzeciono kariokinetyczne
b) Miktofilamenty
Średnica ok. 6 nm
G aktyna  niespolimeryzowana
F aktyna  spolimeryzowana (Fibrylarna)
Włókienka o śr. 6 nm grupują się w pęczki lub tworzą przestrzenne sieci
Funkcje mikrofilamentów:
Tworzą szkielet podtrzymujący błonę komórkową (połączenie z białkami kotwiczącymi)
Uczestniczą w tworzeniu połączeo międzykomórkowych (połączenie z białkami
transbłonowymi)
Tworzą warstwę korową warstwę cytoplazmy  ochrona przed urazami mechanicznymi
Uczestniczą w przemieszczaniu się komórek i transporcie wewnątrzkomórkowym (połączenie
z białkami motorycznymi)
Inicjują podział cytoplazmy podczas podziału komórek
Uczestniczą w skurczu komórek mięśniowych
Tworzą zrąb mikrokosmków i stereocilii
c) Filamenty pośrednie
Zbudowane z białek fibrylarnych, na obu koocach domeny globularne a w środku włókniste,
możliwa agregacja, struktura przypomin sznur, brak biegunowości, struktury stałe, nie podlegają
depolimeryzacji
- Filamenty keratynowe (z cytokeratyn) w komórkach nabłonkowych
- Filamenty wimentynowe w komórkach tkanki łącznej
- Filamenty desminowe w komórkach mięśniowych
- Gliofilamenty w komórkach glejowych
- Neurofilamenty w komórkach nerwowych
- Laminy jądrowe w jądrach komórkowych
Funkcja filamentów pośrednich:
" Odpornośd mechaniczna komórek
" Tworzenie połączeo międzykomórkowych
" Utrzymywanie kształtu komórek
" Wzmacnianie struktury wypustek cytoplazmatycznych
3. Jadro komórkowe
Zawiera informację genetyczną w postaci kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA).
Ilośd jąder w komórce:
Jedno  w większości komórek
Dwa  komórki wątroby lub chrząstki
Wiele jąder  komórki szpiku kostnego, komórki kościogubne
Brak jądra komórkowego  erytrocyty, włókna soczewki, rogowaciejące komórki naskórka
Jądro otoczone jest otoczką jądrową utworzoną przez dwie błony: błona zewnętrzna ma na
powierzchni rybosomy i łączy się z siateczką śródplazmatyczną szorstką; błona wewnętrzna od strony
karioplazmy wzmocniona jest blaszką jądrową utworzoną przez nukleofilamenty (utworzone z lamin).
Pomiędzy błoną wewnętrzną a zewnętrzną otoczki jądrowej znajduje się przestrzeo okołojądrowa. W
miejscu styku dwóch błon otoczki występują pory jądrowe, przez które karioplazma kontaktuje się z
cytoplazmą.
Chromatyna jądrowa
Zbudowana z DNA, białek histonowych, białek niehistonowych.
DNA głównej frakcji - 99,5% jądrowego DNA, podlega transkrypcji na hnRNA (heterogenny RNA),
które po obróbce do mRNA stanowi matrycę do syntezy białek
Satelitarne DNA  0,5% jądrowego DNA, podlega transkrypcji na rRNA i tRNA, uczestniczy w
stabilizacji struktur chromosomów, regulacji transportu przez otoczkę jądrową.
Histony  białka zasadowe związane z DNA, jest pięd klas histonów: H1, H2A, H2B, H3, H4. H1 zawiera
dużo lizyny a mało argininy, w kolejnych klasach histonów proporcje tych aminokwasów się zmieniają
(coraz więcej argininy coraz mniej lizyny). Ilośd histonów w chromatynie jest stała, charakterystyczna
dla danego gatunku.
Białka niehistonowe: enzymatyczne (biorą udział w syntezie i modyfikacjach DNA), regulatorowe
(wpływają na ekspresję genów), strukturalne (odpowiedzialne za przestrzenną organizację
chromatyny i jej przytwierdzanie do otoczki jądrowej).
