Komórka jest podstawową jednostką strukturalną i funkcjonlaną wszystkich organizmów. Kształt komórek bywa różny. Najpierwotniejszą formą komórki jest kula. U prostych form nitkowatych komórki mają postać walców, natomiast w organizmach bardziej złożonych przypominają wielościany.

Wielkość komórek także bywa różna. Najmniejsze, spotykane u bakterii, osiągają zaledwie 0,2 μm, największe - włukna indyjskiej rośliny rami - osiąga dugość 250-500 mm.

Najogólniej komórka składa się z protoplastu ograniczonego błoną cytoplazmatyczną. U roślin, grzybów i procaryota dodatkowo jeszcze występuje ściana komórkowa. W skład protoplastu wchodzi jądro komórkowe u eucaryota (odpowiednikiem u procaryota jest pojedyńczy nukleoid), cytoplazma, rybosomy, następnie, występujące tylko u eukariota wakuole, retikulum endoplazmatyczne, aparat golgiego, lizosomy (trzy ostatnie u niektórych tworzą kompleks „gerl”), mitochondrium (u prokariota odpowiednikiem jest mezosom) oraz występujące tylko u roślin i u fotoautotroficznych procaryota plastydy. Dokładniej elementarne cechy komórek Pro- i Eukariotycznych przedstawiam poniżej

Cecha	Procaryota	Eukaryota
				Rośliny		grzyby		zwierzęta
Błona komórkowa	+	+		+		+
Ściana komórkowa	+	+		+		-
Cytoplazma	+	+		+		+
Wakuola	-	+		+		+
Retikulum endoplazmatyczne	-	+		+		+
Aparat Golgiego	-	+		+		+
Lizosomy	-	+		+		+
Gerl	-	U niektórych eukaryota
Mitochondria	-	U tlenowych eukaryota
Mezosom	+	-	-		-
Plastydy	U ftoautotroficznych	+	-		-
Rybosomy	+	+	+		+

Błona komórkowa jest nizbędnym składnikiem każdej żywej komórki. Cechy charakterystyczne błony komórkowej można odnieść do większości błon biologicznych. Do najistotniejszych należałoby zaliczyć:

• wysoką przepuszczalność dla wody;

• przechodzenie przez nią związków niejonowych tym lepiej im łatwiej sąone rozpuszczalne w tłuszczach;

• praktyzną nieprzepuszczalność dla dużych cząsteczek typu białek czy kwasów nukleinowych;

• duży opór elektryczny, co ma istotne znaczenie dla przewodnictwa elektrycznego bodźców;

• żywa błona komórkowa jest spolaryzowana, szczególnie dobrze jest to widoczne w komórkach zwierzęcych ponieważ nie mają ściany komórkowej.

Plazmolema spełnia wielorakie funkcje, m. in.:

• separuje (oddziela) wnętrze komórki od środowiska;

• u zwierząt umośliwia łączenie sąsiednich komórek;

• pozwala na swustronną wymianę jonów i cząsteczek z otoczeniem;

• odpowiada za wrażliwość, czyli możliwość odbioru bodźców płynących ze środowiska i od innych komórek, może także przekazywać impulsy na następne;

Ściana komórkowa jest martwym skadnikiem komórki występującym u zdecydowanej większości roślim, grzybów i procaryota. Ściany komórkowe tych organizmów różnią się budową chemicznę i konstrukcją. Do istotnych cech tej struktury można zaliczyć to, że:

• jest uporządkowaną warstwą na zewnątrz protoplastu;

• stanowią istotną część suchej masy rośliny;

• konstrukcyjnie tworzy podstawowy element „szkieletowy” komórek. Jest to rozwiązanie mechaniczne, typowe dla roślin, dające szereg korzyści. Posiada wszakże pewną „wadę” - ogranicza w istotnym stopniu zdolności komórek do odkształcania się, co rzutuje na ich ruchliwość, a tym samym uniemożliwia mobilność całego organizmu;

• nie jest organellum autonomicznym - jej budowa zależy od czynników wewnątrz komórkowych;

• sama ogranicza wzrost komórki, odpowiada także za tworzenie połączeń pomiędzy sąsiednimi komórkami (plazmodezmy);

• stanowi dość skuteczną barierę obronną przed infekcjami bakteryjnymi i w mniejszym stopniu wirusowymi;

• ze względu na swoją sztywność chroni komórkę przed urazami mechanicznymi

Cytoplazma jest największym i chyba najważniejszym (jeżeli można w ogóle mówić o strukturach ważnych i nieważnych) składnikiem każdej żywej komórki. Jest to wielofazowy układ koloidalny o bardzo skomplikowanej budowie strukturalnej, chemicznej i złożonych funkcjach biochemicznych. Cytoplazma ze swoim pH zbliżonym zwykle do obojętnego tworzy środowisko dla zdecydowanej większości reakcji biochemicznych, dostarcza do nich substraty i co ważne, zawiera enzymy dla tych reakcji.

