Błona komórkowa
Skład:
Lipidy: fosfolipidy, sterole, glikolipidy, sfingolipidy, cerebrozydy
Białka:
powierzchniowe: hydrofilne, hydrofobowe
Charakter błony komórkowej:
Ściana komórkowa
Ściana pierwotna
składniki szkieletowe (40% s.m.)
ksyloza lub mannoza - niektóre glony
kwas pimelinowy i muraminowy - bakterie i sinice
składniki podłoża (60% s.m.)
Ściana pierwotna Ściana wtórna
inkrustacja (wewnątrz istniejącej ściany)
CaCO3 i SiO2 - mineralizacja
adkrustacja (na zewnątrz ściany pierwotnej)
tłuszczowce (kutyna, suberyna(korek), sporopolenina)
Podstawowe składniki budulcowe:
celuloza - tworzy mikrofibryle
Strukturami odpowiadającymi za tworzenie ściany komórkowej są:
Cytoplazma
Woda - faza rozpraszające
Rozpuszczone bądź zawieszone: białka globularne enzymów, fibrylarne składniki cytoszkieletu, tłuszczowce, kwasy tłuszczowe, nukleoproteidy, aminokwasy, jony Ca, Mg, Na, P
Sol - koagulacja - żel
Żel - peptyzacja - sol
Ruch cytoplazmy:
Rotacyjny - wokół jednej centralnej wodniczki
Cyrkulacyjny - wokół kilku wodniczek
Pulsacyjny - wokół kilku wodniczek w różnych kierunkach
mikrotubule - wrzeciono kariokinetyczne
mikrofilamenty - podporowe (śrdnica10-12 nm); odpowiedzialne za zmianę kształtu (średnica 4-8 nm)
Wakuola (Eucaryota)
Tonoplast - błona wakuolarna
Składniki soku wakuolarnego:
związki wytrącone z roztworu (np. kryształy szczawianu wapnia)
rozpuszczalne kwasy organiczne, aminokwasy, białka (wypełniona białkiem wakuola tworzy ziarno aleuronowe), cukry
metabolity - glikozydy (antocjany, flawony), alkaloidy (morfina, nikotyna, itp.), garbniki
utrzymuje komórki w stanie uwodnienia
magazynowanie zbędnych produktów przemiany materii
usuwanie nadmiaru wody - wodniczki tętniące
trawienie pokarmu - lizosomy wtórne - wodniczki pokarmowe
Retikulum endoplazmatyczne
Skład: białka, lipidy
siateczka wewnątrzplazmatyczna szorstka - ERg - połączona z rybosomami
siateczka wewnątrzplazmatyczna gładka - ERa - brak rybosomów
ERg - synteza białek
ERa - tłuszcze, sterole
Uczestniczą w przemianach węglowodanów, bierze udział w glikolizie i glikogenezie w wątrobie, przeprowadza unieczynnianie toksyn, resyntetyzuje triglicerydy, w komórkach mięśniowych (siateczka sarkoplazmatyczna) uczestniczy w przekazywaniu bodźców umożliwiających skurcz mikrofibryli.
Aparat Golgiego (Eucaryota) - diktiosomy
wydzielanie poza komórkę w postaci egzocytozy
synteza mukopolisacharydów
sprzęgają węglowodany z proteinami
uczestniczą w przekazywaniu substancji w obrębie komórki
Lizosomy i mikrociałka (Eycaryota)
Lizosomy (zwierzęta) = sferosomy (rośliny)
Powstają jako lizosomy pierwotne z aparatów Golgiego lub ERa po połączeniu z fogosomami tworzą lizosomy wtórne. Posiadają wiele uśpionych enzymów hydrolitycznych.
Mikrociałka
Posiadają enzymy z grupy oksydoreduktaz nie wykazujące latencji.
peroksysomy (oksydazy L- i D-aminokwasowe)
glioksysomy (enzymy -oksydacji)
biorą udział w przemianach H2O2
uczestniczą w fotooddychaniu
umożliwiają mobilizację rezerw tłuszczowych
GERL
Lzosomy + aparat Golgiego + retikulum endoplazmatyczne
Mitochondria (Eucaryota)
Pomiędzy błoną zewnętrzną a wewnętrzną znajduje się przestrzeń perymitochondrialna.
W środku znajduje się matrix mitochondrialny - roztwór koloidalny zawierający liczne enzymy (m.in. cyklu Krebsa i -oksydacji), genofor mitochondrialny i aparat translacyjny typu prokariotycznego.
