Jądro komórkowe

[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Schemat budowy jądra komórkowego
1 – błona jądrowa, 2 – jąderko, 3 – nukleoplazma, 4a – heterochromatyna, 4b – euchromatyna, 5 – rybosomy, 6 – pory jądrowe

Jądro komórkowe, nukleus – organellum znajdujące się w każdej komórce eukariotycznej (wyjątek to komórki tracące jądro w procesie dojrzewania, np. erytrocyty ssaków, czyli ciałka czerwone lub zrogowaciałe komórki naskórka; takie komórki nie są w stanie rozmnażać się i szybko tracą zdolność do życia).

Zwykle w komórce znajduje się jedno jądro (monokariocyty), ale spotykane są też komórki dwujądrzaste (dikariocyty), np. hepatocyty oraz wielojądrzaste (polikariocyty), np. osteoklasty. Większość jąder ma średnicę 3,5 – 20 mikrometrów^[1].

Jądro komórkowe posiada własną otoczkę, mieści się zwykle w pobliżu środka komórki i przeważnie ma kształt kulisty, może jednak być również podłużne, owalne, itp. Występuje w nim w postaci ziarenek substancja silnie barwiąca się barwnikami zasadowymi, zwana chromatyną. Wewnątrz jądra znajduje się maleńkie ciałko zwane jąderkiem.

Interfazowe jądro komórkowe limfocytu poddane badaniu FISH

Rolą jądra komórkowego jest przechowywanie informacji zawartej w DNA, jej powielanie w procesie podziału komórki, a także kontrolowanie całości metabolizmu komórki dzięki kopiowaniu fragmentów DNA (kopiami są tu odcinki RNA) odpowiednich dla syntezy potrzebnych enzymów czy innych cząsteczek. Jądro otoczone jest podwójną białkowo-lipidową błoną. Poprzez pory w tejże błonie do cytoplazmy przenoszone są tylko fragmenty RNA; DNA nie opuszcza jądra.

Spis treści [ukryj] 1 Struktura jądra komórkowego 1.1 Otoczka i pory jądrowe 1.2 Blaszka jądrowa 2 Stany jądra komórkowego 3 Funkcje jądra 4 Przypisy 5 Zobacz też

Struktura jądra komórkowego [edytuj]

Jądro jest największym organellum w komórce zwierzęcej. W komórkach ssaków średni rozmiar mieści się w przedziale 11 – 22 μm i stanowi około ich 10% wielkości. Zawiera ono lepki płyn zwany nukleoplazmą, podobny w swojej budowie do cytoplazmy.

Otoczka i pory jądrowe [edytuj]

Otoczka jądrowa składa się z dwóch warstw błony – zewnętrznej i wewnętrznej, oddzielonych przestrzenią 10 – 20 nm. Otoczka jądrowa otacza jądro i oddziela materiał genetyczny komórki od cytoplazmy. Zewnętrzna warstwa otoczki łączy się z błoną siateczki śródplazmatycznej szorstkiej i jest podobnie jak ona zapełniona rybosomami. Przestrzeń pomiędzy błonami jest nazywana przestrzenią okołojądrową i łączy się z kanałem szorstkiej siateczki śródplazmatycznej. Pory jądrowe, przeprowadzające wodne kanały przez otoczkę, zbudowane są z białek zwanych nukleoporynami. Średnica ich wynosi 100nm, jednakże szerokość przez którą może odbywać się swobodna dyfuzja cząsteczek wynosi jedynie 9nm, ze względu na obecność systemu regulującego w centrum poru. Rozmiar pozwala na swobodne przejście małych, rozpuszczalnych w wodzie cząsteczek, zapobiegając jednocześnie przemieszczaniu się dużych cząsteczek, takich jak kwasy nukleinowe czy duże białka, na zewnątrz i do wewnątrz jądra, co powoduje, iż wymagają one transportu aktywnego. Jądro typowej komórki ssaka zawiera średnio od 3000 do 4000 porów na przestrzeni otoczki.

Większość białek, podjednostki rybosomów, oraz niektóre RNA, transportowane są przez pory za pomocą białek transportowych zwanych karioferynami. Karioferyny przenoszące cząsteczki do wewnątrz jądra nazywane są importowymi, zaś przenoszące cząsteczki na zewnątrz – eksportowymi

Blaszka jądrowa [edytuj]

W komórkach zwierzęcych, dwie sieci filamentów pośrednich zapewniają jądru wytrzymałość mechaniczną: blaszka jądrowa tworzy zorganizowaną sieć włókien na wewnętrznej powierzchni otoczki, podczas gdy słabiej zorganizowana znajduje się na powierzchni cytozolowej. Obydwie warstwy stanowią mechaniczną podporę dla otoczki jądrowej.

Blaszka jądrowa w głównej mierze składa się z blaszek białkowych. Jak wszystkie białka, blaszki są syntezowane w cytoplazmie i później transportowane do wnętrza jądra, gdzie są składane przed włączeniem w istniejącą sieć blaszki. Blaszki znajdują się także we wnętrzu nukleoplazmy, gdzie tworzą kolejną strukturą, zwaną zasłoną nukleoplazmatyczną, widoczną za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego. Funkcja zasłony nie jest dotychczas znana, choć jest ona obecna podczas interfazy.

Stany jądra komórkowego [edytuj]

1. jądro interfazowe – występuje w komórkach znajdujących się między dwoma następującymi po sobie podziałami

2. jądro mitotyczne – występuje w komórkach dzielących się. Chromatyna przyjmuje postać coraz silniej skręcających się i grubiejących nici, aż do wytworzenia tworów zwanych chromosomami.