Najbardziej zdumiewającą cechą cytoplazmy jest zdolność do odwracalnej zmiany stanów skupienia. Raz jest jak płyn (stan sol - półpłynny), kiedy indziej jest dość sztywna i elastyczna (stan żel - półstały).

Wakuola Struktura ta występuje jedynie u erytrocyta. Jest to przestrzeń ograniczona tonoplastem (błoną wakuolarną) którą cechuje:

• duża przepuszczalność dla elektronów wynikająca z małej gęstości;

• brak rybosomów.

Wodniczka (wakuola) jest zaliczana, wraz ze ścianą komórkową, do martwych składników komórki, jest to o tyle prawdą, że przestrzeń ograniczona tonoplastem i wypełniona sokiem wakuolarnym jest martwa. Natomiast błona wodniczki jest klastyczną błoną biologiczną i należy ją zaliczyć do skłądników protoplastu.

Do podstawowej funkcji wodniczek należy:

• utrzymanie komórki w stanie uwodnienia, inaczej mówiąc wakuole odpowiadają za jędrność komórki;

• u roślin, magazynowanie zbędnych produktów przemiany materii, a także czasowe składowanie jonów i związków;

• u słodkowodnych pierwotniaków i wiciowców wodniczki tętniżce usuwają nadiar wody z cytoplazmy;

• w komórkach zdolnych do endocytoz wodniczki pokarmowe trawią pokarmy, czyli są lizosomami wtórnymi.

Retikulum endoplazmatyczne jest to złożony trójwymiarowy system błon elementarnych, tworzących: kanaliki, cysterny i niewielkie wakuole. Błony siateczki śródplazmatycznej są połączone z wieloma ofganellami, w tym z otoczką jądrową i plazmalemmą. Występują ona w dwóch zasadniczych postaciach siateczki wewnątrz plazmatycznej: szorstkiej i gładkiej.

Funkcje RE są następujące:

• zwiększa powierzchnię wewnętrzną komórki;

• umożliwia jednoczesne przeprowadzenie obok siebie różnych, często wzajemnie się wykluczających procesów biochemicznych;

• tworzy kanały wewnętrznej „łączności” pomiędzy różnymi strukturami i obszarami w komórce

• syntetyzuje: białka, sterydy, tłuszcze, uczestniczy w przemianach węglowodanów (dokładniej, utlenia węglowodany alifatyczne i aromatyczne);

• szczególnie w komórkach wątroby przeprowadza unieczynnienie toksyn i leków;

• resyntetyzuje triglicerydy obojętne - odtwarza je z pochłoniętych kropli kwarów tłuszczowych i glicerolu;

Aparat Golgiego jest powszechnym składnikiem komórek eukariotycznych. Ich unikalną cechą jest zdolność do redukcji AgNO₃.

Aparaty Golgiego spełniają wiele istotnych funkcji:

• podstawową jest wydzielanie zagęszczonych substancji poza komórkę w procesie egzocytozy, czyli odwróconej pinocytozy (pęcherzyki wydzielnicze zlewają się z plazmolemą);

• syntetyzują polisacharydy strukturalne - związki chemiczne, które dostarczają później na potrzeby rosnących ścian pierwotnych i wtórnych;

• w tkankach łącznych oporowych odpowiedzialne są za syntezę mukopolisacharydów;

• sprzęgają węglowodany z proteinami, „produkowanymi” przez retikulum szorstkie, w glikoproteidy;

• jak wcześniej sygnalizowano, są silnie związane z retikulum i uczestniczą w przekazywaniu wielu substancji w obrębie komórki i poza nią.

Lizosomy.

Z najważniejszych cech tych organelli należy wymienić:

• są to otoczone pojedynczą błoną biologiczną pęcherzyki;

• grubość błony lizosomalnej jest podobna do grubości plazmolemy;

• enzymy hydrolityczne, które wypełniają lizosomy znajdują się w stanie latencji. Oznacza to, że te białkowe biokatalizatory są narmalnie nieaktywne, ponieważ najprawdopodobniej związane są z białkami błon lizosomów. Pęknięcie lub degradacja błona ciał trawiących uaktywnia enzymy;

• powstają jako lizosomy pierwotne z aparatów Golgiego lub retikulum gładkiego. Po połączeniu z fagosomami powstają lizosomy wtórne.

Lizosomy są bogato „wyposażone” biochemicznie, stąd ich funkcje są wielorakie:

1. umożliwiają wewnątrzkomórkowe trawienie różnych substancji pozakomórkowych;

2. pozwalają głodzonej komórce na bezpieczne odżywianie własnym kosztem;

3. bardzo rzadko ich zawartość wydzielana jest na zewnątrz;

4. odpowiadają za wewnętrzny „przerób metaboliczny”, co oznacza, że oddzielają i trawią zbędna składniki komórki umożliwiając regenerację i przebudowę;

5. umożliwiają utrzymanie dynamicznej równowagi pomiędzy makrocząsteczkami a ich monomerami;

6. przeprowadzają mobilizację rezerw metabolicznych, szczególnie w komórkach zapasowych;

7. szczególnie bogate w lizosomy muszą być komórki żerne układu immunologicznego;

8. dla starzejących się lub poważnie uszkodzonych komórek spełniają rolę „grabarza” doprowadzając do ich autolizy.

