04.10.2007
METODY STOSOWANE W BIOLOGII KOMÓRKI
Biologia komórki:
·ð Jest jednÄ… z najszybciej rozwijajÄ…cych i zaawansowanych dziedzin przyrody
·ð Współczesne badania koncentrujÄ… siÄ™ na budowie, funkcji i zależnoÅ›ciami miÄ™dzy
budowÄ… a funkcjÄ…
·ð Komórki sÄ… podstawowym elementem każdego organizmu
·ð Każda komórka otoczona jest bÅ‚onÄ… komórkowÄ…
·ð CechÄ… charakterystyczna komórki jest zdolność do tworzenia wÅ‚asnych kopii
·ð Ważnym wydarzeniem dla biologii komórki byÅ‚o wynalezienie mikroskopu
świetlnego w połowie XVII wieku; pozwoliło to odkryć komórkę
Przełomowe daty dla biologii komórki:
1655  Robert Hook użył prymitywnego mikroskopu i jako pierwszy nazwał elementy korka
komórkami
1676 - Antonie van Leeuwenhoek przy użyciu mikroskopu odkrył pierwotniaki, a w 1685
odkrył bakterie
1833 - Brown obserwując storczyki opisał dokładnie jądro komórek roślinnych
1838 - Schwann i Schleiden ogłosili Teorię Komórkową - każdy organizm roślinny i
zwierzęcy składa się z komórek zawierających jądro komórkowe
1857  Kölliker opisaÅ‚ mitochondriom w komórkach mięśniowych
1873 - Golgi Camillo opracował metodę barwienia preparatów mikroskopowych solami
srebra, dzięki czemu zbadał budowę neuronu
1879 - Flemming opisał zachowanie się chromosomów mitotycznych w komórkach
zwierzęcych
1879  Cayal opracował metody barwienia, które umożliwiły badania nad budową komórki
nerwowej
1898 - Golgi opisał poraz pierwszy struktury, które zostały nazwane od jego nazwiska
(aparaty Golgi'ego)
1902 - Theodor Boveri odkrył związek chromosomów z dziedzicznością
1952 - Pallad i inni rozwinęli metody mikroskopii elektronowej, pozwoliło to dostrzec
budowÄ™ cytoszkieletu i ultrastrukturÄ™ organelli
1957 - Robertson korzystając z mikroskopii elektronowej wykazał dwuwarstwowy charakter
błony komórkowej
STOSOWANE METODY BADAWCZE W BIOLOGII KOMÓRKI:
Badania mikroskopowe:
·ð obserwacje mikroskopowe umożliwiajÄ… zapoznanie siÄ™ z budowÄ… i funkcjÄ… oraz
analizą procesów zachodzących w komórkach
·ð oglÄ…dać można komórki, organelle i czÄ…steczki
·ð przeciÄ™tna Å›rednica komórek wynosi od 5 do 20 mikrometrów
Mikroskop świetlny:
·ð pozwala na powiÄ™kszenie do 1000x i jest podstawowym narzÄ™dziem badawczym w
biologii komórki
·ð zdolność rozdzielcza 0,2 mikrometrów
1
żð zdolnoÅ›ci rozdzielcza - najmniejsza odlegÅ‚ość miÄ™dzy dwoma dostrzegalnymi
punktami
·ð aby oglÄ…dać komórki w mikroskopie Å›wietlnym potrzeba 3 czynników:
żð odpowiednio przygotowany preparat (cienki i czÄ™sto wybarwiony)
żð padajÄ…ce Å›wiatÅ‚o skupione przy pomocy soczewek w kondensatorze
żð aby ogniskować obraz w oku potrzeba systemu dobrze ustawionych soczewek
Odmiany mikroskopu świetlnego:
·ð kontrastowo-fazowy
żð kontrastuje struktury, które w normalnych mikroskopach sÄ… przejrzyste i sÅ‚abo
widoczne
żð pozwala na przeksztaÅ‚cenie przesunięć fali Å›wietlnej,
żð zmiany jej amplitudy sÄ… lepiej widoczne przez oko ludzkie
(nie ma różnicy między nimi) - pozwala to na przesunięcie amplitudy
fali świetlnej, a obiekty stają się niewidoczne
·ð interferencyjny
żð stwarza podobne możliwoÅ›ci  korzysta z interferencji (nakÅ‚adania) - nakÅ‚ada
wiązki świetlne na siebie
żð nie jest konieczne barwienie
żð ukÅ‚ad optyczny morawskiego  powszechnie stosowany do obserwacji nie
barwionych komórek;
·ð fluorescencyjny
żð pozwala na uzyskanie informacji cytochemicznej, dziÄ™ki zastosowaniu UV
jako z
ródła światła, który wywołuje fluorescencję niektórych substancji
chemicznych
żð fluorescencja
o pierwotna/naturalna (chlorofil świeci na czerwono; kutyna na żółto-
zielono; lignina na żółto-pomarańczowo-zielono)
o wtórna (występuje w przypadku stosowania fluorochromów -
specjalnych barwników fluoryzujących; oranż akrydyny łączy się z
DNA i powoduje świecenie się na zielono, RNA na czerwono, błękit
alininowy wykazuje żółtą fluorescencję kalozy)
·ð konfokalny/współogniskowy
żð inne z
ródło światła - laser o zakresie fal bliskich UV
żð skanuje badany preparat, co pozwala wyeliminować warstwy znajdujÄ…ce siÄ™
powyżej i poniżej podmiotu badanego
żð skanowany obraz jest zapisywany i wyÅ›wietlany
na ekranie monitora trójwymiarowej rekonstrukcji komórki
Mikroskopy elektronowe:
·ð do tworzenie obrazu wykorzystuje siÄ™ strumieÅ„ elektronów o niewielkiej dÅ‚ugoÅ›ci fali
·ð umożliwia to milionkrotne powiÄ™kszenie, przy rozdzielczoÅ›ci tysiÄ…ckrotnie mniejszej
niż w optycznym - 2nm
·ð umożliwia wglÄ…d do organelli, a także pojedynczych czÄ…stek
·ð ogólna budowa podobna do mikroskopu Å›wietlnego:
żð dziaÅ‚o elektronowe wytwarza strumieÅ„ elektronów, przyspieszany w polu
elektromagnetycznym, naginany przez soczewki (wszystko w komorze
próżniowej)
2
·ð W badaniach komórek wyróżniamy dwa typy mikroskopu elektronowego:
żð transmisyjny mikroskop elektronowy (TME)
o podobna zasada jak w mikroskopie świetlnym
o przez preparat skontrastowany solami metali ciężkich przechodzi
strumień elektronów
o obraz jest rzutowany na ekran, który jest pokryty warstwą substancji
fluoryzujÄ…cej
o pod wpływem bombardowania powstaje monochromatyczny obraz
utworzony przez jasne i ciemne kontury
o rozdzielczość - 2nm;
żð scanningowy mikroskop elektronowy (SME)
o tworzy wyraziste obrazy trójwymiarowe o dużej (3-20nm)
rozdzielczości;
o strumień elektronów skanuje powierzchnie preparatu pokrytą przez
warstwę złota lub platyny
o elektrony sÄ… odbijane i wychwytywane przez detektor umieszczony po
wyżej preparatu, ten przekształca je w impulsy elektryczne
o trudne i pracochłonne przygotowanie preparatu
o po zobrazowaniu kształtu małych jednostek stosuje się barwienie
negatywowe, substancja wypełnia przestrzenie "pomiędzy"- powstają
jasne struktury na ciemnym tle
o cieniowanie - cienka warstwa platyny "pod kÄ…tem" pozwala na
pokazanie różnicy grubości napylanych struktur
o metoda mrożenia i łamania - badanie błon biologicznych. zamraża się
ciekłym azotem i cieniuje platyną .
·ð Mikroskopia ta pozwala na zapoznanie siÄ™ z morfologiÄ… lecz nie pozwala uzyskać
danych cytochemicznych
Badania cytochemiczne:
·ð pozwalajÄ… na odkrycie in situ konkretnych zwiÄ…zków i substancji chemicznych
żð reakcja PAZ (na wykrycie obojÄ™tnych wielocukrów)
żð reakcja Folgena (wykrywa kwasy nukleinowe)
żð reakcja FIF (fluorescencja indukowana formaldehydem, wykrywanie amin)
·ð Metody immunocytochemiczne
żð rozpoznaje biaÅ‚ka
żð wykorzystujÄ… wysokie swoistoÅ›ci wiÄ…zania siÄ™ antygenu z przeciwciaÅ‚em
żð czÄ…steczka przeciwciaÅ‚a wiąże i rozpoznaje konkretny antygen poprzez
podawanie konkretnych przeciwciał
·ð Metoda hybrydocytochemiczna
żð wykrywanie DNA i RNA
żð wykorzystujÄ… zjawisko hybrydyzacji kwasów nukleinowych
żð rozpoznajÄ… konkretne sekwencje nukleotydów - odcinki komplementarne Å‚Ä…czÄ…
siÄ™ in situ (w miejscu)
żð odpowiedni kwas musi mieć odpowiedniÄ… sekwencjÄ™
żð syntetyzuje siÄ™ komplementarnÄ… strukturÄ™ - sondÄ™, nastÄ™pnie znaczy siÄ™
fluorochromami, antygenami lub izotopami promieniotwórczymi
żð Å‚Ä…czÄ… siÄ™ (hybrydyzujÄ…) i np. Å›wiecÄ… - przy fluorochromie
żð FISH (fluorescent in situ hybridization) - pozwala na zlokalizowanie i
identyfikacjÄ™
3
żð pozwalajÄ… na zidentyfikowanie obcych kwasów nukleinowych; jeÅ›li jest maÅ‚o
kwasu DNA, należy namnożyć DNA oraz zastosować PCR in situ (techniką
reakcji łańcuchowej polimerazy) - następuje powielenie badanego odcinka
·ð Metoda autoradiografii
żð pozwala na wykrycie izotopów promieniotwórczych
żð wykorzystujÄ…c ich zdolność wybarwienie siÄ™ emulsji Å›wiatÅ‚oczuÅ‚ych
stosowanych w fotografii (na czarno)
żð po wprowadzeniu substancji zawierajÄ…cej izotopy, można Å›ledzić procesy
metaboliczne(znakowanie substancji)
żð pokrycie gotowego preparatu cienkÄ… warstwÄ… substancji Å›wiatÅ‚oczuÅ‚ej
żð promieniowanie beta powoduje wytrÄ…cenie siÄ™ z azotanu srebra - ziarna
srebra, które uwidocznione są na preparacie
żð na preparacie w miejscu znaczenia wystÄ™pujÄ… stronty w miejscach okreÅ›lonych
syntez oraz można określić ich aktywność przez ilość strontów
żð sÅ‚uży do oznaczenia biaÅ‚ek i kwasów nukleinowych
·ð Cytometria przepÅ‚ywowa
żð metoda ta pozwala na iloÅ›ciowÄ… ocenÄ™ wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizycznych i
chemicznych pojedynczych komórek przepływających przez miejsce pomiaru
(tylko komórki w formie zawiesiny - m.in. w formie wyizolowanych jąder

żð odczyty z każdego pomiaru sÄ… zliczane, rejestrowane i statystycznie
analizowane przez komputer
żð nie należy do technik mikroskopowych, jednak przygotowanie obejmuje
metody cytochemiczne i izometryczne
żð bardzo szerokie zastosowanie w medycynie i weterynarii
żð można badać ksztaÅ‚t, rozmiar i zawartość DNA, ploidalność, obecność gazów,
białek, cukrowców, przepuszczalność błon, aktywność błon, wewnętrzne pH
komórki oraz stężenie jonów
żð w praktyce klinicznej sÅ‚uży do diagnostyki chorób krwi, zaawansowania
chorób nowotworowych, zaburzeń układu immunologicznego
Badania biochemiczne i molekularne:
·ð majÄ… na celu wyizolowanie z komórek, a nastÄ™pnie scharakteryzowanie okreÅ›lonych
substancji chemicznych w szczególności białek i kwasów nukleinowych (ex situ -
poza komórką)
·ð do rozdziaÅ‚u biaÅ‚ek i kwasów nukleinowych sÅ‚uży elektroforeza
·ð metoda ta wykorzystuje zdolność do poruszania siÄ™ czÄ…stek obdarzonych Å‚adunkiem w
polu elektrycznym
·ð sÅ‚uży do rozdziaÅ‚u mieszanin biaÅ‚ek i kwasów nukleinowych, które różniÄ… siÄ™
ładunkami, więc i prędkością poruszania się jonów w polu elektrycznym
·ð po pewnym czasie elektroforezy nastÄ™puje rozdziaÅ‚ mieszanin wzdÅ‚uż linii pola
elektrycznego
·ð każdy ze skÅ‚adników znajduje siÄ™ w innym miejscu podÅ‚oża staÅ‚ego
·ð w ten sposób, wycinajÄ…c odpowiedni fragment podÅ‚oża staÅ‚ego można wyizolować
skład
·ð PodÅ‚oża:
4
żð do kwasów nukleinowych  elektroforeza na żelach agarowych (kwasy
nukleinowe wcześniej pocięte na krótsze odcinki przy użyciu enzymów
restrykcyjnych, działających w odpowiednich miejscach)
żð do biaÅ‚ek  elektroforeza na żelu poliakrylamidowym ( w obecnoÅ›ci SDS -
dodecylosiarczanu sodu)
·ð NajwiÄ™kszÄ… efektywność w rozdzielaniu biaÅ‚ek wykazuje elektroforeza
dwukierunkowa (rozdział na dwukierunkowej płaszczyz
nie). Pozwala na
wyodrębnienie 1000 białek z jednej próbki
·ð Do identyfikacji (sekwencjonowania) rozdzielonych biaÅ‚ek i sekwencjonowania
kwasów nukleinowych najczęściej służy blotting (odciskanie, plamy na bibule):
żð suthern blotting (poÅ‚udniowy)  wykrywa pojedyncze, krótkie odcinki DNA
i RNA, stosowana jest sonda (komplementarna do odcinka kwasu
nukleinowego  DNA lub RNA)
żð northern blotting (północny) - tylko RNA, też przy udziale sond
żð western blotting (zachodni) - wykrywa biaÅ‚ka przy użyciu odpowiednio
znakowanych przeciwciał
·ð Rozdzielane podczas elektroforezy substancje przenosi siÄ™ z żelu na bÅ‚onÄ™
nitrocelulozową lub nylonową (polega na odciśnięciu w obecności roztworu
ekstrakcyjnego, z żelu na odpowiednią błonę)
·ð Zachowuje rozmieszczenie rozdzielonych elementów i sekwencjonowanie przy użyciu
metody hybrydyzacji przy pomocy sond lub przeciwciał znakowanych enzymami,
pierwiastkami promieniotwórczymi (izotopami)
·ð SÄ… bardzo czuÅ‚e - pozwalajÄ… na wykrycie już od 10 pikogramów substancji
·ð PCR (Polymerase Chain Reaction) - umożliwia wykrycie Å›ladowych iloÅ›ci kwasów
nukleinowych, polega na powieleniu cząsteczek kwasów nukleinowych
11.10.2007
BUDOWA I RÓŻNICOWANIE SI
KOMÓREK
·ð komórka roÅ›linna i zwierzÄ™ca 5-20 mikrometrów
·ð wszystkie komórki powstaÅ‚y w toku ewolucji zjednej prakomórki wyjÅ›ciowej (ok. 3
mld lat temu);
Podział:
·ð Prokaryota:
żð komórki bez jÄ…dra komórkowego
żð bez organelli
żð bakterie i sinice (cyjanobakterie)
żð bardzo maÅ‚e < 7 mikrometrów
żð w wiÄ™kszoÅ›ci jednokomórkowe, ale zorganizowane w grona, Å‚aÅ„cuchy etc
żð nie posiadajÄ… bÅ‚ony, wyodrÄ™bnionego jÄ…dra ani organelli
żð wystÄ™puje gruba Å›ciana komórkowa (15-100 mikrometrów)
żð Å›ciana komórkowa zbudowana z proteoglikanów; czasem pokryta otoczkÄ…
śluzową
żð u bakterii chorobotwórczych Å›ciana komórkowa zbudowana z czÄ…steczek
glikoproteinowych
żð Å›ciana komórkowa utrzymuje ksztaÅ‚t i chroni przed rozerwaniem
żð wÅ‚aÅ›ciwa bÅ‚ona pod Å›cianÄ… jest kompleksem biaÅ‚kowo-lipidowym
5
żð tworzy liczne wypustki do wnÄ™trza komórki, prawdopodobnie zwiÄ™kszajÄ…c
powierzchniÄ™ oddechowÄ… bakterii
żð zawiera również liczne receptory biaÅ‚kowe - w ten sposób może dostosować
się do warunków środowiska
żð chromosom jest kolistÄ… dwuniciowÄ… czÄ…steczkÄ… DNA
żð w cytoplazmie znajdujÄ… siÄ™ mRNA, tRNA i rRNA
żð rybosomy ze staÅ‚Ä… sedymentacji 70s (biosynteza biaÅ‚ka)
żð liczne pÄ™cherzyki gazowe, krople lipidów, wielocukry, nieorganiczne
fosforany, zorganizowane w postaci ziaren sferycznych
żð wiele bakterii posiada zdolność ruchu, zbudowane przez rzÄ™ski z flagelliny
żð elementy roÅ›linneto gruba Å›ciana komórkowa
żð elementy zwierzÄ™ce to rzÄ™ski zbudowane z flagelliny
żð cyjanobakterie (sinice)
o najprymitywniejsze autotrofy zawierajÄ…ce chlorofil
o zamieszkujÄ… wszystkie nisze ekologiczne
o barwniki : chlorofil, karoten, ksantofil, fitocyjanina i tzw. skrobia
sinicowa
o są one rozpuszczone w cytoplazmie lub wbudowane w błoniaste
struktury (nie posiadają chloroplastów)
o bakterie i cyjanobakterie zawierają złożone układy, które umożliwiają
im syntezę wszystkich niezbędnych składników
o potrafią wiązać N i C
o stanowią główną masę biosfery
·ð Eukaryota:
żð posiadajÄ… komórki eukariotyczne z wyodrÄ™bnionym jÄ…drem komórkowym oraz
organellami
żð wystÄ™pujÄ… zarówno jednokomórkowe (drożdże i pierwotniaki) jak i
wielokomórkowe (grzyby, rośliny i zwierzęta)
żð posiadajÄ…: mitochondria, chloroplasty, cytoszkielet, lizosomy, rybosomy,
aparat Golgiego
żð J
DRO:
o największa struktura, położona centralnie
o stanowi centrum informacji genetycznej
o chromatyna w chromosomach
żð MITOCHONDRIA:
o podwójna błona
o owalne
o posiadają własne DNA
o potrafią się dzielić
o magazynowana energia w postaci wysokoenergetycznych wiazań ATP
żð CHLOROPLASTY:
o występują u roślin
o podwójna błona
o własne DNA
o chlorofil potrzebny do fotosyntezy
żð BA
ONY:
o siateczka śródplazmatyczna - gładka lub szorstka
żð LIZOSOMY :
o System GERLL
6
o Enzymy proteolityczne, tworzące wewnątrzkomórkowe
żð PEROKSYSOMY:
o Środowisko do rozkładu nadtlenku wodoru
żð CYTOZOL:
o wewnątrzkomórkowa przestrzeń
o wodny żel, w którym przebiegają reakcje chemiczne (synteza białek,
rozkład cząsteczek pokarmowych)
żð CYTOSZKIELET:
o system włókien - system włókien: filamenty i mikrotubule, które
rozciągają się przez całą komórkę
o decyduje o wewnętrznej organizacji komórki
o niezbędny w komórkach zwierzęcych i roślinnych
o system rurek i beleczek nadaje odporność mechaniczną
o umożliwia ruch
o warunkuje kształt
o bierze udział w podziałach komórkowych  organizacja wrzeciona
kariotycznego i cytokinetycznego
Jedność i różnorodność komórek:
Różnice:
·ð wszystkie komórki różniÄ… siÄ™ rozmiarem i ksztaÅ‚tem
·ð bakteria bdellowibria ma ksztaÅ‚t torpedy, która porusza siÄ™ do przodu przez owiniÄ™tÄ…
wić
·ð komórki:
żð zwierzÄ™ce - bÅ‚ona komórkowa
żð roÅ›linne - Å›ciana komórkowa
żð tkanki kostne - otoczone twardÄ… zmineralizowanÄ… substancjÄ…
·ð również funkcje różniÄ… komórki
·ð tkanka każdego narzÄ…du peÅ‚ni inne funkcje
