^{KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA:}

^{ jest otoczona błona kom.}

^{ ma osłonięte otoczką jądro}

^{ zawiera liczne wyodrębnione organelle wewnątrzkomórkowe}

^{jądro - jest magazynem informacji w komórce}

^{mitochondria - wytwarzają energię niezbędną do funkcjonowania kom.}

^{chloroplasty - wychwytują energię światła słonecznego}

^{błony - tworzą przedziały wewnątrzkomórkowe pełniące określone funkcje}

^{cytozol - jest zagęszczonym wodnym żelem małych i dużych cząsteczek}

^{cytoszkielet - uczestniczy w ruchu komórek oraz transporcie wewnętrznym}

^{organizmy modelowe:}

^{-Escherichia coli- E.coli - bakterie jelitowe przedstawicielem komórek prokariotycznych}

^{- Drożdże Saccharomyces cerevisiae - S cerevisiae - jako przykład komórki eukariotycznej drobnoustrojowej}

^{-Arabidopsis thialiana - rzodkiewnik pospolity (chwast) jako modelowa roślina}

^{-Reprezentanci świata zwierząt: owadów muszka owocowa Drosophila melanogaster, nicieni Caenorhabditis elegant, ssaków Homo sapiens i mysz}

^{E.coli - posłużyła jako model w biologii molekularnej; z łatwością można ją hodować poza organizmem, szybko się rozmnaża; jej materiał genetyczny stanowi kolista dwuniciowa cząsteczka DNA zawierająca 4x10^6 p.z. o masie 2,6x10^9 Da, kodująca 4300 różnych białek; badania nad E.coli dostarczyły wiedzy o podstawowych mechanizmach życia, takich jak replikacja czy kod genetyczny, które przebiegają podobnie u wszystkich organizmów}

^{Drożdże Saccharomyces cerevisiae - drożdże piekarnicze są małym jednokomórkowym grzybem blisko spokrewnionym z roślinami i zwierzętami, mają sztywną ścianę kom, wydzielone jądro, mitochondria oraz brak im chloroplastów; szybko rozmnażają się w warunkach laboratoryjnych; w jądrze zawierają tylko 2,5 raza więcej DNA niż bakterie, są więc prostym obiektem badań genetycznych; na ich przykładzie poznano wiele procesów zachodzących w kom. eukariotycznych np. cykl podziałów kom. - procesy które prowadzą do podwojenia jądra i wszystkich składników, a następnie ich podziału do dwóch kom. potomnych}

^{Arabiudopsis thaliana- rzodkiewnik pospolity- rośliny wytworzyły wielką różnorodność - 300tys. gatunków; w ewolucji rozdzieliły się 1,5 miliarda lat temu ze zwierzętami i grzybami; arabidopsis thaliana jest małym chwastem, zalicza się do roślin kwiatowych, które dominują w ekosystemie lądowym; w warunkach szklarniowych w ciągu 8-10 tyg. wytwarza tysiące siewek; poznano już genom tej rośliny, który składa się z ~110mln par zasad (8 razy więcej niż u drożdży); geny zbadane u arabidopsis mają swoje odpowiedniki u wszystkich roślin lądowych, w tym uprawnych; badania Arabidopsis koncentrują się wokół zagadnień: genetyki, biologii molekularnej, ewolucji roślin, procesów rozwoju i fizjologii roślin uprawnych od których zależy przeżycie zwierząt}

^{Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, mysz, homo sapiens}

^{- owady są dominująca grupą zwierząt, stąd ich przedstawicielstwo w postaci Drosophila melanogaster; już 80 lat temu badania tej muszki dały podwaliny genetyki klasycznej; „geny są jednostki dziedziczenia znajdującymi się w chromosomach”; aktualne badania genetyki Drosophila dot. mechanizmów genetycznych leżących u podstaw rozwoju zarodkowego i larwalnego; pojedyncza zapłodniona komórka jajowa przekształca się w wielokomórkowy organizm zbudowany w sposób zorganizowany z wielu różnych typów komórek}