3. jądro metaboliczne – występuje w komórkach wyrośniętych, kieruje procesami przemiany materii

Funkcje jądra [edytuj]

1. zawiera informację genetyczną (informację o budowie wszystkich białek jakie komórka jest w stanie wytworzyć) zakodowaną w DNA

2. steruje biosyntezą białka

3. przekazuje informację genetyczną komórkom potomnym w procesach podziałów

Chromatyna

[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Różne stopnie upakowania DNA: (1) Podwójna helisa DNA. (2) Włókno chromatyny - nukleosomy, czyli DNA nawinięte na histony. (3) Chromatyna z centromerem podczas interfazy. (4) Skondensowana chromatyna podczas profazy. (5) Chromosom w metafazie.

Chromatyna (chromatinum) – włóknista substancja występująca w jądrze komórkowym, zbudowana z DNA, histonów, RNA i niehistonowych białek. Stanowi główny składnik chromosomów.

Chromatyna posiada kilka stopni upakowania. Podwójna helisa DNA wraz z białkami tworzy nukleosomy. Nukleosom obejmuje łańcuch DNA o długości około 200 par zasad (u człowieka 146 par zasad), z których 146 nawiniętych jest na rdzeń zbudowany z 4 rodzajów białek histonowych, nazywany także oktamerem histonowym. Pomiędzy nukleosomami znajduje się DNA łącznikowy o długości około 50 par zasad. Nukleosomy i DNA łącznikowe układają się w specyficzny, zygzakowaty sposób, tworząc solenoid, który posiada średnicę 30 nm i dlatego jest czasem określany mianem włókna 30 nm. Solenoid układa się w pętle, z których składają się chromatydy.

Chromatyna może kurczyć się i rozkurczać, powodując zmianę upakowania struktury chromosomów. Ze względu na upakowanie rozróżniamy: mniej skondensowaną, aktywną genetycznie chromatynę luźną – euchromatynę – i zazwyczaj nieaktywną genetycznie chromatynę skondensowaną – heterochromatynę – o włóknach silnie upakowanych. Stopień upakowania chromatyny odgrywa rolę w kontroli ekspresji genów. Tworzenie heterochromatyny związane jest z niskim stopniem acetylacją histonów a wysokim metylacji DNA a także metylacją lizyny 9 w histonie H3. Białkiem mającym duży udział w procesie heterochromatyzacji jest HP1. Posiada ono chromodomenę, która ma zdolność wiązania się ze zmetylowanymi histonami.

Do ważniejszych białek związanych z heterochromatyną należą: HP1 i Sir3. Natomiast pospolite białka oddziaływające z euchromatyną to: HMGB1, HMGB2, HMGN1, HMGN2.

Chromatyna (szczególnie w warstwach powierzchniowych komórki) łatwo się barwi, dzięki czemu jest często wykorzystywana w badaniach.

Po raz pierwszy nazwy chromatyna użył Walter Flemming w 1882 r.

Mitochondrium

[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

	Ten artykuł wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji od 2007-10. Informacje nieweryfikowalne mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Aby uczynić artykuł weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach.

Mitochondrium (w liczbie mnogiej mitochondria; dawniej chondriosom^[1]) – organellum komórki eukariotycznej pochodzenia endosymbiotycznego, w którym zachodzą procesy będące głównym źródłem energii (w postaci ATP) dla komórki, w szczególności proces fosforylacji oksydacyjnej, zachodzący w błonie wewnętrznej mitochondriów.

Mitochondria posiadają własny genom. Genom mitochondriów jest nieduży – koduje tylko od kilkunastu do kilkudziesięciu białek z kilkuset białek niezbędnych do funkcjonowania mitochondrium.

Przeciętna komórka eukariotyczna zawiera od kilkuset do kilku tysięcy mitochondriów. W komórkach ameby Chaos chaos L. stwierdzono 500.000 mitochondriów^[2]. Przyrost ich liczby jest możliwy dzięki zdolności tego organellum do podziału przebiegającego podobnie jak podział wolno żyjących bakterii.

Spis treści [ukryj] 1 Budowa 2 Funkcje mitochondriów 3 Dziedziczenie 4 Genom mitochondrialny 5 Zobacz też 6 Przypisy

Budowa [edytuj]

Schemat ludzkiego mitochondrium

1. Błona wewnętrzna
2. Błona zewnętrzna
3. Grzebień
4. Macierz mitochondrialna (matrix)

Mitochondrium otaczają dwie błony białkowo-lipidowe, obie podobne w budowie do zwykłej błony komórkowej, ale o bardzo różnych właściwościach. Błona zewnętrzna otaczająca całe organellum jest naszpikowana białkami zwanymi porynami. Poryny są w istocie dużymi (około 2-3 nm średnicy) kanałami, przez które mogą się przedostawać wszystkie cząsteczki o masie nie przekraczającej 6000 daltonów. Większe cząsteczki mogą pokonać zewnętrzną błonę tylko przy pomocy transportu aktywnego. Połowę masy zewnętrznej błony stanowią fosfolipidy. Wśród białek ją budujących są enzymy odpowiadające za bardzo rozmaite reakcje, jak np. wydłużanie łańcuchów kwasów tłuszczowych, utlenianie adrenaliny i rozkład tryptofanu.

Enzymem markerowym (markerem) błony zewnętrznej jest oksydaza monoaminowa (MAO). Enzymem markerowym (markerem) przestrzeni międzybłonowej jest kinaza adenilanowa.