Organizacja przestrzenna chromatyny:
Nid DNA -> nukleonom -> nukleofilament ->solenoid -> spętlone domeny -> chromatyda ->
chromosom
Nukleosom: rdzeo zbudowany z oktameru histonów (ośmiocząsteczkowy kompleks par histonów:
H2A, H2B, H3, H4)i białek niehistonowych oraz nawinięta na ten rdzeo podwójna helisa DNA (ok. 146
par nukleotydów)
Nukleofilament: nulkeosomy połączone DNA łączącym zbudowanym z ok. 60 par nukleotydów,
którym towarzyszy histon H1 (jak paciorki na nitce)
Solenoid (włókno 30 nm): czwartorzędowa struktura chromatyny, spiralne zwinięcie
nukleofilamentów tworzy włókno zbudowane z dwóch szeregów nukleosomów, powstaje w wyniku
oddziaływania między sobą histonów H1 sąsiednich nukleosomów, podstawowa struktura
chromatyny w jądrze interfazowym
System spętlonych domen  powstaje przy udziale białek niehistonowych, średnica ok. 300 nm, każda
pętla zawiera ok. 20-100 par zasad.
Morfologia chromatyny: dwie postacie:
Euchromatyna  jaśniejsze luzniejsze obszary chromatyny, zbudowana przez DNA głównej frakcji,
zawierający aktywny transkrypcyjnie materiał genetyczny
Heterochromatyna  skondensowana forma chromatyny, leży na obwodzie jądra komórkowego w
postaci pasma, natomiast na innych obszarach jądra występuje w postaci grudek
Heterochromatyna konstytutywna  charakterystyczna dla wszystkich komórek danego organizmu i
zawiera głownie satelitarny DNA, nie zawiera genów struktury i nie podlega transkrypcji, np. ciałko
Barra
Heterochromatyna fakultatywna  charakterystyczna dla określonych typów komórek, tworzy się
podczas różnicowania komórek, zawiera wyłączone na trwałe geny.
Jąderko
Silnie zasadochłonna struktura na terenie jądra komórkowego, nie jest oddzielona żadną błoną,
różnorodna pod względem wielkości, kształtu i ilości w zależności od stanu funkcjonalnego komórki
(intensywności syntezy białek przez komórkę).
Morfologia: częśd ziarnista, częśd włóknista, częśd amorficzna, chromatyna okołojąderkowa
Chromatyna jąderkowa  interfazowa forma DNA wchodząca w skład satelitów i przewężeo wtórnych
5 par chromosomów jądrekotwórczych (13, 14, 15, 21, 22), DNA jąderka (rDNA) to przede wszystkim
DNA satelitarne o wysokim stopniu powtarzalności nukleotydów. Chromatyna jąderka może byd
silnie skondensowana i nieczynna (chromatyna okołojąderkowa) lub rozluzniona tzw. organizator
jąderka budująca częśd amorficzną.
Częśd ziarnista  ziarna o średnicy ok. 15 nm, rozmieszczone na obwodzie jąderka lub tworzą wyrazne
skupienia, zbudowane z rybonuklein, są prekursorami rybosomów.
Częśd włóknista  włókienka o średnicy 5-8 nm, zbudowane z RNA (pre-rRNA), są prekursorami
ziaren.
Białka jąderka  niewidoczne jako oddzielne struktury, białka związane z transkrypcją rDNA oraz
wytwarzaniem podjednostek rybosomów i ich transportem do cytoplazmy (np. polimeraza RNA,
białko B23, nukleolina, białko Ag-NOR).