Plastydy (Eucaryota)
Posiadają chlDNA i aparat translacyjny.
etioplasty (gdy pozbawi się dopływu światła)
leukoplasty - funkcja zapasowa - w korzeniach; słabo rozbudowany system błon wewnętrznych; syntetyzują skrobię (amyloplast - wypełniony całkowicie skrobią); na świetle przechodzą w chloroplasty
chromoplasty (powstają z proplastydów lub chloroplastów) mają żółtą lub czerwoną barwę, posiadają barwniki karoteinowe
chloroplasty (barwne, aktywne) u glonów chromatofory, kształt dwuwypukłej soczewki
proteinoplasty (bezbarwne) - ziarna białek zapasowych, pozbawione gran
Posiadają system wewnętrznych błon (lamele lub tylakoidy) zanurzonych w stromie.
Miejsce fosforylacji fotosyntetycznej - kwantosomy.
Skrobia tranzystoryczna - powstaje jako nadmiar cukru (po kondensacji heksoz) po długim okresie wystawiania chloroplastu na promieniowanie świetlne.
Rybosomy
Rybosom składa się z podjednostki mniejszej i większej.
Skład:
białka zasadowe - strukturalne
białka kwaśne - enzymatyczne
Rybosomy małe - plastydy, mitochondria, Procaryota (stała sendymentacji Svedberga 50S, 30S, 70S)
Rybosomy duże - Eucaryota (stała sendymentacji Svedberga 60S, 40S, 80S)
Połączenie dwóch podjednostek rybosomalnych - większej i mniejszej - wymaga odpowieniego stężenia jonów Mg2+.
Nukleoplazma
Komórczaki powstają przez:
wielokrotne mitozy, którym nie towarzyszą cytokinezy - plazmodia (plecha)
fuzję komórek jednojądrowych - syncytia (włókna poprzecznie prążkowane)
otoczki (wewnętrzna błona gładka, zewnętrzna przechodzi w ERg; pory jądrowe)
kariolimfy (wodny koloid białkowy, zawiera enzymy m.in. polimerazę DNA i RNA)
chromatyny (chromocentry - grudki; chromonemy - nici)
Ad. Chromatyna - skupienie fibryli chromatynowych
Skład:
histony (chromatyna składa się z DNA nawiniętego na oktamery histonowe - tworzące nukleosomy) - blokowanie DNA
białka niehistonowe - funkcja regulatorowa i stabilizująca
helisa nawinięta na oktamery histonowe
solenoid tworzy domeny (spięte niehistonowymi białkami)
Chromosom:
Ramiona - telomery (unikalny DNA)
Przewężenie pierwotne - centromer (sat DNA)
Przewężenie wtórne (oddziela trabanta - satelitę) - organizator jąderkotwórczy - rDNA
Satelita - (sat DNA)
Chromosomy - rodzaje:
profaza - chromatyna kondensuje się w chromosomy (w profazie I cyklu mejotyczngo dochodzi do mieszania się informacji genetycznej)
metafaza - chromosomy układane są w środkowej strefie komórki
anafaza - przemieszczanie dwóch grup chromosomów do przeciwległych biegunów komórki
telofaza - w każdym jądrze potomnym odtwarzana jest struktura interfazowa materiału genetycznego - chromosomy dekondensują się
składa się z jednego cyklu podziałowego
zachodzi zwykle w komórkach somatycznych
z jednego jądra pierwotnego powstają dwa jądra potomne
nie zmienia się liczba chromosomów w jądrach potomnych
umożliwia wzrost organizmu przez proliferację komórek
Interfaza - (70-90% czasu całego cyklu mitotycznego) dzieli się na trzy okresy:
okres G1 - rozpoczyna się po telofazie (okres posttelofazowy) - przewaga procesów anabolicznych nad katobolicznymi; wzrost ilości fosfolipidów ze względu na konieczność syntetyzowania plazmolemy; duże zużycie tlenu, wysoka aktywność transkrypcyjna i translacyjna; może przejść w okres G0 lub S
okres S - spada synteza białek konstytutywnych i enzymatycznych, następuje intensywna replikacja DNA (dekondensacja chromatyny) i synteza histonów (cytoplazma)
G2 - (okres preprofazowy) - dzielą się organella samoreplikujące, wzrasta aktywność transkrypcyjna i translacyjna związana z syntezą białek wrzeciona kariokinetycznego (tubulina - może polimeryzować tworząc długie mikrotubule, które rozdzielą chromatydy)
Mitoza - właściwa kariokineza której towarzyszy cytokineza