Błona wewnętrzna nie zawiera poryn i jest nieprzepuszczalna – transport jonów i innych cząsteczek do jej wnętrza wymaga specjalnych transporterów błonowych. Umożliwia to wytworzenie gradientu protonowego niezbędnego do działania łańcucha oddechowego. Błona wewnętrzna zawiera ponad 100 rozmaitych polipeptydów, a białka stanowią ponad ¾ jej masy. Są to białka łańcucha oddechowego, syntaza ATP wytwarzająca ATP w macierzy mitochondrialnej oraz białka transportujące metabolity do wnętrza macierzy i na zewnątrz. Szczególnym fosfolipidem w błonie jest kardiolipina, lipid typowy dla komórek bakteryjnych. Enzymem markerowym (markerem) błony wewnętrznej jest oksydaza cytochromu c.

Błona wewnętrzna tworzy wpuklenia – grzebienie mitochondrialne, w których zakotwiczone są enzymy łańcucha oddechowego. Wpuklenia zwiększają powierzchnię błony – i tak np. w mitochondriach wątroby powierzchnia wewnętrznej błony mitochondrialnej jest pięciokrotnie większa od powierzchni zewnętrznej błony mitochondrialnej.

Wnętrze mitochondrium wypełnia macierz (matriks) mitochondrialna. Jest to rodzaj żelu – wodny roztwór białek i metabolitów zużywanych na potrzeby mitochondrium. Białkami wewnętrznymi mitochondrium są wszystkie enzymy β-oksydacji kwasów tłuszczowych, cyklu Krebsa, syntezy steroidów itp. Macierz zawiera również mitochondrialny DNA (mtDNA), rybosomy mitochondrialne i tRNA mitochondrialne. Enzymem markerowym (markerem) matrix mitochondrialnej jest syntetaza cytrynianowa.

Na podstawie mikrofotografii elektronowych sądzono, że mitochondria to owalne lub cygarowate twory. W rzeczywistości mitochondria tworzą w komórce dynamiczną sieć łączących się i rozdzielających organelli, a uprzednio obserwowany kształt to artefakt powstający podczas przygotowywania preparatów mikroskopowych. Kształt organelli, stopień pofałdowania wewnętrznej błony jest charakterystyczny dla poszczególnych tkanek.

Pojedyncza komórka zawiera od kilku sztuk do kilku tysięcy mitochondriów, przeciętnie setki tych organellów. Ich liczba zależy od zapotrzebowania energetycznego danej tkanki, np. neurony, komórki mięśniowe i komórki wątroby zawierają szczególnie dużo mitochondriów.

Funkcje mitochondriów [edytuj]

Główną rolą mitochondriów jest uzyskiwanie energii w formie wysokoenergetycznych wiązań chemicznych wewnątrz ATP wskutek przekształcania innych związków organicznych, ale mitochondria biorą również udział w innych procesach metabolicznych takich, jak:

• Apoptoza – programowana śmierć komórki

• Regulacja stanu redoks komórki

• Synteza hemu

• Synteza sterydów

• Wytwarzanie ciepła

• Cykl mocznikowy – w mitochondriach wątroby.

Dziedziczenie [edytuj]

U ssaków mitochondria płodu pochodzą wyłącznie z komórki jajowej (plemnik tworząc przedjądrze męskie pozostawia wszystkie swoje organella poza komórką jajową), u wielu innych organizmów (np. owady) jednak plemnik wnika do komórki jajowej razem z własnymi mitochondriami. W związku z tym mitochondria dziedziczymy wyłącznie w linii matczynej, "po kądzieli", a geny mitochondrialne nie ulegają rearanżacji przez rekombinację. Z tego powodu geny mitochondrialne porównywano dla ustalenia kiedy żyła kobieta, od której pochodzą wszystkie aktualne mitochondria, nazwana niefortunnie przez prasę Ewą mitochondrialną, co mylnie sugeruje jedynego przodka wszystkich ludzi. Wyniki wskazują na ok. 200 tysięcy lat i Afrykę, z dużym marginesem błędu (kilkadziesiąt tysięcy lat). Wyniki te, podobnie jak wiele innych badań genetycznych, wspierają hipotezę "Pożegnania z Afryką" (zob. Prehistoryczne wędrówki ludzkości), zgodnie z którą człowiek współczesny wyewoluował w Afryce i stamtąd kolejnymi falami migracji zaludniał Ziemię. Pokazują jednak historię zaledwie jednego fragmentu naszego genomu.

Genom mitochondrialny [edytuj]

Mutacje w genach mitochondrialnych powodują choroby mitochondrialne, których objawy dotykają głównie tkanki o największym zapotrzebowaniu energetycznym - mięśniową i nerwową. Choroby te mają charakterystyczny, matczyny wzór dziedziczenia. Również mutacje kodowanych w jądrze komórkowym białek mitochondrialnych powodują choroby genetyczne (np. ataksja Friedreicha).

Mitochondrialny DNA jest narażony na uszkodzenia przez wolne rodniki z łańcucha oddechowego, a w mitochondriach nie ma sprawnych mechanizmów naprawczych dla DNA. Leży to u podłoża hipotezy tłumaczącej objawy starzenia się akumulacją mutacji somatycznych mitochondrialnego DNA i obniżaniem sprawności energetycznej komórek.

Tak zwany obszar hiperzmienny mitochondrialnego DNA to niekodujący fragment genomu mitochondrialnego, który bardzo się różni między ludźmi. Dlatego wykorzystuje się go do badań genetyki populacyjnej oraz w medycynie sądowej do ustalania tożsamości. Sekwencje niektórych genów mitochondrialnych, różniące się między gatunkami, mogą służyć jako "kod kreskowy" charakterystyczny dla poszczególnych gatunków i są w związku z tym wykorzystywane w badaniach bioróżnorodności.

