Wykłady w streszczeniu, UWM Weterynaria, Biologia komórki


Komórka jest podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną organizmów żywych zdolną do samodzielnego życia

Historia:

- wszystkie organizmy żywe są zbudowane z jednej lub wielu komórek

- komórka jest podstawową jednostką strukturalną wszystkich organizmów

- komórka może powstać tylko z innej komórki → „omnis cellula e cellula” R.Virchow [wszelka (żyjąca) komórka (pochodzi) od (innej) komórki]

Rozmiary komórek (bardzo zróżnicowane)

Współczesna biologia komórki skupia wszystko co powstaje w:

Cytologia:

- w 1870 roku wprowadzono do badań morfologicznych mikrotom, co umożliwiało sporządzenie cienkich skrawków możliwych do obejrzenia w mikroskopie świetlnym

- mikroskopy jasnego pola

- mikroskop z kontrastem fazowym

- mikroskop ciemnego pola

- mikroskop konfokalny

- mikroskop fluorescencyjny

- optyka Nomarskiego

- mikroskop elektronowy transmisyjny

- mikroskop elektronowy skaningowy

- mikroskop skaningowy tunelowy (opracowanie teoretyczne - mało istniejących egzemplarzy)

- rezonans magnetyczny (lata 90.)

XVIIw.:

XIXw.:

Biochemia

- synteza mocznika z amoniaku i cyjanku (F. Wöhler)

- związek organiczny może powstać ze związku nieorganicznego

- chemia organiczna podlega takim samym prawom jak chemia nieorganiczna

- L. Pasteur odkrywa, że komórki drożdzy potrzebne są do fermentacji alkoholowej (cukier, alkohol)

- obalił teorię samorództwa drobnoustrojów

- glikoliza

- ATP

- cykl Krebsa

- (...) jakieś inne gówna, nie zdążyłam zapisać.

Genetyka

- czynniki dziedziczne (geny) i ich segregacja

- dopiero 35 lat później jego prace zostały upublicznione

- identyfikacja chromosomów

- chromosomowa teoria dziedziczenia

- transformacje genetyczne u bakterii

- podwójna spirala

Biologia komórki

XXw.

Struktury komórkowe

Budowa

Główna funkcja

Błona komórkowa

Dwuwarstwa lipidowa

Dynamiczna, płynna otockza składająca się głównie z dwóch warstw fosfolipidów

Zapobiega utracie przez komórkę substancji rozpuszczalnych w wodzie, decyduje o właściwościach błony

Białka błonowe

Białka globularne

Transport przez błony, kontakt z otoczeniem

Jądro komórkowe

Otoczka jądrowa

Podwójna błona otaczająca jądro

Odgraniczanie materiału genetycznego

Pory jądrowe

Diafragma lub szczelina w błonie jądrowej

Łączność między jądrem a cytoplazmą

Heterochromatyna

Skondensowany materiał genetyczny czasem przylegający do otoczki

Część genomu nie podlegająca transkrypcji

Euchromatyna

Rozproszony materiał genetyczny

Część genomu podlegająca intensywnej transkrypcji

Chromosomy

Grube, wydłużone pręty materiału jądrowego

Kondensacja chromatyny w trakcie podziału

Jąderko

Nieregularnie okrągłe, gęste ciała ziarniste

Produkuje rRNA

Cytoplazma

Cytozol

Płynna lub żelo-podobna substancja

Zawiera wszystkie cząsteczki związane z metabolizmem komórki

Organella

Siateczka śródplazmatyczna szorstka

Długie, czasami rozszerzone cysterny, pokryte rybosomami

Synteza i regeneracja białek

Siateczka śródplazmatyczna gładka

Rozgałęzione kanaliki lub różnego kształtu i wielkości pęcherzyki

Synteza tłuszczy i sterydów: rozkład substancji szkodliwych (detoksykacja)

