Mitochondria odkryto w 1880 r. Występują we wszystkich komórkach z wyjątkiem erytrocytów. W niektórych tkankach stanowią około 15-20% masy komórek. Kształt organellów, stopień pofałdowania wewnętrznej błony jest charakterystyczny dla poszczególnych tkanek. Mitochondrium jest organellum komórki eukariotycznej pochodzenia endosymbiotycznego tzn., że samodzielne mitochondria, w, trakcie pierwszych etapów ewolucji życia na ziemi, weszły do komórek i pełnią w nich funkcje produkcji energii w postaci ATP, w szczególności proces fosforylacji oksydacyjnej. Mitochondrium otaczają dwie błony białkowo-lipidowe. W błonie zewnętrznej są białka zwane porynami, z których zbudowane są ścianki kanałów o średnicy około 2-3 nm, przepuszczające do wnętrza drobniejsze cząsteczki organiczne. Dużą część masy zewnętrznej błony stanowią fosfolipidy. Wśród budujących ją białek znajdują się enzymy odpowiadające za rozmaite reakcje, np. wydłużanie łańcuchów kwasów tłuszczowych, utlenianie adrenaliny i inne. Błona wewnętrzna nie zawiera poryn i jest nieprzepuszczalna - transport jonów i innych cząsteczek do wnętrza wymaga specjalnych transporterów błonowych. W jej budowie biorą udział białka łańcucha oddechowego, syntaza ATP wytwarzająca ATP w macierzy mitochondrialnej oraz białka transportujące metabolity do wnętrza macierzy i na zewnątrz. Błona wewnętrzna tworzy tzw. grzebienie mitochondrialne, w których umocowane są enzymy łańcucha oddechowego. Wnętrze mitochondrium wypełnia macierz (matriks) mitochondrialna mająca charakter żelu. Białkami wewnętrznymi mitochondrium są wszystkie enzymy (3-oksydacji kwasów tłuszczowych, cyklu Krebsa, syntezy steroidów itp., w macierzy znajduje się również mitochondrialny DNA (mtDNA), rybosomy mitochondrialne i tRNA mitochondrialne. Pojedyncze ludzkie mitochondrium zawiera 4-10 kolistych cząsteczek DNA o długości 16569 par zasad. Każda kolista cząsteczka koduje 37 genów: 22 z nich to geny kodujące transferowe RNA (tRNA), 13 kodują białka, z których część wchodzi w skład białek łańcucha oddechowego, a 2 kodują rybosomalne RNA (rRNA). Białka łańcucha oddechowego w większości są jednak kodowane przez geny jądrowe i dopiero później wchodzą w cykl Krebsa. Mitochondria łącznie ze swoim mtDNA są dziedziczone wyłącznie po linii żeńskiej, bo tylko komórki jajowe przekazują do powstałej po zapłodnieniu zygoty komplet mitochondriów. Geny mitochondrialne nie są porozdzielane intronami, nie podlegają rekombinacji, bo przy braku chromosomów nie ma tu okresowego zbliżania się genów homologicznych. Jedyne zmiany w mtDNA mogą zaistnieć w wyniku punktowych mutacji. Te mutacje utrwalają się potem wśród potomstwa kobiety, u której się pojawiły. Mutacje w genach mitochondrialnych powodują choroby, których objawy dotykają głównie tkanki o największym zapotrzebowaniu energetycznym, czyli tkanki mięśniowe i nerwowe. Mitochondrialny DNA jest narażony na uszkodzenia przez wolne rodniki z łańcucha oddechowego, a że w mitochondriach brak mechanizmów naprawczych DNA, dochodzi do kumulacji mutacji somatycznych mtDNA i w efekcie do obniżenia sprawności energetycznej komórek. To zjawisko jest podstawą tzw. mitochondrialnej teorii starzenia .się komórek i organizmów. W mtDNA wyróżniono tzw. obszar hiperzmienny DNA, niekodujący fragment genomu mitochondrialnego DNA, który bardzo różni się między liflźmi. Wykorzystuje się go do badań genetyki populacyjnej i w medycynie sądowej do ustalania tożsamości. Jądro komórkowe: Jądro Duża struktura otoczona podwójną błoną zawiera jąderko i chromosomy. Jąderko- Ziarniste ciałko wewnątrz jądra, składa się z R NA i białka. Miejsce syntezy rybosomalnego RNA i tworzenia rybosomów. Chromosomy Złożone z kompleksu DNA i biajek, zwanego chromatyną