CYTOLOGIA
Transport cząstek, makrocząsteczek i cząsteczek przez błony:
Wyróżnia się kilka rodzajów transportu cząstek, cząsteczek przez błonę i z błoną:
- endocytozę – transport cząstek do komórki z otoczenia,
- egzocytozę,
- fagocytozę, pinocytozę, transcytozę, potocytozę i pączkowanie.
Fagocytoza, pinocytoza i potocytoza są odmianami endocytozy. Pączkowanie jest wytwarzaniem pęcherzyków przez błony organelli komórkowych. Transcytoza jest połączeniem endocytozy i egzocytozy.
Komórka zwierzęca – zbudowana jest z jądra i cytoplazmy w niej są organelle komórkowe, otoczona jest błoną komórkową.
- błona zewnętrzna otacza każdą komórkę i oddziela ją od środowiska zewnętrznego i innych komórek.
- komórki składają się z roztworu białek, elektrolitów i węglowodanów (cytozol), podzielonego systemu wewnętrznym na wyspecjalizowane obszary czynnościowe (organelle),
- ich kształt i płynność są uwarunkowane częściowo przez układ wewnętrznych białek włókienkowych (filamentów pośrednich, aktyny i mikrotubuli), tworzy cytoszkieletu.
Cytoplazma = cytozol + organelle
Cytoplazma - oddzielona jest od otoczenia błoną komórkową. Podstawowym składnikiem cytoplazmy jest cytozol (macierz), w którym znajdują się organelle oraz wtręty cytoplazmatyczne.
Organelle oddziela błona komórkowa. Organelle można podzielić na błoniaste, czyli otoczone błoną, oraz nieotoczone błoną. Do błoniastych struktur należą: siateczka śródplazmatyczna, endosomy, lizosomy, aparat Golgiego i mitochondria oraz peroksysomy.
Do struktur nieotoczonych błoną należą: centriole, proteasomy i cytoszkieletu.
Jądro – zawiera DNA.
Mitochondria – dostarczają energii.
Siateczka śródplazmatyczna – uczestniczy w biosyntezie białek i lipidów.
Błona peryferyjna i błonowe w błonie komórkowej, 2 warstwy w komórce zwierzęcej warstwa cukrowa (glukoliks)
Aparat Golgiego – przetwarzanie produktów biosyntezy na potrzeby komórki lub przeznaczonych do wydzielania.
Pęcherzyki – tymczasowe opakowanie dla substancji transportowanych w obrębie komórki.
Lizosomy – mają enzymy hydrolityczna do trawienia makrocząsteczek.
Peroksysomy – przemiany kwasów tłuszczowych.
Rybosomy – wolne ziarna w cytozolu, jądrze i innych strukturach. Są to kompleksy białek z kwasami nukleinowymi do produkcji białek do translacji, zbudowane z RNA i białek, małe, mogą być w stanie wolnym lub związane z błoną retikulum lub jądrze, są to wieloenzymowe kompleksy z 4 cząsteczek, składają się z 2 podjednostek 40S, 60S.
rRNA jest wytworem jąderka, posiada 2 rowki, 2 dla mRNA, a także 2 miejsca wiązania tRNA.
Budowa błony: składa się z fosfolipidów, glikolipidów i cholesterolu, białka transportowe i powierzchniowe. Błony komórkowe ograniczają szereg przedziałów wewnętrznych komórki z których każdy posiada specjalną funkcję.
ogonki – hydrofobowe
główki – hydrofilarne
Wyróżniamy:
- błonę komórkową, która otacza komórkę od zewnątrz,
- błony śródkomórkowe, które tworzą liczne struktury o charakterze pęcherzyków, zbiorników rurek itp.
W przeciętnej komórce błona komórkowa stanowi zaledwie 2-5% wszystkich błon komórki, a 95-98% przypada na błony śródkomórkowe. Na ogół b. k. jest nieco grubsza niż b. ś.
Białka w błonie pełnia funkcję:
- są receptorami – wiążą informatory I rzędy np. hormony,
- znajdują siew nich kanały do przepływu jonów i cząsteczek,
- funkcje enzymatyczne.
W błonie występują fałdy powierzchniowe, wypustki.
Jądro:
- podwójna błona jądrowa,
- zawiera DNA w formie chromatyny,
- ma jąderko, które odpowiada za wytworzenie rybosomów,
- przemieszczenie substancji tam i z powrotem przez pary jądrowe.
99% informacji genetycznej w postaci DNA, oddzielone otoczką jądrową. Informacje genetyczne zawarte w chromatyczni. W środku jądra karioplazma, główny jej składnik: chromatyna (gr. hroma – barwa). W jej skłąd jeszcze kilka jąderek, pery chromatyna, interchromatyna, ciałka.