·ð komórki różniÄ… siÄ™ aktywnoÅ›ciÄ…
·ð niektóre pobierajÄ… tlen, dla innych jest on letalny
·ð produkujÄ… hormony, enzymy, skrobie, tÅ‚uszcz i barwniki
·ð ksztaÅ‚t, wielkość, funkcje i wymagania różniÄ… komórki
·ð wszystkie komórki podobne pod wzglÄ™dem biochemicznym, majÄ… podobnÄ…
ultrastrukturÄ™
Podobieństwa:
·ð wszystkie skÅ‚adajÄ… siÄ™ z genów zapisanych trójkowym kodem chemicznym
·ð replikujÄ… - synteza biaÅ‚ek taka sama w każdej komórce
·ð biaÅ‚ka skÅ‚adajÄ… siÄ™ z takich samych (23) aminokwasów, które poÅ‚Ä…czone sÄ… w różnych
sekwencjach
·ð Prakomórka powstaÅ‚a 3-3,8 mld lat temu - ulegaÅ‚a ewolucji na skutek mutacji
ORGANIZMY MODELOWE (RÓŻNICOWANIE OD KOMÓREK
PROKARIOTYCZNYCH DO EUKARIOTYCZNYCH)
BAKTERIE:
·ð najmniejsze i najprostsze prokatyota
·ð zróżnicowany ksztaÅ‚t (kulisty, paÅ‚eczkowaty, Å›rubowaty)
·ð dÅ‚ugość kilka mikrometrów
·ð gruba Å›ciana komórkowa
·ð bÅ‚ona komórkowa
7
·ð w centrum pojedyncza lub podwójna czÄ…steczka DNA
·ð w mikroskopie elektronowym wnÄ™trze nie zawiera zorganizowanej struktury i
organelli komórkowych
·ð rozmnażajÄ… siÄ™ przez podziaÅ‚ z czÄ™stotliwoÅ›ciÄ… co 20 min, także jedna bakteria może w
ciągu 11 h wytworzyć 15 mld komórek
·ð stÄ…d też mogÄ… szybko ewoluować, zdobywać nowe z
ródła pokarmu
·ð zdobywajÄ… odporność na antybiotyki
·ð wykorzystujÄ… ogromnÄ… rozpiÄ™tość Å›rodowiska - od wulkanów do wnÄ™trza innych
komórek
·ð niektóre fotosyntetyzujÄ…, inne chemosyntetyzujÄ…
·ð pod wzglÄ™dem iloÅ›ciowym przewyższajÄ… inne organizmy
·ð modelowa bakteria - Escherichia coli  żyje w jelicie cienkim, posiada 4000 biaÅ‚ek z
DNA; pierwsze eksperymenty na kwasach nukleinowych; replikacja i odczytywanie
przebiega jak u wyżej zorganizowanych organizmów
GIARDIA:
·ð prymitywny eukaryota
·ð poÅ›redni etap w ewolucji
·ð jednokomórkowy organizm pasożytniczy
·ð posiada dwa wyodrÄ™bnione identyczne jÄ…dra
·ð nie posiada organelli ani struktur - poza cytoszkieletem
·ð pasożytuje w warunkach beztlenowych w jelicie cienkim
DROŻDZE PIEKARSKIE:
·ð typowe komórki eukariotyczne
·ð maÅ‚e jednokomórkowe grzyby
·ð otoczone grubÄ… Å›cianÄ… komórkowÄ… (cecha charakterystyczna dla Å›wiata roÅ›lin)
·ð zawierajÄ… mitochondriom
·ð nie posiadajÄ… chloroplastów
·ð rozmnażanie przez podziaÅ‚ tak szybko jak bakterie
PIERWOTNIAKI:
·ð jednokomórkowe, ale w wielu formach duże i zÅ‚ożone
·ð bardzo agresywne
·ð ruchliwe bÄ…dz
osiadłe
·ð miÄ™sożerne lub fotosyntetyzujÄ…ce
·ð posiadajÄ… wyrostki czuciowe, fotoreceptory, rzÄ™ski, aparaty gÄ™bowe, wiÄ…zki kurczliwe
podobne do mięśni
DIDINUM:
·ð bardzo podobna budowa do organizmów wielokierunkowych
·ð duży
·ð miÄ™sożerny
·ð do 150 mikrometrów
·ð kulisty ksztaÅ‚t
·ð otoczony dwoma pasmami rzÄ™sek
·ð uwypuklenie podobne do ryjka
·ð szybko pÅ‚ywa i odżywia siÄ™ innymi pierwotniakami wyrzucajÄ…c z ryjka paraliżujÄ…ce
strzałki
8
OEGANIZMY WIELOKIERUNKOWE:
·ð grzyby
·ð roÅ›liny
·ð zwierzÄ™ta
·ð Arabidopsis thaliana  rzodkiewnik pospolity  modelowa roÅ›lina spoÅ›ród 300000
roślin
żð niewiele DNA 3-4 razy wiÄ™cej niż u drożdży
żð z tej uwagi jest roÅ›linÄ… modelowÄ… w badaniach genetycznych i biochemicznyc
·ð ZwierzÄ™ta:
żð muszka owocowa, nicieÅ„, mysz
żð spoÅ›ród wielokomórkowych, wiÄ™kszość stanowiÄ… owady (Drosophila
melanogaster)
żð modelowy nicieÅ„ (Caenorhabditis elegans)
o jest mniejszy i prostszy niż Drosophila melanogaster
o dokładnie poznano już rozwój od zapłodnionej komórki jajowej do
dojrzałej postaci
o składa się z 959 komórek u dojrzałego osobnika
żð Homo sapiens
o badane jedynie w hodowlach komórek z powodów etycznych
o dokładnie poznane mutacje w tysiącach genów
o znana kolejność nukleotydów i liczbą genów, ale nie znane dokładne
funkcjonowanie
o duże zróżnicowanie komórek w tkanki, te z kolei zorganizowane w
narzÄ…dy
o komórki różnych tkanek są bardzo niepodobne (np. tłuszczowa i
kostna)
o powstają w rozwoju embrionalnym z jednej zapłodnionej komórki
jajowej
o wszystkie majÄ… jednakowe DNA
o różnicują się poprzez różne wykorzystywanie sekwencji
o nie wszystkie geny są wykorzystywane we wszystkich komórkach
o różna ekspresja genów w różnych komórkach
o posiadają identyczne instrukcje genetyczne, ale w różny sposób
wykorzystywane, dlatego są tak zróżnicowane (nie całe DNA jest
wykorzystywane)
18.10.2007
BA
ONY KOMÓRKOWE
·ð Podstawowy skÅ‚adnik każdej komórki
·ð StanowiÄ… barierÄ™ oddzielajÄ…cÄ… zawartość komórki od Å›rodowiska i od siebie
·ð UmożliwiajÄ… wzrost i zmianÄ™ ksztaÅ‚tu
·ð Selektywne bariery miÄ™dzy przestrzeniami
·ð BakteriÄ™ majÄ… pojedynczÄ… bÅ‚onÄ™ (oprócz bÅ‚ony, otoczone sÄ… cytolemmÄ…, ale zawierajÄ…
stosunkowo dużo błon wewnętrznych  95% - 98% wszystkich błon)
Wyróżniamy:
·ð BÅ‚onÄ™ jÄ…drowÄ… (nukleolemmÄ™)
9
·ð BÅ‚onÄ™ siateczki Å›ródplazmatycznej (retikulum)
·ð BÅ‚onÄ™ ukÅ‚adu Golgi ego
·ð BÅ‚ony lizosomalne
·ð BÅ‚ony mitochondrialne
·ð BÅ‚ony innych wewnÄ…trzkomórkowych elementów obÅ‚onionych
Budowa:
·ð Wszystkie bÅ‚ony zbudowane sÄ… podobnie
·ð BiaÅ‚ka bÅ‚onowe nadajÄ… charakter bÅ‚onom
Skład:
·ð SkÅ‚adajÄ… siÄ™ z dwóch podstawowych elementów: biaÅ‚ek i lipidów
·ð Niektóre posiadajÄ… jeszcze elementy wÄ™glowodanowe
Wspólny plan budowy  modele:
·ð PÅ‚ynna mozaikowa budowa bÅ‚on, zakÅ‚ada że skÅ‚adajÄ… siÄ™ z podwójnej warstwy
lipidowej, w której zanurzone są cząsteczki białka
·ð Podwójna bÅ‚ona, zbudowana z hydrofilowych czÄ…steczek znajdujÄ…cych siÄ™ na
zewnÄ…trz oraz z nierozpuszczalnych hydrofobowych czÄ…steczek znajdujÄ…cych siÄ™
wewnÄ…trz
·ð Lipidy bÅ‚onowe sÄ… amfipatyczne  majÄ… hydrofilowe i hydrofobowe wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci
·ð Posiada zdolność do tworzenia dwuczÄ…steczkowej warstwy, w odpowiednich
warunkach liposomów  kulistych twórów
Właściwości:
·ð WzglÄ™dna ciÄ…gÅ‚ość (posiada tylko warstwa lipidowa)  czÄ…steczki warstwy lipidowej
mogą się rozsuwać i obejmują agregaty lub cząsteczki białkowe (białka błon nie
stanowią fazy ciągłej)
·ð BiaÅ‚ka bÅ‚on posiadajÄ… labilność, co umożliwia zmianÄ™ ich lokalizacji i wystÄ™powanie
w różnych miejscach błon, co z kolei prowadzi do lokalnej specjalizacji błony
10
·ð Lipidy i biaÅ‚ka bÅ‚on posiadajÄ… zdolność zmiany poÅ‚ożenia wzdÅ‚uż pÅ‚aszczyzn bÅ‚on (z
jednej warstwy do drugiej  ruchy flip-flop)  dyfuzja błon
·ð Mozaikowość  rozmieszczone biaÅ‚ka i lipidy w podwójnej warstwie lipidowej jest
asymetryczne  brak powtarzających się jednostek (jedna strona błony różni się
składem chemicznym od drugiej)
Właściwości lipidów błonowych:
1. Fosfolipidy
·ð Aminowe  fosfatydyloetanoloamina, fosfatydyloseryna
·ð Cholinowe  fosfatydylocholina, fosfatydyloinozytol, fosfatydylosfingozyna
2. Glikolipidy
·ð Glikosfingolipidy
·ð Gangliozydy
·ð galaktocerebriozy
3. Cholesterol
Lipidy błonowe:
·ð TworzÄ… w wodzie dwuwarstwy  uniwersalna podstawa budowy bÅ‚on komórkowych
żð Hydrofilowa główka z rozpuszczalnÄ… w wodzie grupÄ… polarnÄ…
żð Hydrofobowe ogonki z grupami nie polarnymi, tworzÄ… wiÄ…zania z tÅ‚uszczami
·ð W wyniku tych sprzecznie dziaÅ‚ajÄ…cych siÅ‚ tworzy siÄ™ dwuwarstwa
·ð Dwuwarstwa lipidowa ma zdolność samozasklepiania siÄ™ - w przypadku rozdarcia,
spontanicznie przegrupowuje siÄ™ dwuwarstrwa w celu zasklepienia
żð MaÅ‚e rozdarcie  reorganizacja prowadzi do naprawy
żð Duże rozdarcie  warstwa rozpada siÄ™ na samodzielne pÄ™cherzyki
·ð Dwuwarstwa lipidowa jest dwuwymiarowym pÅ‚ynem
·ð Wodne Å›rodowisko uniemożliwia ucieczkÄ™ lipidów bÅ‚onowych z dwuwarstwy, ale
mogą się przemieszczać (dlatego zachowuje się jak dwuwarstwowy płyn)
·ð Liposomy  (maja Å›rednicÄ™ okoÅ‚o 25 nanometrów do 1 milimetra)
·ð W normalnych warunkach dwuwarstwa jako dwuwymiarowy pÅ‚yn, w którym
czÄ…steczki lipidowe maja swobodny ruch (obrotowe ruchy), mogÄ… przeskakiwac z
jednej warstwy do drugiej (ruchy flip-flop)
Płynność błony:
·ð Umożliwia szybkÄ… dyfuzjÄ™ biaÅ‚ek bÅ‚onowych w pÅ‚aszczyz
nie dwuwarstwy i wzajemne
oddziaływanie ważne w sygnalizacji komórkowej
·ð Umożliwia fuzjÄ™ bÅ‚on ze sobÄ… i wymieszanie ich czÄ…steczek, ważne przy podziaÅ‚ach 
równomierne rozdzielenie pomiędzy komórkami potomnymi
·ð W komórkach zwierzÄ™cych pÅ‚ynność jest zmieniana dziÄ™ki obecnoÅ›ci steroidu 
cholesterolu
·ð Cholesterolu nie posiadajÄ… drożdże, roÅ›liny i bakterie
·ð Cholesterol  krótkie, sztywne czÄ…steczki w dużych iloÅ›ciach, w przestrzeniach
pomiędzy sąsiednimi cząsteczkami fosfolipidów usztywniają dwuwarstwę i
zmniejszają ich przepuszczalność
·ð Dwuwarstwa lipidowa jest asymetryczna, a wynika to z:
żð Nierównomiernego poÅ‚ożenia fosfolipidów po obu stronach
żð Nierównomiernego uÅ‚ożenia glikolipidów (wystÄ™pujÄ… tylko po zewnÄ™trznej
stronie)
żð Przewagi pewnej zawartoÅ›ci biaÅ‚ek integralnych i powierzchniowych po
stronie wewnętrznej
·ð Selektywne przepuszczanie (dyfuzja)
11
żð BÅ‚ony plazmatyczne przepuszczajÄ… pewien rodzaj czÄ…steczek, a inne
zatrzymujÄ…
żð StanowiÄ… barierÄ™ ochronnÄ…
żð Główna rolÄ™ odgrywa hydrofobowe wnÄ™trze  bariera zapobiegajÄ…ca przejÅ›ciu
większości cząsteczek hydrofilowych
żð Niektóre substancje przenikajÄ… przez dyfuzjÄ™ (najszybciej, gdy sÄ… najmniejsze
i im łatwiej rozpuszczają się w olejach; są to małe i nie polarne cząsteczki 
tlen, dwutlenek węgla, benzen; szybko również przechodzą nierównomierne
czÄ…steczki  woda, etanol; wolniej przechodzi glicerol)
żð BÅ‚ony sÄ… nie przepuszczalne dla jonów i substancji nierozpuszczalnych w
wodzie
żð WiÄ™ksze czÄ…steczki nie przechodzÄ… na zasadzie dyfuzji  glukoza,
aminokwasy, nukleotydy
Białka błonowe:
·ð WiÄ™kszość funkcji jest peÅ‚niona przez konkretne biaÅ‚ko
·ð RóżniÄ… siÄ™ ciężarem czÄ…steczkowym, budowÄ… (od 1000 do kilku tysiÄ™cy daltonów)
·ð ZwiÄ…zki biaÅ‚ka stanowiÄ… 50% masy wiÄ™kszoÅ›ci wszystkich bÅ‚on
·ð Ze wzglÄ™du na lokalizacje wyróżniamy:
żð BiaÅ‚ka strukturalne-integralne, zwiÄ…zane z bÅ‚onÄ…
żð BiaÅ‚ka powierzchniowe (peryferyczne) nie sÄ… bezpoÅ›rednio zwiÄ…zane z bÅ‚onÄ…
·ð Ze wzglÄ™du na funkcjÄ™ wyróżniamy:
żð BiaÅ‚ka transportujÄ…ce  pompa sodowo-potasowa (sód na zewnÄ…trz, a potas do
wewnÄ…trz
żð BiaÅ‚ka wiążące  integryny wiążą wewnÄ…trzkomórkowe filamenty aktyny z
białkiem substancji zewnątrzkomórkowych
żð Receptory  receptor pÅ‚ytkopochodnego czynnika wzrostu, wiąże
zewnątrzkomórkowe PGDF i wytwarza wewnątrzkomórkowe sygnały
inicjujące wzrost komórki
żð Enzymy  cykloza adenylanowa
Białka błonowe:
·ð MogÄ… być zwiÄ…zane z dwuwarstwÄ… lipidowÄ…:
żð BezpoÅ›rednio  sÄ… to transbÅ‚onowe biaÅ‚ka integralne
żð Peryferycznie  poza obrÄ™bem dwuwarstwy, sÄ… tylko zakotwiczone grupami
lipidowymi
żð PoÅ›rednio (powierzchniowe)  po jednej lub po drugiej stronie zwiÄ…zane za
pośrednictwem innego białka
·ð A
ańcuch polipeptydowy zazwyczaj przechodzi przez dwuwarstwę jako alfa-helisa
(przechodzi tylko raz)
·ð Wiele biaÅ‚ek bÅ‚onowych jest receptorami sygnałów zewnÄ…trzkomórkowych
·ð BiaÅ‚ka tworzÄ… pory wodne
Jak można usunąć białka:
·ð Integralne zwiÄ…zane z bÅ‚onÄ… mogÄ… być uwolnione poprzez detergenty
·ð Luz
no związane z błona można uwolnić w procesie ekstrakcji nie uszkadzając
dwuwarstwy lipidowej
Roślinne białka błonowe:
·ð SÄ… maÅ‚o poznane
12
·ð W szpinaku znajduje siÄ™ okoÅ‚o 100 odmiennych polipeptydów (80% to integralne, a
20% to powierzchniowe)
·ð ZwiÄ…zane sÄ… z cytoplazmatyczna warstwÄ…
Najlepiej poznane białka błonowe:
·ð Pompa protonowa i wapniowa
·ð NoÅ›nik jonów fosforowych i azotanowych
·ð NoÅ›niki sacharozy i auksyny
·ð KanaÅ‚y potasowe i wodne (akwaporyny)
·ð Receptory etylenu i cytokininy
·ð Grupa kinaz biaÅ‚kowych
Związki białek błonowych (modelowy przykład  erytrocyty  białka erytrocytów):
1. Glikoforyna A
·ð Transblonowe
·ð Monotypowe
·ð TworzÄ… pojedyncze bloki
·ð Masa czÄ…steczkowa - 28 kilodaltonów
·ð SkÅ‚adajÄ… siÄ™ z 131 reszt aminokwasowych silnie zglikolizowanych
·ð 60% Å‚aÅ„cucha zwiÄ…zana jest ze 100 resztami cukrowymi (wystajÄ… ponad
warstwÄ™ lipidowÄ…
·ð Do głównych reszt cukrowych glikoforyny należy kwas sialowy
5
·ð W jednym erytrocycie glikoforyna wystÄ™puje 6 * 10 kopii
·ð Erytrocyty bez tego biaÅ‚ka nie wykazujÄ… zaburzeÅ„ fizjologicznych
2. Trzeciego szczytu elektroforetycznego B3SE
6
·ð B3SE wystÄ™puje okoÅ‚o 6 * 10 kopii
·ð Politopowe  tworzy wielokrotne bloki
·ð Masa czÄ…steczkowa wynosi 100 kilodaltonów
·ð Zbudowane z 929 reszt aminokwasowych
·ð Wielokrotnie przechodzi przez ciaÅ‚o gruboÅ›ci bÅ‚ony nawet do 10 razy
·ð TransbÅ‚onowe- reguluje transport aminokwasów podczas usuwania dwutlenku
węgla z erytrocytów
Białka dobrze poznane u bakterii:
·ð Bakteriorodopsyna  maÅ‚e biaÅ‚ko, zbudowane z 250 aminokwasów, wystÄ™pujÄ…ce w
dużych ilościach w błonach bakterii słonolubnych
·ð Siedem razy przechodzi przez ciaÅ‚o dÅ‚ugoÅ›ci politopowe
·ð Wchodzi w skÅ‚ad receptorów
·ð Retinol  nadaje ciemnÄ… fioletowÄ… barwÄ™
Białka szkieletowe:
·ð BiaÅ‚ka bÅ‚onowe tworzÄ…ce pod bÅ‚onÄ… włóknistÄ… wyÅ›ciółkÄ™
·ð KotwiczÄ… siÄ™ do niektórych transbÅ‚onowych
·ð UtrzymujÄ… ksztaÅ‚t komórki
·ð ZapewniajÄ… elastyczność i wytrzymaÅ‚ość
·ð Wyróżniamy 11 rodzajów biaÅ‚ek szkieletowych
·ð Spektryna
żð SkÅ‚ada siÄ™ z dwóch monomerów alfa- i beta- helikalnie splecionych
żð Masa czÄ…steczkowa alfa- wynosi 240 kilodaltonów, natomiast beta- 22o
kilodaltonów
13
żð Oba dimery wiążą siÄ™ ze sobÄ… tworzÄ…c filamenty
żð DÅ‚ugość 100 nanometrów
żð KoÅ„ce pozostaÅ‚ych tetramerów Å‚Ä…czÄ… siÄ™ z filamentami cytoszkieletu (aktyna i
propomiozyna)
·ð Nadaje ksztaÅ‚t erytrocytów jako dwuwklÄ™sÅ‚ych dysków
·ð Zaburzenia w ekspresji alfa- i beta-spektryny prowadzi do zaburzeÅ„ metabolicznych 
do zmiany kształtu i zaburzeń w transportowaniu
·ð Maja podÅ‚oże genetyczne
Funkcje białek błonowych:
·ð PrzyczepiajÄ… filamenty cytoszkieletu do bÅ‚ony komórkowej
·ð PrzyczepiajÄ… komórki do macierzy miÄ™dzykomórkowej
·ð PrzenoszÄ… czÄ…steczki do komórki i z komórki
·ð DziaÅ‚ajÄ… jako receptory dla sygnalizacji
·ð WykazujÄ… swoistÄ… aktywność enzymatycznÄ…
Cukrowe składniki błon komórkowych:
·ð WÄ™glowodany stanowiÄ… od 2% - 10% masy bÅ‚on
·ð WystÄ™pujÄ… jako cukrowce, zwiÄ…zane koÅ„cami z biaÅ‚kami bÅ‚on  glikoproteiny, z
końcami lipidów  glikolipidy
·ð DÅ‚ugie Å‚aÅ„cuchy polisacharydów  proteoglikany
·ð WystÄ™pujÄ… po zewnÄ™trznej stronie bÅ‚ony
·ð Poznano okoÅ‚o 100 monosacharydów
żð Galaktoza
żð Mamoza
żð Glukoza
żð Galaktozamina
żð Glukozamina
żð Kwas sialowy
·ð W polipeptydach kwasy poÅ‚Ä…czone sÄ… luz
no
·ð Cukry mogÄ… siÄ™ Å‚Ä…czyć różnymi typami wiÄ…zaÅ„ z różnymi aminokwasami tworzÄ…c
rozgałęzienia
·ð TworzÄ… glikokaliks zwiÄ…zany na powierzchni komórek (zwÅ‚aszcza nabÅ‚onkowych)
·ð Glikokaliks wystÄ™puje tylko w komórkach zwierzÄ™cych
Glikokaliks:
·ð Zabezpiecza przed uszkodzeniem mechanicznym
·ð Silnie pochÅ‚ania wodÄ™ (powierzchnia jest Å›lizka)
·ð Wiele komórek (erytrocyty) mogÄ… siÄ™ przeÅ›lizgiwać przez szczeliny Å›cian naczyÅ„
włosowatych
·ð Zabezpiecza (zapobiega) zlepianiu siÄ™ erytrocytów i przyczepianiu do Å›cian naczyć
krwionośnych
·ð Powoduje asymetrie bÅ‚ony, ponieważ wystÄ™puje tylko po zewnÄ™trznej stronie bÅ‚ony
U roślin znajduje się celuloza  zasadniczy element nadający kształt komórkom roślinnym
Węglowodany białkowe:
·ð WystÄ™powanie monosacharydów w koÅ„cach glikosacharydowych przyczynia siÄ™ do
określenia grupy krwi
·ð Kwas sialowy odpowiedzialny jest za ujemny Å‚adunek elektryczny