Gerl. Jego rolę można określić najkrucej jako połączenie funkcji retikulum endoplazmatycznego, aparatu Golgiego i lizosomów.

Mitochondria należą do grupy samoreplikujących się organelli, otoczonych podwójną błoną lipo-proteidową. Jedną z jej cech jest ciągły, wijący lub obrotowy ruch, który powoduje przemieszczanie mitochondriów w komórce w pobliże tych struktur, które zużywają dużo energii. Ta ogólna zasada wynika z biologicznej funkcji mitochondriów polegających na dostarczaniu do miejsc zapotrzebowania energii użytecznaj biologicznie. Musi tu być energiia wysoce użyteczna, czyli łatwa do obrubki - najlepsza jest tu energia chemiczna.

Mitochondrium jes swoistą minifabryczką biocheiczną, której podstawowym zadaniem jest transformacja energii związków organicznych na energię użyteczną biologicznie zwartą w ATP.

Plastydy to autonomiczne ofganelle o podwójnej błonie lpidowo-białkowej, charakterystyczne tylko dla komórek roślinnych. Wyróżniami trzy rodzaje plastydów: chloroplasty chromoplasty i leukoplasty.

• Chloroplasty (zielony chlorofil) warunkuje proces fotosyntezy nadaje zieloną barwę liściom łodygom.

• Chromoplasty:

• żółty ksantofil - zadaje żółtą barwę: ziarno zbóż, kwiatom, starzejącym się liścią,

• pomarańczowo-czerwony karoten - nadaje barwę pomarańczowoczerwoną owocom.

• Leukoplast zdolność do magazynowania materiałów zapasowych w postaci: białek; tłuszczów, cukrów

Rybosomy są odpowiedzialne za biosyntezę białka, dlatego każda żywa komórka posiada dużą ilość tego rodzaju struktur, które są czymś w rodzaju specjalnych „minifabryk” produkujących proteiny. Z punktu eidzenia chemicznego w rybosomach występują dwa zasadnicze składniki: rybosomalny RNA i białka: zasadowe - strukturalne i kwaśne - enzymatyczne.

Każdy kompletny robosom składa się zawsze z dwóch podjednostek - większej i mniejszej. Ze względu na rozmiary i występowanie można te organella podzielić na dwa rodzaje:

1. tzw. rybosomy małe, występujące u Procaryota oraz w plastydach i mitochondriach u Eucaryota. Tego typu rybosomy nie są związane z błonami;

2. tzw. rybosomy duże, występujące w cytoplazmie komórek eukariotycznych. Zwykle tego typu rybosomy występują związane z błonami retikulum - stąd nazwa retikulum endoplazmatyczne granularne, rzadziej jako wolne w cytoplazmie.

Jądro komórkowe jest najbardziej charakterystycznym elementem komórki eukariotycznej. U Eucaryota, każda przeciętna komórka zawiera jądro komórkowe. Jądro oddziela od cytoplazmy główny zasób informacji genetycznej komórki

Odpowiednikiem jądra u Procaryota jest nukleoid będący w istocie splontaną, zasadniczo nieosłoniętą białkami i kolistą cząsteczką DNA zanurzoną w cytoplazmie.

W jądrze komórkowym można stwiedzić obecność kilku rodzajów DNA różniących się sekwencją nukleotydów i rolą biologiczną:

• unikalny DNA, którego fibryle chromatynowe występują w postaci luźnej lub zbitej z możliwością „przejść w obie strony”. Zawiera unikalne sekwencje nukleotydowe, z których większość to geny kodujące białka;

• rDNA, co nie oznacza, że występuje w rybosomach. Zawiera sporo powtazalnych, średniej długości sekwencji nukleotydowych. Jego fibryle są nieznacznie tylko skondensowane i mogą ulegać transkrypcji na pre-rRNA, które po obróbce będzie współtworzył podjednostki rybosomowe. Występuje głównie w jąderku, w czasie kariokinezy skupiony jest w przewężeniu wtórnym chromosomów jąderkotwórczych;

• satDNA, stanowiący tę część chromatyny zbitej, która zawsze pozostaje w stanie silnie zespiralizowanym. Ze względu na nieco inne reakcje z barwnikami tę frakcję czynnościową nazwano heterochromatyną. Zawiera ona ogromne ilości kopii krótkich sekwencji nukleotydowych, które ni ulegają efektywnej transkrypcji. Oznacza to, że ta część DNA zawiera informację genetyczną nie realizowaną przez organizm i dlatego nazwano go „milczącym DNA”.

---