BUDOWA KOMÓRKI I

PODZIAŁY

KOMÓRKOWE

• Wszystkie organizmy żyją albo jako pojedyncze

komórki, mnożące się niezależnie w swoim

środowisku,

albo

jako

spójne

zbiorowiska

komórek.

• Bakterie to pojedyncze komórki i podczas wzrostu

w zasadzie każda komórka może funkcjonować

niezależnie od innych. Natomiast rośliny i

zwierzęta, jako organizmy złożone, zbudowane są

z tysięcy, milionów, miliardów lub bilionów

komórek o rozmaitych rozmiarach i kształtach. W

takich organizmach odmienne typy komórek pełnią

odmienne funkcje.

Czas życia

komórek:

- oocyt II rzędu
– 24 godziny

- granulocyty
obojętnochłonne
,
komórki
nabłonka jelit,
plemniki – kilka
dni

-komórki
nerwowe,
mięśnia
poprzecznie
prążkowanego i
soczewki oka –
czas życia
osobniczego

Ultrastruktura komórki

Budowa

komórki

zwierzęc

Budow

komórk

roślinn

Porównanie komórki zwierzęcej i

roślinnej

Zdjęcia i

przekroje

typowej

komórki

zwierzęcej i

roślinnej

Budowa

komórki

prokariotycz

nej

Zdjęcia i przekroje
typowej komórki
bakteryjnej

Cytoplazma

• stanowi zwykle główną masę komórki
• jej właściwości fizyczne podobne są do

właściwości roztworu koloidowego

• jest bezbarwna przeźroczysta, półpłynna,

śluzowata o gęstości nieco większej od

wody

• ma zdolność ciągłego ruchu
• w jej skład wchodzą: woda, białka, lipidy,

węglowodany i inne związki organiczne i

nie organiczne.

Jądro komórkowe

•

odgrywa nadrzędną rolę w komórce

• jest otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową
• można w nim wyróżnić chromatynę, otoczkę

jądrową, nukleoplazmę (kariolimfę) i jąderko

(jedno lub więcej),

• zawiera większość DNA komórki
• warunkuje i reguluje metabolizm
• uczestniczy w podziałach komórkowych
• przechowuje większość informacji
genetycznej

Jądro komórkowe

Mitochondrium

• organellum o kształcie kulistym lub wydłużonym,

otoczone dwiema błonami cytoplazmatycznymi

• wnętrze mitochondrium stanowi koloidalny

ośrodek, tzw. matriks zawierający białka,

zwłaszcza enzymy

• funkcja: uzyskiwanie energii w wyniku

zespolonych reakcji utleniania produktów

przemiany materii. Energia magazynowana jest w

wiązaniach wysokoenergetycznych

adenozynotrifosforanu –ATP

• mitochondria mają własne, różne od

jądrowego DNA i RNA

Mitochondrium

Mitochondrium -

schemat

Chloroplasty

•

charakterystyczne organelle komórek

roślinnych

•

mają kształt kulisty lub elipsoidalny

•

otoczone są dwiema błonami

cytoplazmatycznymi.

•

wnętrze plastydów stanowi bezpostaciowy

ośrodek zwany stromą, plastydowy DNA i

rybosomy

•

najmłodszą formą plastydów są protoplastydy

występujące w komórkach tkanki twórczej

Chloroplast

Chloropla

st -

schemat

Błona komórkowa

Cechy charakterystyczne błony komórkowej :
• wysoka przepuszczalność dla wody
• związki niejonowe przechodzą przez nią tym

łatwiej im lepiej są rozpuszczalne w tłuszczach

• duży opór elektryczny, ma to istotne znaczenie dla

przewodnictwa elektrycznego bodźców

• jest spolaryzowana, szczególnie dobrze jest to

widoczne w komórkach zwierzęcych ponieważ nie

posiadają ściany komórkowej

• wyizolowane błony ulegają lizie (rozkładowi) w

obecności

enzymów

lipolitycznych

proteolitycznych (rozkładają białka)

Model płynnej mozaiki:
· półpłynny podwójny zrąb tworzony przez dwie warstwy lipidów,

których polarne „głowy" zwrócone są na zewnątrz w stronę

środowiska wodnego, natomiast węglowodorowe łańcuchy

kwasów tłuszczowych skierowane są do wewnątrz

· mozaikowato rozmieszczone na i w zrębie różnego rodzaju

białka, z których większość zdolna jest do dynamicznych

przemieszczeń w obrębie błony

W komórkach zwierzęcych na powierzchni plazmalemmy

występuje cieniutka, jednorodna warstewka – tzw. glikokaliks,

zbudowana z mieszaniny reszt węglowodanowych połączonych

z białkami i lipidami błony (glikoproteidów i glikolipidów).