14
·ð Oligosacharydy pomagajÄ… w utrzymaniu pozycji glikoprotein i 4 rzÄ™dowe biaÅ‚ka
globularnego
·ð Rozpoznanie i przyleganie do innych komórek
·ð Powstawanie odczynów zapalnych we wczesnych stadiach infekcji bakteryjnej
·ð Rozpoznawanie wzajemne komórek podczas kolejnych etapów rozwoju organizmu
25.10.2007
TRANSPORT PRZEZ BA
ONY
·ð Funkcjonowanie komórek jest uzależnione od wymiany materii
·ð BarierÄ… ograniczajÄ…cÄ… jest otaczajÄ…ca bÅ‚ona komórkowa
·ð Dwukierunkowy transport  bÅ‚ona komórkowa musi pobierać substancjÄ™ potrzebne
do rozwoju jak i również usuwać produkty przemiany materii
Typy transportu:
Transport pojedynczych czÄ…steczek:
·ð Bierny
żð Wynika z różnicy gradientów stężeÅ„ po obu stronach bÅ‚ony i odbywa siÄ™
zgodnie z gradientem  od wyższego do niższego
żð Szybkość transportu nie naÅ‚adowanych czÄ…steczek nie zależy od różnicy stężeÅ„
cząsteczek obdarzonych ładunkiem, zależy od różnicy stężeń i od gradientu
elektrochemicznego
żð Przez bÅ‚onÄ™ ujemnie naÅ‚adowanÄ… szybciej bÄ™dÄ… transportowane czÄ…steczki
naładowane dodatnio, a ujemnie najmniej
żð Dyfuzja prosta
o Ze względu na hydrofobowy półprzepuszczalny charakter błony,
swobodnie przenikają do wnętrza w drodze dyfuzji prostej, związki
dobrze rozpuszczalne w lipidach oraz dwutlenek węgla, tlen i azot
(czÄ…steczki gazowe), mocznik, etanol, glicerol, woda
o Transport ten odbywa się bez udziału przenośników
o Natomiast dyfuzja ułatwiona uzależniona jest od przenośników
(Białka transbłonowe, które stanowią przejśccia do poszczególnych
substancji)
o Przez błonę przechodzą jony, drobnocząsteczkowe związki organiczne
takie jak glukoza
o Zestaw białek transportujący w błonie komórki lub organelli
wewnątrzkomórkowych ściśle określa co może wejść lub wyjść
żð Każdy typ bÅ‚ony ma swój wÅ‚asny zestaw biaÅ‚ek transportujÄ…cych:
o Białka nośnikowe
Øð PrzejÅ›ciowo Å‚Ä…czÄ… jony lub czÄ…steczki transportowe w ten
sposób, ze zmieniają swoja konformację przenosząc je na
druga stronę błony
Øð W ten sposób transportowane sÄ… maÅ‚e czÄ…steczki organiczne i
nieorganiczne, jony
Øð Każdy przenoÅ›nik transportuje jeden typ czÄ…steczek
o Białka kanałowe
Øð sÄ… najczęściej zamkniÄ™te
Øð mogÄ… otwierać siÄ™ pod wpÅ‚ywem trzech elementów
1. zmiany ąłdunku elektrycznego błony
15
2. związanie z ligandem (informator I lub II rzędu)
3. pod wpływem czynników mechanicznych
Øð tworzÄ… hydrofilne pory przez które przechodzÄ… substancje na
drodze dyfuzji
Øð wiÄ™kszość kanałów przepuszcza tylko jony nieorganiczne,
dlatego nazywane są kanałami jonowymi
·ð Aktywny
żð CzÄ…steczki przechodzÄ… przez bÅ‚onÄ™ przeciwko gradientowi stężeÅ„
żð Transport substancji odbywa siÄ™ od mniejszego do wiÄ™kszego stężenia
żð Czynny transport, energochÅ‚onny, zwiÄ…zany z okreÅ›lonymi procesami
chemicznymi, w których biorą udział białka wchodzące w budowę ATP-azy
żð Transportowane sÄ… jony sodu, potasu i wapnia, poprzez pompÄ™ sodowo-
potasowÄ… i pompÄ™ wapniowÄ…
Pompa sodowo-potasowa:
·ð Polega na transporcie jonów sodu na zewnÄ…trz komórki, a jonów potasu do wnÄ™trza
komórki
·ð Ma na celu utrzymanie różnic stężeÅ„ obu jonów wystÄ™pujÄ…cych pomiÄ™dzy wnÄ™trzem a
przestrzenią międzykomórkową
·ð Proces zachodzi przy udziale energii z hydrolizy ATP-azy
·ð CzÄ…steczka transbÅ‚onowej ATP-azy jest zwiÄ…zana na wewnÄ™trznej powierzchni bÅ‚ony
·ð Hydrolizuje ATP do ADP i ortofosforanów
·ð Ulega fosforylacji
·ð JednoczeÅ›nie wiąże siÄ™ na swojej powierzchni jony sodu
·ð Fosforylacja zmienia konformacjÄ™ ATP-azy powodujÄ…c jej otwarcie na zewnÄ…trz
powierzchni błon
·ð Jon sodu jest uwalniany
·ð Z ATP wiąże siÄ™ jon potasu
·ð JednoczeÅ›nie nastÄ™puje defosforylacja
·ð Zmienia siÄ™ konformacja
·ð W wyniku każdej zmiany na zewnÄ…trz transportowane sÄ… trzy jony sodu, a do wnÄ™trza
dwa jony potasu
·ð WystÄ™puje w bÅ‚onie komórek nerwowych i jest podstawÄ… depolaryzacji i
hiperpolaryzacji, a zatem i jej pobudzania i hamowania
·ð DziaÅ‚a w bÅ‚onie komórek nabÅ‚onkowych, jelita, nerek, gruczołów Å›luzowych,
potowych, splotu naczyniowego
·ð Wiąże siÄ™ z mechanizmem wydzielania i usuwania moczu, Å›liny, potu, pÅ‚ynu
mózgowo-rdzeniowego
·ð Kontroluje objÄ™tość komórki, bo podążajÄ…ca za jonami sodu i chloru woda powoduje
hipotonię i pęcznienie komórki (zapobiega temu pompa sodowo-potasowa)
Pompa wapniowa:
·ð Transport wbrew gradientowi stężeÅ„ przez transbÅ‚onowe biaÅ‚ko
·ð Umożliwia skurcz włókna mięśniowego
·ð EnergiÄ™ potrzebnÄ… do transportu czerpie z hydrolizy ATP wewnÄ…trz włókna
mięśniowego
·ð Odbywa siÄ™ tu transport oscylacyjny w dwóch kierunkach
żð Z siateczki Å›ródplazmatycznej do sarkoplazmy  skurcz
żð Z sarkoplazmy do siateczki Å›ródplazmatycznej  rozkurcz
·ð Odpowiednie stężenie jonów wpÅ‚ywa na podziaÅ‚y komórkowe (mitoza)
16
·ð Apoptoza (Å›mierć komórkowa zaprogramowana)
·ð Wtórny przekaz
nik informacji
Transport makroczÄ…steczek:
·ð WiÄ™ksze czÄ…steczki oraz bakterie, fragmenty komórek nie mogÄ… być transportowane
na zasadzie wyżej wymienionych
·ð Ale mogÄ… być wprowadzone poprzez wpuklenie  endocytoza
Endocytoza:
·ð Transport makroczÄ…steczek w postaci obÅ‚onionych czÄ…steczek z zewnÄ…trz do wnÄ™trza
komórki
·ð Wpuklona bÅ‚ona tworzy w wyniku fuzji endosom, który stanowi zamkniÄ™te ciaÅ‚ko
otoczone błoną
·ð Po wprowadzeniu do pÄ™cherzyka substancje mogÄ… być przetwarzane w komórce
Egzocytoza:
·ð Przeciwny transport endocytozy
·ð Polega na transporcie obÅ‚onionych wakuoli w wnÄ™trza komórki na zewnÄ…trz do
przestrzeni międzykomórkowych
·ð Dochodzi do fuzji czÄ…steczek i wydalania zawartoÅ›ci poza komórkÄ™
·ð Fuzja umożliwia budowanie nowej bÅ‚ony
Fagocytoza:
·ð WÅ‚Ä…czanie do komórek dużych staÅ‚ych czÄ…steczek (bakterie, fragmenty rozpadÅ‚ych
komórek) odbywa się poprzez otoczenie wypustkami cząsteczki zabsorbowanej
wcześniej na powierzchni komórki
·ð Tworzy siÄ™ wakuola (której Å›rednica wynosi powyżej 250 nanometrów), która zawiera
pobrana czÄ…steczkÄ™
·ð DoÅ‚Ä…czajÄ… siÄ™ lizosomy, tworzÄ…c fagolizosomy
Pinocytoza:
·ð Transportowanie przez pÄ™cherzyki pinocytarne substancji rozpuszczonych w pÅ‚ynie
otaczającym komórkę
·ð PÄ™cherzyku te sÄ… transportowane we wnÄ™trzu komórki (ich Å›rednica wynosi od 150 
250 nanometrów)
Transcytoza:
·ð Transportowane sÄ… czÄ…steczki prze cytoplazmÄ™ z jednej powierzchni komórki na drugÄ…
powierzchniÄ™
·ð PoÅ‚Ä…czenie endocytozy z egzocytozÄ…
·ð Endocytosomy wprowadzajÄ… materiaÅ‚ do endosomów wczesnych, nastÄ™pnie do
endosomów póz
nych (lizosomalnych) transportowanych za pośrednictwem
pęcherzyków transportujących
Fotocytoza:
·ð Transport maÅ‚ych czÄ…steczek przez wytwarzanie wgłówieÅ„ (jamek/wpukleÅ„) bÅ‚ony,
które zawierają receptory do transportowanych cząsteczek
Endocytoza adsorpcyjna:
·ð Odmiana endocytozy
17
·ð Dwuetapowa
·ð Substancje wÅ‚Ä…czane do komórki sÄ… adsorbowane na wewnÄ™trznÄ… powierzchniÄ™
komówki
·ð Tworzy siÄ™ doÅ‚ek pokryty klatrynÄ… (biaÅ‚ko)
·ð DoÅ‚ek siÄ™ pogÅ‚Ä™bia i traci klatrynÄ™
·ð Wytworzony pÄ™cherzyk zlewa siÄ™ z endosomem wczesnym
·ð Heterofagosom - transportowany materiaÅ‚ zawiera obce bakterie
·ð Autofagosom  transportowane sÄ… zuzyte struktury, wÅ‚asne elementy
·ð Heterofagosomy i autofagosomy mogÄ… siÄ™ zlewać z lizosomami tworzÄ…c
heterofagolizosomy i autofagolizosomy
POA

CZENIA MI
DZYKOMÓRKOWE
·ð Funkcjonowanie caÅ‚ych organów możliwe jest dziÄ™ki funkcjonowaniu narzÄ…dów, a te z
kolei dzięki funkcjonowaniu tkanek, a te dzięki funkcjonowaniu komórek
·ð WspółpracujÄ…ce komórki Å›ciÅ›le do siebie przylegajÄ…
·ð W miejscach tworzÄ… siÄ™ specjalne struktury, Å‚Ä…czÄ…ce je ze sobÄ… poÅ‚Ä…czeniami
międzykomórkowymi
·ð UmożliwiajÄ… rozpoznanie i przyleganie komórek do siebie i do bÅ‚ony podstawowej
·ð UmożliwiajÄ… wzajemnÄ… komunikacjÄ™
Podział:
1. Połączenia zamykające/ścisłe typu occludens
·ð Bardzo szczelne
·ð Nazywa siÄ™ je nieprzepuszczalnymi
·ð Reprezentowane przez obwódkÄ™ zamykajÄ…cÄ… zonula occludens
·ð Szczelne poÅ‚Ä…czenia pomiÄ™dzy sÄ…siednimi komórkami nabÅ‚onkowymi, które
biegną wzdłuż obwodu komórki
·ð Nieprzepuszczalne dla jonów i czÄ…steczek
·ð Ich szczelność wynika z częściowej fuzji bÅ‚on komórek sÄ…siednich,
wspomaganą przez białka błonowe (integralne), które tworzą rodzaj sznurów
równoległych do powierzchni nabłonków
·ð ZnajdujÄ… siÄ™ w wierzchoÅ‚kowych częściach komórek nabÅ‚onkowych i biegna
wzdłuż bocznych ścian komórki
·ð OddzielajÄ… Å›rodowisko zewnÄ™trzne zwiÄ…zane ze szczytowÄ… częściÄ… komórki od
przestrzeni międzykomórkowej bocznej i podstawy
·ð SÄ… rozwiniÄ™te w nabÅ‚onkach jelita cienkiego
·ð ZapobiegajÄ… przenikaniu enzymów trawiennych ze Å›wiatÅ‚a jelita do przestrzeni
międzykomórkowych (dyfuzja wsteczna)
·ð OgraniczajÄ… wyspecjalizowany w wchÅ‚anianiu obszar nabÅ‚onków
·ð ZnajdujÄ… siÄ™ w szczelnych poÅ‚Ä…czeniach pÄ™cherza moczowego
·ð ZapobiegajÄ… ucieczce wody
2. Połączenia zbierające/przylegania typu adherens
·ð ZapewniajÄ… mechanicznÄ… wytrzymaÅ‚ość
·ð Odporne na rozrywanie
·ð PowstajÄ… wskutek poÅ‚Ä…czeÅ„ cytoszkieletów sÄ…siadujÄ…cych komórek
·ð TworzÄ… siÄ™ pomiÄ™dzy szkieletami a bÅ‚onÄ… podstawnÄ…
·ð WystÄ™pujÄ… w trzech postaciach:
żð Obwódka zbierajÄ…ca (zanula adherentes)
18
o Zespala sieć filamentów aktywnych z kadhedrynami błony (cząsteczki
glikoprotein) dwóch sąsiadujących ze sobą komórek nabłonka
o Znajdują się wdłuż bocznych powierzchni części wierzchołkowych, ale
poniżej połączeń zamykających
żð Desmosomy (plamki przylegania)
o Błony przylegających komórek łączą się na ograniczonych
powierzchniach odgrywających rolę nitów
o W przestrzeni między błonami znajduje się desmogleina , która łączy
błony przylegających komórek przy pomocy krążka zbudowanego z
desmoplakinowego białka
o Do niego przylegają tonofilamenty (pośrednie elementy
cytoszkieletu)
o Biegną przez cytoplazmę ku desmosomom przeciwległych ścian
komórkowych i wspólnie z desmogleiną tworzą pasmo włókienkowe,
które wzmacniają
żð Hemidesmosomy
o A
ączą komórki nabłonkowe z blaszką podstawną przylegających
komórek
o Składają się z krążka zagęszczonej cytoplazmy i przy pomocy sieci
filamentów pośrednich łączą się z filamentami z wnętrzem komórki
o Występują w komórkach wyściełających jelito cienkie, gdzie tworzą
pasmo kwasochłonne
o Występują w nabłonkach poddawanych dużej sile mechanicznej
(naskórek, nabłonek pochwy, szyjki macicy)
o Występuje pomiędzy komórkami mięśnia sercowego
3. Połączenia komunikacyjne/jonowo-metaboliczne typu neksus
·ð Najczęściej wystÄ™pujÄ…ce poÅ‚Ä…czenia wystÄ™pujÄ…ce pomiÄ™dzy komórkami
·ð PrzenikajÄ… przez nie jony lub zwiÄ…zki drobnoczÄ…steczkowe, majÄ…ce masÄ™
czÄ…steczkowÄ… do 1500 i rozpuszczalne w wodzie
·ð SÅ‚użą do komunikowania siÄ™ miÄ™dzy czÄ…steczkami
·ð MajÄ… ksztaÅ‚t pasm biegnÄ…cych wzdÅ‚uż bocznych Å›cian komórkowych
·ð Każde poÅ‚Ä…czenie przypomina wysepkÄ™ poprzebijanÄ… otworkami 
koneksonami
·ð Każdy konekson zbudowany jest z szeÅ›ciu podjednostek biaÅ‚ka
transbłonowego  koneksyny, leżącego błonach komórek sąsiadujących
·ð W Å›rodkowej części koneksyny znajduje siÄ™ kanaÅ‚ o Å›rednicy 1.5 nanometra,
który może się zamykać i otwierać w wyniku zmiany konformacji cząsteczki
koneksyny
·ð W mikroskopie elektronowym widoczne sÄ… jako pÅ‚aski obszar bliskiego
kontaktu, gdzie koneksony występują jako ciemne kropeczki
·ð Transport przez ten typ poÅ‚Ä…czeÅ„ wymaga energii w postaci ATP i zależy od
stężenia jonu wapnia i wodoru w cytozolu (wzrost ich stężenia hamuje
transport
·ð WystÄ™pujÄ… w komórkach aktywnych elektrycznie (komórki nerwowe; tworzÄ…
synapsę), warunkując przepływ impulsów elektrycznych
·ð WystÄ™pujÄ… również w komórkach mięśniowych i gruczoÅ‚owych, komórkach
mięśnia sercowego, gdzie synchronizują skurcz i biorą udział ze wzbudzaniu
automatycznych skurczach serca
08.11.2007
19
Specjalizacja powierzchni komórek nabłonkowych
·ð Powierzchnia komórek nabÅ‚onkowych jest przystosowana do wielu funkcji 
wchłanianie, transport, oddzielanie od siebie różnych środowisk, a odbywa się to
wszystko dzięki wyspecjalizowanym strukturą na powierzchni komórki
Mikrokosmki:
·ð SÄ… to palczaste wypustki szczytowych części cytoplazmy komórek nabÅ‚onków
absorpcyjnych, gdzie tworzą rąbek szczoteczkowy (np. w nabłonkach kanalików
nerkowych) lub rąbek wchłaniający (np. w komórkach nabłonka jelita cienkiego)
·ð DÅ‚ugość waha siÄ™ w granicy okoÅ‚o 0.5  1 mikrometra
·ð Szerokość okoÅ‚o 0.1 mikrometra
·ð Na powierzchni jednej komórki może znajdować siÄ™ do 3000 mikrokosmków
·ð ZwiÄ™kszajÄ… powierzchniÄ™ wchÅ‚aniania
·ð Pojedynczy mikrokosmek otoczony jest przez bÅ‚onÄ™ komórek jego rdzeni
·ð Zbudowane z 30 równolegÅ‚ych do siebie i do dÅ‚ugoÅ›ci osi mikrofilamentów
aktynowych
·ð Na szczycie znajdujÄ™ siÄ™ cienka warstwa glikokaliksu
·ð MogÄ… wykonywać ograniczone ruchy zgodnie z ruchem Å›lizgowym
Stereocylia:
·ð DÅ‚ugie mikrokosmki
·ð WystÄ™pujÄ… na powierzchniach komórek nabÅ‚onka wyÅ›cielajÄ…cego przewód najÄ…drzy
oraz komórek zmysłowych przedsionka i ślimaka (ucho wewnętrzne)
Rzęski i wici:
·ð MajÄ… do siebie podobna budowÄ™
·ð RzÄ™ski wystÄ™pujÄ… w dużych iloÅ›ciach
·ð Nitki wystÄ™pujÄ… pojedynczo
·ð RzÄ™ski
żð Ruchome, nitkowate wypustki, niektórych komórek nabÅ‚onkowych (jajowód,
tchawica)
żð PowodujÄ… przesuwanie substancji
żð UmożliwiajÄ… ruch
żð Ich dÅ‚ugość wynosi okoÅ‚o 5  10 mikrometrów
żð Szerokość wynosi okoÅ‚o 0  0.2 mikrometrów
żð U czÅ‚owieka ogólna powierzchnia urzÄ™sienia wynosi 0.6 m2
·ð Witki
żð DÅ‚ugość okoÅ‚o 80 mikrometrów
żð WystÄ™pujÄ… w plemnikach  nadajÄ…c ruch
żð Ich budowa jest podobna w przekroju poprzecznym do budowy rzÄ™sek
żð SkÅ‚adajÄ… siÄ™ z aksonemy, które Å‚Ä…czÄ… siÄ™ z cytoplazmÄ… za pomocÄ… kinetosomu
(ciałko podstawowe)
żð Aksonema zbudowana jest z 9 par częściowo poÅ‚Ä…czonych mikrotobuli
zlokalizowanych na obwodzie
żð SkÅ‚adajÄ… siÄ™ promieniÅ›cie tworzÄ…c walec, w Å›rodku którego znajdujÄ… siÄ™ 2
niepołączone
żð CaÅ‚ość tworzy ukÅ‚ad 9+2
20
żð Witki obwodowe poÅ‚Ä…czone sÄ… neksynÄ…  biaÅ‚ko (poÅ‚Ä…czone każda para ze
sobÄ…)
żð Każda para ma ramiona dyneinowe (dyneina ma aktywność biaÅ‚ka ATP-azy)
żð Aksonema zagÅ‚Ä™bia siÄ™ kinetosomem w cytpolaz
mie, mającym trójkę
mikrotobul (9+3)
·ð Ruch
żð Odbywa siÄ™ wedÅ‚ug mechanizmu Å›lizgowego
żð Dyneina (biaÅ‚ko motorowe) Å›lizga siÄ™ wzdÅ‚uż sÄ…siednich par mikrotubul
żð SÄ…siednie pary sÄ… powiÄ…zane neksynÄ…, a podstawa jest w ciaÅ‚ku
podstawowym
żð Ruch Å›lizgowy powoduje zginanie siÄ™ rzÄ™ski lub witki
żð 20 ruchów na minutÄ™ z prÄ™dkoÅ›ciÄ… 50 mikrometrów/sekundÄ™
żð Ruch dwufazowy  niesymetryczny ruch, dwuetapowy
o 1 etap  faza zginania (efektywna)
o 2 etap  faza prostowania (powrotna)
żð Wici majÄ… ruch Å›rubowy
Występowanie rzęsek:
·ð Wyraz
ne w nabłonku dróg oddechowych, gdy przesuwają się po powierzchni komórek
·ð W komórkach nabÅ‚onka jajowodu, gdy przemieszczajÄ… komórkÄ™ uwodnionÄ… w
kierunku macicy
Funkcje barierowe nabłonków:
·ð TworzÄ… barierÄ™, co wiąże siÄ™ ze specjalizacja strukturalnÄ…
·ð PoÅ‚Ä…czenia zamykajÄ…ce zapobiegajÄ… dyfuzji czÄ…steczek pomiÄ™dzy komórkami
(szczytową a podstawową powierzchnią komórki)
·ð ZapobiegajÄ… dyfuzji wstecznej
·ð BÅ‚ona komórkowa u szczytowej części komórki
·ð W drogach moczowych jest duży procent sfingolipidów, które zapobiegajÄ…