profaza - pojawiają się w wyniku kondensacji chromatyny, chromosomy. Każdy chromosom składa się z dwóch jednakowych chromatyd. Jąderko zaczyna się rozpraszać, pęka otoczka jądrowa (stadium kontrakcji), chromosomy gromadzą się w środkowej części komórki
metafaza - uporządkowanie ułożenia chromosomów, przyczepione do przewężeń pierwotnych chromosomów mikrotubule wrzeciona podziałowego przesuwają je i tworzą płytkę metafazalną; alkaloidy (np. kolchicyna zaburzają polimeryzację tubuliny i doprowadzają do endomitotycznej poliploidyzacji)
anafaza - zaczyna się w momencie pęknięcia ostatniego centromeru - ciągnięte za centromery pierwotne chromosomy potomne popychają przed sobą organela komórkowe
telofaza - towarzyszy jej cytokineza - dokoła dwóch grup chromosomów odtwarzane są otoczki jądrowe; chromosomy ulegają despiralizacji do chromatyny; wokół organizatorów jąderkotwórczych powstają jąderka; dochodzi do cytokinezy (często rozpoczyna się już pod koniec anafazy)
składa się z dwóch cykli podziałowych, pomiędzy którymi nie ma replikacji DNA
zachodzi w organach rozrodczych
z jednego jądra pierwotnego powstają cztery jądra potomne
redukuje o połowę liczbę chromosomów
umożliwia utrzymanie stałej i charakterystycznej dla danego gatunku liczby chromosomów
jest źródłem zmienności genetycznej organizmów (niezależna segregacja chromosomów oraz wymiana odcinków chromatyd w procesie crossing-over)
Wyróżniamy trzy typy mejozy:
przedzapłodnieniowa - pregamiczna - zachodzi u diplontów (zwierzęta, rośliny wyższe, niektóre glony)
pozapłodnieniowa - postgamiczna - zachodzi u haplontów (niższe glony, grzyby, część pierwotniaków)
pośrednia - zachodzi w sporoficie (diploidalnym) roślin zarodnikowych w czasie powstawania zarodników, z których wyrasta haploidalny gametofit
okres G1 - zaczyna się po telofazie poprzedniego podziału mitotycznego - identyczny z okresem G1 mitozy
okres S - replikacja DNA, synteza histonów; niereplikowane zostają odcinki DNA bogate w pary G-C; tworzenie tubuliny; mejotyczny S jest trzykrotnie dłuższy od mitotycznego i poprzedza bezpośrednio samą kariokinezę
Mejoza - wyróżniamy dwa cykle podziałowe, każdy złożony z czterech faz
I - cykl podziałowy - heterotypowy - redukcja chromosomów z 2n do n i ilości DNA z 4c do 2c; następuje tu proces crossing-over
leptoten - pojawienie się cienkich, gładkich i splątanych nici chromosomów (kondensacja domen i obudowanie ich białkami szkieletowymi
zygoten - koniugacja chromosomów homologicznych (boczne pętle niecałkowicie zreplikowanych odcinków z-DNA); ułożona równolegle para tworzy biwalent; synteza enzymu endonukleazy
pachyten - kondensacja chromosomów w biwalentach; zachodzi crossing-over - powstają chiazmy
diploten - oddzielenie chromosomów homologicznych; jedynymi ptk. Kontaktu zostają chiazmy
diakineza - przesuwanie chiazm wzdłuż biwalentów ku ich końcom; skręcanie i grubienie chromosomów; stadium kontrakcji
metafaza I - włókna wrzeciona kariokinetycznego doprowadzają do rozerwania biwalentów - pęknięcie chiazm
anafaza I - odciąganie chromosomów homologicznych do przeciwległych biegunów komórki
telofaza I - odtwarzanie otoczki jądrowej
II - cykl podziałowy - homotypowy
profaza II - tworzenie włókien wrzeciona kariokinetycznego, zanikanie otoczki jądrowej i jąderek
metafaza II - rozrywanie centromerów przez włókna wrzeciona kariokinetycznego
anafaza - do przeciwległych biegunów wędrują chromosomy potomne - rozpoczęcie cytokinezy
telofaza II - odtwarzanie otoczki jądrowej, jąderek, despiralizacja chromosomów
Amitoza
Bezpośredni podział jądra komórkowego.
Występuje w jądrach poliploidalnych (makronukleus u orzęsków); starych komórkach lub zmutowanych
|