Ponieważ komórka zawiera tysiące kopii mitochondrialnego DNA, ma on większą szansę niż DNA jądrowy zachować się w materiale kopalnym. Do niedawna jedyne znane sekwencje kopalnego DNA były sekwencjami mitochondrialnymi. Porównanie sekwencji DNA mitochondrialnego ludzi współczesnych i neandertalczyków sugeruje, że gatunki te nie krzyżowały się.

Retikulum endoplazmatyczne

[edytuj]

Z Wikipedii

(Przekierowano z Siateczka śródplazmatyczna)

Skocz do: nawigacji, szukaj

Schemat: Obraz jądra komórkowego, siateczki śródplazmatycznej i aparatu Golgiego.
1 jądro komórkowe
2 Por jądrowy
3 Szorstka siateczka śródplazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum - rER)
4 Gładka siateczka śródplazmatyczna(sER)
5 Rybosom na rER
6 Białka, które są transportowane
7 Pęcherzyk transportowy
8 Aparat Golgiego
9 Biegun cis aparatu Golgiego
10 Biegun trans aparat Golgiego
11 Cysterna aparatu Golgiego

Retikulum endoplazmatyczne, siateczka śródplazmatyczna, siateczka wewnątrzplazmatyczna, ER (reticulum endoplasmaticum, complexus reticuli cytoplasmatici)- wewnątrzkomórkowy i międzykomórkowy system kanałów odizolowanych od cytoplazmy podstawowej błonami (membranami) biologicznymi. Tworzy nieregularną sieć cystern, kanalików i pęcherzyków.

W procesie wirowania frakcjonującego lizatu komórkowego błony retikulum endoplazmatycznego tworzą frakcję mikrosomalną.

Enzymem markerowym (markerem) ER jest glukozo-6-fosfataza.

Spis treści [ukryj] 1 Typy 2 Funkcje ER 3 Historia odkrycia 4 Zobacz też 5 Przypisy 6 Bibliografia 7 Linki zewnętrzne

Typy [edytuj]

Rozróżnia się dwa typy retikulum:

• Retikulum endoplazmatyczne szorstkie (granularne) - ER-g - charakteryzujące się obecnością licznych rybosomów, osadzonych na jego zewnętrznej powierzchni, rozbudowywana w komórkach szybko rosnących oraz w komórkach w których zachodzi biosynteza białek (np. neurony, komórki nabłonka gruczołowego trzustki).

• Retikulum gładkie (agranularne) - ER-a - niezwiązane z rybosomami, stąd jego nazwa - gładkie. Rozwinięta w komórkach syntezujących niebiałkowe produkty organiczne (np. komórki jelita, komórki tkanki tłuszczowej).

Jej specjalizacją jest detoksykacja (niszczenie substancji toksycznych). Jest odpowiedzialne m.in. za syntezę tłuszczów - tworzenie sferosomów.

Funkcje ER [edytuj]

• synteza białek (szorstkie) i tłuszczów (gładkie)

• uczestniczy w przemianach węglowodanów

• przeprowadza unieczynnianie toksyn i leków (szczególnie w komórkach wątroby).

• pozwala na szybkie transporty wewnątrzkomórkowe (cytoplazma jest w nim rzadsza)

• dzieli cytoplazmę komórki na przedziały (kompartmenty), co pozwala na przeprowadzenie w różnych przedziałach reakcji, które przeszkadzałyby sobie wzajemnie.

Historia odkrycia [edytuj]

Pierwsze wzmianki o istnieniu w cytoplazmie komórki układów odpowiedzialnych za syntezę białek przeznaczonych na eksport datowane są na koniec XIX wieku. W roku 1887 francuski cytolog Ch. Garnier zaobserwował i opisał obszary cytoplazmy w komórkach pęcherzykowych trzustki zwierząt najedzonych, a więc produkujących duże ilości zymogenu który intensywnie barwi się indykatorami zasadowymi, błękitem metylowym (zasadowy barwnik anilinowy). Cytoplazma komórek pochodzących z trzustki zwierząt głodnych nie wykazywała takich właściwości. Zjawisko barwienia się cytoplazmy w pewnych jej obszarach, Garnier nazwał bazofilią, natomiast obszary cytoplazmy - ergastoplazmą.

Podobnych obserwacji dokonali O.Hertwig w komórkach wątroby i J. Nissl w komórkach nerwowych. W roku 1950 T. Casperson ustalił skład ergastoplazmy komórek drożdży posługując się analizą spektralną. Wyniki ujawniły obecność RNA. Kilka lat później J. Brachet stosując wybiórcze barwienie się DNA i RNA doszedł do podobnych wniosków. Aby przekonać się o słuszności swoich założeń zastosował trawienie komórek rybonukleazą. Po tym zabiegu obszary bazofilne nie wybarwiały się co świadczyło o zniszczeniu rybosomów związanych z tymi strukturami. W 1953 roku K.R. Porter pierwszy opisał tubularne składniki cytoplazmy komórki, odpowiadające obszarom bazofilnym - ergastoplazmie. Nadał tym strukturom nazwę endoplasmic reticulum, stosowaną po dzień dzisiejszy.^[1].

Siateczka śródplazmatyczna szorstka

Z Wikipedii

Brak wersji przejrzanej

Skocz do: nawigacji, szukaj

Szorstka siateczka śródplazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne granularne, siateczka śródplazmatyczna ziarnista ER-g, rER) - rozgałęziony system błon plazmatycznych w komórce, łączący zewnętrzną błonę jądrową z błoną komórkową oraz błony organelli. Jej funkcja polega na udziale w syntezie białek i lipidów. Jej powierzchnia jest pokryta rybosomami. Jest szczególnie dobrze rozwinięta w komórkach szybko rosnących oraz tych, których aktywność jest skierowana na syntezę białek z przeznaczeniem na eksport, np. komórki nabłonka gruczołowego.

