Mitochondria

- to struktury półautonomiczne - posiadają własny DNA i rybosomy. Jednak większość białek mitochondrialnych zakodowana jest w DNA jądrowym (dlatego tylko półautonomiczne)

- występują we wszystkich komórkach eukariotycznych (wyjątek erytrocyty)

- są ruchliwe, zmieniają położenie i kształt (wyjątek - mitochondria w mięśniach szkieletowych i mięśniu serca)

- budowa:

• posiadają 2 błony:

• zewnętrzną - gładka, pozbawiona wypukłości, zawiera białka poryny, które tworzą kanały - transport małych cząsteczek

• wewnętrzną - silnie pofałdowana w liczne grzebienie mitochondrialne; nie zawiera poryn i jest nieprzepuszczalna. Od strony macierzy posiada kompleksy enzymów (np. kompleksy syntazy ATP) tzw. grzybki mitochondrialne (oksysomy, białka integralne), które biorą udział w łańcuchu oddechowym (utlenianie końcowe). Posiada też nośniki transporujące metabolity i jony

• pomiędzy błonami jest przestrzeń międzybłonowa

• wnętrze wypełnione macierzą (matriks) - zawiera rybosomy 70S, enzymy, ziarnistości, koliste cząsteczki mitochondrialnego DNA

- funkcja:

• dostarczanie komórce energii w postaci ATP (z oddychania komórkowego)

• oddychanie komórkowe - w macierzy Cykl Krebsa, a w grzebieniach - łańcuch oddechowy (utlenianie końcowe)

• synteza, rozkład i przemiany aminokwasów:

• transaminacja - przeniesienie grupy aminowej z aminokwasu na jeden z 3 ketokwasów (pirogronian, szczwiooctan lub α-ketoglutaran) - powstaje nowy aminokwas i nowy ketokwas.

• deaminacja- to utlenianie grupy aminowej aminokwasu do grupy ketonowej z wydzieleniem amoniaku

• dekarboksylacja - usunięcie grupy karboksylowej z aminokwasu, wydziela się CO₂

• współudział z glioksysomami w glukoneogenezie - przemiana tłuszczy w cukry podczas kiełkowania nasion

• cykl mocznikowy - w mitochondriach wątroby

• tworzenie acetylo-CoA (acetylo-koenzym A) i utrzymanie jego poziomu

• synteza hemu np. dla hemoglobiny

Plastydy

- organelle otoczone podwójną błoną

- występują tylko u roślin i protistów roślinopodobnych

- rozwijają się z proplastydów - jednego rodzaju struktur wyjściowych, a niekiedy mogą się przekształcać z jednego rodzaju w inny. Protoplastydy posiadają słabo wykształconą lub niewykształconą strukturę wewnętrzną. Występują w komórkach embrionalnych i merystematycznych.

- podział plastydów:

• bezbarwne - wytwarzane bez udziału światła

• leukoplasty - przechowują materiały zapasowe, dzielą się na:

• lipidoplasty, olejoplasty, aljoplasty - magazynują tłuszcz

• amyloplasty - magazynują cukier - w postaci ziaren skrobi

• protoplasty, proteinoplasty - magazynują białko w postaci ziaren aleuronowych

• etioplasty - mają ciała prolamellarne - z nich pod wpływem światła powstają tylakoidy

• barwne - wytwarzane przy udziale światła

• chromoplasty - nieaktywne podczas fotosyntezy, zawierają barwniki: karoten (czerwony, pomarańczowy (karoten), żółty (ksantofil)

• chloroplasty - aktywne podczas fotosyntezy, ich zadaniem jest produkcja glukozy przy udziale światła

Chloroplasty

- budowa:

• otoczone są 2 błonami: zewnętrzną (przepuszcza jony) i wewnętrzną (słabo przepuszczalna, tworzy liczne woreczki - tylakoidy)

• pomiędzy błonami jest przestrzeń międzybłonowa

• wnętrze wypełnione jest substancja białkową - stromą, w niej zachodzi faza ciemna fotosyntezy