przechodzeniu płynów  elektrolitów
·ð Desmosomalne i hemidesmosomalne komórki zapewniajÄ… mocne mechaniczne
połączenia pomiędzy komórkami i w błonie podstawowej, co zapobiega rozdzielaniu
tych warstw  bariera mechaniczna
Jądro komórkowe  budowa i funkcje
·ð Jest najwiÄ™kszym obronionym organellom
·ð Zawiera okoÅ‚o 99 % materiaÅ‚u genetycznego
·ð ZostaÅ‚o odkryte pod koniec XVII wieku  1831 Robert Brown nazwaÅ‚ jÄ…dro
nucleusem
·ð Znajduje siÄ™ tylko u Eukariontów
Funkcje:
·ð Replikacja (powielanie DNA)
·ð Transkrypcja (synteza RNA)
Wielkość i kształt:
·ð Zależy od stanu czynnoÅ›ciowego komórki i typu komórki
·ð MÅ‚ode komórki intensywnie dzielÄ…ce siÄ™ o dużej aktywnoÅ›ci metabolicznej
21
żð Duże jÄ…dra
żð Wyraz
ne jÄ…derko
żð Rozproszona chromatyna
·ð DojrzaÅ‚e komórki
żð mniej regularny ksztaÅ‚t
·ð Stare komórki
żð maÅ‚a aktywność metaboliczna, stosunek powierzchni jÄ…dra jest mniejszy do
cytoplazmy
·ð DegenerujÄ…ce komórki
żð jÄ…dro komórkowe ulega fragmentacji
·ð W fazie G1 sÄ… niewielkich rozmiarów
·ð W fazie G2 zwiÄ™kszajÄ… swoje rozmiary
·ð Åšrednia wynosi okoÅ‚o 5 mikrometrów (plemniki) do 40 mikrometrów (w komórkach
jajowych)
·ð WystÄ™pujÄ… u wszystkich eukariontów z wyjÄ…tkiem u dojrzaÅ‚ych erytrocytów (ksztaÅ‚t
dwuwklęsłego biszkoptu) i w komórkach warstwy rogowej naskórka
Liczba jÄ…der:
·ð Najczęściej wystÄ™puje jedno jÄ…dro
·ð Dwa jÄ…dra  hepatocyty (komórki wÄ…troby, nadnercza, komórki gruczoÅ‚owe żoÅ‚Ä…dka,
pęcherza moczowego)
·ð Wiele jÄ…der  osteoklasty (komórki kostne), chondrocyty (komórki chrzÄ™stne),
komórki mięśni szkieletowych
Lokalizacja:
·ð Najczęściej znajdujÄ… siÄ™ w centrum
·ð Ekscentryczne  przy biegunie
·ð Boczne  pod plazmolemmÄ… (komórki żółte, tÅ‚uszczowe, mięśniowe)
·ð Podczas procesów zachodzÄ…cych w komórce, lokalizacja może ulec zmianie
Składniki jądra:
·ð Otoczka jÄ…drowa
·ð Macierz jÄ…drowa
·ð Chromatyna (skondensowana  heterochromatyna, luz
na  euchromatyna)
·ð JÄ…derko
·ð Perychromatyna
·ð Interchromatyna
·ð CiaÅ‚ka jÄ…drowe (wtrÄ™ty jÄ…drowe)
Otoczka jÄ…drowa:
·ð Dynamiczna i asymetryczna struktura
·ð Oddziela zawartość nukleoplazmy jÄ…dra od zawartoÅ›ci cytoplazmy komórki
·ð Transport i wymiany zachodzÄ… w Å›ciÅ›le okreÅ›lonych miejscach, przez pory
·ð Wyróżniamy w jej obrÄ™bie
żð ZewnÄ™trznÄ… bÅ‚onÄ™ jÄ…drowÄ… (cytoplazmatycznÄ…)
żð WewnÄ™trzna bÅ‚onÄ™ jÄ…drowÄ…
żð PrzestrzeÅ„ perynuklearnÄ… (pomiÄ™dzy bÅ‚onami)
żð Pory jÄ…drowe
żð blaszka jÄ…drowa (lamina), przylegajÄ…ca do wewnÄ™trznej powierzchni bÅ‚ony
·ð Każda z tych bÅ‚on jest asymetryczna czynnoÅ›ciowo i strukturalnie
22
·ð Na bÅ‚onie zewnÄ™trznej znajdujÄ… siÄ™ rybosomy, Å‚Ä…czÄ…ce siÄ™ z siateczkÄ…
śródplazmatyczną
·ð Wyróżniamy różnorodny skÅ‚ad biaÅ‚kowy tych bÅ‚on
·ð Każda ma typowÄ… budowÄ™ z dwiema warstwami
·ð Grubość wynosi okoÅ‚o 5-8 nanometrów
·ð Szerokość perynuklearnej przestrzeni wynosi okoÅ‚o 30 nanometrów
·ð Nie ma ciÄ…gÅ‚ej struktury, ale zawiera liczne otwory (pory)
·ð Bariera miÄ™dzy jadrem a cytoplazmÄ…
·ð Aktywnie uczestniczy w transporcie RNA do cytoplazmy
·ð Transportuje z cytoplazmy do jÄ…dra biaÅ‚ka strukturalne i enzymatyczne
Pory  jÄ…drowy kompleks porowy:
·ð Åšrednica okoÅ‚o 120-150 nanometrów
·ð Ich liczba jest różna i zależy od wieku, aktywnoÅ›ci i typu komórki
·ð PrzeciÄ™tnie bywa okoÅ‚o 10-20 porów na mm3
·ð Budowa:
żð Jest to zÅ‚ożona cylindryczna struktura biaÅ‚kowa o ksztaÅ‚cie oktagonalnym (8
boków złożonych)
żð Posiada 3 współosiowo uÅ‚ożone pierÅ›cienie (od blaszki zewnÄ™trzny pierÅ›cieÅ„
cytoplazmatyczny, drugi od strony nukleoplazmy)
żð 3 pierÅ›cienie - kompleks 8 wpuklajÄ…cych siÄ™ promieniÅ›cie kanałów cytoplazmy
·ð Zlokalizowano tu ponad 100 biaÅ‚ek
·ð Nukleoporyny  rola w transporcie
Blaszka jÄ…drowa (lamina)
·ð Åšrednia grubość wynosi okoÅ‚o 10-100 nanometrów
·ð Przylega do nukleoplazmatycznej powierzchni otoczki jÄ…drowej
·ð Zbudowana jest z sieci włókienek biaÅ‚kowych (laminy) (stanowiÄ… 20-25 % wszystkich
białek)
·ð Do wewnÄ™trznej bÅ‚ony otoczki przylegajÄ… biaÅ‚ka globularne
·ð Funkcje:
żð WewnÄ™trzna powierzchnia stabilizuje włókienka chromatyny (Å‚Ä…czy siÄ™ z
fragmentami interfazowych chromosomów)
żð Laminy biorÄ… udziaÅ‚ w procesie fragmentezy i odbudowaniu otoczki podczas
podziałów
żð Pory w otoczce umożliwiajÄ… transport
żð Każda otoczka skÅ‚ada siÄ™ z dwóch bÅ‚on oddzielonych przestrzeniÄ…  dyfuzja
jest tu utrudniona
żð IstniejÄ… jednak pory pomiÄ™dzy karioplazmÄ… a cytoplazmÄ…
żð MaÅ‚e czÄ…steczki o masie czÄ…steczkowej do 40 tysiÄ™cy sÄ… transportowane bez
trudu
żð WiÄ™ksze czÄ…steczki o masie czÄ…steczkowej ponad 60 tysiÄ™cy sÄ… transportowane
z trudem, odkształcają się
żð CzÄ…steczki sÄ… transportowane w obu kierunkach, takie jak biaÅ‚ka histonowe,
kompleksy enzymatyczne, duże cząsteczki i podjednostki rybosomów
Chromatyna:
·ð Wybarwia siÄ™ barwnikami zasadowymi
·ð Zbudowana jest z czterech elementów
żð Dwóch rodzajów kwasów nukleinowych (DNA i RNA)
23
żð BiaÅ‚ek histonowych
żð BiaÅ‚ek niehistonowych
·ð BiaÅ‚ka histonowe
żð Zasadowe
żð Maja niskÄ… masÄ™ czÄ…steczkowÄ…  10-23 kilodaltonów
żð ZawierajÄ… dużo aminokwasów zasadowych takich jak lizyna, arginina
żð Jest 5 klas histonów
o H2A
o H2B rdzenne
o H3 histony
o H4
o H1 łącznik pomiędzy nukleosomami
żð Nie wykazujÄ… swoistoÅ›ci gatunkowej ani tkankowej
żð NajÅ‚atwiej można wyizolować H1 co Å›wiadczy o jego innej funkcji
·ð Interfazowa chromatyna:
żð Euchromatyna  rozproszona, luz
na, w mikroskopie elektronowym tworzy
elektronowo przejrzysty obraz, aktywna transkrypcyjnie
żð Heterochromatyna  zbita, w mikroskopie elektronowym tworzy gÄ™ste
obrazy, często przylega do błony, forma skondensowana, nieaktywna
transkrypcyjnie
·ð CzÄ…steczki DNA w jednym diploidalnym jÄ…drze osiÄ…gajÄ… 2 metry dÅ‚ugoÅ›ci
·ð Po syntezie jest podwojona ilość  4 metry
·ð Liczba nukleotydów w chromatynie 2n wynosi 109-1010 par nukleotydów
·ð DÅ‚ugoÅ›c nici DNA po replikacji wynosi 4 metry, wiÄ™c musi być silnie upakowana, co
jest możliwe Dzięki za wszystko białkom pistonowym
·ð Budowa interfazowej chromatyny:
żð Nukleonom  10/6 nanometra
żð Åšrednio jest 1,5 * 107 nukleosomów w jednym jÄ…drze
żð Nukleonom skÅ‚ada siÄ™ z rdzenia  dwa tetrametry biaÅ‚ek pistonowych:
o H2A
o H2B
o H3
o H4
żð 140 par zasad jest nawiniÄ™tych na każdy rdzeÅ„
Pakowanie:
·ð 1 etap upakowania
żð Tworzenie siÄ™ nukleofilamentu (z nukleosomów)
żð NastÄ™puje siedmiokrotne skrócenie
żð Rozluz
nianie i zagęszczanie odbywa się Dzięki za wszystko H1 (struktury
nukleofilamentów)
·ð 2 etap upakowania
żð Dalsze skrócenie odbywa siÄ™ za pomocÄ… solenoidów  spiralnie zwiniÄ™ty
nukleofilament
·ð 3 etap upakowania
żð Solenoid tworzy wybrzuszenia w każdej pÄ™tli
żð DÅ‚ugość każdej pÄ™tli wynosi 70 mikrometrów
·ð Najwyższy stopieÅ„ upakowania wynosi 1:10 tysiÄ™cy w chromosomach mitotycznych
·ð DziÄ™ki takiemu upakowaniu możliwe jest przekazywanie materiaÅ‚u genetycznego
24
Chromatyna plemników:
·ð Bardzo zbita
·ð Nie ma nukleosomów ani nukleofilamentów
·ð ZginajÄ… siÄ™, ukÅ‚adajÄ… koÅ‚o siebie i Å‚Ä…czÄ… za pomocÄ… biaÅ‚ek
Chromosomy mitotyczne:
·ð Skondensowana postać chromatyny przygotowana do rozdzielenia i rozdzielenia
komórkom potomnym
·ð Nie ulega transkrypcji i translacji
·ð Kondensacja nastÄ™puje podczas metafazy, a mniej skondensowana podczas profazy
Liczba i rodzaje ludzkich chromosomów:
·ð Diploidalne jÄ…dra komórki somatycznej  46 chromosomów mitotycznych, które
występują w parach jako chromosomy homologiczne (jeden od ojca, drugi od matki)
·ð Haploidalne  23 chromosomy
·ð Zestaw chromosomów  22 par chromosomów (autosomów) i jednej pary
heterosomów (chromosomów płciowych)
·ð Poliploidy  wielokrotność haploidów
żð Tetra- 4*
żð Penta- 5*
żð Heksa- 6*
·ð Aneplaudia  liczba różniÄ…ca siÄ™ od wielokrotnoÅ›ci liczb haploidalnych
Kształt i budowa chromosomów mitotycznych:
·ð Zbudowane z takich samych skÅ‚adników jak chromatyna
·ð Kilka włókienek spiralnie zwiniÄ™tych tworzy chromatynÄ™
·ð Dwie chromatydy poÅ‚Ä…czone w miejscu zwanym przewężeniem pierwotnym
(centromerem)
·ð ZewnÄ™trznÄ… część centromeru otacza kinetochor
·ð Przewężenie dzieli chromosom na dwie półowki
25
żð Metacentryczne  obie połówki sÄ… równe
żð Submetacentryczne  górna połówka jest dÅ‚uższa, dolna krótsza
żð Akrocentryczne  dolna połówka jest dÅ‚uższa, górna krótsza
·ð W pobliżu niektórych koÅ„ców znajduje siÄ™ wtórne przewężenie (na 13, 14, 15, 21, 22
chromosomie)  organizuje jÄ…derko
·ð Powyżej wtórnego przewężenia znajduje siÄ™ satelita (trabant)
·ð Na koÅ„cach znajdujÄ… siÄ™ telomery  maÅ‚e koÅ„cowe fragmenty chromosomów,
składające się z DNA nie zawierającego nukleotydów (sekwencja TTAGGG)
·ð KoÅ„ce telomerów umożliwiajÄ… stabilizacjÄ™ struktury
·ð Podczas replikacji zapobiegajÄ… przecinaniu przez nukleazy
·ð Telomeraza  wydÅ‚użone i nieaktywne u ludzi, po każdym podziale siÄ™ skraca  jedna
z przyczyn starzenia się komórek
·ð ZnajdujÄ… siÄ™ komórki gdzie telomeraza jest aktywna  komórki nowotworowe (powód
nieograniczonego podziału  nieśmiertelne)
15.11.2007
·ð Najsilniej skondensowana chromatyna jest w postaci chromosomów mitotycznych
·ð MateriaÅ‚em wyjÅ›ciowym jest włókno chromatynowe wielkoÅ›ci 30 nanometrów
·ð Najbardziej skondensowane sÄ… chromosomy metafazowe
żð SkÅ‚adajÄ… siÄ™ z dwóch Å›ciÅ›le zespolonych chromatyd
żð Dwa ramiona różnej dÅ‚ugoÅ›ci poÅ‚Ä…czone sÄ… centromerem  organizator
jÄ…derkowy
żð Powyżej znajduje siÄ™ satelita
żð A na koÅ„cu chromatydy znajdujÄ… siÄ™ telomery
Centromer:
26
·ð Jest miejscem, do którego doÅ‚Ä…czajÄ… biaÅ‚ka kinetochoru Å‚Ä…czÄ…ce mikrotubule
wrzeciona podziałowego
·ð KontrolujÄ… segregacjÄ™ chromatydy podczas mitozy i mejozy
·ð Molekularna budowa jest różna
·ð Najmniej skomplikowanÄ… budowÄ™ majÄ… drożdże
żð Zbudowany z okoÅ‚o 160-220 par zasad
·ð U Drosophila zbudowany jest z okoÅ‚o 400 par zasad
·ð U ssaków zbudowany z 4 milionów par zasad
·ð Rejon centromeru Å‚atwo dostrzegalny w mikroskopie elektronowym, gdyż w tym
miejscu ramiona chromosomu są znacznie przewężone oraz dlatego że nie barwi się
barwnikami zasadowymi (jaśniejsze miejsce chromosomu)
·ð W rejonie centromeru organizacja chromatyny jest inna niż w pozostaÅ‚ych odcinkach
·ð OsÅ‚oniÄ™ty specjalnymi biaÅ‚kami, które zabezpieczajÄ… na pewnej dÅ‚ugoÅ›ci 200-250 par
zasad
·ð Miejsce specyficzne
Kinetochor:
·ð Usytuowany na poziomie przewężenia pierwotnego
·ð Należy do dwóch siostrzanych chromatyd
·ð Kontroluje segregacje chromatyd i depolaryzacje mikrotubul podczas profazy
·ð Inicjuje polimeryzacje i depolaryzacje mikrotubul wrzeciona  warunek ruchu
wrzeciona kariotycznego i segregacji materiału biologicznego
·ð Zakotwiczony do wÅ‚okien wrzeciona, które skÄ…Å‚da siÄ™ z 15 mikrotubul
·ð SÄ… strukturami odpowiedzialnymi za ruch chromosomów do przeciwlegÅ‚ych biegunów
oraz za precyzyjną orientację chromosomów podczas metafazy w płaszczyz
nie na
płytce metafazowej
·ð Budowa:
żð SkÅ‚ada siÄ™ z 3 pÅ‚ytek
żð ZewnÄ™trzna zbudowana z luz
nej sieci włókien i filamentów  korona
kinetochoru
żð Do niej przyczepiajÄ… siÄ™ mikrotobule wrzeciona podziaÅ‚owego
żð Åšrodkowa pÅ‚ytka ma włóknistÄ… budowÄ™
żð WewnÄ™trzna pÅ‚ytka przylega bezpoÅ›rednio do centromerowego rejonu
żð Ziarnista budowa
Telomery:
·ð Wyspecjalizowane odcinki nici matrycowej DNA, zlokalizowane na każdym z dwóch
końców chromosomów
·ð SkÅ‚ada siÄ™ z krótkich powtarzajÄ…cych siÄ™ sekwencji para zasadowych bogatych w
guaninÄ™ i tyminÄ™
·ð Przy koÅ„cach czÄ…steczki 3
·ð TTAGGG  sÄ… n razy powtórzone
·ð SÄ… rozpoznawalne prze telomerazÄ™  enzym komplementarny do sekwencji
telomerowych, służy do syntezy
·ð OdgrywajÄ… kluczowÄ… role w stabilizacji chromosomów
·ð SÄ… odpowiedzialne za replikacjÄ™ części chromosomów
·ð Chromatydy pozbawione telomerów sÄ… niestabilne, Å‚atwo pÄ™kajÄ…, zlepiajÄ… siÄ™ koÅ„cami
z innymi chromatydami
·ð W komórkach rozrodczych i nowotworowych telomeraza jest czynna, wiÄ™c nie
dochodzi do skracania telomerów, czyli nie dochodzi do śmierci komórki
27
Chromosomy nietypowe/olbrzymie
·ð Duże rozmiary dochodzÄ…ce do dÅ‚ugoÅ›ci 1mm np. w oocytach pÅ‚azów
·ð W 1889 roku Balbini opisaÅ‚ je w gruczoÅ‚ach Å›cianach larw owadów
·ð Dzielimy je na dwie kategorie
żð Poligeniczne  wielowiciowe
o Występują w gruczołach ślinowych larw owadów
o Powstają w wyniku wielu endoreplikacji chromatyd, po których nie następuje
podział mitotyczny
o W pojedynczym chromosomie liczba chromatyd zależy od liczby
endoreplikacji
o W komórkach gruczołów ślinowych zachodzi nawet do 10 endoreplikacji 
DNA jest syntetyzowane, ale nie zachodzi rozdział (1024 chromatyd w jednym
chromosomie)
o Grubość chromosomów  chromosomy homologiczne są połączone i tworzą
diplosomy, co sprawia wrażenie, że komórki gruczołu ślinowego są
haploidalne (jeden zespół chromosomów)
o Cechuje je prążkowana struktura i występowanie jednego lub kilku
pierścieniowatych zgrubień  pierścienie Balbiniego
o Pierścienie Balbiniego  są to uaktywnione prążki powstałe w wyniku
regularnego ułożenia obok siebie chromomerów (w normalnych
chromosomach występują obok siebie w postaci pojedynczych ziaren) (w
przypadku 1000 ziaren przybierają postać prążków)
o Każdy z pierścieni składa się od 5-10 prążków
o W obrębie pierścienia następuje dekondensacje pojedynczych chromatyd
wystających w kształcie pętli poza chromosom
o Na pętlach zachodzi transkrypcja mRNA, tRNA, rRNA
o Układ i liczba pierścieni zmienia się regularnie z rozwojem larwy
o Podczas rozwoju organizmu niektóre geny są zakodowane, a niektóre ulegają
aktywacji
o Prążki są poprzedzielane fragmentami nie barwiącymi  rejony między
prążkowe składają się z odcinków chromatyny, które uległy kondensacji, mogą
reprezentować sekwencję regulatorową
żð Szczoteczkowe
o PrzypominajÄ… szczotki do czyszczenia butelek od mleka i lamp naftowych
o Zostały opisane pod koniec XIX wieku  1882 roku przez Ruckert a i 1907
przez Marshal a
o Występują w oocytach prawie wszystkich kręgowców, w ściśle określonych
stadiach  I profaza mejotyczna - diploten
o W stadium diplotenu dochodzi do przejściowej dekondensacji chromosomu i
wytworzenia pętli chromatynowych  rozciągają się na błonie chromosomu
przybierając kształt szczoteczek
o Czyli dochodzi do uaktywnienia genów w białkach rybosomalnych, histonów
i żółtkach
o Jest w nich aktywne 2% DNA potrzebne do rozwoju przyszłego zarodka
o Stadium diplotenu może trwać bardzo długo
o Pierwsze zahamowanie w rozwoju mejotycznym powoduje, że kobiety
decydujące się na póz
ną ciąże mogą mieć pewne komplikacje
o U płazów może trwać nawet rok
o U człowieka ponad 50 lat
28
o Rozwija się w piątym miesiącu życia płodowego i jest zahamowany przez
okres dzieciństwa i dojrzewania, aż do pierwszego miesiączkowania
Chromatyna płciowa:
·ð Silnie zasadochÅ‚onna grudka chromatyny
·ð Ma Å›rednice okoÅ‚o 1 mikrometra
·ð Leży blisko otoczki jÄ…der interfazowych
·ð Silnie skondensowana
·ð Nieczynny jeden z dwóch chromosomów X chromatydy kobiety
·ð Aby nastÄ…piÅ‚a kondensacja chromosomu X, musi być drugi chromosom X, którego
chromatyna uległa rozproszeniu
·ð W interfazowych komórkach mÄ™skich XY nie ma chromatyny pÅ‚ciowej
·ð Unieczynienie jednego chromosomu kobiety zachodzi podczas rozwoju zaradka