Aparat Golgiego

Stos równolegle ułożonych cystern

Zagęszczanie i pakowanie produktów wydzielniczych, przebudowa błon

Lysosomy

Owalne lub nieregularnego kształtu organella

Zawierają enzymy hydrolityczne rozkładające wiele substancji

Ciała wielo-pęcherzykowe

Wakuole zawierające wewnątrz małe pęcherzyki

Jedna z postaci lizosomów

Mitochondria

Owalne lub okrągłe organella o pofałdowanej błonie wewnętrznej

Fosforylacja oksydacyjna, produkacja ATP

Peroksysomy

Okrągłe lub elipsoidalne otoczone błoną ciałka

Zawierają enzymy z grupy oksydaz; metabolizują lipidy

Centriole

Dziewięć tripletów krótkich mikrotubul tworzących cylinder

Tworzenie i ukierunkowanie mikrotubul, rzęsek i witek

Wtręty

Glikogen

Małe elektronowo-gęste ziarna lub rozety

Magazynowanie węglowodanów

Lipidy

Okrągłe krople o różnej gęstości elektronowej

Magazynowanie energii: używane w biogenezie

Barwniki

Elektronowo-gęste owalne ziarnistości lub kłaczkowate ciałka gęste z wtrętami lipidowymi

Ochrona przeciwko promieniowaniu UV; magazynowanie niestrawionego materiału w obrębie komórki

Kryształy

Igły: siateczka krystaliczna

Magazynowanie białek

Cytoszkielet

Mikrotubule

Długie, puste cylindry o ścianach zbudowanych z tubuliny

Kształt komórek, transport wewnątrzkomórkowy

Filamenty pośrednie

Wiązki lub sieci filamentów (wimentynowych, keratynowych, desminowych)

Stabilizacja kształtu komórek, aranżacja wewnątrzkomórkowa

Mikrofilamenty

Filamenty zbudowane z aktyny

Skurcze komórek, ruch

Główne funkcje struktur błoniastych:

Błona jądrowa:

Błona komórkowa:

Model Danielli Dawson

Model Robertsona

- powłoka glikoproteinowa na zewnątrz

- dwuwarstwa lipidowa wewnątrz

Model płynnej mozaiki Singera - Nickolsona (od 1966r.)

Błona elementarna:

- trójwarstwowa (grubość 7,5nm) (dwuwarstwa + białka wystające)

- grubość dwuwarstwy lipidowej 5nm

- proporcja między białkami i lipidami jest zróżnicowana w różnych komórkach, zależy od funkcji komórki

- cukry znajdują się tylko w zewnętrznej części błony komórkowej

- działa bardzo wybiórczo, oddziela struktury od środowiska zewnętrznego

Glicerofosfolipidy powstają na bazie glicerolu, do którego dołączone są dwie grupy karboksylowe połączone z dwoma kwasami tłuszczowymi i reszta fosforanowa

Fospolipid: główka hydrofilna + dwa ogonki hydrofobowe (jeden prosty, drugi zakrzywiony)

Cholesterol:

Glikolipidy: zamiast kwasu fosforowego przyłącza się cukier

Główne lipidy błonowe

Wypadkowa ładunków grup polarnych

Skład procentowy (zakres)

Fosfoglicerydy

Od 0 do -2

50-90%

Fosfatydylocholina

0

40-60%

Fosfatydyloetanolamina

0

20-30%

Fosfatydyloseryna

-1

5-15%

Fosfatydyloinozytol

-1

5-10%

Sfingomielina

0

5-20%

Cholesterol

0

5-25%

0x01 graphic

Jeżeli fosfatydyloseryna przenosi się ze strony wewnętrznej błony komórkowej na zewnętrzną tzn. że komórka chce umrzeć spokojnie - początek apoptozy

Płynność dwuwarstwy - flip-flop

0x01 graphic

Na płynność dwuwarstwy wpływają:

- liczba węglowodorów (CH)2 w łańcuchach acylowych (im dłuższy łańcuch, tym bardziej stała)

- liczba podwójnych wiązań (im więcej, tym bardziej płynna)