widoczne w czasie podziału komórki jako pałeczkowate struktury, Zawieraj geny {jednostki informacji dziedzicznej, które decydują o strukturze i funkcjonowaniu komórki) Błona komórkowa- błona otaczająca żywe komórki, Otacza zawartość komórki; reguluje ruch substancji wnikających do komórki i ją opuszczających; pomaga w utrzymaniu kształtu komórki; bierze udział w komunikowaniu się z innymi komórkami retikulum endoplazma tyczne- system wewnętrznych błon plazmatycznych w cytoplazmie, Miejsce syntezy lipidów błonowych i wielu białek błonowych; źródło wewnątrzkomórkowych pęcherzyków przejściowych przenoszących cząsteczki białek wydzielanych przez komórkę Gładkie- pozbawione rybosomów na pow. Zewn. Biosynteza lipidów; detoksykacja leków, Ziarniste- pow. Zewn. Usiana rybosomami Miejsce wytwarzania wielu białek wydzielanych na zewnątrz komórki lub wbudowanych w błony Rybosomy- cząstki złożone z RNA i białka, niektóre przyłączone są do ER inne pozostają wolne w cytoplazmie, Syntetyzują cząsteczki białka (polipeplydów) Układ Golgiego- stosy spłaszczonych cystern błonowych Modyfikuje białka, „pakuje" (w pęcherzyki przejściowe) białka przeznaczone do wydzielania na zewnątrz komórki, sortuje inne białka, kierując je do wakuoli i innych organelli Lizosomy- Błonowe pęcherzyki (u zwierząt) Zawiera enzymy rozkładające wchłonięte substancje, wydzieliny i produkty odpadowe Wakuole- błonowe pęcherzyki (u roślin, grzybów, glonów ) Transportuje i magazynuje substraty, produkty odpadowe i wodę Mikrociała- błonowe pęcherzyki zawierające różnorodne enzymy Miejsce różnorodnych reakcji metabolicznych Mitochondria- Struktury otoczone dwiema błonami; pofałdowana błona wewnętrzna tworzy grzebienie, Miejsce większości reakcji składających się na oddy­chanie komórkowe; przekształcanie energii pochodzą­cej z glukozy lub lipidów w energię zawartą w ATP Plastydy (np. chloroplasty) Struktury o podwójnej błonie, wewnątrz znajdują się błony tylakoidów; w chloroplastach błony tylakoidów zawierają chlorofil, Chlorofil wychwytuje energię świetlną; powstają cząsteczki ATP i innych związków bogatych w ener­gię, kióre służą do przekształcania CO2 w glukozę Cytoszkielet: Mikrotubule- puste rurki zbudowane z podjednostek złożonych z białka tubuliny, Stanowią podporę strukturalną; biorą udział w ruchach komórek i organelli oraz w podziale komórki; składniki rzęsek, wici, centrioli Mikrofilamenty- stabilne, pałeczkowate struktury zbudowane z białka aktyny Stanowią podporę strukturalną; odgrywają rolę w ruchach komórek i organelli oraz podziale komórki Centriole- para pustych cylindrów zlokalizowanych w pobliżu środka komórki każda centriola składa się z dziewięciu trypletów mikrotubul, Podczas podziału komórki zwierzęcej pomiędzy centriolami tworzy się wrzeciono mitotyczne; mogą zapoczątkowywać: i organizować tworzenie się mikrotubul (w kom. zwierzęcych); nie występują w komórkach roślin wyższych Rzęski- Względnie krótkie wyrostki sterczące z powierzchni komórki i pokryte błoną komórkową; zbudowane z dwóch mikrotubul środkowych i dziewięciu mikrotbul leżących na obwodzie (struktura typu 9+2) Narząd ruchu u niektórych organizmów jednokomórkowych; służą do przesuwania substancji po powierzchni niektórych tkanek