Chromatyna:
- endochromatyna – luźna,
- heterochromatyna – zwięzła.
Jąderko (nukleolus) – fragment jądra, okrągły, miejsce syntezy prekursorów rybosomów, nie ma błony otaczające, jego składniki:
- chromatyna jąderkowa, która zawiera geny do syntezy rRNA i tRNA,
- ziarna śr 15nm, rozrzucone lub w skupiskach zbudowane z rybonukleoprotein i są prekursorami podjednostek rybosomów,
- białka jąderka,
- nukleina i polimeraza.
Mitochondria (gr. mitos – nić i chondrą – ziarno) są organellami cytoplazmatycznymi z 2 jądrami zewnętrzną i wewnętrzną. Wytwarzają i magazynują energię w ATP, mają wydłużony kształt, otoczona podwójną błoną. Błona wewnętrzna pofałdowana, tworzy grzebienie w niektórych komórkach zamiast grzebieni znajdują się kanaliki mitochondrialne, występujące we wszystkich komórkach jądrowych, dużo znajduje siew komórkach wykazujących intensywną pracę np. wątroba.
Czynności związanych enzymów | Miejsce |
---|---|
Synteza lipidów, metabolizm kwasów tłuszczowych | Bł. zewnętrzna |
Łańcuch oddechowy, wytwarzanie ATP | Bł. wewnętrzna |
Cykl kwasów, trikarboksylowych | Macierz |
Fosforylacja nukleotydów ADP ATP | Przestrzeń międzybłonowa |
W mitochondriach zachodzi oddychanie komórkowe, wytwarzanie ATP.
Przestrzeń między grzebieniami to macierz.
Siateczka śródplazmatyczna, aparat Golgiego uczestniczą w biosyntezie białek, lipidów, w transporcie białek i lipidów komórkowych.
Siateczka śródplazmatyczna dzieli się na siateczkę:
- gładką - synteza lipidów błonowych i przetwarzanie białek, 10% objętości, występują kanaliki
- szorstką – synteza białek, brak kanalików.
Siateczka gładka występuje obficie w wyspecjalizowanych komórkach np. mięśniowych, wątroby, zawiera liczne białka enzymatyczne, receptorowe, kanałowe. Funkcje:
- metabolizm tłuszczów,
- synteza lipidów, lipoprotein, trójglicerolów,
- detoksykacja szkodliwych metabolitów i samobiotyków ( substancje samodzielnie wchodzących w skład organizmu ale nie metaboliwanych),
-magazynowanie jonów wapnia.
Siateczka szorstka: występuje we wszystkich komórkach mających jądra z wyjątkiem plemników, dużo mają jej komórki specjalizujące się w syntezie białek na eksport np. komórki plazmatyczne, k. pęcherzyków trzystkowych, zawiera rybosomy, błona zawiera glikoproteinę, rybatozynę za pomocą której rybosomy są z nią związane.
Aparat Golgiego – system błon uczestniczących w sortowaniu, opakowywaniu i transporcie produktów komórkowych. Znajduje się w pobliżu jądra, składa siez 6-30 woreczków i połączonych z nimi licznych rurek i pęcherzyków, których ściany są zbudowane z błony, ten układ zwie się biktiosomem, powstaje z szorstkiej siateczki w tym także z zewnętrznej błony otoczki jądrowej. Wyróżniamy w nich 3 części:
- powierzchnia cis – na dole, fosforylacja białek,
- cześć środkowa stos – dodawanie reszt cukrowych,
- cześć trans – na górze, proteoliza białek, sortowanie lipidów z białek, dodawanie reszt cukrowych.
Funkcje: - modyfikacja makrocząsteczek przez dodawanie cukrów z wytwarzaniem oligochararydów,
- proteolityczny rozpad peptydów do form aktywnych,
- sortowanie makrocząsteczek do specjalnych obłamanych pęcherzyków.
Lizosomy – kuliste ziarenka otoczone błoną, powstają z endosomów późnych ( błoniastych struktur przybierających postaci zbiorników, cewek i pęcherzyków). Zawierają enzymy hydrolityczne, uczestniczą w trawieniu, magazynowaniu i rozkładzie białek, kwasów nukleinowych, węglowodanów, tłuszczów, dużo lizosomów zawierają makrofagi i leukocyty.