Liczne zsyntezowane na rybosomach białka są transportowane oraz modyfikowane wewnątrz kanałów siateczki. W nich na przykład odbywa się dołączanie reszt cukrowych do łańcuchów polipeptydowych w czasie tworzenia glikoprotein lub skracania łańcuchów polipeptydowych polegające na odcinaniu tzw. odcinków sygnałowych umożliwiających precyzyjne wskazanie miejsca docelowego dla konkretnej cząsteczki. Siateczka ta występuje z siateczką gładką.

Siateczka śródplazmatyczna gładka

Z Wikipedii

Brak wersji przejrzanej

Skocz do: nawigacji, szukaj

	Ten artykuł wymaga dopracowania zgodnie z zaleceniami edycyjnymi. Należy w nim poprawić/wykonać działania: zweryfikować treść i dodać źródła. Po wyeliminowaniu niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu.

Siateczka śródplazmatyczna gładka, retikulum endoplazmatyczne gładkie (agranularne) - kompleks błon cytoplazmatycznych, stanowiąca w niektórych komórkach znaczną część cytoplazmy. Nie zawiera rybosomów, czym różni się od siateczki śródplazmatycznej szorstkiej.

Odbywają się w niej procesy metaboliczne lipidów (synteza lipidów) lub sterydów oraz detoksykacja czyli usunięcie z organizmu trujących substancji jak również transport wewnętrzny.

Od błon siateczki śródplazmatycznej gładkiej mogą oddzielać się pęcherzyki, które przekształcają się w wakuole i mikrociała takie jak: sferosomy, peroksysomy itp.

Retikulum zapewnia transport substancji pokarmowych w cytoplazmie oraz wytwarza lizosomy, które biorą udział w rozkładzie produktów pokarmowych, przenikających do komórek. W komórkach roślinnych utrzymuje ponadto kontakt pomiędzy sąsiednimi komórkami, ponieważ jej kanaliki występują w pasmach cytoplazmatycznych, zwanych plazmodesmami, łączących protoplasty sąsiednich komórek.

Rybosom

[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Mechanizm działania rybosomu

Rybosomy - organelle służące do produkcji białek w ramach translacji. Są zbudowane z rRNA i białek. Katalityczna aktywność rybosomu związana jest właśnie z zawartym w nim rRNA, natomiast białka budują strukturę rybosomu i działają jako kofaktory zwiększające wydajność translacji.

Rybosomy występują u wszystkich organizmów żywych, zarówno u prokariotów (bakterie, archeony) jak i eukariotów (pierwotniaki, rośliny, zwierzęta), a także we wnętrzu organelli półautonomicznych - chloroplastów i mitochondriów. Rybosomy prokariotów i organelli półautonomicznych są mniejsze i wrażliwsze na inne toksyny niż ich eukariotyczne odpowiedniki. Te różnice są wykorzystywane przez niektóre antybiotyki.

Rybosomy są bardzo małe i widoczne tylko pod mikroskopem elektronowym. Pojedynczy rybosom składa się z 2 podjednostek i z wyglądu przypomina mały spłaszczony grzybek. Zespół rybosomów połączonych nicią matrycową (mRNA) stanowi polirybosom zwany inaczej polisomem.

Budowa rybosomów [edytuj]

Rybosom: 1-duża podjednostka, 2-mała podjednostka

Rybosom - budowa przestrzenna

Każdy rybosom zbudowany jest z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Obie podjednostki są zbudowane z białek i rRNA (rybosomowy RNA). Podjednostki rybosomu są ze sobą połączone tylko podczas translacji – po zakończeniu translacji danego łańcucha białkowego podjednostki rozdzielają się, a podczas inicjacji translacji jakieś blisko siebie znajdujące się podjednostki (jedna duża i jedna mała) łączą się ze sobą, odtwarzając rybosom.

U prokariotów występują rybosomy 70S. Duża podjednostka (50S) zawiera 34 białka i dwie cząsteczki rRNA (5S rRNA i 23S rRNA), a mała podjednostka (30S) zawiera 21 białek i jedną cząsteczkę rRNA.

U eukariontów występują rybosomy 80S oraz mniejsze rybosomy mitochondrialne i chloroplastowe przypominające rybosomy bakteryjne. Rybosomy 80S są zbudowane z dużej podjednostki (60S), która składa się z trzech cząsteczek rRNA (5S, 5.8S i 28S rRNA) oraz 49 białek, oraz małej podjednostki (40S), która składa się z 33 białek i jednej cząsteczki rRNA (18S rRNA).

Rybosomy chloroplastowe i mitochondrialne również składają się z dużej i małej podjednostki, tworzącej razem cząsteczkę 55S. Przypominają rybosomy bakteryjne, co wspiera teorię endosymbiotyczną opisującą pochodzenie mitochondriów i chloroplastów.

Lokalizacja rybosomów [edytuj]

Atomowa struktura dużej podjednostki 50S rybosomu. Kolorem niebieskim zaznaczone są białka, pomarańczowym RNA a czerwonym adenina 2486 w centrum aktywnym

U eukariontów można wyróżnić dwie lokalizacje rybosomów:

• rybosomy wolne - swobodnie pływające w cytoplazmie (służą one do syntezy białek nieeksportowanych poza komórkę, takich jak enzymy wewnątrzkomórkowe, białkowe elementy błon komórkowych, białka wędrujące do jądra, białka cytoplazmy czy białka cytoszkieletu. Do tej klasy można zaliczyć także rybosomy w organellach: mitochondrium lub chloroplaście;

• rybosomy związane z błoną - lub przyczepione do retikulum endoplazmatycznego (szorstkiej siateczki śródplazmatycznej), w których następuje synteza białek eksportowanych transportowanych przez siateczkę śródplazmatyczną także poza błony komórki - hormony białkowe, kolagen, białka wydzielnicze, enzymy lizosomalne, białka wchodzące w skład błon, nici elastynowe dla tkanki łącznej).