- liczba cholesterolu (im więcej, tym sztywniejsza)

- im wyższa temperatura, tym większa sztywność

Rola lipidów i cukrów:

Przepuszczalność dwuwarstwy:

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

Lipidy błonowe - podsumowanie

Białka błonowe

  1. Syntetyzowane na błonach ER

  2. Modyfikowane w obrębie AG

Wszystkie inne białka poza błonowymi syntetyzowane są przez wolne rybosomy

Białka błonowe:

Klasy funkcjonalne

np. białka

Funkcje

Białka transportujące

pompa sodowo-potasowa

aktywnie wypompowuje z komórki Na+ i doprowadza do niej K+

Białka wiążące

intergryny

wiąże wewnątrzkomórkowe filamenty aktyny z białkami substancji zewnątrzkomórkowej

Receptory

receptor płytkopochodnego czynnika wzrostu (PDGF)

wiąże zewnątrzkomórkowe PDGF i w konsekwencji wytwarza wewnątrzkomórkowe sygnały powodujące wzrost i podział komórki

Enzymy

cyklaza adenylonowa

Katalizuje wytwarzanie wewnątrzkomórkowego cyklicznego AMP w odpowiedzi na sygnały zewnątrzkomórkowe

Białka integralne i powierzchniowe

Białka transbłonowe - struktura 0x01 graphic
-beczułki

Kora komórki

Białka błonowe:

Glikokaliks „ słodka otoczka”

Struktury błoniaste komórki

Mitochondrium (mytochondrum:D)

- zewnętrzny (międzybłoniasty)

- wewnętrzny (ograniczony błoną wewnętrzną)

- własne DNA - koliste, produkuje 37 rodzajów białek

- własne rybosomy

- ziarnistość macierzy (ciałka gęste) - magazynują jony (wapnia, magnezowe)

Mitochondria:

W MŚ możemy zaobserwować:

- jest zależna od metabolizmu komórek (np. komórka wątroby jest komórką wydzielniczą najwięcej mitochondriów znajduje się na obwodzie komórki)

Siateczka śródplazmatyczna (ER):

Siateczka śródplazmatyczna szorstka:

- wydzielnicze

- błon komórkowych

- lizosomalne

Siateczka śódplazmatyczna gładka:

- hormony lipidowe

- zawierają mitochondria kanalikowe

- detoksykacja

- magazyn jonów wapniowych

Aparat Golgiego:

Lizosomy

- pierwotne - jednolita struktura

- wtórne - jeżeli coś jest w środku (trawione)

- ciałka resztkowe, w którch znajduje się kropla tłuszczu

- nagramadzają się w komórkach nerwowych

- wzrasta ich udział wraz z wiekiem

- upośledzają z wiekiem funkcję komórki nerwowej

Transport przez błonę komórkową:

Białka transbłonowe umożliwiają transport między komórką a środowiskiem

Transport aktywny wymaga energii:

Pompa sodowo-potasowa (kanały sodowe 0x01 graphic
pompa sodowo-potasowa) rysunek!

Mechanizm działania pompy sodowo-potasowej:

  1. trzy jony Na+ są przenoszone na zewnątrz komórki

  2. dwa jony K+ są przenoszone do komórki

  3. hydroliza ATP - dopełnienie etapów 1 i 2

  4. miejsce wiązania K+ znajduje się w zewnątrzkomórkowej części białka

  5. miejsce wiązania Na+ znajduje się w wewnątrzkomórkowej części białka

  6. glikozyd roślinny strofantyna, który ma miejsce wiązania jak K+ hamuje wiązanie K+, ale może przyspieszać wiązanie Na+

Znaczenie pompy sodowo-potasowej: (rysunki w notatkach =D)

Przenośnik sprzężony:

Pompa sodowa - ma miejsca wiązania jonów Na+ oraz glukozy jony wypompowywane są następnie przez pompę sodowo-potasową, a glukoza zostaje dalej przekazana do organizmu (do naczyń krwionośnych)