Peroksysomy – małe, otoczone błoną pęcherzyki, w 1 komórce może być ich 400. Mają duże znaczenie w detoksykacji wielu metabolitów i ksenobiotyków, metabolizowanie kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach, powstają przez pączkowanie z gładkiej siateczki, a ich enzymy SA syntezowane w szorstkiej, zachodzi w nich rozkład nadtlenku wodoru, oprócz mitochondriów są głównym składnikiem komórki zużywającymi O2
2H2O2 2H2O + O2
Występują w wątrobie, syntezują lipidy i detoksykują np. etanol.
TRANSPORT DO WNĘTRZA I NA ZEWNĄTRZ KOMÓREK:
Dyfuzja bierna i ułatwiona – to rodzaj transportu, zachodzi za pomocą białek transbłonowych, kanałowych i nośnikowych, energia przepływu jest czerpana z różnych stężeń jonów od wyższego do niższego.
Transport czynny – rodzaj transportu przez błonę, który odbywa się przeciwko gradientowi stężeń transportowanej substancji (małe duże) i bierze w nim udział białko transbłonowe majace aktywność ATP.
Cząsteczka ATP działa jak pompa, która wypompowuje na zewnątrz komórki Na+, gdzie ich stężenie jst duże i wpompowuje K+ do wnętrza. Taki system transportu to pompa sodowo-potasowa.
Duże makrocząsteczki i niekiedy małe są transportowane za pomocą specjalnego mechanizmu.
Egzocytoza – polega na otoczeniu transportowanych makrocząsteczek błoną przez co powstaje pęcherzyk, które są transportowane ku błonie komórkowej tzw. fuzja błon i wydzielane dalej na zewnątrz.
Endocytoza – transportowanie cząsteczek do komórki z otoczenia. Przykłady:
Pinocytoza – sposób przypadkowego transportu makrocząsteczek przez błonę do komórki bez udziału receptorów.
Transcytoza – przekazywanie miedzy komórkami przez cytoplazmę z jednej komódki na inną.
Potocytoza – transport małych cząsteczek do komórki, odbywa się przez wytwarzanie jam w błonie zawierającej receptory dla transportowanych cząsteczek.
Cytoszkielet:
Skład:
- filamenty cienkie – polimery białka globularnego aktyny (mikrofilamenty), średnica 5-8 nm
- filamenty grube – miozynowe, ułożone w pęczki, średnicy około 15 nm,
- filamenty pośrednie – średnicy około 10 nm z polipeptydów fibrylarnych, łącza się między sobą bocznymi powierzchniami,
- mikrotubule – rurkowate.
Mikrotubule – rurki, środek pusty, składają się z 2 rodzajów cząsteczek: tu bulin α i β, które tworzą heterodimer
Funkcją jest zapewnienie kształtu, wewnętrznej organizacji i ruchu komórek oraz w komórkach.
Wtręty komórkowe i produkty zapasowe:
- substancje zapasowe,
- wydzieliny,
- wydaliny,
- barwniki,
- wtręty nieorganiczne.
Kształt i wielkość komódek zależą od miejsca występowania i funkcji:
- w środku płynnym komórka ma kształt owalny lub kulisty,
- w stałym przybiera różne formy: wrzecionowate, cylindryczne, sześcienne, gwieździste, strzałkowate.
Komórki mogą mieć wypustki, które w zależności od kształtu określa się jako:
- blaszkowate – lamelipodia,
- palczaste – pseudopodia,
- witkowate – filopodia,
- cienkie, krótkie, pałeczkowate – mikrokosmki.
Komórki w organizmie tworzą zespoły zwane tkankami, które są częściami narządów.
W tkance komórki stykają się ze sobą błonami komórkowymi lub łączą się ze sobą za pomocą specjalnych połączeń międzykomórkowych. Połączenia międzykomórkowe:
1. mają znaczenie mechaniczne:
- strefy zamknięte,
- połączenia ścisłe,
- oksnosomy.
2. pośrednie, w transporcie substancji z komórki do komórki:
- połączenie szczelinowe – przechodzą przez nie jony i małe cząsteczki.
Komórki totipotencjalne – zdolne do wytwarzania całego zarodka ( może z nich powstawać każdy typ komórki).
Komódki pluripotencjalne – komórki o ograniczonym przeznaczeniu, mogą z nich powstawać tylko niektóre typy komórek.
Komórki macierzyste –
Ektoderma – pokrycie ciała, nabłonek jelita przedniego i tylniego, układ nerwowy, narządy zmysłów.
Endoderma – środkowy odcinek układu pokarmowego, nabłonek płuc, gruczoły przewodu pokarmowego, gruczoły dokrewne (tarczyca, przytarczyce), krtani, tchawica płuca, pęcherz moczowy, cewka moczowa, gruczoł krokowy.
Mezoderma – mięśnie, nerki, chrząstki.