Funkcja jąderka
Wytwarzanie podjednostek rybosomów
(Na matrycy rDNA, przy udziale polimerazy RNA I powstaje pre-rRNA o stałej sedymentacji 45S, który
zostaje rozczłonkowany na mniejsze jednostki, metylowany i wiązany z białkami. Tak powstają
podjednostki rybosomów (przez połączenie fragmentów rRNA z białkami): mniejsza o stałej
sedymentacji 40S i większa  60S. Podjednostki 40S natychmiast po wytworzeniu opuszczają jąderko,
natomiast 60S znacznie pózniej dlatego wchodzą w skład części ziarnistej jąderka.
Macierz jądrowa
Substancja, w której zawieszone są składniki jądra komórkowego, składa się z części rozpuszczalnej
(zbudowanej z białek, metabolitów i jonów) tzw. kariolimfy oraz struktur w postaci włókienek i
ziarenek tworzących nukleoszkielet odpowiadający za organizację przestrzenną składników jądra
komórkowego. Nukleoszkielet budują białka lamininy tworzące skomplikowane układy przestrzenne
oraz blaszkę jądrową leżącą pod otoczką jądrową. W skład kariolimfy wchodzą białka strukturalne
(budujące filamenty szkieletu) oraz funkcjonalne (enzymy związane z syntezą i transkrypcją DNA oraz
wytwarzaniem mRNA). W skłąd macierzy wchodzi też perichromatyna (włókienka i ziarenka
zbudowane z hnRNA i kompleksów mRNA transportowanych do cytoplazmy), interchromatyna
(podjednostki rybosomów wędrujące do cytoplazmy), ciałka jądrowe.
4. Rybosomy
Struktury ziarniste zbudowane z rRNA i białek. Podjednostki: mała (40S) i duża (60S) łączą się tworząc
pojedynczy rybosom (80S). Rybosomy powiązane nicią mRNA tworzą polirybosomy, które mogą leżed
luzno w cytoplazmie lub byd przytwierdzone do błon siateczki śródplazmatycznej lub zewnętrznej
błony otoczki jądrowej.
Funkcja rybosomów;
Synteza białek
Małą podjednostka dopasowuje cząsteczki aminoacylo-tRNA do kodonów mRNA, duża podjednostka
odpowiada za wytwarzanie wiązao peptydowych między aminokwasami i elongację syntetyzowanego
łaocucha polipeptydowego. Jeśli początkowy odcinek powstającego peptydu zawiera tzw. sekwencję
sygnałową to rybosom przytwierdza się do błony siateczki śródplazmatycznej (tam wytwarzane są
białka przeznaczone do wydzielenia, enzymy lizosomalne, białkowe składniki błon pęcherzyków i
organelli komórkowych) jeśli nie ma tej sekwencji sygnałowej, to dalsza synteza białka przebiega w
cytoplazmie (białka na potrzeby własne komórki).
GERL (Golgi, Endoplazmatyczne Retikulum, Lizosomy)
1. otoczka jądrowa, 2. por jądrowy, 3. szorstka siateczka śródplazmatyczna (na powierzchni - 5. rybosomy ), 4.
gładka siateczka śródplazmatyczna, 6. substancja wytwarzana w siateczce i transportowana do Aparatu
Golgiego (białka lub lipidy), 7. pęcherzyk transportujący, 8. Aparat Golgiego: 9. biegun cis (formowania) Aparatu
Golgiego, 10. biegun trans (dojrzewania) AG, 11. cysterny diktiosomu AG
5. Siateczka śródplazmatyczna (Retikulum endoplazmatyczne)
System kanalików i cystern ograniczonych błoną cytoplazmatyczną, występuje w cytoplazmie niemal
wszystkich komórek.
