rozpiska kompartmentacja komorki (i rok bt), Biologia Komórki

I rok BIOTECHNOLOGIA

Zagadnienia do przygotowania

na ćwiczenia i seminaria z przedmiotu BIOLOGIA KOMÓRKI

29 - 31.10.2012

Temat: KOMPARTMENTACJA KOMÓRKI

Komórka jako podstawowa jednostka organizacji życia

Teoria komórkowa oraz jej założenia (M. Schleiden i T. Schwann)
Wielkość oraz kształty komórek
Zakres wielkości komórek prokariotycznych
Zakres wielkości komórek eukariotycznych
Główne pierwiatki budujące komórki
Główne makrocząsteczki oraz ich monomery budujące komórki
Funkcja komórki

Komórka prokariotyczna a komórka eukariotyczna

Podstawowe cechy komórki prokariotycznej

Elementy budowy komórek prokariotycznych

Podstawowe cechy komórki eukariotycznej

Elementy budowy komórek eukariotycznych
Różnice w budowe między komórką prokariotyczną a eukariotyczną

Definicja: cytozol, organellum komórkowe, kompartmentacja komórki

Półautonomiczne organella komórkowe

Cechy organelli półautonomicznych
Główne kompartmenty komórki eukariotycznej
Podstawowe funkcje poszczególnych organelli komórkowych
Klasyfikacja komórek eukariotycznych na podtsaiwe funkcji jaką pełnią
Różnica w budowie komórki eukariotycznej roślinnej i zwierzęcej
Materiał genetyczny komórek prokariotycznych i eukariotycznych
Co to jest wirus?

Materiał genetyczny wirusów
Metody izolowania frakcji subkomórkowych

Wirowanie różnicowe
Identyfikacja struktur subkomórkowych (enzymy markerowe - przykłady)

Zalecana literatura:

W.Kilarski „Strukturalne podstawy biologii komórki” PWN 2003
J.Kawiak, M.Zabla „Seminaria z cytofizjologii dla studentów medycyny, weterynarii i biologii” Urban&Partner 2002
G.Fuller, D. Shields „Podstawy molekularne biologii komórki - aspekty medyczne” PZWL 2000
B.Alberts „Podstawy biologii komórki - wprowadzenie do biologii molekularnej” PWN 1999
J.Kawiak „Podstawy cytofizjologii” PWN 1995

Teoria komórkowa (ang. cell theory) - sformułowana w latach 1838-1839 teoria mówiąca, że wszystkie żywe organizmy są zbudowane z osobnych komórek. Jej autorem byli Theodor Schwann i Matthias Jacob Schleiden

Wg teorii takie procesy, jak wzrost i rozmnażanie, wynikają z przemian zachodzących w komórkach. Teoria komórkowa została rozszerzona przez polskiego i niemieckiego lekarza Roberta Remaka. Stwierdził on, że nowe komórki mogą powstawać wyłącznie przez podział komórek już istniejących tzn. komórki nie powstają spontanicznie z materii nieożywionej. W 1855 r. teoria wykorzystał jako swoją, przyjaciel Remaka, niemiecki patolog i antropolog, Rudolf Virchow. Około 1880 r. niemiecki biolog i genetyk August Weismann wskazał, że bardzo ważną konsekwencją stwierdzenia Remaka jest to, że wszystkie żywe komórki wywodzą się od przodków żyjących w zamierzchłych czasach. Dowodem wspólnego pochodzenia wszystkich komórek jest podobieństwo podstawowych struktur i cząsteczek, z których są zbudowane.

Wirowanie frakcjonujące - jedna z technik laboratoryjnych służąca do rozdzielania mieszaniny na frakcje.

W rotorze wirówki wytwarzana jest siła kilkaset tysięcy razy przewyższająca ziemską grawitacje. Następuje opadanie cząstek i ustawianie się ich w równowadze do gradientu stężeń. W procesie wirowania następuje migracja cząsteczek w gradiencie, gdy ich molekularna gęstość jest zrównoważona gęstością separującego roztworu dana grupa molekuł zajmuje zwarte określone miejsce.

Po zakończeniu wirowania można pożądane frakcje zebrać i użyć do dalszych eksperymentów. Ewentualnie całość spuszcza się powoli poprzez urządzenie pomiarowe np. spektrofotometr lub rozkrapla się do karuzeli probówek. Jeżeli wirownie odbyło się pomyślnie to widać wyraźne prążki poszczególnych frakcji. W biologii molekularnej wirowanie frakcjonujące służy do rozdzielania poszczególnych organelli komórkowych, DNA, błon komórkowych zależnie od preparatu i celu separacji. Wirowanie frakcjonujące bywa też metodą rozdzielania polimerów na frakcje o różnej masie cząsteczkowej a także jest stosowane do rozdzielania mikrożeli.

Rozróżniamy dwa rodzaje gradientów stężeń i związane z tym metody wirowania separującego:

przygotowane przed wirowaniem, np. sacharozowe, glikolowe. Preparat nanosi się na górę roztworu separującego. Gradient preparuje się mieszając stężony roztwór z rozcieńczonym nanosząc stopniowo od dołu i zwiększając ilość rozcieńczonego w miarę napełniania wirówkowej probówki.

ustalające się samoczynnie podczas wirowania, np. CsCl; preparat rozmieszcza się w całości roztworu.

Szybkość obrotowa rotorów stosowanych do wytwarzania gradientu CsCl jest rzędu 100 krpm (tysięcy obrotów na minutę), czas wirowania kilka - kilkanaście godzin.

Organellum − każda oddzielona od cytozolu błoną komórkową struktura występująca w cytoplazmie komórki, wyspecjalizowana do pełnienia określonej funkcji. Komórka prokariotyczna nie zawiera organelli komórkowych, co odróżnia ją od komórki eukariotycznej. Genofor, Nukleoid czy rybosomy nie są organellami, gdyż nie są oddzielone od otoczenia błoną komórkową^]. Komórki eukariotyczne zawierają podstawowy zestaw organelli błonowych.

Cytozol, cytoplazma podstawowa, matriks cytoplazma -płynny składnik cytoplazmy w którym znajdują się organelle. W tym układzie koloidalnym znajdują się składniki odżywcze, jony, białka, enzymy oraz produkty odpadowe metabolizmu^] z których część jest rozpuszczona w wodzie.