·ð Organizm kobiety skÅ‚ada siÄ™ z mozaikowato uÅ‚ożonej grupy komórek zawierajÄ…cy
nieczynny jedne z dwóch chromosomów i chromatynę płciową
·ð W praktyce obserwuje siÄ™ je w 90% komórek somatycznych kobiety
·ð Podobne grudki można zaobserwować w 30% komórek mÄ™skich, przypominajÄ…cych
chromatynę płciową
Kariotyp:
·ð Umożliwia organizowanie liczby i struktury chromosomów mitotycznych
·ð Zespół chromosomów jednej komórki somatycznej uszeregowanych wedle dÅ‚ugoÅ›ci i
położenia chromosomów
Kariogram:
·ð Graficzny obraz kariotypu
·ð Analiza jest wykorzystywana w badaniach genetycznych
·ð Badaniach zaburzeÅ„ w liczbie i budowie chromosomów
·ð Badania nad przyczyna chorób genetycznych i niepÅ‚odnoÅ›ci
·ð Analiza zajmuje siÄ™ szukaniem intensywnie dzielÄ…cych siÄ™ komórek
·ð Stosuje siÄ™ do analizy limfocytów krwi obwodowych  pobudza siÄ™ do podziaÅ‚u
fitochemagutyninÄ… Pcha
·ð PÅ‚ytki te hoduje siÄ™ w komórkach metafazowych in vitro
·ð Fotografuje siÄ™ je, wycina i ukÅ‚ada kariotyp
·ð W celu odróżnienia chromosomów za pomocÄ… barwienia, które uwidacznia prażki
chromosomów, najczęściej wybarwia się prążki G (identyfikuje się nagromadzenie
zasad adeniny i tyminy) i R (identyfikuje siÄ™ nagromadzenie zasad guaniny i
cytozyny)
·ð Każdy chromosom ma inne geny  poszczególne chromosomy bÄ™dÄ… siÄ™ różniÅ‚y
lokalizacja prążków  identyfikacja poszczególnych prążków chromosomów i zmiana
w ich budowie
Macierz jÄ…drowa:
·ð Struktura poza chromatynowa
·ð Powstaje po trawieniu jadra komórkowego buforami, detergentami i nukleazami
·ð Inne nazwy:
żð Matriks jÄ…drowa
żð Nukleoszkielet
żð Szkielet jÄ…drowy
·ð Jest to rodzaj zrÄ™bu podtrzymujÄ…cego skÅ‚adniki jÄ…dra
29
·ð Jego rolÄ… jest regulacja syntezy i transkrypcji DNA
·ð Geny sÄ… czynne w pÄ™tlach chromatyny w pobliżu miejsca nazywanego macierzÄ… DNA
·ð Nieczynne sÄ… w odlegÅ‚ych miejscach pÄ™tli
·ð Zbudowane z filamentów i ziaren zanurzonych w kariolimfie (sok jÄ…drowy)
·ð Filamenty maja Å›rednicÄ™ okoÅ‚o 3-5 nanometrów
·ð Ziarna maja Å›rednicÄ™ okoÅ‚o 15-30 nanometrów
·ð Z filamentami poÅ‚Ä…czone sÄ… kompleksy  replisomy (replikacja DNA)
·ð Te kompleksy biaÅ‚kowe (spliceosomy) biorÄ… udziaÅ‚ w transkrypcji
·ð Reguluje transkrypcjÄ™ genów odpowiedzialnych za swoistość tkankowÄ… różnych
białek
·ð W jej skÅ‚ad wchodzi 23 rodzaje biaÅ‚ek
żð BiaÅ‚ka strukturalne  tworzÄ… filamenty
żð BiaÅ‚ka funkcjonalne  enzymy katalizujÄ…ce syntezÄ™ i transkrypcjÄ™ DNA,
obróbkę heterogennego DNA
żð 8 rodzajów to matryny
żð 5 rodzajów to laminy
·ð Filamenty zbudowane sa z matryn
·ð Ziarna zbudowane sÄ… z rybonuleny
Perychromatyna:
·ð Poza chromatynowy skÅ‚adnik jadra
·ð SkÅ‚ada siÄ™ z włókien i ziaren ryboprotein
·ð MaÅ‚e wysepki w pobliżu otoczki jÄ…drowej
·ð Włókna sÄ… różnej dÅ‚ugoÅ›ci, Å›rednio majÄ… okoÅ‚o 40 nanometrów
·ð Włókna tworzÄ… grupy heterogenne RNA otoczone przez czÄ…steczki biaÅ‚ek
·ð Ziarna sÄ… to kompleksy matrycowego RNA, biaÅ‚ka, heterogennego i matrycowego
RNA
·ð Miejsce przejÅ›ciowego przechowywania i obróbki heterogennego DNA
Interchroamtyna:
·ð WystÄ™puje w postaci wysepki w różnych częściach jÄ…dra
·ð SkÅ‚ada siÄ™ z cienkich wÅ‚okien o Å›rednicy 2 nanometrów oraz z ziaren o Å›rednicy 20
nanometrów
·ð Włókna i ziarna zbudowane sÄ… z rybonukleoprotein
·ð Odpowiada za zgrupowanie podjednostek rybosomów  przechowywane i
transportowane przez transporter do cytoplazmy
Ciałka jądrowe  wtręty jądrowe:
·ð ZnajdujÄ… siÄ™ w wielu rodzajach komórek
·ð Maja Å›rednico okoÅ‚o 1000 nanometrów
·ð KsztaÅ‚t owalny
·ð SkÅ‚adajÄ… siÄ™ z dwóch części:
żð Otoczki (zewnÄ™trzna część)
żð Rdzenia zbudowanego z różnej wielkoÅ›ci ziaren znajdujÄ…cego siÄ™ w centrum
·ð MogÄ… powstawać w wyniku reorganizacji jÄ…derek
·ð Znaczenie i funkcje sÄ… nieznane
·ð Ich liczba zwiÄ™ksza siÄ™ w komórkach intensywnie syntetyzujÄ…cych biaÅ‚ka, w
pobudzonych limfocytach B, w komórkach wątroby starszych ludzi
30
22.11.2007
JÄ…derko:
·ð Nucleus
·ð Nie obÅ‚oniona struktura (jedyne organellom)
·ð KsztaÅ‚t sferyczny  okrÄ…gÅ‚y
·ð Brak bÅ‚ony pozwala na duży dynamizm  zmienia siÄ™ w cyklu komórki
·ð Zanika z profazie (w miejscu organizatora jÄ…derkowego  przewężenie wtórne north),
odtwarza siÄ™ z telofazie
·ð Liczba obszarów jÄ…derkowych i miejsce wystÄ™powania sÄ… charakterystyczne
·ð U czÅ‚owieka znajduje siÄ™ pięć takich miejsc  na chromosomach 13, 14, 15, 21, 22
(akrocentrycznie)
·ð SkÅ‚adniki:
żð Chromatyna jÄ…derkowa
o Zbudowana z elementów włóknistych
o Zdekondensowana postać tych pięciu chromosomów
o Końcowe fragmenty pętli wytwarzają obszar jąderkowy  jąderko
o Chromosomy jąderkotwórcze zawierają north, czyli końcowy fragment
pętli
o Chromatyna zawiera geny do syntezy rRNA, sRNA, tRNA, 5sRNA
o Geny te istniejÄ… w wielu kopiach, a w chromosomach mitotycznych SA
w satelitach przewężeniach wtórnych
o Dwa rodzaje białek związane są z włókienkami chromatyny 
nukleolina, fibrylaryna
żð BiaÅ‚ka
o Znajduje się tu wiele rodzajów białek
1. nukleolina  fosforylacja nukleiliny  powoduje zmianÄ™
konformacji, dezintegruje i rozprasza składniki jąderka, w interfazie
nukleolina reguluje transkrypcje poprzez zmianÄ™ upakowania
chromatyny
2. białko B23  bierze udział w transporcie prekursorów rybosomów
do cytoplazmy
3. białko Ag-Nor
4. fibrylaryna  obróbka heterogennego RNA (hnRNA)
5. polimeraza RNA
o nukleolina, białko B23 i fibrylaryna mają 19 aminokwasowe
fragmenty, dzięki którym zakotwiczają się w jąderko, biorą udział w
transporcie prekursorów rybosomów do cytoplazmy
żð Wyróżniamy również w postaci ziaren o Å›rednicy okoÅ‚o 15 nanometrów,
równomiernie rozrzucone lub tworzące zgrubienia grudki, zbudowane z
rybonukleoprotein, są prekursorami podjednostek rybosomów
·ð Rozmiary jÄ…derek zależą od aktywnoÅ›ci biosyntezy biaÅ‚ka
·ð Wyróżniamy kilka typów jÄ…derek
·ð W komórkach zwierzÄ™cych:
1. jÄ…derko uformowane w nukleolemmÄ™  gÄ…bczaste
żð aktywne transkrypcyjnie, których struktury nukleoproteidowe tworzÄ…
luz
nÄ… gÄ…bczastÄ… strukturÄ™
żð wystÄ™pujÄ™ w wiÄ™kszoÅ›ci komórek syntetyzujÄ…cych jÄ…derkowe RNA
2. jÄ…derko zwarte
31
żð ciasne
żð zÅ‚ożone z włókien i ziaren jÄ…derkowych
żð aktywne transkrypcyjnie
żð można je zaobserwować w szybko rosnÄ…cych komórkach
3. jąderko pierścieniowate
żð ma obwodowe rozmieszczenie skÅ‚adników rybonukleoprotein (RNP)
żð wykazuje zahamowanie syntezy RNA, ale jest to proces odwracalny (sÄ…
też aktywne)
4. jąderko zwarte z segregacją składników
żð poszczególne skÅ‚adniki RNP tworzÄ… oddzielone od siebie strefy
żð nieaktywne transkrypcyjnie
5. mikrojÄ…derka  jÄ…derka resztkowe
żð nieaktywne transkrypcyjnie
żð najczęściej wystÄ™puje w starych komórkach
·ð Funkcje:
żð Wytwarzanie skÅ‚adników rybosomów 40S i 60S
o Najpierw geny chromatyny jąderkowej występują dla podjednostek
rybosomów 18S, 5,8S, 28S i odrębnie dla 5S
o Każdy gen za pomocą polimerazy RNA wytwarza pierwotny transkrypt
RNA (45SRNA)
o Składają się z około 13 tysięcy nukleotydów
o Transkrypt ten jest cięty przez nukleazy na te trzy elementy (28S, 18S,
5,8S), które są podjednostkami rybosomów
o Te podjednostki w jÄ…drze ulegajÄ… dalszej reorganizacji i za pomocÄ…
nukleoliny i białka B23 są transportowane do cytoplazmy, gdzie są
składane w małe podjednostki 40S i duże 60S i są nalizane na mRNA
żð PrzejÅ›ciowe gromadzenie matrycowego RNA i syntetyzowanego wzorca DNA
żð Biosynteza biaÅ‚ek
·ð Typy morfologiczne jÄ…derek w komórkach roÅ›linnych:
1. zwarte
o przewaga składnika ziarnistego na obwodzie, a włóknistego w centrum
o występuje w większości komórkach roślinnych
2. pierścieniowate
o oba składniki są zepchnięte do obwodowej części jąderka  powstaje
pierścień
o występują w komórkach o zahamowanej aktywności syntetycznej np. w
komórkach tkankowych (w hodowlach in vitro), w komórkach
glodzonych
·ð poszczególny typ zwiÄ…zany jest ze zmianami sezonowymi
·ð poza tym w profazie mejotycznej (w zygotenie, pachytenie) wystÄ™puje jeszcze
jeden typ:
3. soczewkowate
o przylegajÄ… do otoczki jÄ…drowej
o wyraz
na segregacja materiału włóknistego i ziarnistego
Nukleogeneza  proces tworzenia jąderka w nowopowstałych komórkach potomnych
1. pierwszy etap
·ð okres ten poprzedzony jest dezorganizacjÄ… jÄ…derka macierzystego
·ð w szybko dzielÄ…cych siÄ™ komórkach merystematycznych i inicjalnych czapeczki
korzenia już przed profaza zachodzi dezintegracja
32
·ð w wolno dzielÄ…cych siÄ™ komórkach zanika pod koniec profazy (w telofazie)
2. drugi etap
·ð odtwarzanie jÄ…derek w merystemie korzeniowym w wiÄ™kszoÅ›ci roÅ›lin nastÄ™puje w
póz
nej telofazie lub na poczÄ…tku interfazy (wczesna faza G1)
U roślin istnieją 4 wzorce zachowania się jąderek w mitozie:
1. autonomiczny
·ð jÄ…derko dzieli siÄ™ z jÄ…drem na dwie połówki
2. persistent
·ð jÄ…derko rozpada siÄ™ ba nitkowate struktury, które na biegunach komórki tworzÄ…
jÄ…derka potomne
3. semipersistent
·ð jÄ…derko częściowo siÄ™ zachowuje, a częściowo ulega eliminacji
4. rozproszenie
·ð charakterystyczne dla roÅ›lin wyższych
·ð w miarÄ™ tworzenia siÄ™ profazy zachodzi segregacja materiaÅ‚u jÄ…derkowego
·ð glanulazy zanikajÄ…
·ð fibrylaza wÄ™druje wraz z chromosomami
Funkcje jądra komórkowego i ich regulacja:
1. replikacja
·ð replikacja DNA caÅ‚ego genomu prowadzi do podwojenia iloÅ›ci DNA z 2c DNA do
4c DNA i chromosomów z 2n do 4n
·ð proces semikonserwatywny  zostaje skopiowany każdy z dwóch
komplementarnych łańcuchów cząsteczek macierzystych, w rezultacie czego
powstajÄ… dwie nowe czÄ…steczki identyczne z macierzystymi
·ð zachodzi w fazie S cyklu komórkowego przy udziale kompleksu enzymatycznego
 aparat replikacyjny
·ð skÅ‚ad aparatu replikacyjnego:
żð enzymy rozplÄ…tujÄ…ce helisÄ™ DNA
żð biaÅ‚ko stabilizujÄ…ce pojedyncze jednoniciowe DNA
żð polimerazy DNA
·ð poza cyklem komórkowym, może siÄ™ również odbywać endoreplikacja  prowadzi
do przekształcenia 2C do 4C, zachodzi w chromosomach poligenicznych
·ð etapy replikacji:
żð poczÄ…tek replikacji
o rozpoczyna się z udziałem helikaz DNA  białka inicjujące
rozpoczęcie replikacji w określonym miejscu  miejsce inicjacji
 ori
o określone sekwencje nukleotydów są rozpoznawane przez helikazy,
które inicjują i oddzielają oba łańcuchy podwójnej helisy DNA
o stabilizacja pojedynczych łańcuchów DNA
żð drugi etap replikacji
o białka wiążące jednoniciowe DNA, tworzą w mikroskopie widełki
replikacyjne
5 syntetyzowany łańcuch
 ori
33
3 widełki replikacyjne
o Każda z pojedynczych nici służy jako matryca wzdłuż której
przesuwa siÄ™ aparat replikacyjny
o Widełki replikacyjne przyjmują kształt litery Y
o W strefie widełek proces replikacji odbywa się dwukierunkowo
przy pomocy polimeraz DNA od końca 3
o Nowy łańcuch syntetyzowany jest od końca 5
o Kolejność polimeryzacji wyznacza sekwencję nukleotydów
żð Przebieg replikacji
o Do rozpoczęcia syntezy potrzebna jest prymaza
(enzymsyntetyzujący 9-10 nukleotydowy fragment RNA, służący
jako starter)
o Do otworzenia startera polimeraza DNA, zgodnie z zasada
komplementarności zasad, przyłącza nukleotydy w kierunku 5 do
3 w przeciwległych łańcuchach widełek DNA
o Synteza odbywa się na łańcuchu matrycowym w sposób ciagły
o A łańcuch wiodący nosi nazwę nici wiodącej
o Druga nić nazywa się nicią opóz
nionÄ…
o Obie są syntetyzowane w oddzielny sposób co wpływa na
asymetrię widełek
o Polimeraza DNA łączy poszczególne nukleotydy
o Natomiast ligaza łaczy poszczególne fragmenty DNA
o Wydłużanie łańcucha potomnego odbywa się poprzez przesuwanie
się aparatu replikacyjnego wzdłuż nici DNA
2. transkrypcja
·ð proces enzymatycznej syntezy RNA, odbywajÄ…cej siÄ™ na matrycy DNA
(mRNA<·ð zachodzi na terenie jÄ…dra komórkowego i podlega na przepisaniu sekwencji DNA
na informacyjny mRNA
·ð enzymy czyli polimerazy RNA to na przykÅ‚ad Pol I, Pol II, Pol III i wiele biaÅ‚ek
pomocniczych
·ð w wyniku transkrypcji powstajÄ… transkrypty (dÅ‚ugie Å‚aÅ„cuchy), które ulegajÄ…
modyfikacji w procesie dojrzewania
·ð etapy transkrypcji:
żð wiÄ…zanie polimerazy przez matryce przy pomocy dodatkowych biaÅ‚ek 
czynniki transkrypcyjne
żð inicjacja startu transkrypcji przylegajÄ…cej do promotora (obszar startu)
żð skÅ‚ada siÄ™ z kilkudziesiÄ™ciu  200 nukleotydów o charakterystycznej
sekwencji TATA
żð w regulacji szybkoÅ›ci biorÄ… udziaÅ‚ geny wzmacniajÄ…ce  wzmacniacze, lub
osłabiające  wyciszacze
żð elongacja  wydÅ‚użanie Å‚aÅ„cucha, podczas której powstajÄ… kolejne
wiÄ…zania fosfodiestrowe
żð zakoÅ„czenie transkrypcji objawia siÄ™ sygnaÅ‚em, w postaci
charakterystycznej sekwencji AAUAAA
żð Å‚aÅ„cuch nowo syntetyzowanego RNA zawierajÄ…ce heterogenne hnRNA
musi ulec obróbce
34
żð nastÄ™puje dojrzewanie i spilcing, żeby przeksztaÅ‚cić hnRNA w matrycowe
RNA
żð w dojrzewaniu hnRNA, z pierwotnego transkryptu usuwane sÄ… entrony,
a Å‚Ä…czone egzony
żð same egzony tworzÄ… matrycowe RNA
żð modyfikacje posttranskrypcyjne umożliwiajÄ… wÄ™drowanie RNA z jÄ…dra do
cytoplazmy i odczytanie na rybosomach
żð transkrypt traci albo zwiÄ™ksza liczbÄ™ nukleotydów
żð proces zachodzi od koÅ„ca 3 do 5
żð mogÄ… powstawać nowe trójki kodujÄ…ce inne aminokwasy
żð uczestniczÄ… tutaj korygujÄ…ce sekwencjÄ™ DNA
żð jest to jeden z mechanizmów replikacji i ekspresji genów
Naprawa DNA:
·ð u organizmów wyższych utworzyÅ‚o siÄ™ wiele systemów naprawy DNA, które majÄ…
zapewnić stabilność i integralność genomów
·ð zabezpieczajÄ… również bierność replikacji na poziomie jednego bÅ‚Ä™du na 107 par zasad
·ð enzymatyczne mechanizmy korygujÄ… uszkodzenie DNA, powstajÄ…c spontanicznie
przez czynniki endo- i egzogenne
·ð dziaÅ‚ajÄ… podczas replikacji i w procesach miÄ™dzy podziaÅ‚ami komórki
·ð bÅ‚Ä™dy sÄ… przyjmowane i korygowane przez różne systemy
·ð jak nie sÄ… usuniÄ™te bÅ‚Ä™dy, wtedy nastÄ™pujÄ… utrwalone zmiany struktury DNA i mutacje
·ð mechanizmy naprawy DNA:
1. przez rewersję bezpośredniego uszkodzenia uszkodzenia w jednej
2. wycinanie zasad azotowych nici DNA
3. wycinanie nukleotydów
4. naprawy błędnie sparowanych zasad azotowych
5. rekombinacja  zachodzi kiedy uszkodzenia następują w dwóch niciach,
zachodzi w obecności nieuszkodzonych homologicznych chromosomów,
wycięcie uszkodzonego odcinka i zsyntetyzowanie nowego odcinka,
wymiana całego dwuniciowego odcinka DNA
29.11.2007
Transport jonowo-cytoplazmatyczny
·ð Informacja genetyczna zawarta jest w jÄ…drze i stÄ…d kieruje cytoplazmÄ…
·ð Regulacja aktywnoÅ›ci genetycznej odbywa siÄ™ przy pomocy biaÅ‚ek, które wÄ™drujÄ… z
cytoplazmy do jÄ…dra
·ð Produkty aktywnoÅ›ci genów  kwasy rybonukleinowe, sÄ… transportowane z jÄ…dra do
cytoplazmy
·ð Wymiana pomiÄ™dzy jÄ…drem a cytoplazmÄ… i cytoplazmÄ… a jÄ…drem, jest kontrolowana
·ð Czynnikiem ograniczajÄ…cym jest rozmiar migrujÄ…cych czÄ…stek
·ð Wyróżniamy 4 rodzaje transportu:
1. aktywny transport - zachodzi, gdy transportowane są jony i małe cząsteczki,
Å‚atwo przenikajÄ…c przez otoczkÄ™
2. zachodzi, gdy duże cząsteczki przenikają przez pory jądrowe w otoczce i do
tych cząsteczek zaliczamy albuminy i klobuminy (są to białka);
35
małe cząsteczki takie jak białka o średnicy 5 nanometrów łatwo przenikają,
natomiast duże przenikają wolniej; cząsteczki powyżej 7 nanometrów nie
przedostajÄ… siÄ™ do jÄ…dra przez pory
3. w warunkach in vivo istnieje konieczność transportowania dużych białek