• stroma zawiera: DNA, RNA, enzymy, rybosomy 70s

• tylakoidy ułożone są w stosy zwane tylakoidami gran (pojedynczy stos to granum)

• każdy tylakoid otoczony jest błoną - w niej zachodzi faza jasna fotosyntezy

• grana połączone są tylakoidami stromy - to pojedyncze spłaszczone pęcherzyki, nie tworzą stosów

• tylakoidy gran i stromy tworzą tzw. system lamellarny

• w tylakoidach gran znajduję się zielony barwnik - chlorofil

- funkcja: przeprowadzanie fotosyntezy czyli procesu podczas którego substancje nieorganiczne takie jak dwutlenek węgla, woda i sole mineralne zostają przekształcone w substancje organiczne przy udziale energii świetlnej wychwytywanej przez chlorofil. Produktem ubocznym fotosyntezy jest tlen.

Rybosomy

- występowanie:

• prokarioty

• eukarioty:

• we wnętrzu organelli półautonomicznych (mitochondria, chloroplasty)

• w cytoplazmie - rybosomy wolne

• związane z błoną lub przyczepione do błony (siateczka śródplazmatyczna szorstka)

- budowa:

• posiadają 2 dopasowane do siebie podjednostki: małą i dużą

• podjednostki zbudowane są z białek i rRNA (rybosomalny RNA)

• podjednostki połączone są tylko na czas syntezy białka, po jej zakończeniu rozdzielają się

• pojedynczy rybosom ma kształt spłaszczonego grzybka

• zespół rybosomów połączonych nicią matrycową (mRNA) to polirybosom

• każdy rybosom ma 3 miejsca: A- akceptorowe, P - peptydowe, E - wyjście, które są niezbędne podczas syntezy białek

- rybosomy prokariotyczne: to rybosomy 70S; duża podjednostka to 50S (zawiera 34 białka i 2 cząsteczki rRNA) a mała podjednostka to 30S (zawiera 21 białek i 1 cząsteczkę rRNA)

- rybosomy eukariotyczne wolne: to rybosomy 80S; duża podjednostka to 60S (zawiera 49 białek i 3 cząsteczki rRNA) a mała to 40S (zawiera 33 białka i 1 cząsteczkę rRNA)

- rybosomy eukariotyczne we wnętrzu organelli oraz związane z błoną to rybosomy 70S (przypominaja prokariotyczne)

Jądro komórkowe

- budowa:

• posiada otoczkę jądrową, która składa się z błony zewnętrznej i wewnętrznej

• zewnętrzna błona połączona jest z siateczką szorstką

• pomiędzy błonami jest przestrzeń perynuklearna

• w otoczce występują pory jądrowe, które umożliwiają kontakt wnętrza jądra z cytoplazmą. Każdy por zbudowany jest z około 100 białek tworzących kompleksy porowe. Każdy kompleks ma kilka kanałów peryferycznych wypełnionych wodą (zachodzi przez nie dyfuzja prosta jonów i małych cząsteczek) oraz kanał centralny (przechodzą przez niego białka i większe cząsteczki np. podjednostki rybosomów). Z kanału centralnego wystają specjalne włókienka z receptorami, które wybierają z cytoplazmy białka mogące się dostać do jądra.

• wnętrze jądra wypełnia sok jądrowy (kariolimfa), w którym znajdują się: chromatyna, DNA, RNA, białka

• w centrum jądra znajduje się jąderko - to struktura nieobłoniona, która zmienia się podczas cyklu komórkowego (podczas mitozy, mejozy na początku zanika, a na koniec odtwarza się). W nim zachodzi składanie podjednostek rybosomów, synteza rRNA. Zawiera organizatory jąderkowe - to części chromosomów zwane przewężeniami wtórnymi

- funkcje:

• powielanie (replikacja) DNA i przekazywanie go komórkom potomnym

• synteza RNA - transkrypcja

• steruje syntezą białek

• zawiera informacje genetyczną o budowie wszystkich białek jakie komórka jest w stanie wytworzyć