Ułatwiona dyfuzja jonów - jony przechodzą przez specjalne kanały przystosowane do ich transportu, nieliczne są cały czas otwarte, większość przechodzi ze stanu otwartego do zamkniętego i odwrotnie

Białko transportujące

Umiejscowienie

Energia

Funkcja

Przenośnik glukozy

Błona komórkowa zwierząt

brak

Bierny transport glukozy

Symportowy przenośnik Na+-glukoza

Szczytowa część błony komórek nerki i jelita

gradient Na+

Aktywny transport glukozy

Wymiennik Na+ H+

Błona komórek zwierzęcych

gradient Na+

Aktywny transport H+, regulacja pH

Pompa Na+K+

Błona komórek zwierzęcych

hydroliza ATP

Aktywny transport Na+, import K+

Pompa Ca2+

Błona komórkowa eukariontów

hydroliza ATP

Aktywny transport Ca2+

Pompa H+ (H+ ATPaza typu P)

Błona komórkowa roślin, grzybów, pewnych bakterii

hydroliza ATP

Aktywny transport H+ z komórki

Pompa H+ (H+ ATPaza typu V)

Błony lizosomów, w komórkach zwierząt i wakuole komórek roślin i grzybów

hydroliza ATP

Aktywny eksport H+ z cytozolu do lizosomów i wakuoli

Bakteriowodopsyna (?)

Błona komórek pewnych bakterii

światło

Aktywny eksport H+ z komórki

Charakterystyka ogólna transportu przez błonę:

Kanały jonowe i sygnalizacja w komórkach nerwowych

  1. wyzwalanie potencjału czynnościowego (bodziec - depolaryzacja)

  2. otwarcie kanałów Na+

  3. przepływ jonów Na+ do wnętrza komórki i dalsza depolaryzacja

  4. przesunięcie potencjału błony z -60 mV do około +40 mV (przy tym potencjale błonowym siła napływu jonów Na+ = 0)

  5. kanały jonowe Na+ mają automatyczny mechanizm inaktywujący, który po milisekundzie narzuca im konformację nieaktywną

  6. kanały pozostają w takim stanie przez kilka milisekund

  7. potencjał błony wraca do wyjściowej wartości

  8. w powrocie błony do wartości spoczynkowej pomaga otwarcie kanałów K+ bramkowanych napięciem

  9. wpływ jonów K+ na zewnątrz pomaga w odbudowie spoczynkowego potencjału błonowego

  10. zamiana sygnału elektrycznego na chemiczny - następuje w elemencie presynaptycznym, gdzie sygnał elektryczny otwiera kanały Ca2+; napływ Ca2+ powoduje egzocytozę neurotransmiterów do przestrzeni synaptycznej

  11. zamiana sygnału chemicznego na elektryczny następuje w elemencie postsynaptycznym, gdy cząsteczki neurotransmitera łączą się z bramkowymi ligandami kanałami jonowymi umożliwiając napływ jonów, powodują depolaryzację następnej komórki nerwowej

Transport pęcherzykowy:

Mechanizm transportu pęcherzykowego

Endocytoza (rysunki:P)

Sortowanie pobranego materiału - endocytoza

Białka receptorowe: (losy białek receptorowych)

Materiał pobrany: (losy materiału pobranego przez komórkę)

Egzocytoza

Egzocytoza konstytutywna: (np. komórka taka jak fibroblast)

Egzocytoza regulowana:

Cytoplazma

Struktura wewnątrzkomórkowa

% udział objętości komórki

Przybliżona liczba w komórce

% ilość błon

Cytozol

50

1

-

Mitochondria

20

1700

20

RER

9

1

0x08 graphic

60

SER

6

1

AG

5-10

1 (3-100d*)

10

Jądro

6

1

2

Peroksysomy

1

400

brak danych

Lizosomy

1

300

2

pęcherzyki

4-6

brak danych

2

Powierzchnia błony całej komórki: 13200 µm2 (12 µm2/µm3)