O tym, czy rybosom będzie wolny, czy też związany z błoną, decyduje sekwencja sygnałowa w syntetyzowanym przez niego białku.

Aparat Golgiego

Z Wikipedii

Brak wersji przejrzanej

Skocz do: nawigacji, szukaj

Mikrofotografia aparatu Golgiego widocznego jako stos półkolistych czarnych pierścieni w dolnej części obrazu. Liczne koliste pęcherzyki są widoczne w pobliżu organellum

Schemat: Obraz jądra komórkowego, siateczki śródplazmatycznej i aparatu Golgiego.
1 jądro komórkowe     2 Por jądrowy     3 Szorstka siateczka śródplazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum - rER)     4 Gładka siateczka śródplazmatyczna(sER)     5 Rybosom na rER     6 Białka, które są transportowane     7 Pęcherzyk transportowy     8 Aparat Golgiego     9 Biegun cis aparatu Golgiego     10 Biegun trans aparat Golgiego     11 Cysterna aparatu Golgiego

Aparat Golgiego (compexus Golgiensis) - organellum występujące niemal we wszystkich komórkach eukariotycznych, służące chemicznym modyfikacjom substancji zużywanych przez komórkę, bądź wydzielanych poza nią. Podstawową jednostką strukturalną aparatu Golgiego jest diktiosom.

W strukturach Golgiego odbywa się:

• sortowanie i dojrzewanie białek i lipidów;

• modyfikacje reszt cukrowych glikoprotein i glikolipidów;

• synteza polisacharydów oraz mukopolisacharydów: glikozoaminoglikanów, hemicelulozy, pektyny;

Struktury błoniaste są strukturami dynamicznymi, odbywa się między nimi przepływ substancji zawartych wewnątrz kanałów i pęcherzyków (tutaj opatrzonych płaszczem koatomerowym z białek COPI) oraz błon.

Specyficzną cechą aparatu Golgiego jest to, że posiadają zdolność redukcji azotanu(V) srebra(I).

Każdy diktiosom składa się ze stosu podłużnych cystern oraz odpączkowujących pęcherzyków.

W obrębie diktiosomu wyróżnia się dwa bieguny:

• biegun cis (formowania)

• biegun trans (dojrzewania)

Od bieguna cis do bieguna trans wzrasta procentowa zawartość lipidów (cholesterolu). Po stronie cis znajdują się enzymy: transferaza N-acetyloglukozoaminy oraz transferazy: galaktozylowa, fukozylowa, sialowa.

Sieć cis stanowi "przedział ratunkowy" dla białek powstałych w retikulum endoplazmatycznym, które zostały przypadkowo złapane w pęcherzyki płynące do aparatu Golgiego (zostają one wyłapane przez enzymy i skierowane z powrotem).

Sieć trans (ang. trans-Golgi network) stanowi stację rozdzielczą i sortująca, w której produkty z wnętrza diktiosomu zostają rozsortowane zależnie od przeznaczenia i zapakowane do odpowiedniego typu pęcherzyków:

• pęcherzyki transportujące (dostarczają białek i lipidów do błony komórkowej);

• lizosomy (enzymy lizosomowe) i endosomy recyklujące i inne;

• egzosomy (gromadzą substancje, które mają być wydzielone na drodze egzocytozy).

Enzymem markerowym (markerem) Aparatu Golgiego jest transferaza acetylglukozaminylowa.

Diktiosom

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Diktiosom – część aparatu Golgiego, składa się od 4 do 6 talerzyków, na których tworzą się uwypuklenia w postaci pęcherzyków. Liczba talerzyków (cystern) zależy od aktywności wydzielniczej komórki. Diktiosom tworzy się z siateczki śródplazmatycznej, do której zwrócony jest wypukłą częścią. Strona wklęsła (strona trans) talerzyka, pełni funkcje m.in. przyłączanie reszt cukrowych do struktur białkowych, a gdy się oderwą od diktiosomu przenoszą związki potrzebne w innych częściach komórki.

Lizosom

Z Wikipedii

Brak wersji przejrzanej

Skocz do: nawigacji, szukaj

Lizosom (lysosoma) – stanowią organelle komórkowe charakteryzujące się polimorfizmem, (występują wyłącznie w komórkach eukariotycznych) niewielkie (0,02-0,8 μm) struktury kuliste lub owalne, otoczone pojedynczą błoną. Zawierające enzymy rozkładające białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i tłuszcze. Łącznie w lizosomach jest obecnych ok. 40 różnych hydrolaz. W lizosomie zachodzi nie tylko proces trawienia komórkowego wchłoniętych pokarmów, ale także rozkład niepotrzebnych już cząsteczek. Nazwę lizosom wprowadził de Duve w roku 1955, wcześniej opisane były także przez Miecznikowa (1865)

Lizosomy są organellami biorącymi udział w procesie trawienia wewnątrzkomórkowego materiału egzogennego oraz endogennego. Substancje, które mają ulec strawieniu, docierają do lizosomu w pęcherzykach, w które zostają "ubrane" w trakcie pinocytozy i fagocytozy.