Błona komórkowa

Błona komórkowa

Ściana komórkowa

• występuje przede wszystkim u roślin i grzybów
• jest martwym składnikiem komórki
• jest uporządkowaną warstwą na zewnątrz

protoplastu; stanowi istotną część suchej masy

rośliny

• oddziela komórkę od środowiska zewnętrznego

(chroni przed uszkodzeniem)

• ogranicza wzrost komórki, odpowiada także za

tworzenie połączeń pomiędzy sąsiednimi

komórkami; stanowi barierę obronną przed

infekcjami bakteryjnymi i wirusowymi

Fragment ściany
komórkowej

Aparat Golgiego

• jest powszechnym składnikiem komórek eukariotycznych
• u organizmów tzw. niższych (u bezkręgowców, a także

glonów) struktura ta występuje w postaci pojedynczych,

silnie

spłaszczonych

pęcherzyków,

wygiętych

charakterystyczny sposób – diktiosomów

• u wyższych budowa diktiosomów jest bardziej złożona:

zwykle jest to 4 do 8 woreczków ułożonych w stos, koło

którego rozmieszczone są mniejsze lub większe

pęcherzyki i kanaliki, zwykle są rozrzucone w

cytoplazmie

• ich liczba w komórce jest różna. U glonów jest ich

zaledwie kilka, natomiast u okrytonasiennych może

dochodzić do kilkuset

Aparat

Golgiego

Aparat Golgiego

Aparaty Golgiego spełniają wiele ważnych funkcji:
• wydzielają zagęszczone substancje poza komórkę w

procesie egzocytozy

• syntetyzują polisacharydy strukturalne - związki

chemiczne, które dostarczają później na potrzeby

rosnących ścian pierwotnych i wtórnych

• w tkankach łącznych oporowych odpowiedzialne są za

syntezę mukopolisacharydów (śluzowielocukrowców

istoty międzykomórkowej)

• sprzęgają węglowodany z proteinami, które są

produkowane przez ER szorstkie, w glikoproteidy

• uczestniczą w przekazywaniu wielu substancji w

obrębie komórki i poza nią

Peroksysomy

• są to mikrociałka otoczone błoną, które

zawierają różnorodne enzymy

• substancje wypełniające te organella

katalizują szereg reakcji metabolicznych,
np.

peroksysomy

zawierają

enzymy

rozkładające nadtlenek wodoru

• W komórkach wątroby i nerki peroksysomy

mogą pełnić istotną rolę w detoksykacji
takich substancji, jak np. etanol

Peroksysomy

• komórki roślinne zawierają mikrociałka dwóch

głównych typów:
- peroksysomy występujące w komórkach liści
pełnią rolę w fotosyntezie,
- mikrociałka zwane glioksysomami zawierają
enzymy służące do przekształcenia tłuszczów
zapasowych w nasionach w cukry

• Komórki zwierzęce nie mają glioksysomów i nie

mogą przekształcać kwasów tłuszczowych w cukry

Peroksysom

Lizosomy

• są wyłącznie eukariotyczne
• u roślin, ze względu na pewne różnice biochemiczne,

nazywane są sferosomami

• są to otoczone pojedynczą błoną biologiczną pęcherzyki
• enzymy hydrolityczne, które wypełniają lizosomy, znajdują

się w stanie latencji, oznacza to, że białkowe biokatalizatory

są normalnie nieaktywne, ponieważ najprawdopodobniej

związane są z białkami błon lizosomów

• W

lizosomach

zachodzą

procesy

trawienia

wewnątrzkomórkowego składników protoplastu związane z

przebudową komórki.

Lizosom

Centrosom

• w centrosomie niemal wszystkich komórek zwierzęcych

występują dwie prostopadle do siebie ułożone struktury,

zwane centriolami (pusty w środku cylinder, zbudowany

z dziewięciu zestawów, z których każdy składa się z

trzech mikrotubul)

• centriole replikują się przed podziałem komórkowym i

prawdopodobnie odgrywają rolę w polimeryzacji

mikrotubul.

• ich specyficzna funkcja nie jest jednak dokładnie znana.

Komórki roślin wyższych, w których występuje

odpowiednik centrum organizacyjnego mikrotubul, nie

posiadają centrioli, co sugeruje, że albo proces ten

odbywać

się

może

pośrednictwem

innych

mechanizmów

Centriola

Rybosomy

• ultrastruktur tych nie oddziela od cytoplazmy żadna

błona biologiczna; ze względu na niewielkie rozmiary

można

obserwować

jedynie

przy

użyciu

mikroskopu elektronowego

• w rybosomach występują dwa zasadnicze składniki:

rybosomalny RNA i białka (zasadowe - strukturalne i

kwaśne - enzymatyczne)

• każdy kompletny rybosom składa się zawsze z dwóch

podjednostek - większej i mniejszej

• wyróżniamy:

rybosomy

małe

występujące

Procaryota oraz w plastydach i mitochondriach u

Eucaryota = 70 S oraz rybosomy duże występujące w

cytoplazmie komórek eukariotycznych = 80 S

Rybosom

PORÓWNANIE BUDOWY KOMÓREK PROKARIOTYCZNYCH

I EUKARIOTYCZNYCH

Nazwa
struktury

Komórka
prokariotyczna

Komórka eukariotyczna

roślinna

zwierzęca

Jądro

brak

(funkcję jądra pełni tzw. nukleoid

– obszar zawierający splątaną nić

DNA – genofor)