endogennych lub hormonów steroidowych i wirusów(powyżej średnicy 7
nanometrów) i dzieje się to w wyniku endocytozy
4. duże cząsteczki (np. resztki jąderek wyrzuconych z jąder komórek
gruczołowych) przedostają się do cytoplazmy wraz z obiema błonami
jądrowymi, które tworzą otoczkę; błony które są przerwane, łączą się, co
prowadzi do zamknięcia otoczki jądrowej i otoczki wewnątrz pęcherzyk
otoczonego błonami
Totipotencja jÄ…dra:
·ð JÄ…dro zapÅ‚odnionej komórki jajowej ma peÅ‚na informacjÄ™ genetycznÄ… determinujÄ…cÄ…
rozwój całego organizmu (na tym polega totipotencja)
·ð U roÅ›lin i zwierzÄ…t w wyniku totipotencji dochodzi do odróżnicowania komórek 
podział, a następnie stopniowego różnicowania oraz do regeneracji całych
organizmów
·ð U zwierzÄ…t w dojrzaÅ‚ych tkankach nastÄ™puje zablokowanie totipotencji jÄ…dra
·ð JÄ…dra dorosÅ‚ych tkanek już nie posiadajÄ… takiej zdolnoÅ›ci totipotencji
·ð U roÅ›lin to zablokowanie okreÅ›lonych systemów jest odwracalne
·ð Warunkiem uaktywnienia caÅ‚ego genomu komórki, jest jej wyciÄ™cie spod kontroli
czynników regulujących rozwój całego organizmu
·ð Ma to miejsce w przypadku możliwoÅ›ci regeneracji odciÄ™tych organów (rozmnażanie
wegetatywne), wyizolowanych tkanek pojedynczych komórek bądz
protoplastów
·ð U roÅ›lin determinuje siÄ™ fakt ujawnienia peÅ‚nej potencji komórek, nawet
haploidalnych (komórki generatywne >> ziarno pyłku, haploidalna komórka woreczka
zalążkowego)
·ð U zwierzÄ…t totipotencje odznaczajÄ… siÄ™ zapÅ‚odnieniem jÄ…dra  wczesny etap rozwoju,
ale istnieją komórki macierzyste o totipotencjalnych możliwościach różnicowania się
w inne tkanki
·ð ZnajdujÄ… siÄ™ w komórkach embrionalnych i we krwi pÄ™powinowej, tkance mięśniowej
(komórki satelitarne), w wątrobie i trzustce, służąc do wytwarzania dojrzałych
komórek
·ð We wczesnym stadium rozwoju zarodka, nazywane sÄ… zarodkowymi komórkami
macierzystymi
Współzależność jądra i cytoplazmy:
·ð Czynniki zawarte w cytoplazmie mogÄ… indukować aktywność jÄ…dra, które
charakteryzuje się większym stopniem represji (zahamowania) aparatu genetycznego
·ð W warunkach laboratoryjnych powstaÅ‚ych w wyniku fuzji w heterokarionach
(komórki w których we wspólnej cytoplazmie istnieją dwa gatunkowo odmienne
jÄ…dra
·ð WystÄ™puje zawsze indukcja pozytywna pojawienia siÄ™ takich wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci w jadrze,
które charakteryzują jądro drugiego składnika heterokarionu np. indukcja replikacji
DNA lub synteza RNA
·ð Jedno jÄ…dro stymuluje, pobudza drugie
36
·ð Fuzje komórek w różnych fazach cuklu mitotycznego np. w komórkach w fazie S z
komórkami w fazie G1 (faza S jest bardziej zaawansowana), powoduje przyspieszenie
replikacji DNA w komórkach będącej w fazie G1
·ð Natomiast fuzja komórek w fazie G2 z komórkami w fazie S, nie nastÄ™puje replikacja
w jadrze w fazie G2, co świadczy o braku kompetencji chromatyny w fazie G2 wobec
induktorów syntezy w fazie S
·ð Czas trwania fazy G2 przedÅ‚uża siÄ™ o okres niezbÄ™dny do zakoÅ„czenia replikacji w
jÄ…drze w fazie S
·ð Fuzja komórek w mitozie z komórkami w interfazie (bÄ™dÄ…ce w różnym stanie)
prowadzi do przedwczesnej kondensacji chromosomu indukowanej przez komórki
będące w mitozie
·ð Podobnie jak w przypadku indukcji syntezy DNA lub RNA czynniki indukujÄ…ce
przedwczesną kondensacje chromosomów nie SA specyficzne dla gatunku
·ð Taka zdolność do indukcji replikacji DNA w komórkach nie dzielÄ…cych siÄ™ w wyniku
fuzji z dzielącymi się zostało wykorzystane do otrzymywania przeciwciał
monoklinalnych
·ð TrwaÅ‚Ä… zdolność do proliferacji (dzielenia siÄ™) wykazujÄ… komórki nowotworowe,
które mogą przekazywać to komórkom prawidłowym w wyniku fuzji z prawidłowymi
·ð SygnaÅ‚y emitowane sÄ… przez obcÄ… cytoplazmÄ™ i przenikajÄ…cy do jÄ…dra drugiego skÅ‚Ä…d
heterokarionu (zlane jądro z dwóch różnych komórek) są przypuszczanie białkami
regulatorowymi, które posiadają zdolność derepresji (odblokowywania) określonych
obszarów chromatyn
Mitochondria:
·ð SÄ… obecne we wszystkich komórkach Eukariotycznych poza wyjÄ…tkami
żð Erytrocyty
żð Ameby patogenne
·ð StanowiÄ… odrÄ™bny od cytoplazmy przedziaÅ‚ metaboliczny oraz z chloroplastami sÄ…
miejscem pozajądrowego genomu (posiadają DNA) i mają zdolność do jego ekspresji
(ujawniania)
·ð WiÄ™kszość biaÅ‚ek importuje z cytoplazmy mitochondrialne DNA (mtDNA) i stanowi
0.2 % całkowitego DNA
·ð Otoczone podwójnÄ… bÅ‚onÄ… zewnÄ™trzna i wewnÄ™trznÄ…
·ð MajÄ… ksztaÅ‚t walca lub soczewki
·ð BÅ‚ony maja typowÄ… budowÄ™ dwuwarstwy biaÅ‚kowo-lipidowej
·ð BÅ‚ona wewnÄ™trzna jest wpuklina i pofaÅ‚dowana, tworzy grzebienie różnego ksztaÅ‚tu
żð Blaszkowaty
żð Rurkowaty
·ð PomiÄ™dzy bÅ‚onami znajduje siÄ™ przestrzeÅ„ miÄ™dzybÅ‚onowa
·ð BÅ‚ona wewnÄ™trzna otacza przestrzeÅ„ zwanÄ… matriks mitochondrialne
·ð Liczebność i struktura jest różna w poszczególnych typach komórek
żð W komórkach roÅ›linnych jest maÅ‚Ä… liczba mitochondriów np. w komórkach
epidermy korzenia są nieliczne, a w komórkach aktywnych metabolicznie
stanowią aż 20% objętości cytoplazmy
żð W komórkach zwierzÄ™cych w szczególnoÅ›ci u krÄ™gowców każda komórka
zawiera kilkaset mitochondriów (komórki wątroby mogą mieć ich nawet do
kilku tysięcy)
żð Liczba mitochondriów jest precyzowana do intensywnoÅ›ci metabolizmu
tlenowego i zapotrzebowania komórki na energię
·ð StanowiÄ… centra energetyczne, elektrownie komórkowe
37
·ð Wielkość jest zróżnicowana
·ð DÅ‚ugość stanowi okoÅ‚o 0.5  2 mikrometrów
·ð Szerokość stanowi okoÅ‚o 0.2  0.8 mikrometrów
·ð Wielkość i ksztaÅ‚t zmieniajÄ… siÄ™ i zależą o stadium rozwojowego komórki oraz
aktywności metabolicznej
·ð Mitochondria mogÄ… siÄ™ Å‚Ä…czyć (fuzja) lub mogÄ… siÄ™ rozpadać na mniejsze jednostki
·ð Fuzja wystÄ™puje u roÅ›lin, a rozpad u drożdży
·ð Lokalizacja:
żð Nie majÄ… staÅ‚ego miejsca w cytoplazmie
żð Ich wystÄ™powanie może mieć zwiÄ…zek z zapotrzebowaniem energetycznym
żð W nabÅ‚onkach komórek rzÄ™skowych znajdujÄ… siÄ™ w części podstawnej bÅ‚ony,
przez którą zachodzi transport
żð W bÅ‚onie wewnÄ™trznej sÄ… trzy rodzaje biaÅ‚ek
o Białka uczestniczące w transporcie metabolitów do i z mitochondriów
o Białka enzymatyczne łańcucha oddechowego biorące udział w
oksydacji związków
o Białka kompleksu enzymatycznego zawierające syntetazę ATP w
postaci grzybków 0 nazwane cząsteczkami transportu elektronów
żð BÅ‚ona zewnÄ™trzna:
o Transbłonowe kompleksy białek, uczestniczące w transporcie różnych
związków
o Białka enzymatyczne do transformacji lipidów oraz monooksygenazy
P-450
·ð W macierzy mitochondrialnej znajduje siÄ™:
żð Wiele enzymów katalizujÄ…cych reakcjÄ™ przemian kwasów tÅ‚uszczowych i
kwasu pirogronowego (wytwarzany acetylo-CoA utlenia go w cyklu Krebsa w
CO2 i NADH)
żð Wolne rybosomy (biosynteza biaÅ‚ka)
żð DNA mitochondrialne
żð Jony wapnia
żð Enzymy fosforyzujÄ…ce nukleotydy
·ð Mitochondria poÅ‚Ä…czone sÄ… z cytoszkieletem komórki za pomocÄ… mostków  biaÅ‚ko
MAP2
·ð W bÅ‚onach mitochondriów znajdujÄ… siÄ™ kanaÅ‚y wapniowe
żð KanaÅ‚ porynowy
żð KanaÅ‚ potasowy
żð KanaÅ‚ chlorkowy
·ð Funkcje:
żð NastÄ™puje w nich uwalnianie i magazynowanie energii w postaci ATP
( elektrownie )
żð W wyniku przemian kwasów tÅ‚uszczowych i kwasu pirogronowego z
wytworzeniem acetylo-CoA
Mitoplasty  mitochondria pozbawione błony zewnętrznej
Submitochondria (SMP)  powstają po użyciu ultradz
więków, które niszczą rozrywając obie
błony, zewnętrzną niszczą i po jej samozasklepieniu powstają pęcherzyki otaczające błonę
wewnętrzną
Mitochondria jako organelle wytwarzajÄ…ce ATP:
38
·ð ATP sÅ‚uży jako najlepszy poÅ›rednik pomiÄ™dzy reakcjami wyzwalajÄ…cymi a
pochłaniającymi energię - uniwersalny przenośnik energii swobodnej
·ð Podczas hydratazy ATP powstaje dużo energii i ADP, który wykorzystywany jest do
syntezy ATP
·ð Oprócz tego tworzy siÄ™ ortofosforan P1
ATP ADP + P1 + energia
·ð Ortofosforan w poÅ‚Ä…czeniu z nieaktywna czÄ…steczkÄ…, energetyzuje jÄ… przy pomocy
przechwyconej energii hydrolizy ATP
·ð W ten sposób energia wiÄ…zaÅ„ chemicznych ATP jest wykorzystywana do różnego
rodzaju pracy
·ð Reakcja odwrotna
ADP + P1 ATP
·ð Może być zredukowana w wyniku fosforylacji oksydacyjnej , które zachodzi w
wewnętrznej błonie mitochondrialnej
·ð Elektrony przenoszone przez Å‚aÅ„cuch oddechowy pochodzÄ… z NADH i FADH2,
tworzących podczas glikolizy cyklu kwasu cytrynowego i utleniania kwasów
tłuszczowych
Mutacje genomu mitochondrialnego:
·ð Mitochondrialne DNA zbudowane jest z podwójnej kolistej nici pozbawionej
intronów i białek pistonowych
·ð Na przykÅ‚ad u czÅ‚owieka genom mitochondrialny zawiera 16569 par nukleotydów i
koduje dwa rodzaje rRNA, 22 rodzaje tRNA, 13 polipeptydów, które budują
kompleksy łańcucha oddechowego i synteza ATP
·ð Mutacje mogÄ… być
1. punktowe
2. delecje (ubytki)
żð prowadzÄ… do zaburzeÅ„ syntezy biaÅ‚ek mitochondrialnych, transportu jonów
wzdłuż łańcucha oddechowego, upośledzeniem fosforylacji oksydacyjnej i
funkcji energetycznej
żð w komórkach istnieje tysiÄ…c zmutowanych kopii modna
żð o wiele mniej kopii zawierajÄ…cych patogenne mutacje
żð kliniczna ekspresja zaburzeÅ„ (choroba mitochondria) zależy od stosunku
mitochondrialnego do prawidłowego DNA  dziecko dziedziczy chorobę tylko
po matce
Powstanie mitochondriów:
·ð Mitochondria powstajÄ… w komórkach de novo (od nowa) z podstawowych zwiÄ…zków
organicznych
·ð PowstajÄ… z różnych innych organelli komórkowych
·ð WyjÅ›cia na drodze podziaÅ‚u istniejÄ…cych komórek mitochondrialnych
06.12.2007
Chloroplasty jako transformatory energii:
39
·ð WystÄ™pujÄ… w komórkach roÅ›linnych
·ð Zaliczamy je do dużej rodziny plastydów
·ð WystÄ™pujÄ… wyÅ‚Ä…cznie w komórkach Eukariontów
·ð MajÄ… zdolność samopowielania
·ð Do plastydów zaliczamy 4 grupy:
żð Proplastydy  grupa wyjÅ›ciowa
żð Chloroplasty  umożliwiajÄ… fotosynteze, zapewniajÄ… samożywność
żð Chromoplasty
żð Leukoplasty
·ð Podstawowym produktem fotosyntezy jest glukoza
·ð Chloroplasty znajdujÄ… siÄ™ tuż pod bÅ‚onÄ…
·ð W jednej komórce ich liczba wynosi od okoÅ‚o 20-40
·ð Pod wzglÄ™dem wielkoÅ›ci i ksztaÅ‚tu najbardziej zróżnicowane sÄ… w glonach
·ð Otoczone sÄ… podwójnÄ… bÅ‚onÄ… biaÅ‚kowo lipidowÄ…
·ð System bÅ‚on tworzÄ… pÅ‚askie woreczki  tylakoidy
Budowa błon chloroplastów:
·ð BÅ‚ony sÄ… typowymi biaÅ‚kowo-lipidowymi bÅ‚onami
·ð Proporcje lipidów bo biaÅ‚ek sÄ… różne
·ð BÅ‚ona wewnÄ™trzna jest przepuszczalna dla jonów i zwiÄ…zków drobnoczÄ…steczkowych
·ð BÅ‚ona zewnÄ™trzna jest wybiórczo przepuszczalna
·ð Lipidy tylakoidów stanowiÄ… 35-40 % bÅ‚on
·ð W tych 35-40 % znajduje siÄ™ 15 % fosfatydyloglicerol
·ð BÅ‚ona tylakoidów w miejscach gdzie zachodzi faza Å›wietlna fotosyntezy, zbudowana
jest głównie z galaktolipidów, które stanowią do 75% lipidów
·ð W bÅ‚onach tylakoidów znajduje siÄ™ zielony barwnik  chlorofil, jak i również
występują karotenoidy (karoten - barwa pomarańczowa, ksantofil  barwa żółta) oraz
fikogliny (fikoerytryna i fikocyjanina)
·ð Stroma zawiera oprócz ziaren skrobi, plastoglobule, a zwÅ‚aszcza chinony, DNA,
rybosomy, enzymy białkowe związane z replikacją DNA, transkrypcją i biosyntezą
białek
·ð Chloroplastowy DNA jest trudno dostrzegalny nawet w mikroskopie elektronowym, a
rybosomy sÄ… mniejsze od cytoplazmatycznych
Peroksysomy jako pierwotne utleniacze:
·ð Zwane inaczej mikrociaÅ‚ami
·ð WystÄ™pujÄ… nielicznie we wszystkich komórkach Eukariotycznych
·ð SÄ… to maÅ‚e pÄ™cherzyki o Å›rednicy 0.5  1.5 mikrona
·ð Otoczone sÄ… pojedynczÄ… bÅ‚onÄ…
·ð PeÅ‚niÄ… rolÄ™ organelli utleniajÄ…cych, ale nie syntetyzujÄ… ATP
·ð Głównym ukÅ‚adem enzymatycznym jest system oksydoreduktaz flawinowych i
katalazy, które utleniają substraty, produkują H2O2 (nadtlenek wodoru) i rozkładają go
do wody i ½ O2
·ð RozkÅ‚ad H2O2 odbywa siÄ™ dwoma sposobami
1. z udziałem katalazy
2. z udziałem peroksydazy
·ð ZawierajÄ… okoÅ‚o 50 rodzajów enzymów
żð Oksydoreduktazy  metabolizujÄ…ce nadtlenek wodoru
żð Enzymy katalizujÄ…ce rozkÅ‚ad puryn
żð Enzymy cyklu glioksanolowego (tylko u roÅ›lin w glioksysomach)
40
Budowa i funkcje peroksysomów w komórkach zwierzęcych:
·ð ZawierajÄ… rdzeÅ„  nukleoid, który jest od zewnÄ…trz otoczony macierzÄ…, która jest
pojedynczą błoną zawierającą około 10 białek
·ð Krystaliczny rdzeÅ„ skÅ‚ada siÄ™ z wielu rurek, które gdy posiadajÄ… kilka warstw, tworzÄ…
sześcian, a jeżeli tworzą dwuwarstwe wtedy jest to typ blaszkowy
·ð Peroksysomy zużywajÄ… okoÅ‚o 20% tlenu (uwolnionego podczas rozkÅ‚adu nadtlenku
wodoru) do bezpośredniego utleniania różnych związków
·ð Podczas utleniania powstaje energia wydzielana w postaci ciepÅ‚a
·ð Bierze udziaÅ‚ w pomocniczej roli w komórkach wÄ…troby w utlenianiu alkoholu
etylowego
·ð W komórkach mięśnia sercowego odbywa główna rolÄ™ w utlenianiu alkoholu
etylowego
·ð PrzeprowadzajÄ… częściowÄ… ²-oksydacjÄ™ kwasów tÅ‚uszczowych  zainicjowanÄ… przez
oksydazę acetyloCoA, a nie jak w przypadku mitochondriów przez dehydrogenazę
·ð Produktem ubocznym jest nadtlenek wodoru
Peroksysomy roślinne:
·ð Nazywane sÄ… glioksysomami
·ð Opisane zostaÅ‚y po raz pierwszy w 1967
·ð ZawierajÄ… liazÄ™ izocytrynianowÄ… i syntetazÄ™ jabÅ‚czanowÄ…, izocytrynianowÄ…,
dehydrogenazę jabłczanową, akonitrazę
·ð Peroksysomy liÅ›ci współdziaÅ‚ajÄ… z chloroplastami i mitochondriami w procesie
oddychania
System GERL:
·ð System bÅ‚on wewnÄ™trznych, w którego skÅ‚ad wchodzÄ… aparat Golgi ego,
endoplazmatyczne retikulum, lizosomy i wakuole
·ð Po raz pierwszy zostaÅ‚ opisany w 1974 roku
·ð System ten obejmuje bÅ‚ony, które wchodzÄ… w skÅ‚ad różnych szlaków transportu
komórek Eukariotycznych
·ð PomiÄ™dzy aparatem Golgi ego, endoplazmatycznym retikulum, lizosomami i
wakuolami odbywa się proces przepływu przez błony, sukcesywnie tworzących się
pęcherzyków w obrębie jednej struktury, transportowanych i łączenia się z drugą
strukturÄ… w wyniku fuzji
·ð PrzykÅ‚adem mogÄ… być biaÅ‚ka sekrecyjne (wydzielajÄ…ce), które zamykajÄ… szlak w
retikulum endoplazmatycznym, transportowane są do aparatu Golgi ego, aż w końcu
znajdują się w wakuolach lub na powierzchni komórki
·ð System bierze udziaÅ‚ w powstawaniu organelli  odgrywa kluczowÄ… rolÄ™ w
gromadzeniu różnych substancji, biosyntezie i transporcie materiałów prowadzonych
do pozaplazmatycznych obszarów komórki
·ð TransportujÄ…ce pÄ™cherzyki przenoszÄ… biaÅ‚ka, lipidy, polisacharydy pomiÄ™dzy
organellami do ściany lub błony komórkowej
·ð Poszczególne organelle wyposażone sÄ… zestaw bÅ‚onowych rozpuszczalnych biaÅ‚ek,
które są syntetyzowane na szorstkim retikulum endoplazmatycznym i pełnią wiele
funkcji związanych z metabolizmem komórki
Retikulum endoplazmatyczne ER:
·ð Jego ilość i budowa zależy od typu komórek, od stanu fizjologicznego i etapu
rozwojowego komórek
41
·ð Ich duża różnorodność spowodowana jest wieloÅ›ciÄ… funkcji jakie speÅ‚niajÄ… w komórce
·ð Funkcje:
żð Biosynteza biaÅ‚ek i lipidów
żð Transport biaÅ‚ek i bÅ‚on w obrÄ™bie komórek i pomiÄ™dzy komórkami
żð Regulacja warunków jonowych, a zwÅ‚aszcza poziomu jonów wapnia i
protonów w cytoplazmie
żð Gromadzenie biaÅ‚ek zapasowych i lipidów
·ð Budowa:
żð BÅ‚ony retikulum endoplazmatycznego w komórkach roÅ›linnych tworzÄ… sieć
utworzoną z tubul (rurek)  wtedy jest to gładkie retikulum
endoplazmatyczne, jak i cystern  wtedy jest to szorstkie retikulum