Wici- Długie wyrostki utworzone z dwóch środkowych i dziewięciu obwodowych mikrotubul (struktura typu 9+2); sterczą z powierzchni komórki; okryte błoną komórkową Biorą udział w poruszaniu się komórek plemnikowych i niektórych organizmów jednokomórkowych Mitoza: (Proces zachodzi w komórkach somatycznych. Obejmuje jeden cykl podziałowy Z jednej komórki macierzystej powstają dwie ko­minki potomne Liczba chromosomów w komórkach potomnych taka sama jak w komórce macierzystej Służy namnażąniu się komórek, co prowadzi do wzrostu organizmu, regeneracji, umożliwia też rozmnażąnie wegetatywne organizmów umożliwia przekazywanie niezmienionej informacji genetycznej (kom. Dziedzicza taki sam zestaw niezmienionych chromosomów, a więc i genów) 1) Profaza Spiralizacja i kondensacja nici chromatynowych prowadzi do wyodrębnienia się chromosomów, z których każdy składa się z dwóch chromatyd „spiętych" centromerem. Pod koniec profazy zanikają: jąderko i otoczka jądrowa. Zaczy­nają się organizować mikrotubule wrzeciona podziałowego (przy udziale cen-trioli lub bez nich, jak u roślin wyższych). 2) Metafaza- Chromosomy układają się centromerami w płaszczyźnie równikowej wrzecio­na kariokinetycznego. 3) Anafaza- Następuje podział centromerów, nici wrzeciona skracają się i chromatydy siostrza­ne wędrują do przeciwległych biegunów komórki (jako chromosomy potomne). 4) Telofaza- Oba zespoły chromosomów potomnych zostają otoczone otoczką jądrową, chromosomy ulegają dekondensacji, tworząc nici chromatynowe, pojawia się jąderko. Następuje cytokineza. Mejoza: (Proces zachodzi w komórkach macierzystych ga­met (u zwierząt) i zarodników (u roślin). Obejmuje dwa cykle podziałowe. Z jednej komórki macierzystej powstają cztery komórki potomne Komórki potomne mają zredukowaną do połowy liczbę chromosomów (najczęściej z 2n do n) Redukuje liczbę chromosomów w gametach lub zarodnikach, co zapewnia stałość liczby chromo­somów w kolejnych pokoleniach. Jest źródłem zróżnicowania genetycznego po­tomstwa (dzięki zjawisku cross/ng-over i nieza­leżnej segregacji chromosomów). Prowadzi do wzrostu zmienności genetycznej.) 1) Profaza 1- Leptoten: chromosomy wyodrębniają się jako pojedyncze cienkie nici. Zygoten: następuje koniugacja chromosomów homologicznych (tworzą się biwa­lenty albo inaczej tetrady chromatyd). Pachyten: zachodzi zjawisko crossing-over. Diploten: następuje skracanie i częściowe rozdzielanie się chromosomów, widocz­ne są chiazmy*. Diakineza: dochodzi do maksymalnego skrócenia i zgrubienia chromosomów w biwalentach; następuje terminalizacja chiazm (przesuwanie się chiazm ku końcom chromosomów); zanika otoczka jądrowa i jąderko. Rozpoczy­na się proces tworzenia wrzeciona podziałowego. 2) Metafaza 1- Ostatecznie formuje się wrzeciono podziałowe, biwalenty układają się w płaszczyźnie równikowej komórki. Włókienka wrzeciona podziałowego łączą się z centromerami. Stopniowe skracanie włókienek wrzeciona podziałowego prowadzi do rozdzielenia biwalentów na pojedyncze chromosomy (każdy ma nadal dwie chromatydy). 3) Anafaza 1- Skracanie się nici wrzeciona powoduje rozejście się chromosomów homolo­gicznych do biegunów komórki. 4) Telofaza 1- Zanika wrzeciono podziałowe. Skupione na dwóch biegunach komórki podwój­ne chromosomy zostają otoczone otoczką jądrową (u roślin nie zawsze). Chro­mosomy ulegają częściowej (u zwierząt nawet całkowitej) dekondensacji. Następuje cytokineza. Skutkiem jest powstawanie dwóch komórek o liczbie chromosomów zredukowanej o połowę (jednak chromosomy są podwójne: 2c). 5) Profaza II- Chromosomy ulegają kondensacji. Zanika otoczka jądrowa. 6) Metafaza II- Organizuje się wrzeciono podziałowe (zwykle w płaszczyźnie prostopadłej do pierwszego podziału). Chromosomy z wyodrębnionymi chromatydami układa­ją się w płaszczyźnie równikowej wrzeciona. 7) Anafaza II- Następuje podział centromerów; nici wrzeciona skracają się i chromatydy ja­ko chromosomy potomne wędrują do przeciwnych biegunów komórki.8) Telofaza II- Wokół czterech grup chromosomów odtwarzają się otoczki jądrowe, powstajg jąderka. Chromosomy ulegają dekondensacji. Skutkiem jest powstawanii^1czterech komórek o liczbie chromosomów zredukowanej o połowę (chromo­somy są pojedyncze: Ic).

---