BUDOWA KOMÓRKI ZWIERZĘCJE I JEJ FUNKCJE
Wszystkie organizmy żywe - ludzie, zwierzęta i rośliny - są zbudowane z komórek. Te najmniejsze części składowe żywej materii są odpowiedzialne za prawidłowy przebieg wszystkich procesów niezbędnych do podtrzymania życia.
Mają rozmaite kształty, wielkości i kolory. Większość jest zbudowana z cieniutkiej błony, otaczającej częściowo przezroczystą, galaretowatą substancję, i wiele maleńkich części wewnętrznych nazywanych organellami. Wielkość, kształt i organelle komórki zależą od wykonywanej przez nią pracy. Ludzki organizm zbudowany jest z ponad 50 bilionów komórek.
Typowa komórka zwierzęca jest otoczona cienką błoną plazmatyczną, wewnątrz której znajduje się galaretowata cytoplazma i około tuzina organelli. Komórki wątrobowe są najlepszym przykładem takiej typowej komórki. Każda komórka wątroby czyli hepacyt, ma około dziesięciu do dwudziestu mikronów przekroju. Zawiera większość głównych organelli, a jej podstawowym zadaniem jest przeprowadzanie skomplikowanych reakcji chemicznych, związanych z trawieniem pokarmu i odzyskiwaniem składników odżywczych.
O wiele bardziej niezwykła jest czerwona krwinka, czyli erytrocyt. Erytrocyty maja kształt spłaszczonych pączków, a ponieważ należą do najmniejszych komórek w organizmie nie posiadają typowych organelli. Ich podstawowe zadanie to przenoszenie tlenu przez układ krwionośny. W ludzkim organizmie znajdują się tuziny różnych typów komórek. Komórki kostne(osteocyty) powstają i żyją w kościach. Komórki chrzęstne(chondrocyty) tworzą chrząstkę występującą w stawach. Komórki mięśniowe to długie włókienka, które łącząc się we włókna, tworzą mięśnie. Niektóre komórki mięśniowe mają długość trzydzieści centymetrów, ale są cieniutkie jak włos. Inne typy komórek są elementami budulcowymi płuc, mięśnia sercowego, mózgu i nerwów.
Przez całe życie w naszym organizmie znajdują się te same rodzaje komórek, ale nie te same konkretnie komórki. Większość rodzajów komórek ma ograniczoną długość życia. Biała krwinka może żyć tylko kilka godzin, jeśli akurat walczy z zarazkami wywołującymi chorobę. Życie komórki skóry trwa około miesiąca. Czerwona krwinka żyje przeciętnie 4 miesiące, zanim się zestarzeje i ulegnie zniekształceniu. Wówczas zostaje rozebrana na części, które będą powtórnie wykorzystane przez śledzionę i wątrobę. Jednak w naszym organizmie znajduje się tak wiele czerwonych krwinek, że co sekundę powstają dwa miliony nowych, zastępujących te , które w naturalny sposób obumarły. Z drugiej jednak strony niektóre komórki nerwowe nie maj zdolności regeneracji ani nie są zastępowane przez nowe komórki tego samego rodzaju, wiec raz zniszczone nigdy nie zostaną odbudowane.
Komórka jest otoczona cienka błoną komórkową lub błona plazmatyczną, która ma około 0,1 mikrona grubości i zazwyczaj jest elastyczna, co umożliwia zmianę kształtu komórki. Błona komórkowa pozwala przedostać się do środka jedynie wybranym związkom chemicznym. Należy do nich tlen, surowce odżywcze potrzebne do kontynuowania procesów przemiany materii, i dostawy energii - zwykle w postaci cukru(glukozy). Poza tym błona wypuszcza tez pewne związki chemiczne na zewnątrz, jak dwutlenek węgla i inne zbędne produkty reakcji chemicznych zachodzących w komórce.
Niektóre komórki przenoszą się w sposób naturalny z miejsca, gdzie ich koncentracja jest mniejsza do miejsc, gdzie występują w większym natężeniu. Inne cząsteczki przenikają przez błonę komórkową za pomocą różnych „pomp” i „furtek”, które wpuszczają je zgodnie z zapotrzebowaniem komórki. Ten proces otrzymał nazwę aktywnego transportu.
Błona plazmatyczna przypomina mozaikę zbudowaną z dwóch warstw lipidowych otaczających „wysepki” innych ważnych cząsteczek, protein. „Furtki „ i „pompy” znajdują się przeważnie w miejscu tych wysp proteinowych.
WW niektórych komórkach błona plazmatyczna nie jest mocno naciągnięta i gładka, lecz pofałdowana w walcowate kształty, mikrokosmki. Na przykład komórki wyściełające jelito posiadają bardzo długie kosmki, których zadaniem jest wchłoniecie jak największej ilości składników odżywczych z trawionego pożywienia. W pewnych miejscach błona komórkowa jest zwinięta głęboko do wewnątrz komórki, tworząc tak zwaną siateczkę śródplazmatyczną.