a) Siateczka śródplazmatyczna szorstka
System spłaszczonych cystern pokrytych na powierzchni zewnętrznej rybosomami
Funkcja:
Potranslacyjna modyfikacja białek np. glikozylacja, kierowanie do odpowiednich pęcherzyków
transportujących lub siateczki gładkiej
b) Siateczka śródplazmatyczna gładka
System kanalików, często łączy się z siateczką szorstką
Funkcja:
Synteza lipidów (głównie fosfolipidów błon)
Synteza i przemiany hormonów steroidowych
Przemiany glukozy
Modyfikacja i segregacja białek dostarczanych z siateczki śródplazmatycznej szorstkiej
Detoksykacja trucizn
Zmodyfikowana RE w mięsniach poprzecznie prążkowanych pełni rolę magazynu jonów
wapnia
Różnice między błoną komórkową a błonami siateczki śródplazmatycznej:
W błonach siateczki :
brak polaryzacji błony,
mniej lipidów, cholesterolu i nienasyconych kwasów tłuszczowych w składzie błon
więcej białek w składzie (duża ilośd enzymów, białkowych systemów przenośnikowych)
6. Aparat Golgiego
Ułożony najczęściej w pobliżu jądra komórkowego. Struktura błoniasta, podstawowa jednostka
strukturalna to diktiosom. Diktiosom to układ 5-8 spłaszczonych, łukowato wygiętych cystern
ułożonych równolegle względem siebie, (odległośd między cysternami jest stała). Cysterny bliższe
(proksymalne w stosunku do jądra) to cysterny cis (biegun formowania), cysterny dalsze to cysterny
trans (biegun dojrzewania). Pomiędzy nimi leżą cysterny pośrednie. Dookoła cystern występują liczne
pęcherzyki transportujące .
Funkcja Aparatu Golgiego
Transport błon pomiędzy siateczką śródplazmatyczną, cysternami diktiosomów a błoną
komórkową (transport białek i lipidów w celu wbudowania w plazmalemmę)
Tworzenie pęcherzyków hydrolazowych (z nich tworzą się lizosomy pierwotne) lub wakuoli
zagęszczających (tworzą się z nich ziarna wydzielnicze)
Modyfikacja białek i lipidów (glikozylacja, fosforylacja, dodawanie reszt siarkowych) 
powstawanie glikoprotein, lipoproteid, glikolipidów)
7. Lizosomy
Pęcherzyki otoczone błoną, zawierają enzymy hydrolityczne (esterazy, peptydazy, glikozydazy)
działające w kwaśnym pH, rozkładające związki wielkocząsteczkowe. Błona lizosomów wyposażona
jest w pompę protonową, dzięki której we wnętrzu lizosomów utrzymywane jest kwaśne pH,
optymalne do działania enzymów lizosomalnych. Błona otaczająca lizosom w warunkach
fizjologicznych jest nieprzepuszczalna dla enzymów co zapobiega samotrawieniu komórki.
Powstawanie lizosomów:
- lizosom pierwotny  nie brała jeszcze udziału w procesie trawienia, powstaje z pęcherzyków
hydrolazowych w Aparacie Golgiego
- lizosom wtórny  jest w trakcie lub po procesie trawienia; wyróżniamy heterolizosomy jeśli
trawiona substancja pochodzi z zewnątrz komórki (powstaje w wyniku połączenia lizosomy
pierwotnego z endosomem); autolizosomy gdy trawiony jest materiał własny komórki; ciała
wielopęcherzykowe trawiące nadmiar błon komórkowych; ciała resztkowe- zawierają substancje
które nie dają się strawid.
8. Peroksysomy
Mikrociałaka, kuliste pęcherzyki o śr, ok. 0,1 do 1 m. Zawierają enzymy oksydacyjne (katalaza).
Funkcje
Utleniają substancje (również te toksyczne dla komórki)
Redukują nadtlenek wodoru
Udział w oksydacji kwasów tłuszczowych
Synteza niektórych lipidów i metabolizm cholesterolu
9. Proteasomy
Organella o cylindrycznym kształacie utworzone przez kompleks białek, głównie proteaz
Funkcja
Pozalizosomowa hydrolizie uszkodzonych białek (poprzedzona przyłączeniem białka
ubikwityny)
Zapobieganie kumulacji uszkodzonych białek
Regulują cykl komórkowy i różnicowanie komórek
Rozkładanie antygenów do peptydów
10. Mitochondria
Owalne lub pałeczkowate organella komórkowe (dł. do 1 m, śr. 0,1 m). Otoczone dwiema błonami:
zewnętrzną i wewnętrzną, pomiędzy błonami występuje przestrzeo między błonowa, wnętrze
wypełnione macierzą mitochondrialną.
