Budowa komórki i funkcje jej składników
Cytoplazma
Cytoplazma stanowi zwykle główną masę komórki. Jej właściwości fizyczne podobne są
do właściwości roztworu koloidowego. Jest bezbarwna przezroczysta, półpłynna,
śluzowata o gęstości nieco większej od wody. Ma zdolność ciągłego ruchu. W jej skład
wchodzą: woda, białka, lipidy, węglowodany i inne związki organiczne i nie organiczne.
Cytoplazma nie ma jednolitej struktury. Jest zróżnicowana na cytoplazmę podstawową i
siateczkę śródplazmatyczną - retikulum endoplazmatyczne.
Cytoplazma podstawowa stanowi bezpostaciowy ośrodek zwany też cytozolem lub
matriks, składający się w dużej mierze z białek.
Siateczka śródplazmatyczna zbudowana jest błon cytoplazmatycznych, tworzących
system rurek i cystern przenikających cytoplazmę podstawową. Ten system błon dzieli
cytoplazmę na odrębne przedziały, w których mogą przebiegać bez zakłóceń różne
reakcje enzymatyczne. Część błon retikulum endoplazmatycznego jest gładka - to tzw.
retikulum endoplazmatyczne gładkie, a część błon jest szorstka, pokryta rybosomami -
jest to tzw. retikulum endoplazmatyczne szorstkie. Od błon gładkiego retikulum
endoplazmatycznego mogą oddzielać się pęcherzyki, które przekształcają się w wakuole
i mikrociałka, takie jak sferosomy, peroksysomy itp. Siateczka śródplazmatyczna pełni
ważną rolę w syntezie białek i lipidów oraz w przemieszczaniu się różnych związków w
komórce.
cytoplazma - substancja koloidalna, wypełniająca wnętrze komórki
w skład cytoplazmy wchodzą globuliny o charakterze enzymatycznym, białka
fiblyralne tworzące cytoszkielet, lipidy, węglowodany oraz woda
Błony cytoplazmatyczne
Plazmalemma - żywa, półprzepuszczalna błona białkowo-lipidowa, okalająca cytoplazmę
(protoplast). Lipidy połączone są z białkami w taki sposób, że tworzą coś w rodzaju
płynnej moaziki. Kontroluje metabolizm komórki regulując przepływ różnego rodzaju
związków.
Siateczka wewnątrz plazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne) - struktura wewnątrz
cytoplazmy o charakterze błoniastym składająca się z zespołu kanalików, pęcherzyków
lub banieczek, często łączących się ze sobą, ograniczonych błoną białkowo-lipidową.
Rodzaje:
1
- siateczka wewnątrzplazmatyczna szorstka (retikulum endoplazmatyczne szorstkie) - z
błoną siateczki łączą się rybosomy odgrywające ważną rolę przy syntezie białek
- siateczka wewnątrzplazmatyczna gładka - pozbawiona rybosomów - bierze udział w
procesie syntezy kwasów tłuszczowych
Ściana komórkowa
Zbudowana z pektyn i celulozy (cukrowce). Między łańcuchami celulozy występują wolne
przestrzenie wypełnione wodą i pektynami. Zespół łańcuchów pektynowych tworzy
mikrofibrylle. W ścianie komórkowej mogą odkładać się także substancje pochodzenia
tłuszczowego. Kontaktowanie się żywych protoplastów sąsiadujących komórek
umożliwiają otworki (pory) w ścianach komórkowych.
Rybosomy
Kuliste struktury zbudowane z białek i RNA. Mogą one występować wolno w cytoplazmie
lub mogą być związane z błonami retikulum endoplazmatycznego. Syntetyzują białka.
Zespół rybosomów połączonych nicią matrycową stanowi polirybosom.
Lizosomy
Występują tylko w komórkach zwierzęcych. Ich odpowiednikami w komórkach roślinnych
są sferosomy. Zawierają enzymy trawienne, które są w stanie latencji (nieaktywne). W
nich zachodzą procesy trawienia wewnątrzkomórkowego składników protoplastu
związane z przebudową komórki.
Aparat Golgiego
Inaczej zwany diktiosomem tworzy stosy kilku spłaszczonych cystern ułożonych
równolegle do siebie. Cysterny ograniczone są pojedynczą błoną białkowo-lipidową. Od
nich odrywają się pęcherzyki transportujące. Funkcja: synteza i wydzielanie
wielocukrowców, śluzów. Jest również miejscem przebudowy i różnicowania błon
przeznaczonych do wbudowania w plazmalemmę.
Centriole
Występują w komórkach zwierzęcych i roślin niższych w pobliżu jądra komórkowego. W
okresie podziału wytwarzają struktury biegunowe wrzeciona podziałowego.
Mitochondrium
Organelle o kształcie kulistym lub wydłużonym. Otoczone dwiema błonami
cytoplazmatycznymi. Wnętrze mitochondrium stanowi koloidalny ośrodek, tzw. matriks
2
zawierający białka, zwłaszcza enzymy. Funkcja: uzyskiwanie energii w wyniku
zespolonych reakcji utleniania produktów przemiany materii. Energia magazynowana jest
w wiązaniach wysokoenergetycznych adenozynotrifosforanu -ATP. Mitochondria mają
własne, różne od jądrowego DNA i RNA.
Plastydy
Charakterystyczne organelle komórek roślinnych. Mają kształt kulisty lub elipsoidalny.