Błona lizosomów zawiera liczne monotopowe glikoproteidy (o długich łańcuchach i dużej ilości kwasów sialowych), liczne pompy protonowe oraz liczne białka przenośnikowe.

Wewnątrz lizosomu utrzymywane jest pH na poziomie ok. 5.

Rodzaje lizosomów:

• trawienne – rozkład substancji,

• magazynujące – magazynowanie substancji,

• „grabarze” – rozkład obumarłych składników cytoplazmy (Pęcherzyki zawierające organelle przeznaczone do degradacji nazywa się pęcherzykami sekwestralnymi.).

W lizosomach rozkładane są na ogół białka długowieczne w odróżnieniu od proteosomów.

Enzymem markerowym (markerem) lizosomów jest kwaśna fosfataza.

Peroksysom

[edytuj]

Z Wikipedii

Brak wersji przejrzanej

Skocz do: nawigacji, szukaj

Struktura peroksysomu

Peroksysom, dawniej mikrociałko (peroxysoma) - organellum komórki eukariotycznej o średnicy 0,2-1,8 μm, otoczone jedną błoną, o kształcie owalnym bądź sferycznym. W komórce roślinnej peroksysomy znajdują się w bezpośrednim kontakcie z chloroplastami i mitochondriami i stykają się z powierzchniami ich błon.

U zwierząt występuje tylko jeden typ peroksysomu – zawierający enzym katalazę – uczestniczący w procesie neutralizacji szkodliwego nadtlenku wodoru:

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Peroksysom zawiera także oksydazę tworzącą nadtlenek wodoru.

U ludzi nagromadzenie peroksysomów występuje w komórkach wątroby - hepatocytach (około 70 w jednej komórce). Uczestniczą one między innymi w detoksykacji etanolu oraz syntezie niektórych lipidów.

W komórce roślinnej rozróżnia się:

• peroksysomy liściowe - pełniące te same funkcje, co peroksysomy u zwierząt,

• peroksysomy brodawek korzeniowych - uczestniczące w przyswajaniu azotu,

• glioksysomy - zawierające enzymy przemieniające tłuszcze w cukry (β-oksydacja, cykl glioksylanowy, cykl Krebsa, glukoneogeneza).

Przypuszcza się, że mikrociałka powstały u prymitywnych eukariotów, które nie posiadały jeszcze mitochondriów. Energia powstająca w przeprowadzanych przez nie reakcjach nie jest jednak wiązana w ATP, ale wyzwalana w postaci ciepła.

Peroksysomy zostały odkryte przez Ch. de Duve'a w 1965.

Enzymem markerowym (markerem) peroksysomów jest oksydaza D-aminokwasowa.

Błona komórkowa

[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Błona komórkowa drożdży zwizualizowana w mikroskopii fluorescencyjnej poprzez białka błonowe wyposażone w markery fluorescencyjne świecące na zielono i czerwono. Nałożenie tych dwóch barw daje na obrazie kolor żółty.

Błona komórkowa, plazmolema, plazmolemma (cytolemma, plasmolemma) – półprzepuszczalna błona biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).

Zazwyczaj inne białka występują po wewnętrznej, a inne po zewnętrznej stronie błony. Cząsteczki należące do błony mogą z łatwością poruszać się wewnątrz swojej warstwy (dyfuzja lateralna, o ile nie są związane na przykład od wewnątrz z białkami cytoszkieletu), jednak napotykają duże trudności z przejściem do warstwy przeciwnej.

Podobna asymetria dotyczy także samej błony, która ma zazwyczaj odmienny skład (różne proporcje, ale i jakość) lipidowy w swojej monowarstwie wewnętrznej i zewnętrznej. Asymetria jakościowa rozmieszczenia lipidów może także dotyczyć płaszczyzny błony – w monowarstwach istnieją lokalne obszary o składzie odbiegającym od rozkładu przypadkowego. Są to tak zwane "rafty". Są one bogatsze od sąsiednich obszarów monowarstwy w specyficzne lipidy, cholesterol czy białka. Lipidy znajdujące się w takich domenach mogą być poniżej temperatury głównego przejścia fazowego i nie mieć struktury ciekłokrystalicznej, co powoduje ich agregację. Funkcje "raftów" oraz sposoby ich powstawania w błonach nie są jeszcze dokładnie znane, ale nie wyklucza się ich interakcji i wpływania na aktywność białek błonowych czy udział w fuzjach błon.

Błony muszą dla swojego właściwego funkcjonowania zachować półpłynną konsystencję. Zarówno znaczne obniżenie jak i znaczne podwyższenie temperatury zmienia właściwości błony w stopniu, który może być dla komórki śmiertelny. Dlatego organizmy żyjące w różnych temperaturach mają różny skład błon komórkowych.

Różnice między błonami komórek Archaea a błonami komórek innych organizmów [edytuj]

Schemat organizacji błony komórkowej komórki zwierzęcej

U wszystkich organizmów poza Archaea, fosfolipidy wchodzące w skład błony komórkowej składają się głównie z D-glicerolu połączonego wiązaniem estrowym z nierozgałęzionymi kwasami tłuszczowymi, które nie reagują między sobą. Organizmy żyjące w wysokich temperaturach mają też dużo cholesteroli w błonach komórkowych.

Fosfolipidy błon komórkowych Archaea składają się z L-glicerolu połączonego wiązaniem eterowym z łańcuchami powstałymi z izoprenu. Łańcuchy te mogą być rozgałęzione, mogą łączyć się ze sobą, mogą nawet łączyć się z fosfolipidami z przeciwnej warstwy błony. Te połączenia stabilizują błonę i umożliwiają niektórym Archaea życie w ekstremalnie wysokich temperaturach.