*d - diktiosom

Rozmiary struktur:

Cytozol:

Ekspresja genu w cytoplazmie - proces odczytywania informacji zawartej w genie i synteza białek zgodnie z odczytanym zapisem (rysunek :D)

Modyfikacje potranslacyjne:

W cytoplazmie białko zostaje przygotowane do danej funkcji

Rybosomy

Lizosomy - trawienie białek (piękny rysuneczek na stronie nr 18:D)

Rozkład białek:

ER - retikulum endoplazmatyczne

Rozwój ER zależy od wielu czynników:

RER:

SER:

Aparat Golgiego (AG):

2 koncepcje transportu w AG:

Pęcherzyki opłaszczone:

Typ

Białka opłaszczające

Pochodzenie

Przeznaczenie

Opłaszczone klatryną

Klatryna + adaptyna 1

AG

Lizosom (poprzez endosomy)

Opłaszczone klatryną

Klatryna + adaptyna 2

Błona komórkowa

Endosomy

Opłaszczone białkami COP

Białka COP

ER

Cysterna Golgiego

AG

AG

Cysterna Golgiego

ER

obojętne pH kwaśne pH

0x08 graphic
ER sieć „cis” cysterny sieć „trans”

Lizosomy:

Struktury występujące w procesie formowania lizosomów:

*** lipofuscyny - barwniki zużycia - świadczą o zużyciu komórki oraz o jej wieku

Aeterofagia (piękny rysuneczek str. 22)

Peroksysomy:

Mitochondrium:

Błona zewnętrzna:

Przestrzeń międzybłonowa:

Błona wewnętrzna:

Macierz mitochondrialna:

Genom mitochondrialny (niewiele białek swoistych):

Funkcja mitochondriów - wytwarzanie ATP - Teoria chemiosmotyczna: RYSUNEK, STR 25

Termogemina - przepływ protonów do macierzy bez syntezy ATP, ale z wytworzeniem energii cieplnej. Występuje w tkance tłuszczowej brunatnej (najczęściej u zwierząt nowonarodzonych) gromadzą ją zwierzęta „zasypiające” na zimę.

Fosforylacja oksydacyjna - teoria chemiosmotyczna. 3 podstawowe etapy:

Mitochondrialna synteza ATP:

0x08 graphic
Mitochondria ortodoksyjne:

Mitochondria skondensowane:

utleniania od fosforylacji ciepła.

Wtręty komórkowe:

Kropla powstaje w obrębie błony siateczki endoplazma tycznej poprzez pączkowanie lub (dokowanie) odrywanie od końcówki błony

Powiększanie: RYSUNEK, STR. 26

Rodzaje glikogenów:

Cytoszkielet:

Mikrofilamenty

Mikrotubule - bardzo wrażliwe na temperaturę i ciśnienie. Upośledzenie budowy powoduje zaburzenia w układzie nerwowym:

BIAŁKO AKTYNOWE NIE JEST DIMEREM! Cząsteczka aktyny G- globularna - monomer:

Czynniki wpływające na polimeryzację aktyny F:

Białka wiążące aktyną (ABE):

Funkcje:

Filamenty pośrednie:

RYSUNEK, STR. 28

Sygnalizacja międzykomórkowa:

RYSUNKI, STR. 29

Acetylocholina:

Przetwarzanie bodźca na sygnał wewnątrzkomórkowy - RYSYNEK, STR. 29.

Sygnał ze środowiska - RYSUNEK, STR. 30.

Sygnały zewnątrzkomórkowe - zmiana aktywności białek - zmiana zachowania komórek:

Kaskada sygnalizacyjna:

0x08 graphic
Sygnał → receptor → etapy przekazywania → modulacja przez inne czynniki → amplifikacja

0x08 graphic
0x08 graphic

Regulacja szlaków regulacja ekspresji zmiany w

Metabolicznych genów cytoszkielecie

Cząsteczki sygnałowe - rodzaje - sposób oddziaływania na komórkę:

Receptory błonowe:

Podział receptorów błonowych:

(GS - stymulujące, GH - hamujące, GP - aktywujące. Białko G zbudowane jest z 3 elementów: α, β, γ. Kowalencyjne połączenie ogonów: α i γ.)