Otoczone są dwiema błonami cytoplazmatycznymi. Wnętrze plastydów stanowi
bezpostaciowy ośrodek zwany sromą, plastydowy DNA i rybosomy. Najmłodszą formą
plastydów są protoplastydy występujące w komórkach tkanki twórczej. Rodzaje
protoplastydów:
- leukoplasty - bezbarwne, zdolne do syntezy i gromadzenia skrobi i innych związków
zapasowych
- chloroplasty - zawierają zielony barwnik asymilacyjny - chlorofil; mają dobrze
wykształcony system błon wewnętrznych, mających postać spłaszczonych woreczków
zwanych tylakoidami (rozszerzone tylakoidy ułożone w stosy tworzą grana). Chlorofil i
inne barwniki (karoten i ksantofil) wbudowane są w błony - lamelle tylakoidów.
- chromoplasty - plastydy zawierające czerwone, żółte i pomarańczowe barwniki
karotenoidowe występujące w formie rozpuszczonej w kroplach tłuszczy lub w formie
kryształów. Chromoplasty można zaobserwować w dojrzałych kwiatach i owocach, w
starzejących się jesienią liściach, a więc w tkankach o małej aktywności fizjologicznej.
Podział komórki
Mitoza
Profaza:
- z siateczki chromatynowej wyodrębniają się chromosomy
- w póz
nym stadium profazy można wyróżnić w każdym chromosomie dwie chromatydy
- pod koniec profazy znika błona jądrowa i jąderko, wykształca się wrzeciono
kariokinetyczne
- część włókien wrzeciona łączy się z chromosomami
Metafaza:
- chromosomy układają się w płaszczyz
nie równikowej wrzeciona podziałowego
Anafaza:
- w wyniku funkcjonowania wrzeciona kariokinetycznego, chromatydy odciągane są do
przeciwległych biegunów komórki
Telofaza:
- chromosomy ulegają procesowi despiralizacji i tworzą siateczkę chromatynową
- odtwarzane są jąderko i błona jądrowa
W wyniku podziału powstają dwie komórki, o takiej samej ilości jak i jakości DNA jak w
3
komórce macierzystej.
Mejoza
Profaza pierwszego podziału:
- trwa dłużej niż w mitozie
- chromosomy homologiczne układają się w pary - biwalenty
- zanika jąderko i błona jądrowa, zaczyna się tworzyć wrzeciono kariokinetyczne
- zachodzi wymiana odcinków chromatyd między chromosomami homologicznymi - jest
to tzw. proces crossing over
Metafaza pierwszego podziału:
- biwalenty ustawiają się w płaszczyz
nie równikowej wrzeciona podziałowego
Anafaza pierwszego podziału
- każdy z pary chromosomów homologicznych przemieszcza się do przeciwległego
bieguna (redukcja liczby chromosomów)
Telofaza pierwszego podziału
- powstają dwa jądra potomne o zredukowanej o połowę liczbie chromosomów
Bezpośrednio po pierwszym następuje drugi podział mejotyczny. W obu komórkach ma
charakter podziału mitotycznego.
Ostatecznie powstają z jednej komórki macierzystej cztery komórki potomne o
zredukowanej o połowę liczbie chromosomów.
Wirusy
Wirusy składają się z DNA lub RNA otoczonego przez płaszcz białkowy. Nie mają
własnej przemiany materii - nie oddychają, nie odżywiają się. Rozmnażają się tylko we
wnętrzu komórek. Gdy pojedynczy wirus (wirion) wniknie do komórki gospodarza
powoduje zmianę jej metabolizmu ("przeprogramowuje ją") - komórka syntetyzuje kwas
nukleinowy i białko wirusa łączące się w liczne wiriony. Wyróżnia się cztery zasadnicze
formy wirusów:
- bryłowe - najczęściej dwudziestościany lub dwunastościany
- spiralne (hekoidalne) - mają postać pałeczki lub nieregularnych splotów
- bakteriofagi - wirusy bakteryjne złożone z wielościennej główki i ogonka
- o złożonej budowie
Bakterie
Są to najmniejsze znane organizmy (od o,2 do 80 mikrometra). Budowa:
- w komórce bakterii brak właściwego jądra - zastępuje je nukleoid złożony ze splątanej
nici nukleinowej, zwanej genoforem funkcjonalnie odpowiadającej chromosomowi, choć
4
różniącej się od niego chemicznie
- w cytoplaz
mie znajduje się dużo rybosomów i mezosomów (twory, którym przypisuje
się role centrów energetycznych)
- w cytoplaz
mie znajdują się substancje zapasowe (węglowodany: glikogen, amyloza;
tłuszcze; białka; wolutyna)
- protoplast otoczony jest błoną cytoplazmatyczną (węglowodanowo-tłuszczowo-
peptydową)
- całą komórkę otacza otoczka śluzowa
- niektóre bakterie posiadają kurczliwe rzęski, dzięki którym mogą poruszać się w
środowisku płynnym
Sposób odżywiania:
- większość jest cudzożywna (heterotrofia), tylko niektóre przeprowadzają proces
fotosyntezy (samożywne - autotrofia)
Jedne pobierają tlen z otoczenia w celu utleniania związków organicznych i w związku z
tym mogą żyć w środowisku tlenowym (nazywamy je tlenowcami lub aerobami). Inne
natomiast potrafią żyć w środowisku beztlenowym (energię potrzebną im do życia
uzyskują z utleniania związków organicznych bez pobierania tlenu z zewnątrz).
Nazywamy je beztlenowcami lub anaaerobami.
Rozmnażają się przez uproszczony podział komórki.
5