Wewnątrz błony znajduje się przeźroczysta cytoplazma, wypełniająca przestrzeń między organellami. Cytoplazma jest poprzecinana niezwykle złożona i zmienna siatką maleńkich rurek i nitek, zwanych mikrotubulami i mikrowłókienkami. Właśnie one nadają komórce określony kształt i strukturę. Rurki i włókienka utrzymują organelle we właściwych miejscach oraz tworzą kanały, wzdłuż których może przesuwać się zawartość komórki. Mikrotubule i mikrowłókienka odgrywają również istotna rolę w przesuwaniu się całej komórki. Niektóre rodzaje komórek jak białe krwinki, potrafią pełzać po całym organizmie jak ameby. Rolę napędu spełnia tu szybki proces, w którym mikrotubule gromadzą się w jednej części cytoplazmy, potem zostają przeniesione i gromadzą się w innej części, i tak dalej. Wszystkie procesy życiowe wymagają energii, dlatego jednym z najważniejszych organelli w komórce jest mitochondrium - źródło energii komórki.
Mitochondrium wykorzystuje różne ilości glukozy, innych cukrów, pewnych tłuszczów i innych bogatych w energie związków chemicznych, które docierają do komórki z przetrawionego pożywienia. Na powierzchniach pofałdowanej wyściółki wewnętrznej zostają zamienione w wysokoenergetyczne cząsteczki, które mogą być łatwo zmagazynowane przez komórkę i wykorzystane do przeprowadzenia większości procesów życiowych. Te cząsteczki energetyczne to ATP - adenozyno trójfosforany. Każda komórka zużywa pewną ilość ATP w procesach pozwalających utrzymać życie, zdrowie i dobrą organizację. Jeśli jakaś komórka produkuje substancje, które zostaną wysłane na zewnątrz , albo zajmie się rozkładaniem potencjalnie szkodliwych produktów przemiany materii na bezpieczne związki, jej zapotrzebowanie energetyczne wzrasta. A im więcej energii zużywa komórka, tym więcej posiada mitochondriów. Duża komórka mięśniowa, która często zmienia kształt, zmniejszając swą długość podczas skurczu mięśnia, może mieć setki tysięcy mitochiondriów, co sekundę wykorzystujących miliony cząsteczek ATP.
Jedną z najważniejszych grup cząsteczek występujących w żywych organizmach są białka. Niektóre białka tworzą części strukturalne komórki, jak np.: we wspomnianych wcześniej wyspach błony komórkowej. Inne wchodzą w skład bardzo ważnej podgrupy związków chemicznych znajdujących się w komórkach - enzymów.
Enzymy to białka o szczególnym kształcie występujące w setkach różnych rodzajów. Każdy rodzaj enzymów kontroluje tempo przebiegu konkretnej reakcji chemicznej w komórce. Produkowanie wybranych enzymów w odpowiedniej ilości powala komórce na regulowanie przebiegu swoich wewnętrznych procesów. Zatem białka są zarówno narzędziami jakimi posługuje się komórka, jak i cegiełkami, z których są zbudowane jej główne struktury.
Białka są produkowane przez maleńkie kule znajdujące się w cytoplazmie zwane rybosomami. Czasami w cytoplazmie występują grupy rybosomów, polirybosomy. Bardzo często są usytuowane na jednej lub kilku tworach błony, siateczce śródcytoplazmatycznej.
Same białka są zbudowane z ok. 20 rodzajów jeszcze mniejszych cegiełek, określanych nazwa aminokwasów. Rybososomy pobierają aminokwasy z cytoplazmy i łączą je ze sobą we właściwych kolejnościach, produkując różne rodzaje białek, przy wykorzystaniu energii pochodzącej z ATP. Znamy dwa rodzaje siateczki śródcytoplazmatycznej., Jedna, wypełniona rybosomami, zwana siateczką środcytoplazmatyczną szorstką jest głównie fabryką białek . Drugi rodzaj nie zawiera rybosomów i nazywa się siateczka śródcytoplazmatyczną gładką. Uważa się, że bierze raczej udział w produkcji kolejnej ważnej grupy, lipidów . Niektóre białka i lipidy są produkowane an użytek własny komórki. Inne są wytwarzane „na eksport” - zostają wysłane poza granice komórki. Na przykład pewne komórki w narządach trawiennych takich jak żołądek, jelita i trzustka produkują enzymy trawienne. Mieszają się one ze zjedzonym przez człowieka pokarmem i poddają go procesom chemicznego rozkładu na mniejsze cząstki, które mogą zostać wchłonięte przez organizm. Enzymy trawienne należą do białek, produkowanych w siateczce śródpcytoplazmatycznej szorstkiej komórek narządów układu pokarmowego.
Ogólnie rzecz biorąc, komórka, która produkuje mnóstwo białek „w celach eksportowych” zawiera bardzo dużo siateczki śródpcytoplazmatycznej szorstkiej. Komórka, która produkuje duże ilości lipidów lub cząsteczek zawierających lipidy, takich jak niektóre hormony posiada sporo siateczki śródcytoplazmatycznej gładkiej.