  1. Odpowiedź szybka - zmiany w obrębie cytoplazmy - wydzielenie zewnętrzne komórki

  2. Odpowiedź wolna - zmiany za pośrednictwem genomu - produkcja komórek hormonalnych

Kontrola reakcji na sygnały przez komórkę:

Cykl komórkowy:

  1. Wzrost komórki, replikacja chromosomów

  2. Podział chromosomów

  3. Podział komórki

  4. Komórki potomne. RYSUNEK, STR 32

Punkty restrykcyjne - punkty wewnętrznej kontroli

0x08 graphic
Punkt kontroli G1:

Układ kontroli cyklu:

Cechy różnicowania:

Sposoby obumierania komórki:

Apoptoza

Nekroza

  • Kondensacja chromatyny

  • Aktywowana przez kaskadę translacji mRNA

  • Kondensacja komórki i organelli

  • Zanik asymetrii błony

  • Błona staje się nieprzepuszczalna

  • Komórka rozpada się na ciałka apoptotyczne

  • Reakcja zapalna i produkcja cytokin

  • Obumieranie komórki i organelli

  • Marmurkowata kondensacja chromatyny

  • Zanik asymetrii błony

  • Gwałtowne zwiększenie przepuszczalności błony

  • przerwanie ciągłości błony

  • wylanie zawartości komórki do środowiska

0x08 graphic

Zmiany morfologiczne:

Zmiany biochemiczne:

Zmiany fenotypowe:

Rola:

Co powoduje:

3 mechanizmy działania:

Apoptoza a patologia:

Komórki macierzyste:

RYSUNEK, STR. 34

Wpływają na:

Podziały komórek macierzystych:

*nisza - jama w kościach dla komórek krwiotwórczych, dopiero w kości komórki podejmują swoją działalność.

Strategie podziałowe populacji:

Proces starzenia i funkcjonalności komórki:

Wykorzystanie komórek macierzystych:

1

O2

CO2

N2

benzen

H2O

glicerol

etanol

aminokwasy

glukoza

nukleotydy

H+, Na+, HCO3-, K+,

Ca2+, Cl-, Mg2+

MAŁE CZĄSTECZKI HYDROFOBOWE

JONY

WIĘKSZE CZĄSTECZKI POLARNE BEZ ŁADUNKU

MAŁE CZĄSTECZKI POLARNE BEZ ŁADUNKU

sztuczna dwuwarstwa lipidowa



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Uzupełnie wykładu, UWM Weterynaria, Biologia komórki
2011 I termin C, UWM Weterynaria, Biologia komórki
Jądro komórkowe, UWM Weterynaria, Biologia komórki
2011 I termin D, UWM Weterynaria, Biologia komórki
2011 I termin B, UWM Weterynaria, Biologia komórki
2011 I termin A, UWM Weterynaria, Biologia komórki
test, Nauka, MEDYCYNA WETERYNARYJNA, BIOLOGIA KOMÓRKI, biologia komórki - pytania
rozwiązanie egzaminu z biolkom, WETERYNARIA, biologia komórki
Notatki ostatni wykład, Licencjat, Semestr II, Biologia komórki
Inhibitory kariokinezy (notatki), Weterynaria, Biologia komórki
Testy zaliczeniowe Biologia kom, Weterynaria Lublin, Weterynaria 1, Biologia Komórki
Test biol kom, Weterynaria Lublin, Weterynaria 1, Biologia Komórki
Wykład piąty biologia komórki
EgzaminMikrobPytania2008, chemia organiczna, biologia ewolucyjna-wykłady, genetyka, biologia komórki
Fizjologia zwierząt wszystkie opracowania, chemia organiczna, biologia ewolucyjna-wykłady, genetyka,

więcej podobnych podstron