Cytoplazma

[edytuj]

Z Wikipedii

(Przekierowano z Cytozol)

Skocz do: nawigacji, szukaj

	Ten artykuł wymaga dopracowania zgodnie z zaleceniami edycyjnymi. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się na stronie dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu.

Cytoplazma:

• I. – część protoplazmy komórki eukariotycznej pozostająca poza jądrem komórkowym

• II. – cała protoplazma komórki prokariotycznej (czyli nie posiadającej jądra komórkowego)

cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma

Dzieli się ją na cytoplazmę podstawową (cytozol) oraz struktury błoniaste (organelle). W języku polskim słowo cytoplazma używa się jednak często w węższym znaczeniu, mając na myśli tylko cytozol, czyli płynny, złożony koloid wodny, zawierający m.in. białka (zawieszone bądź rozpuszczone), lipidy, kwasy tłuszczowe, wolne aminokwasy oraz sole mineralne (np. wapnia, magnezu, sodu). Ważnym składnikiem cytoplazmy jest też skomplikowana przestrzenna sieć białkowych włókienek (mikrofilamenty) i mikrorureczek (mikrotubule), tworzących tzw. cytoszkielet. W cytoplazmie podstawowej znajdują się pozostałe plazmatyczne składniki komórki i zachodzi większość procesów metabolicznych.

Cytoplazma podstawowa jest wypełniającą komórki substancją o pozornie jednolitej strukturze, mogącą przyjmować różną postać od cieczy do galaretki (żelu). W niektórych typach cytoplazmy (np. u pierwotniaków) można zaobserwować wyraźnie rozróżnienie na dwa obszary:

• przylegającą do błony komórkowej ektoplazmę

• "bardziej wewnętrzną" endoplazmę.

Enzymem markerowym (markerem) cytoplazmy podstawowej jest dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (G6PD).

Cytoplazmę podstawową przenikają układy błonowe. Od zewnątrz ogranicza ją błona komórkowa – plazmolemma.

Spis treści [ukryj] 1 Skład cytoplazmy 2 Cytoszkielet 2.1 Mikrotubule 3 Retikulum endoplazmatyczne 4 Procesy zachodzące w cytoplazmie podstawowej 5 Ruchy cytoplazmy 6 Zobacz też

Skład cytoplazmy [edytuj]

Cytoplazma podstawowa jest substancją koloidalną, w jej skład wchodzą:

• związki organiczne (białka, tłuszczowce, węglowodany, RNA, w mniejszych ilościach inne metabolity)

• związki nieorganiczne następujących pierwiastków: wapń, magnez, potas, cynk, miedź, mangan, fosfor, tlen, chlor, siarka, węgiel, azot, bor

• faza rozpraszająca: woda

• organelle, np. mitochondria, plastydy, lizosomy, peroksysomy, wakuole, cytoszkielet, retikulum endoplazmatyczne, Aparat Golgiego

Cytoszkielet [edytuj]

 Osobny artykuł: cytoszkielet.

Zasadniczym elementem strukturalnym cytoplazmy podstawowej są białka mające postać globularną lub fibrylarną np. mikrofilamenty i mikrotubule.

Mikrotubule [edytuj]

Mikrotubule – zbudowane z tubuliny rurki. Biorąc pod uwagę lokalizację mikrotubul w komórce oraz pełnione przez nie funkcje, wyróżniamy:

• mikrotubule cytoplazmatyczne stanowiące elementy cytoszkieletu i sterujące ruchami organelli komórkowych

• mikrotubule kinetochorowe odgrywające ważną rolę w czasie ruchu chromosomów i ogólnie przy podziale komórki

Retikulum endoplazmatyczne [edytuj]

 Osobny artykuł: Retikulum endoplazmatyczne.

Retikulum endoplazmatyczne (= siateczka wewnątrzplazmatyczna) – struktura stanowiąca zasadniczą część systemu błon wewnątrzkomórkowych.

Złożone jest z zespołów cystern, kanalików, banieczek, pęcherzyków. Układy te przenikają w różnych kierunkach cytoplazmę i łączą się z plazmalemmą i błoną jądrową.

Wśród błon retikulum można wyróżnić :

• forma szorstka pokryta jest rybosomami, uczestniczy w procesie syntezy białek, najczęściej błonowych,

• forma gładka natomiast bierze udział w syntezie lipidów i w procesach wydzielniczych

Procesy zachodzące w cytoplazmie podstawowej [edytuj]

biosynteza białek (translacja)

początkowy etap oddychania (glikoliza lub oksydacyjny szlak pentozofosforanowy)

Ruchy cytoplazmy [edytuj]

• cyrkulacyjny – cytoplazma płynie w różnych kierunkach w pomostach cytoplazmatycznych

• rotacyjny – cytoplazma płynie w jednym kierunku wokół wakuoli, inaczej nazywany cyklozą

• pulsacyjny – cytoplazma płynie raz w jednym, raz w drugim kierunku (wokół wakuoli)

• fontannowy – szczególna odmiana ruchu cyrkulacyjnego, w którym cytoplazma płynie wokół dwóch wakuoli w przeciwnych kierunkach

Ruchy cytoplazmy spowodowane są skurczami włókienek kurczliwych

• plazmoliza – proces odstawania protoplastu od ściany komórkowej – zachodzi w roztworze hipertonicznym.

• deplazmoliza – proces odwrotny do procesu plazmolizy – zachodzi w roztworze hipotonicznym

Ruch rotacyjny cytozolu wokół wakuoli	Ruch pulsacyjny cytozolu wokół wakuoli	Ruch cyrkulacyjny cytozolu wokół wakuoli