endoplazmatyczne
·ð W komórkach zwierzÄ™cych jest zbiorem kanałów i cystern zamkniÄ™tych bÅ‚onÄ…
Ziarniste retikulum endoplazmatyczne RER:
·ð Tworzy dÅ‚ugie bÅ‚oniaste kanaliki  cysterny, które od zewnÄ…trz pokryte sÄ… ziarnami
rybosomów (nie są stale nimi pokryte, tylko wtedy gdy zachodzi synteza białek 
translacja, natomiast po translacji rybosomy odłączają się od cystern, proces zachodzi
cyklicznie z krótkimi przerwami)
·ð ÅšwiatÅ‚o kanalików RER jest miejscem, w którym zachodzÄ… procesy po translacyjne i
przygotowanie białek do dalszej drogi np. do wydzielania z komórek lub wbudowanie
w inne układy
·ð BÅ‚ona budujÄ…ca cysterny RER oddziela ich treść od cytoplazmy i Å‚Ä…czy siÄ™ z
zewnętrzną błoną osłonki jądrowej
·ð W wielu typach komórek, gdzie RER jest sÅ‚abo rozwiniÄ™te lub nie ma go wcale, to
jego rolÄ™ przejmuje otoczka jÄ…drowa
·ð Dwuwarstwa lipidowa jest bardziej pÅ‚ynna niż bÅ‚ony komórkowej, ponieważ
fosfolipidy mają duży stopień nasycenia kwasów tłuszczowych, poza tym zawierają
więcej fosfatydylocholiny a mniej cholesterolu
·ð Poza tym warstwy bÅ‚ony majÄ… podobny skÅ‚ad i nie ma asymetrii
·ð BiaÅ‚kowy skÅ‚adnik bÅ‚ony tworzÄ…:
żð Specyficzne biaÅ‚ka integralne  odpowiedzialne za modyfikacje
postranslacyjne i eksport białek
żð BiaÅ‚ka enzymatyczne
o Związane z potranslacyjną modyfikacją białek eksportowych
o Związane z syntezą lipidów
o Związane z utlenianiem i redukcją lipidów
o Związane z transportem substancji do wnętrza cystern siateczki RER
·ð W bÅ‚onach RER znajdujÄ… siÄ™ enzymy katalizujÄ…ce procesy glikolizacji biaÅ‚ek i
lipidów, czyli transferazy glikozydowi
·ð BiaÅ‚ka transportujÄ… czÄ…stki lipidów do bÅ‚on innych organelli
·ð SÄ… miejscem enzymów utlenionych lipidów
·ð RER jest obecna we wszystkich komórkach Eukariontów, z wyjÄ…tkiem erytrocytów i
plemników
·ð Najliczniej wystÄ™pujÄ… w komórkach wyspecjalizowanych w biosyntezie biaÅ‚ek
eksportowych np. w komórkach pęcherzykowych trzustki (syntetyzują enzymy
trawienne), w plazmocytach (syntetyzują gammaglobuline), w fibroblastach (komórki
42
tkanki łącznej, syntetyzują kolagen), w komórkach wątroby (w zespołach cystern
ułożonych równolegle lub owiniętych wokół mitochondium)
·ð W komórkach roÅ›lin wyższych RER wystÄ™pujÄ… pod postaciÄ… pojedynczych kanalików
lub w zespołach cystern
·ð Może siÄ™ komunikować przez plazmodesmy (poÅ‚Ä…czenia miÄ™dzykomórkowe), tworzÄ…c
jeden wspólny ciąg (system kanałów RER)
·ð UdziaÅ‚ RER w procesie syntezy biaÅ‚ek:
żð Do biaÅ‚ek syntezy w bÅ‚onach na rybosomach RER zaliczamy
1. białka integralne
2. białka lizosomalne
3. białka sekrecyjne/eksportowe/wydzielnicze
żð MogÄ… przejść przez kilka barier bÅ‚on hydrofobowych (bÅ‚ony RER, aparatu
Golgi ego, błony komórkowe), aby syntetyzowany łańcuch mógł pokonać
barierÄ™ RER
żð Jego pewny odcinek musi być uporzÄ…dkowany w odpowiednie biaÅ‚ka
odpowiedniej sekwencji  sygnał
GÅ‚adkie retikulum endoplazmatyczne SER:
·ð Sieć rozgaÅ‚Ä™zionych kanalików
·ð WystÄ™puje we wszystkich komórkach Eukariotycznych z wyjÄ…tkiem erytrocytów
ssaków
·ð Odgrywa ważnÄ… role w procesie neutralizacji leków i trucizn
·ð Bierze również udziaÅ‚ w hydrolizie glikogenu i jednoczeÅ›nie podnoszenia stężenia
glukozy we krwi
·ð Bierze również udziaÅ‚ w syntezie lipidów  trójgliceryny, cholesterolu, steroidów,
fosfolipidów
·ð Enzymy sÄ… zlokalizowane w bÅ‚onach SER komórek gruczołów dokrewnych
produkujących hormony steroidowe (testosteron) i komórkach syntetyzujących
komórki nadnerczy (SER występuje w dużych ilościach)
Odmiana siateczki śródplazmatycznej:
·ð Sarkoplazmatyczna siateczka
żð WystÄ™puje w komórkach mięśni (prążkowanych poprzecznie)
żð Jest wyspecjalizowanÄ… siateczkÄ… gÅ‚adkÄ…
żð Jej zadaniem jest magazynowanie jonów wapnia, co umożliwia cykliczne
uwalnianie i rozdział jonów wapnia do sarkoplazmy (rozkurcz i skurcz
włókien mięśniowych)
Funkcje retikulum endoplazmatycznego:
·ð W przedziale jÄ…dra stanowi przegrody pierwotnej Å›ciany komórkowej
·ð Bierze udziaÅ‚ w organizacji wrzeciona kariokinetycznego
·ð Może być z
ródłem błon do odtwarzania otoczki jądrowej
·ð KontrolujÄ… stężenie jonów wapnia w obrebie strefy podziaÅ‚owej
·ð Miejsce zakotwiczenia elementów cytoszkieletu
·ð Podczas podziaÅ‚u cytoplazmy wychwytuje i utrzymuje w rejonie tworzenia przegrody
pierwotnej pęcherzyki z diktiosomów aparatu Golgi ego i umożliwia ich zlewanie i
zapewnia właściwą płaszczyznę przegrody pierwotnej
·ð Bierze udziaÅ‚ w tworzeniu siÄ™ kalazowych zgrubieÅ„ Å›ciany komórkowej
Aparat Golgi ego:
43
·ð Należy do ukÅ‚adu wakuolarnego cytoplazmy z retikulum endoplazatycznym, osÅ‚onkÄ…
jÄ…drowÄ… i z systemem endosomowolizosomalnym
·ð SkÅ‚ada siÄ™ z wielu pÅ‚askich bÅ‚oniastych cystern (od 6  20) uÅ‚ożonych w stos (jedna
nad drugą) i poza tym rozdętych pęcherzyków na końcach (diktiosomy)
·ð OtaczajÄ… go z wszystkich stron pÄ™cherzyki
·ð WystÄ™pujÄ… we wszystkich komórkach Eukariotycznych z wyjÄ…tkiem erytrocytów
·ð Jest zlokalizowany w pobliżu jÄ…dra i cystern szorstkiej siateczki Å›ródplazmatycznej
·ð Wyróżnia siÄ™ dwa bieguny bÄ…dz
sieci:
1. biegun/sieć syntezy cis
żð WystÄ™puje w pobliżu jÄ…dra
żð ZnajdujÄ… siÄ™ tu zbiorniki zbudowane z bÅ‚ony z rybosomami
2. biegun/sieć syntezy trans
żð WystÄ™puje w pobliżu bÅ‚ony komórkowej bÄ…dz
ściany komórkowej
żð BÅ‚ony sÄ… gÅ‚adkie
o Transport z sieci cis do sieci trans odbywa się przy pomocy pęcherzyków
fuzujÄ…cych z innymi
·ð Wyróżnia siÄ™ dwie formy aparatu Golgi ego:
1. siateczkowa  występuje w komórkach kręgowców (wyjątek stanowią oocyty i
plemniki)
2. diktiosomalna  występuje w komórkach roślinnych i u bezkręgowców
·ð Funkcje:
żð Modyfikowanie struktury makroczÄ…steczek
żð Segregacja (grupowanie wedÅ‚ug budowy chemicznej) makroczÄ…steczek
żð Kierowanie transportem makroczÄ…steczek
żð MakroczÄ…steczki biaÅ‚ek przechodzÄ… przez aparat Golgi ego i ulegajÄ… w nim
zmianom kowalencyjnym  polegają na modyfikowaniu oligosacharydów oraz
dodawania do cząsteczek białkowych grup siarczanowych i kwasów
tłuszczowych
żð Zachodzi tu glikolizacja biaÅ‚ek i lipidów, proteogliaknów, które powstaja w
kanalikach RER
żð Zmodyfikowane czÄ…steczki sÄ… grupowane wedÅ‚ug budowy chemicznej i sÄ…
otoczone błoną w sieci trans
żð A pÄ™cherzyki, które powstajÄ… w sieci trans mogÄ… być transportowane w dwóch
kierunkach
1. ku endosomom póz
nym ,a następnie lizosomom (ulegają strawieniu)
2. ku błonie komórkowej (są na ogół pęcherzykami wydzielniczymi 
typowa egzocytoza)
Rodzaje transportu pęcherzyków wydzielniczych:
1. konstruktywny
·ð PÄ™cherzyki sÄ… wytwarzane przez pÄ…czkowanie i transportowane w sposób
ciągły, od sieci trans do błony bez udziału sygnałów z zewnątrz
·ð W ten sposób biaÅ‚ka i lipidy dostarczajÄ… nowe skÅ‚adniki bÅ‚onie, a zawartość
pęcherzyki wydzielają na zewnątrz
2. wybiórczy
·ð Regulowany jest przez sygnaÅ‚y z zewnÄ…trz np. wydzielanie hormonów
następuje pod wpływem gruczołów przysadki tarczycy
·ð Bierze tu udziaÅ‚ klatryna (biaÅ‚ko), które wiąże siÄ™ z powierzchniÄ… bÅ‚ony,
powodując jej wybrzuszenie i powstanie pęcherzyka
44
 13.12.2007
Recyrkulacja błony:
·ð W wyniku fuzji pÄ™cherzyków egzocytarnych z bÅ‚onÄ…, zachodzi wydzielanie zawartoÅ›ci
i wbudowanie w błonę komórki
·ð Te fragmenty bÅ‚ony sÄ… dalej wykorzystywane do tworzenia pÄ™cherzyków
endocytarnych
·ð Oba procesy sÄ… w równowadze dynamicznej
·ð Takie krążenie elementów bÅ‚on podczas endocytozy, egzocytozy i pÄ…czkowania to
recyrkulacja błony
·ð RoÅ›linny aparat Golgi ego jest odpowiedzialny za syntezÄ™ polisacharydów
wchodzących w skład ściany komórkowej
·ð A zwierzÄ™cy aparat Golgi ego jest odpowiedzialny za syntezÄ™ glikolipidów
tworzących błony komórkowe
Endosomy:
·ð BÅ‚oniaste struktury cytoplazmy, wstÄ™pujÄ…ce w postaci zbiorników, cewek i
pęcherzyków
·ð BiorÄ… udziaÅ‚ w endocytozie  transporcie czÄ…steczek przez bÅ‚ony
·ð Endosomy wczesne
żð Endocytowany materiaÅ‚ pojawia siÄ™ po kilku minutach
żð Zlokalizowane sÄ… w pobliżu bÅ‚on komórkowych
·ð Endosomy póz
ne
żð MateriaÅ‚ endocytów pojawia siÄ™ po okoÅ‚o 20 minutach
żð ZnajdujÄ… siÄ™ dalej od bÅ‚ony komórkowej, w pobliżu jÄ…dra
·ð Zawartość endosomów wczesnych i biaÅ‚ka bÅ‚onowego jest przenoszona do
endosomów póz
nych przy pomocy pęcherzyków transportujących
·ð A z endosomów póz
nych powstają lizosomy (na skutek przekształcenia)
·ð Lizosomy mogÄ… też powstawać w sieci trans aparatu Golgi ego
Lizosomy:
·ð Åšrednica 1 mikrometr
·ð WnÄ™trze lizosomów ma odczyn kwaÅ›ny
·ð Zawiera wiele enzymów hydrolitycznych
żð Proteazy
żð Lipazy
żð Nukleazy
żð Fosfatazy
żð Sulfatazy
żð Glikozydazy
·ð Enzymy hydrolityczne sÄ… syntetyzowane w RER, skÄ…d sÄ… transportowane do aparatu
Golgi ego, gdzie ulegajÄ… modyfikacji
Funkcje lizosomów i endosomów:
·ð Endocytowany materiaÅ‚ przechodzi do pÄ™cherzyków transportujÄ…cych a z nich do
endosomów póz
nych, lub pęcherzyki transportujące przenoszą materiał do
przeciwległej błony komórkowej, gdzie uwalniają swoją zawartość  tzw. transcytoza
(z jednego końca komórki do drugiego)
45
·ð BiorÄ… udziaÅ‚ w trawieniu wewnÄ…trzkomórkowym  czÄ…steczki lub makroczÄ…steczki
dostające się do komórek przez fuzję i endocytozę są trawione przez hydrolazy w
endosomach póz
nych przekształconych w lizosomy
(koniec informacji dotyczÄ…cych aparatu Golgi ego)
System GERL
Wakuole:
·ð WystÄ™pujÄ… tylko w komórkach roÅ›linnych
·ð Ich liczba i wymiary zależą i różniÄ… siÄ™ od rodzaju tkanki i stadium rozwojowego
·ð Komórki merystematyczne majÄ… maÅ‚e i liczne wakuole (Å›rednica 1 mikrometra)
·ð Komórki dojrzaÅ‚e, zróżnicowane np. komórki mezofilu majÄ… jedna dużą wakuolÄ™
zajmująca nawet 90% objętości komórki
·ð Komórka może zwierać kilka takich samych wakuoli, lub mogÄ… wystÄ™pować
funkcjonalnie różne wakuole
·ð Wyróżnia siÄ™ co najmniej dwa typy wakuoli:
1. LV  wakuole lityczne
2. PSV  wakuole gromadzące białka zapasowe
·ð W wiÄ™kszoÅ›ci typów komórek oba te typy Å‚Ä…czÄ… siÄ™ ze sobÄ…, ale nie wiele wiadomo o
dalszych etapach rozwoju tych wakuol, a zwłaszcza wakuol LV
·ð SÄ… to najbardziej funkcjonalne organelle w komórce
·ð PeÅ‚niÄ… funkcje statyczne  zwiÄ™kszajÄ… powierzchniÄ™ w stosunku to objÄ™toÅ›ci
·ð PeÅ‚niÄ… funkcje dynamiczne  sÄ… zdolne do akumulacji biaÅ‚ek, zwiÄ…zków chemicznych
i jonów
·ð PeÅ‚niÄ… funkcje obronne i wabiÄ…ce
·ð BÅ‚ona otaczajÄ…ca wakuole  tonoplast  wyposażony jest w kompleksy biaÅ‚kowe i
kanały jonowe, wodorowe, przenośniki cukrów i innych związków, dzięki za
wszystko czemu jest możliwy transport tych związków do wakuoli
·ð W tonoplaÅ›cie znajdujÄ… siÄ™ dwie pompy protonowe:
żð H+ ATP-aza dostarczajÄ… energie do różnych
żð H+ pirofosfataza procesów transportu wakuolarnego
·ð Funkcje wakuoli:
żð Gromadzenie substancji np. barwniki kwiatowe  antocyjaniny, flawonoidy,
czerwone betalainy ( w korzeniach buraka)
żð Zdolne do przeprowadzenia hydrolizy  zawierajÄ… hydrolazy,esterazy,
nukleazy, peroksydazy
żð Utrzymywanie odpowiedniej wartoÅ›ci turgoru  wnÄ™trze zawiera zwiÄ…zki
mineralne, wysokie stężenie jonów nieorganicznych i duże ilości cukrów,
kwasów organicznych, aminokwasów  ujemny potencjał roztworu uzyskuje
wysoką wartość i reguluje turgor komórki
żð Wakuola   Å›mietnik komórki  ma znaczenie w utrzymywaniu wewnÄ™trznej
homeostazy
·ð Funkcje obronne:
żð Do peÅ‚nienia tych funkcji sÅ‚użą biaÅ‚ka toksyczne, które sÄ… gromadzone w
wakuolach wielu nasion, sÄ… to tzw. pektyny, poza tym inhibitory proteaz i inne
toksoalbuminy, które pełnią dwie funkcje:
o Oprócz roli obronnej stanowią także zapas azotu
żð Po zranieniu komórki roÅ›liny lub infekcji, ulega nasileniu synteza biaÅ‚ek
ochronnych, takich jak hitynaza, inhibitor proteaz, które są przetransportowane
do wakuoli
46
żð Gromadzone sÄ… też morfiny i berberyny w wakuolach, które sÄ… toksyczne dla
roślin
żð Substancje te (wtórne metabolity) uzupeÅ‚niajÄ… funkcje obronne roÅ›lin
żð Niektóre zwiÄ…zki sÄ… kierowane przeciw jednemu organizmowi, lub wielu
przeciwnikom
żð Ale zwiÄ…zki te mogÄ… zwiÄ™kszać atrakcyjność dla zwierzÄ…t rozsiewajÄ…cych
nasiona i zapylajÄ…cych kwiaty
żð Np. antocyjaniny sÄ… zwiÄ…zkami szkodliwymi, ale jednoczeÅ›nie zwiÄ™kszajÄ…
atrakcyjność i są antybiotykami
·ð Mechanizmy umożliwiajÄ…ce gromadzenie substancji w wakuolach:
żð Pobieranie substancji przez tonoplast (bÅ‚ona ta nie różni siÄ™ pod wzglÄ™dem
budowy od błony komórkowej)  transport na drodze dyfuzji, przez
przenośniki, kanały i pompy
żð Transport aktywny  wbrew gradientowi stężenia
żð Mechanizmy wychwytywania  przyÅ‚Ä…czanie wtórnych metabolitów do biaÅ‚ek,
np. krystalizacja, bÄ…dz
tworzenie kompleksów alkaloidów z kwasem
mekonowym
Cytoszkielet:
·ð Cytoplazma wszystkich Eukariontów zawiera trójwymiarowÄ… sieć włókien
białkowych, łączących składniki cytoplazmy ze sobą i z plazmolemmą (błoną)
·ð Jest t zespół włókien biaÅ‚kowych, decydujÄ…cy o ksztaÅ‚cie komórek i jej wewnÄ™trznej
organizacji
·ð Odpowiada za transport i rozmieszczenie organelli komórkowych oraz za skurcz
komórki
·ð Trzy elementy cytoszkieletu
1. mikrotubule  największa śrenidca
2. filamenty pośrednie
3. mikrofilamenty  najmniejsza średnica
Mikrotubule:
·ð Rurki o Å›rednicy okoÅ‚o 20 nanometrów, puste w Å›rodku
·ð Grubość Å›ciany okoÅ‚o 5 nanometrów
·ð WystÄ™pujÄ… w cytoplazmie pojedynczo lub tworzÄ… ukÅ‚ady, np. wrzeciono
kariokinetyczne lub rzęski
·ð ZÅ‚ożone sÄ… dwóch biaÅ‚ek
1. tubulina Ä…  tworzy biegun  -
2. tubulina ²  tworzy biegun  +
żð Obie tubuliny tworzÄ… heterodimer
żð W niektórych komórkach znajduje siÄ™ też tubulina Å‚, nie wchodzÄ…ca w skÅ‚ad
mikrotubul, ale tworząca kompleksy z białkami inicjującymi polimeryzację
mikrotubul, które występują w centrosferze wokół centrioli (w komórkach
zwierzęcych są to tzw. centra polimeryzacji mikrotubul)
żð Å‚ tubulina znajduje siÄ™ w cytoplazmie w komórkach roÅ›linnych
żð Dimery tubuliny Ä… i ² Å‚atwo polimeryzujÄ… tworzÄ…c protofilamenty
żð Grupa 13 protofilamentów Å‚Ä…czy siÄ™ wzdÅ‚uż dÅ‚ugiej osi tworzÄ…c Å›cianÄ™ jednej
mikrotubuli
·ð Polimeryzacja i depolimeryzacja mikrotubul jest spontaniczna i zachodzi bardzo
szybko
47
·ð Do przeprowadzenia polimeraz potrzebne jest GTP i jony Ca2+
·ð Hydroliza GTP jest potrzebna do odksztaÅ‚cenia czÄ…steczki mikrotubuli, a nie od
przeprowadzenia polimeryzacji
·ð Ruch mikrotubul, a wraz z nim przemieszczanie siÄ™ organelli, powoduje
polimeryzacja, która zaczyna się na biegunie  + i depolimeryzacja na biegunie  -
(zachodzą one jednocześnie)
·ð Polimeryzacja rozpoczyna siÄ™ w pobliżu centrioli w cytoplazmie
·ð Niektóre alkaloidy, takie jak kolchicyna, hamujÄ… polimeryzacjÄ™ mikrotubul, co
przyczynia siÄ™ do zatrzymania mitozy z metafazie
·ð ZwiÄ…zki te to sÄ… tzw. antymitotyki
·ð Mikrotubule wystÄ™pujÄ… we wszystkich komórkach, tworzÄ… rzÄ™ski (9+2), witki,
wrzeciono podziałowe i centriole
·ð Poza tym mikrotubule wystÄ™pujÄ… jako proste, niezaginajÄ…ce siÄ™ struktury decydujÄ…ce o
kształcie komórki
·ð Mikrotubule mogÄ… wiÄ…zać siÄ™ z biaÅ‚kami MAP
·ð BiaÅ‚ka te wpÅ‚ywajÄ… na polimeryzacjÄ™ i depolimeryzacjÄ™ mikrotubul, i należą do nich:
żð MAP  2 i biaÅ‚ko tan (z grupy MAP), które zapobiegajÄ… depolimeryzacji,
zapewniając stabilizację równoległych mikrotubul w dendrytach i aksonach.