- ilość jąder w komórkach: zwykle jest 1 jądro w komórce, ale można spotkać komórki dwujądrzaste (hepatocyty - kom. wątroby), wielojądrzaste (osteoklasty - kom. kościogubne w kościach) lub bezjądrzaste (erytrocyty)

Chromatyna

- to włóknista substancja wypełniająca znaczną objętość jądra

- składa się z białek i DNA

- stanowi najważniejszy składnik jądra, bo w niej zawarta jest informacja genetyczna

- połączona jest z wewnętrzną błoną jądra za pomocą blaszki jądrowej (zbudowana z filamentów pośrednich)

- ze względu na upakowanie dzieli się na:

• heterochromatynę - bardzo skondensowana (upakowana), nieaktywna genetycznie; w chromosomach występuje wokół centromerów i na ich końcach

• euchromatynę - mniej skondensowana, nie jest silnie upakowana (luźna), aktywna genetycznie

- stopień zagęszczenia chromatyny zależy od fazy cyklu życiowego komórki - w interfazie jest najbardziej rozproszona, a fazie podziałowej komórki zachodzi jej kondensacja (upakowanie) do chromosomów

- kondensacja (stopnie upakowania):

• podstawową jednostką chromatyny jest nukleosom - składa się z odcinka DNA nawiniętego na 8 białek histonowych (po 2 z każdego rodzaju: H2A, H2B, H3, H4 - tworzą one oktamer histonowy, a on rdzeń nukleosom. Nukleosom stabilizowany jest piaty rodzaj histonów - H1, który zapobiega odłączeniu się DNA od rdzenia)

• nukleosomy połączone są za pomocą łącznikowego DNA

• nukleosomy układają się jeden na drugim tworząc solenoid

• solenoid układa się w pętle, z których składają się chromatydy (połówki chromosomów)

Chromosomy

- posiada 2 chromatydy (połówki) połączone centromerem (przewężeniem pierwotnym)

- każda chromatyda ma 2 ramiona

- w rejonie centromeru jest kinetochor - struktura białkowa, do której przyczepiają się nici wrzeciona podziałowego (przy podziale komórki)

- często zawierają specjalny obszar zwany satelitą lub trabantem, który oddzielony jest od reszty chromosomu przewężeniem wtórnym. W tej części występuje heterochromatyna

- na końcach chromosomów występują telomery - mają powtórzoną kolejność nukleotydów (jednostki DNA), która zabezpiecza przed skracaniem się chromosomów podczas kolejnych replikacji. (U człowieka kolejność ta to: TTAGGG)

- na chromosomie występuje miejsce locus (l. mnoga loci) - miejsce gdzie jest zlokalizowany gen

- typy chromosomów (ze względu na położenie centromeru)

• metacentryczny - centromer w środku

• submetacentryczny - centromer w pobliżu środka

• akrocentryczny - centromer blisko końca

• teocentryczny - brak centromeru, chromosom ma tylko 2 ramiona

Kariotyp człowieka - kompletny zestaw chromosomów

- człowieka posiada 46 chromosomów = 23 pary

- 44 chromosomy (22 pary chromosomów homologicznych, czyli chromosomów o tym samym kształcie i podobnej wielkości, mają podobną informację genetyczną) to chromosomy ciała (autosomy, somatyczne), ponumerowane są od największego do najmniejszego

- 2 chromosomy (1 para) to chromosomy płci (heterochromosomy, alosomy): XX - kobieta, XY - mężczyzna

- rodzaje komórek:

• diploidalna (2n) - mają podwójną liczbę chromosomów, inaczej to całkowity komplet chromosomów (u człowieka 46). To wszystkie komórki ciała z wyjątkiem gamet

• haploidalna (1n) - to pojedyncza liczba chromosomów, pojedynczy komplet (u człowieka 23 chromosomy). To komórka jajowa i plemniki (gamety)

• poliploidalna - gdy zwielokrotniona jest liczba wszystkich chromosomów np. 3n, 4n

---