Niektóre białka są owinięte w niewielkie płaty błony i tworzą „paczuszki białek”. One również mogą wchodzić w skład innych „paczuszek” i być zmagazynowane w innych rejonach pofałdowanej błony w pobliżu środka komórki - noszą one nazwę aparatów Golgiego. Nazwa ta upamiętnia ich odkrywcę, włoskiego anatoma i lekarza Camillo Golgiego.
Jeśli pęcherzyk ma być wykorzystany wewnątrz komórki, przemieszcza się przez cytoplazmę tam gdzie jest potrzebny. Tutaj otwiera się lub łączy z inna błoną, uwalniając swoją zawartość. Eksportowany pęcherzyk przesuwa się do zewnętrznej błony komórkowej, błony plazmatycznej. Tutaj jego własna błona zlewa się z błona plazmatyczną, co przypomina wywracanie plastykowej torby środkiem na zewnątrz. Białka znajdujące się w środku mogą swobodnie oddalić się we krwi lub innym płynie organizmu i podążyć ku swemu celowi. Istotne znaczenie, jakie błona komórkowa ma dla komórki, jest podkreślone także przez obecność dwóch innych organelli - lizosomów i perksysomów. Pewne enzymy maja za zadanie rozkładanie białek, w ramach trawienia pokarmu lub likwidowania zużytych części komórki. Wkrótce po swoim powstaniu te silne enzymy są umieszczane w „walizkach” z błony lipidowej, zwanych lizosomami. Uniemożliwiają one enzymom niekontrolowany kontakt z białkami własnej komórki, znajdującymi się w cytoplazmie. W przeciwnym razie enzymy rozkładające białka zaczęły by trawić komórkę od wewnątrz.
Lizosomy są wykorzystywane miedzy innymi do kontrolowania procesów trawienia substancji znajdujących się wewnątrz komórki. Lizosom opróżnia swoją zawartość na drobinkę pokarmu lub na zarazek, które przedostały się do komórki, przez co zostają one rozpuszczone. Inna funkcja lizosomów to opakowywanie enzymów trawiennych transportowanych do żołądka i jelit. Lizosomy magazynują enzymy i wyprowadzają je poza komórkę.
Peroksysomy to organelle detoksyzacyjne komórki. Neutralizują one niebezpieczne trucizny i leki, którym uda się przedostać do środka. Jeżeli substancje takie jak alkohol pozostaną w komórce i zaczną się w niej gromadzić, mogą spowodować poważne szkody. Peroksysomy oczyszczają komórkę z niebezpiecznych związków.
Innym typem organelli jest centrolia. Zazwyczaj w pobliżu środka komórki znajdują się dwie centrolie, które mają duże znaczenie dla mikrotubuli i mikrowłókien podczas podziału komórki. Centrolia jest okręgiem składającym się z dziewięciu mikrotubuli, z których każda jest podzielona na trzy mniejsze. Cała struktura tworzy krótki, pusty w środku cylinder.
Centrolie potrafią same się odtwarzać. Ich kopie wędrują na powierzchnie komórki tworzą podstawę dla dwóch rodzajów wyrostków, z których jeden to rzęsek, struktura wyglądem przypominająca włos.
Komórki wyścielające w płucach drogi oddechowe posiadają na powierzchni dziesiątki rzęsek. Rzęski regularnie kołyszą się w przód i w tył, wymiatając każdą drobinkę kurzu lub inne potencjalnie szkodliwe ciała obce w stronę gardła, dzięki czemu delikatna tkanka płuc zostaje utrzymana w czystości.
Zdecydowanie dłuższe od rzęsek są witki. Każda męska komórka rozrodcza - plemnik - ma jedna witkę. Plemnik ma kształt kijanki, której ogonek to właśnie witka. Ruchy witki umożliwiają plemnikowi poruszanie się.
W większości komórek największą, najważniejszą, położoną w centralnym punkcie organellą jest jądro. Otacza je podwójna warstwa błony - jest to błona jądrowa - w której znajdują się różne otwory i dziury.
Ta błona ma połączenie z błona siateczek śródcytoplazmatycznych, a przez to i z innymi błonami plazmatycznymi. Wewnątrz jądra znajduje się zwykle jedna lub więcej niedużych, ciemnych tworów, jąderek, w których odbywa się produkcja części rybosomów.
Jądro stanowi centrum zarządzania komórki. Wysyła ono rozkazy do innych organelli i innych części komórki dotyczące tego, co i kiedy mają robić. Wysyła instrukcje dotyczące produkcji białek, lipidów i innych cząsteczek. Jądro reguluje wielkość, kształt i czynności komórki, a także długość jej życia. Jest w stanie spełniać swoje funkcje dowodzące, ponieważ zawiera podstawowe i najważniejsze dla życia informacje - geny.
Przy wykonaniu poniższej pracy korzystałem z następujących materiałów:
„Świat wiedzy”- tygodnik popularno-naukowy
„Anatomia i fizjologia człowieka” - Janina Chlebińska
„Biologia z higieną i ochrona środowiska” - Maria Podbielkowska, Zbigniew Podbielkowski