obecne

Chloroplasty

brak

(ich funkcje u bakterii zielonych i

purpurowych pełnią ciałka

chromatoforowe zawierające

barwniki asymilacyjne)

obecne

brak

Chromoplast

brak

obecne

brak

Leukoplasty

brak

obecne

brak

Mitochondria

brak

(ich funkcję pełnią mezosomy –

wpuklenia błony komórkowej do

wnętrza, podobne do grzebieni

mitochondrialnych)

obecne

Rybosomy

obecne

(od rybosomów eukariontów

różnią się

stałą sedymentacji)

obecne

PORÓWNANIE BUDOWY KOMÓREK PROKARIOTYCZNYCH

I EUKARIOTYCZNYCH

Nazwa
struktury

Komórka
prokariotyczna

Komórka eukariotyczna

roślinna

zwierzęca

Siateczka

śródplaz-
matyczna
(retikulum
endoplaz-
matyczne)

brak

obecne

Układ

Golgiego
(aparat

Golgiego)

brak

obecne

Wodniczka
(wakuola)

brak

obecne

(z reguły 1,

duża,

centralnie

położona)

obecna

(z reguły wiele

małych

wodniczek)

Lizosomy

brak

obecne

Peroksysomy

brak

obecne

• Pojedynczy cykl komórkowy składa się z

interfazy (stadium międzypodziałowe) i podziału

(amitoza, mitoza, mejoza)

• Amitoza zwana jest podziałem bezpośrednim,

ponieważ w jej przebiegu nie powstają chromosomy

• Mitoza zawsze rozpoczyna się od podziału jądra -

kariokinezy. Kariokinezę natomiast poprzedza

intensywna produkcja DNA.

MITOZA I MEJOZA SKŁADAJĄ SIĘ Z

PEWNYCH CHARAKTERYSTYCZNYCH

FAZ

PROFAZA - "czas pakowania". Faza w której chromatyna

kondensuje się w chromosomy. W profazie I cyklu mejotycznego

dodatkowo następuje mieszanie informacji genetycznej

METAFAZA - " czas układania paczek w określonym porządku".

Faza w której chromosomy układane są w środkowej strefie

komórki

ANAFAZA - " czas przenoszenia odpowiednich paczek". Faza

wędrówki dwóch grup chromosomów do przeciwległych biegunów

komórki

TELOFAZA - " czas rozpakowywania". Faza, w której w każdym

jądrze potomnym odtwarzana jest interfazowa postać materiału

genetycznego. Chromosomy dekondensują się do chromatyny.

MITOZA

PROFAZA

•

Widoczne kondensujące
chromosomy

•

Pod koniec profazy każdy
chromosom składa się z dwu
identycznych chromatyd
siostrzanych połączonych
centromerem

•

Centriole rozchodzą się do
biegunów komórki, a pomiędzy
nimi powstaje wrzeciono
podziałowe

•

Przy centromerach tworzą się
kinetochory

•

Zanika jąderko

•

Rozpad otoczki jądrowej

MITOZA

METAFAZA
• Chromosomy przemieszczają

się ku płaszczyźnie
równikowej (prometafaza)

• Powstaje płytka metafazowa i

chromosomy metafazowe

• Rozdzielenie chromosomów na

chromatydy

• Chromosomy łączą się z

mikrotubulami wrzeciona
podziałowego w miejscu
kinetochoru

MITOZA

ANAFAZA
• Całkowite rozdzielenie

chromatyd z każdego
chromosomu

• Stopniowe przemieszczanie

chromatyd ku biegunom
komórki

MITOZA

TELOFAZA
• Chromatydy umiejscawiają się

na biegunach komórki i ulegają
dekondensacji

• Rozpraszanie zbitej struktury

chromatyd

• Synteza rRNA oraz

defosforylacja nukleoliny (białko
jąderka)

• Reorganizacja cytoszkieletu

komórki

• Degradacja wrzeciona

podziałowego

• Powrót aktywności

metabolicznej komórki

MITOZA

CYTOKINEZA-podział

cytoplazmy

• Pogłębianie się bruzdy

podziałowej wskutek
zaciskania pierścienia z
włókien aktynomiozynowych

• Powstanie ciałka środkowego
• W wyniku cytokinezy powstają

dwie nowe komórki

PROFAZA

INTERFAZA

METAFAZA

ANAFAZA

TELOFAZA

MITOZA

PROFAZA I

LEPTOTEN – ze zrębu jądrowego
wyodrębniają się chromosomy w postaci
bardzo cienkich, splątanych nici
ZYGOTEN – chromosomy homologiczne
zbliżają się i układają się obok siebie
PACHYTEN – homologiczne
chromosomy grubieją i przylegają
do siebie na całej długości (biwalenty)
DIPLOTEN – każdy chromosom
homologiczny ulega rozszczepieniu na
dwie chromatydy (tetrada), chromatydy
pozostają z sobą w łączności w dwu lub
kilku miejscach(chiazmy), następuje

wymiana

odpowiadających sobie odcinków

pomiędzy

homologicznymi chromosomami (crossing-
over)
DIAKINEZA – chromosomy stają się

krótsze

MEJOZA I