Nadmierna depolimeryzacja białek tan doprowadza do bezładnego ułożenia
mikrotubul, uniemożliwiając transport wzdłuż aksonu
żð BiaÅ‚ka motorowe (z grupy MAP), takie jak inozyna, dyneina. CzÄ…steczki tych
białek mają podobną budowę do miozyny. Jednym końcem wiążą się z
transportowaną strukturą, a drugim oddziaływają z mikrotubulą. Mają
zdolność ATP-azy. Pod wpływem ATP mogą zmieniać kąt ułożenia cząsteczek
względem mikrotubuli wywołując ruch rzęsek i witek
·ð Miejsce powstawania mikrotubul:
żð Brak jest wyraz
nych organizatorów w komórkach roślin wyższych (brak
centrioli, ciałek podstawowych), jednakże podczas cyklu życiowego komórek
roślinnych, mikrotubule polimeryzują w stałych miejscach, tzw. centrach
nukelacji mikrotubul (MTOC)
żð W interfazie cyklu życiowego komórek, MTOC można wykrywać metodami
immunocytochemicznymi i stwierdzono, że występują na powierzchni jądra
komórkowego, na błonie, plastydach
żð NajwiÄ™kszÄ… rolÄ™ w polimeryzacji mikrotubul peÅ‚ni otoczka jÄ…drowa 
mikrotubule tu wytwarzane rosną do cytoplazmy, a nawet do błony
komórkowej
Centrosfera i centriole
·ð WystÄ™pujÄ… u zwierzÄ…t
·ð SÄ… to struktury cytoplazmatyczne o ksztaÅ‚cie walcowatym
·ð Każda centrofera skÅ‚ada siÄ™ z centrioli i otaczajÄ…cej jÄ… cytoplazmy
·ð W cytoplazmie dookoÅ‚a centrioli znajdujÄ… siÄ™ kompleksy tubuliny Å‚ i innych biaÅ‚ek,
które są ośrodkami polimeryzacji mikrotubul
·ð Każda centriola zbudowana jest z 9 trójek mikrotubul uÅ‚ożonych koncentrycznie
·ð W Å›rodku znajduje siÄ™ filament i niewielkie iloÅ›ci DNA
·ð Poszczególne trójki mikrotubul Å‚Ä…czÄ… siÄ™ ze sobÄ… za pomocÄ… biaÅ‚ka fibrylarnego
·ð W komórkach niedzielÄ…cych siÄ™, znajdujÄ… siÄ™ dwie centriole, których dÅ‚ugie osie sÄ… w
stosunku do siebie pod kÄ…tem prostym
·ð Przed podziaÅ‚em komórki, w fazie S, zachodzi replikacja centrioli i ich DNA
48
·ð PowstajÄ… w ten sposób dwie pary centrioli, które wÄ™drujÄ… do dwóch różnych biegunów
komórki
·ð Centrosfera i znajdujÄ…ce siÄ™ w niej centriole, biorÄ… udziaÅ‚ w organizacji biegunowej
struktury wrzeciona kariokinetycznego oraz biorą udział w polimeryzacji mikrotubul
tego wrzeciona
·ð WystÄ™pujÄ… też jako kinetosom, biorÄ…cy udziaÅ‚ w strukturze mikrotubularnej i
synchronizowaniu ruchu rzęsek
Filamenty pośrednie:
·ð MajÄ… Å›rednice okoÅ‚o 10 nanometrów (8-11 nanometrów)
·ð SÄ… rozmieszczone w caÅ‚ej cytoplazmie komórki
·ð WystÄ™puja pojedynczo lub tworzÄ… siei, albo pÄ™czki
·ð Filamenty sÄ… bardzo stabilne i wytrzymaÅ‚e na rozciÄ…ganie i bardzo odporne na
działanie związków chemicznych
·ð NadajÄ… one komórkom i tkankom dużą odporność mechanicznÄ…
·ð SÄ… splecionymi włóknistymi polipeptydami, skÅ‚adajÄ…cymi siÄ™ z polipeptydów
fibrylarnych połączonych ze sobą powierzchniami bocznymi
·ð Wielkość tych polipeptydów jest różna
·ð Ich masa czÄ…steczkowa wynosi okoÅ‚o 40  200000 i zależy od rodzaju filamentu i
rodzaju komórki
·ð Na ogół jedna komórka ma jeden typ filamentów poÅ›rednich
·ð Mamy 6 typów filamentów poÅ›rednich:
1. filamenty cytokeratynowe kwaśne
żð inaczej tonofilamenty/tonofibryle
2. filamenty cytokeratynowe zasadowe
żð ze wzglÄ™du na dużą ilość biaÅ‚ek je budujÄ…cych, sÄ… najbardziej różnorodnÄ… klasÄ…
pośród filamentów pośrednich
żð wystÄ™pujÄ… głównie w komórkach nabÅ‚onkowych, szczególnie obficie w
narażonych na działanie mechaniczne (komórki naskórka)
3. filamenty wimentynowe, desminowe, glejowe
żð wystÄ™pujÄ… w komórkach tkanki Å‚Ä…cznej
4. filamenty neurokeratynowe (neurofilamenty)
żð wystÄ™pujÄ… w wiÄ™kszoÅ›ci w komórkach nerwowych
5. filamenty laminowe blaszki jÄ…drowej
żð laminy jÄ…drowe tworzÄ… sieć gÄ™stych filamentów poÅ›rednich znajdujÄ…cych siÄ™
tuż pod osłonką jądrową
6. filamenty festynowe w rozwijajÄ…cych siÄ™ neuronach
żð budujÄ… filamenty poÅ›rednie w neuronach zarodków i w mięśniach
o Są charakterystyczne dla poszczególnej tkanki
o Wykorzystywane są w badaniach immunocytochemicznych przez histologów do
rozpoznawania rodzajów tkanek
17.01.2008
Regulacje cyklu komórkowego
G0  komórki mogą wyjść z fazy G1, odbywa się różnicowanie
cykl komórkowy  cykl mitotyczny lub cykl podziałowy  szereg kolejno następujących po
sobie zmian chemicznych, fizycznych i strukturalnych komórki prowadzący do podwojenia
49
materiału genetycznego i precyzyjnego rozdziału między dwie potomne komórki. Składa się z
interfazy: G1, S, G2 oraz fazy H
Synteza DNA  podwajanie jÄ…drowego DNA w fazie S cyklu trwa 6-8 godzin. Reperacja
(=synteza uszkodzonego fragmentu) odbywa się w całej interfazie. Nie zachodzi ponowna
replikacja DNA w tej samej fazie S. Synteza mitochondrianlnego DNA odbywa się także
poza fazÄ… S.
Mitoza (faza M) = kariokineza + cytokineza
- Kariokineza (P, M, A, T) Kondensacja chromatyny -> rozejście się siostrzanych
chromatyd na bieguny komórek, wytworzenie i rozpad wrzeciona podziałowego,
fragmentacja oraz odbudowa otoczki jÄ…drowej i jÄ…derka.
- Wrzeciono podziałowe  dwubiegunowa struktura zbudowana z mikrotubuli
kinetochorowych, ramiennych, biegunowych i astralnych oraz białek. Wrzeciono
tworzą centrosomy z centromerami oraz specjalne białko mikrotubuli i cytoplazmy.
Odpowiada za ułożenie chromosomów w płaszczyżnie równikowej komórki oraz za
odprowadzanie ku centromerom. Wpływa też na wielkość komórek potomnych oraz
ich zróżnicowanie.
Autonomiczna regulacja cyklu komórkowego  ma charakter kaskadowy i jest regulowany
wieloma genami wytwarzającymi określone białka. Poszczególne fazy są ułożone w stałej
kolejności  następna faza rozpoczyna się po pomyślnym zakończeniu poprzedniej:
- geny kodujące białka pobudzające cykl to protonkogeny
- geny kodujące białka hamujące cykl to geny supresorowe.
Kliniczną rolę odgrywają kinazy zależne od cyklin CDK (8), które są aktywowane przyz
cykliny (14) kwasy zależne od cyklu
Stężenie CDK w komórkach jest stałe, cykliny zmieniają się w różnych fazach, co powoduje
zmianę aktywności różnych CDK w czasie cyklu -> zakończenie jednej fazy przyczyniło się
do zakończenia drugiej.
Obok CDK istnieją również inhibitory cyklu CKI = hamujące cykl komórkowy.
Należą do rodziny białek p21, INK4, RB i p53
Punkty kontrolne cyklu komórkowego  regulują przejścia do następnej fazy. Są to:
1. punkt kontrolny póz
nej fazy G1 (punkt restrykcyjny)  decyduje o wejściu komórki do
cyklu komórkowego (interfaza)
2. punkt kontrolny póz
nej fazy G2  decyduje o wejściu komórki w mitozę (po usunięciu
detektorów DNA) (inetrfaza)
3. punkt kontrolny wrzeciona podziałowego  decyduje o związaniu kinetochorów
wszystkich chromosomów z mikrotubulami wrzeciona, zapobiega powstaniu aneuploidów
(anafaza)
Regulacja cyklu komórkowego z zewnątrz:
- Czynniki zewnętrzne działają zarówno na komórkę w cyklu komórkowym i w fazie G0 (w
stanie spoczynku)
- Wpływają na rozpoczęcie i czas trwania cyklu
50
Są to cytokininy, które wiążą się z receptorami błonowymi -> uaktywowanie białek
RAS -> uaktywnienie kinazy MAPERK -> fosforylacja białek -> synteza nukleotydów
-> ekspresja protoonkogenów -> wejście komórki do cyklu.
Choroby proliferacyjne:
- choroby nowotworowe (nadmierna ekspresja protoonkogenów)
- choroby sensowo-naczyniowe (miażdżyca, nadmierna proliferacja miocytów naczyń
krwionośnych
- choroby wirusowe
Opis cyklu komórkowego:
czas trwania:
·ð 8 min komórki larw owadów
·ð 30 min  u bakterii
·ð 4  12 godz  wczesne stadia rozwoju ssaków
·ð 24 godz  wiÄ™kszość komórek ssaków
·ð ponad rok  komórki trzustki
- Faza G1  trwa krótko- kilkanaście godzin = synteza DNA, białek strukturalnych,
regulatorowych i enzymatycznych.
Pod koniec fazy G1  punkt restrykcyjny (kontrolny)
·ð czyli zgromadzenie zestawu odpowiednich biaÅ‚ek regulatorowych i enzymatycznych
potrzebnych do rozpoczęcia fazy S.
·ð unieczynnienie biaÅ‚ek hamujÄ…cych przejÅ›cie przez ten punkt.
Niekiedy z fazy G1 komórka przechodzi z cyklu komórkowego w stan spoczynku - G0.
- Faza S  synteza DNA rozpoczyna siÄ™ w punktach startowych replikacji DNA (w kilkunastu
tożsamych miejscach)
·ð euchromatyna wczeÅ›niej, a heterochromatyna póz
niej
·ð dwukierunkowo z prÄ™dkoÅ›ciÄ… 10-100 nukleotydów/s (1,8 m DNA jest zreplikowane w
ciÄ…gu 6-8 godzin)
·ð helikaza rozczepia podwójnÄ… nić DNA - powstajÄ… wideÅ‚ki replikacyjne
·ð polimeraza  > synteza DNA
Replikacja DNA w tym samym cyklu komórkowym zachodzi tylko 1 raz.
- Faza G2  ok. 2 4 godz.
·ð Synteza RNA, biaÅ‚ek regulatorowych i enzymatycznych potrzebnych do wejÅ›cia
komórki w mitozę
·ð Dodatkowo jest syntetyzowana nowa bÅ‚ona komórkowa potrzebna do zużywania w
czasie cytokinezy( nowe komórki potomne mają większą powierzchnię).
Komórki wychodzące z tej fazy muszą sforsować punkt kontrolny G2  uszkodzenia genomu
muszą być naprawione.
Mechanizmy naprawy:
1. rozpoznanie uszkodzonego fragmentu DNA i wycięcie przez nukleazy
2. uzupełnienie tego fragmentu przez polimerazę DNA (na podstawie komplementarnej
nieuszkodzonej nici)
3. wbudowanie przez ligazÄ™ nowego fragmentu do naprawionej nici.
51
Mitoza (=faza M) u ssaków trwa 30-180 min.
Kariokineza:
- Profaza  kondensacja chromatyny w wyniku fosforylacji histonu H1 przez kinazy fazy M
oraz defosforylacji histonów H3.
·ð Powstanie wrzeciona podziaÅ‚owego (mikrotubule kinetochorowe, ramienne,
biegunowe, astralne)
·ð Za utrzymanie ksztaÅ‚tu wrzeciona oraz ruchy chromosomów odpowiadajÄ… biaÅ‚ka
motorowe: kinezyna i dyneina cytoplazmatyczna
·ð Wytworzenie wrzeciona podziaÅ‚owego poprzedza podziaÅ‚ centrioli i centrosomów
·ð Fragmentacja otoczki jÄ…drowej i jÄ…derka (zanik obu) (UdziaÅ‚ kinazy biaÅ‚kowej
fosforylującej białka otoczki jądrowej i jąderka)
-Metafaza  chromosomy ustawiają się w płaszczyz
nie równikowej komórki, chromatydy są
położone w 1 punkcie w centromerach -> przemieszczanie składników cytoplazmy do
biegunów
-Anafaza  rozdział chromatyd i ich rozsunięcie do biegunów komórki w skutek
uaktywniania sekuryny przez kompleks anafazowy APC. Ruch chromatyd następuje za
pomocą kilku mechanizmów:
·ð Åšlizgania siÄ™ wzglÄ™dem siebie mikrotubul biegunowych (udziaÅ‚ kinezyn), mikrotubul
astralnych (udział dyneiny), mikrotubul ramiennych (udział chromokinezyn),
kinetochorów (kinezyny i dyneina cytoplazmatyczna)
·ð Depolimeryzacja mikrotubul kinetochorowych na koÅ„cach komórki
- Telofaza  dekondensacja chromosomów w wyniku defosforylacji histonu H1
·ð RozpoczÄ™cie transkrypcji DNA -> synteza mRNA
·ð Odtworzenie jÄ…derka i otoczki jÄ…drowej wskutek defosforylacji lamin
·ð Zanik wrzeciona podziaÅ‚owego (polimeryzacja mikrotubul przez tubulinÄ™)
Cytokineza - podział cytoplazmy wskutek wytworzenia pierścienia kurczliwego z filamentów
aktynowych i miozynowych i jego skurczu ............ GTP-azy oraz fosfataza łańcuchów
lekkich miozyn
Mechanizm skurczu:
1. z udziałem Ca2+
2. depolimeryzacja i polimeryzacja filamentów
Mitoza asymetryczna  powstałe 2 komórki potomne różnią się między sobą  jedna jest
identyczna jak matka, a druga różnicuje się.
Mechanizm może podlegać:
·ð niesymetrycznej lokalizacji biaÅ‚ek NUMB i PROSPERO (wystÄ™pujÄ… tylko na jednym
biegunie)
·ð niesymetrycznie rozmieszczenie mRNA dla tych biaÅ‚ek
Sposoby badania cyklu:
1. Metoda statmokinezy ( hamowanie mitoz w metafazie np. przy pomocy kolchicyny) 
określanie odsetka komórek mitotycznych w stosunku do interfazowych
2. Metoda autoradiografii  podawanie znakowanych nukleotydów, które w fazie S są
wbudowywane do jÄ…der
52
3. Cytometria przepływowa  znakowanie DNA jądrowego fluorochromem -> rozkład
DNA w poszczególnych komórkach  określenie czasu trwania fazy G1+S; G2-M
Regulacja cyklu komórkowego:
1. Znaczenie kinazy białkowej.
Prowadzony cykl komórkowy jest regulowany przez fosforylację białek enzymatycznych,
które je uaktywnia. Fosforylację przeprowadzają enzymy CDK  kinazy zależne od cyklin
(fosforyluje grupy serynowe i treoninowe białek)
W różnych fazach cyklu są różne CDK i są aktywowane przez rodzine białek nazywanych
cyklinami.
-stężenie CDK jest stałe, a stezenie cyklin zmienia się cyklicznie
-aktywacja CDK polega na tworzeniu kompleksu z odpowiedniÄ… cyklinÄ…
-dotychczas poznano 8 rodzajów CDK (CDK- 1-8) .... cyklu oznaczamy literami A-J
2. Naturalne inhibitory cyklu.
W komórkach istnieja specjalne punkty kontrolne cyklu, w których przechodzenie przez
cykl może być hamowane na pewien czas lub trwale ( wejście w stan spoczynkowy G0).
Hamowanie cyklu umożliwia usunięcie zaburzeń lub uśmiercenie komórki wadliwej przez
apoptozÄ™.
Są to inhibitory CDK, CDI  uniemożliwiają wiązanie się cyklin z kinazami lub blokują
wiÄ…zanie kompleksu cyklin (CDK z substratami)
IstniejÄ… 4 rodziny CDI:
·ð BiaÅ‚ko 21 (+p27 i p57)
·ð Rodzina biaÅ‚ek INK4 (+ biaÅ‚ka p15, p16, p17, p19)
·ð Rodzina biaÅ‚ek RB  biaÅ‚ka te sÄ… produktem genu rb, który zatrzymuje
komórki w fazie G1, hamuje transkrypcję odpowiednich genów, których białka
są potrzebne do przejścia z G1 do S. Jest nazywane wrotami cyklu
komórkowego -> jego fosforylacja (inaktywacja pozwala na wejście do cyklu)
·ð Rodzina biaÅ‚ek p53  biaÅ‚ko p53jest czynnikiem transkrypcyji, hamuje
komórki w fazie G1, pozwala na naprawę DNA bądz
na apoptozÄ™. Nazywane
jest strażnikiem genomu.
Cykl autonomiczny  występuje we wczesnych stadiach rozwoju zarodkowego, trwa od 8
min do 12 godzin
-cykliczne zmiany stężenia cyklin
-brak czynników zewnętrznych
-nie ma wzrostu komórki, fazy: G1 i G2 są krótkie lub nie ma ich w ogóle
Przejście G1 -> S regulują kinazy CDK4 i CDK6, które są aktywowane przez cykliny D1,
D2, D3.
·ð PrzejÅ›cie przez punkt restrykcyjny fazy G1 umożliwia aktywność kompleksu cykliny
CDK przy niskim stężeniu CKI  p27 oraz nieczynnym białku RB
·ð Czynniki fazy S (SPF) i kompleks cyklina E/CDK2 i cyklina A/CDK2, umożliwiajÄ…
rozpoczęcie i zakończenie syntezy DNA i wejście do kolejnego etapu interfazy G2.
Przejście G2 -> M
Rozpoczęcie mitozy zależy od kompleksu cyklin B1, B2/CDK1, które są nazywane MPF. Do
tego jest potrzebna podwójna fosforylacja i defosforylacja CDK1, która w kompleksie z
53
cyklinami B1 i B2 są w pełni aktywne i fosforylują wiele białek jądrowych  kondensacja
chromatyny, zanik jÄ…derka i otoczki jÄ…drowej.
Wyjście komórki z mitozy  regulowane jest przez zestaw białek wyjścia z mitozy  MEN
powodujących inaktywację kompleksu cyklina B/CDK1. Białka te zapobiegają wchodzeniu
do fazy G1 komórek z defektami.
Czynniki zewnętrzne
Mogą zmieniać czas cyklu lub zmuszać koórkę do wejścia do cyklu. Są to peptydowe
czynniki wzrostu różnicowania, czyli cytokiny. Jest ich ponad 1000, najlepiej poznano PDGF,
FGF, TGF, NGE, TNF oraz ponad 20 interlenkin. Cytokiny łączą się z białkowymi kinazami
MAPERK.
Kinazy MAPERK:
-pobudzają syntezę nukleotydów (do syntezy DNA)
-pobudzają transkrypcję protoonkogenów
-ułatwiają tworzenie się kompleksów cyklin D1 (CDK4, który unieczynnia białko RB) ->
aktywacja transkrypcji kilku protoonkogenów.
-fosforylacja histonu 3, który rozluz
nia chromatynę i umożliwia transkrypcję.
Cytokiny zmuszają komórkę z fazy G0 do wejścia w cykl komórkowy.
Wpływ podłoża i adhezji komórek
Adhezja komórek do podłoża wielu komórek jest niezbędnym warunkiem do rozpoczęcia i
kontynuacji cyklu komórkowego - > hamuje aktywność inhibitorów CKI, a szczególnie
białko p21, p27 oraz unieczynnia białko RB (hamuje cykl komórkowy).
Choroby proliferacyjne:
1.Choroby nowotworowe  wskutek niekontrolowanej proliferacji.
Defekt polega na łatwym przechodzeniu przez punt restrykcyjny fazy G1. 50% przypadków
to skutek nadmiaru cykliny D1, która może pobudzać transformację nowotworową nabłonka
sutka
2.Choroby sercowo-naczyniowe  nadmierna proliferacja komórek mięśni gładkich 
powstanie w nich guzków oraz ich degeneracja i wapnienie. Jest to wpływ cytokin PDGF.
Choroby wirusowe- niektóre nowotwory współistnieją z zakażeniami wirusowymi komórek,
np. wirusem ludzkich brodawczaków (HPF). Wirusy hamują CKI  białko p21 i p27,
prowadzi również do rozkładu białko p53 oraz niskie położenie między białkiem RB, a
czynnikiem transkrypcji E2F, co pobudza cykl komórkowy. Dodatkowo wirusy uczynniają
geny kodując cykliny A i E pobudzając cykl komórkowy.
54