Błona zewnętrzna:
Zawiera wyspecjalizowane białka transportowe (poryny), przez które łatwo przechodzą małe
cząsteczki (jony, substraty oddechowe, nukleotydy), na jej powierzchni występują też receptory dla
białek mitochondrialnych syntetyzowanych w cytoplazmie i transportowanych do mitochondrium,
pełni funkcję sita molekularnego.
Przestrzeo międzybłonowa
Szeroka i wyrazna w mitochondriach aktywnych metabolicznie, niskie pH, znajdują się tu substancje
transportowane z cytoplazmy do macierzy oraz ATP wytworzone w procesie fosforylacji oksydacyjnej.
W niektórych miejscach błona zewnętrzna styka się z wewnętrzną co umożliwia transport niektórych
metabolitów z pominięciem przestrzeni międzybłonowej.
Błona wewnętrzna
Tworzy liczne wpuklenia do macierzy mitochondrialnej, tworzy grzebienie mitochondrialne co
zwiększa jej powierzchnię. Zawiera dużą ilośd fosfolipidu kardiolipiny, co powoduje, że jest
nieprzepuszczalna dla małych jonów, dzięki czemu może byd wytworzony gradient elektrochemiczny,
który warunkuje prawidłowy przebieg reakcji łaocucha oddechowego i wytworzenie ATP. Wśród
białek błony wewnętrznej mitochondrium wyróżniamy białka transportujące metabolity, enzymy
łaocucha oddechowego, kompleks syntetazy ATP (widoczne w mikroskopie elektronowym jako
grzybki mitochondrialne).
Macierz mitochondrialna
Zawiera enzymy -oksydacji, cyklu Krebsa, obecna jest też kolista cząsteczka mitochondrialnego DNA,
rybosomy oraz wszystkie enzymy i substraty konieczne do replikacji i transkrypcji. Mitochondria są
zdolne do samodzielnej syntezy jedynie 13 białek błony wewnętrznej, reszta białek
mitochondrialnych syntetyzowana jest w cytoplazmie pod kontrolą DNA jądrowego.
Funkcja mitochondriów:
Wytwarzanie i wiązanie energii w wysokoenergetycznych wiązaniach fosforanowych ATP.
Opracowano na podstawie:
1. Zabel M. Histologia Podręcznika dla studentów medycyny i stomatologii. Elsevir Urban &
Partner, Wrocław 2000,
2. Lewioski W. Biologia Cytologia i Histologia. Wydawnictwo  Operon
3. Ryciny - Wikipedia


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
wyklad 10 09 06 2 komorka chem
WYKŁAD 8, 9 komunikacja komórkowa (SKRYPT)
wyklad 10 09 06 2 komorka budowa
0202 04 03 2009, wykład nr 2 , Budowa i funkcje błony komórkowej oraz transport przez błony(1)
BKiIG sem 3 wykład 3 Transport do organelli komórkowych i na zewnątrz komórki
Biologia komórki wykład 2
0203 11 03 2009, wykład nr 3 , Białka powierzchni komórkowej Cząsteczki adhezyjne
wykład 4 ewolucja sieci komórkowych i bezprzewodowych II
wykład 3 ewolucja sieci komórkowych i bezprzewodowych I
0207 08 04 2009, wykład nr 7 , Cykl komórkowy Paul Esz
Wykład 5 Otrzymywanie białek rekombinowanych w komórkach CHO
Sieci komputerowe wyklady dr Furtak
Wykład 05 Opadanie i fluidyzacja

więcej podobnych podstron