^{-nicień składa się z 959 komórek; jego genom zawiera 19 000 genów, 97mln par zasad; 70% ludzkich białek ma swoje odpowiedniki u Caenorhabditis elegant, może więc być modelem w badaniach procesów zachodzących u człowieka; badania rozwoju C. elegant umożliwiły zrozumienie programowanej śmierci komórki- apoptozy, która eliminuje zbędne komórki, co jest istotne w badaniach nowotworów}

^{-ssaki mają 2-3 razy więcej genów i ~25 razy więcej DNA w komórce oraz milion razy więcej komórek niż Drosophila; modelem w badaniach: genetyki, rozwoju, immunologii i biologii komórki są myszy; linie komórkowe myszy: o dowolnie skonstruowanych mutacjach genu lub linie ze sztucznie skonstruowanymi genami, umożliwiają poznanie procesów w których uczestniczą; prawie każdy gen ludzki ma swój odpowiednik u myszy, o podobnej sekwencji DNA i funkcji; u człowieka bada się skutki naturalnych mutacji jakimi są choroby genetyczne}

^{ciągle brak odp na tak postawione pytania:}

^{-jak DNA doprowadza do powstania dorosłej myszy z zapłodnionej komórki jajowej?}

^{-jak DNA w ludzkiej komórce jajowej kieruje rozwojem człowieka?}

^{-jak skonstruowane są zwierzęta i jak działają ich komórki?}

^{Oczekuje się, że: podobieństwo genów różnych organizmów wspólne pochodzenie ewolucyjne ten sam mechanizm molekularny wkrótce przyniosą odpowiedź i wyjaśnią wątpliwości}

^{specyficznośc drobnoustrojowej komórki eukariotycznej na przykładzie drożdży}

^{-komórki drożdży maja osłony, a na nich: fimbrie oraz struktury aglutynino-podobne odpowiedzialne za oddziaływania:}

^{komórka - komórka}

^{komórka - substrat}

^{-komórki drożdży posiadają mikrociała: peroksysomy i glioksysomy:}

^{Są one kompartymentem granicznym, pełnią funkcję enzymatyczną w metabolizmie źródeł C i N; zawierają enzymy beta-oksydacji, cyklu glioksylanowego, dehydrogenazy, aminotransferazy, transketolazy; w błonach mikrociał istnie elektrochemiczny gradient generowany ATP-azą - co sugeruje uczestniczenie w transporcie przez błony; nie powstają w retikulum endoplazmatycznym, lecz w polisomach cytozolowych, skąd SA przenoszone potranslacyjnie}

^{obraz komórki drożdży rozszczepkowych Schizosaccharomyces pombe uzyskany techniką tomografii elektronowej, obrazuje architekturę cytoszkieletu i jego interakcje z innymi organellami w komórce}

^{-zielony- błona komórkowa, mikrotubule i częśc wakuoli}

^{-złoty- jądro oraz niektóre wakuole i pęcherzyki}

^{-niebieski- mitochondria i cz. pęcherzyków}

^{-rózowy- pozostałe rodzaje pęcherzyków}

^{Mapa mikrotubul, pokazuje ich iloś, biegunowoś oraz połącenia; cytoszkielet wpływa ma pozycję mitochondriów w komórce, a także na ich kształt; mikrotubule nie biora udziału w transporcie pęcherzyków po komórce, przypuszczalnie w transporcie zaangażowana jest aktyna}

^{komórka eukariotyczna- roślinna}

^{komórka roślinna i jej specyficzność:}

^{Ogólne aspekty specyficzności:}

^{-specyficzność kom. roślinnej wynika z potencjału prowadzonej fotosyntezy}

^{-permanentne utrzymywanie komórek embrionalnych - merystemów, z których mogą rozwijać się komórki wszystkich rodzajów}

^{-zewnętrzna ściana komórkowa, której funkcja jest stabilizacja mechaniczna}

^{-system komunikowania - komórka w postaci plazmodesmów lub lektyn}

^{budowa chloroplastu}

^{Zewnętrzne struktury komórki roślinnej:}

^{- w w-wie zewnętrznej ściany kom. obecne są makromolekuły odpowiedzialne za oddziaływania międzykomórkowe i adhezję:}

^{pektyny i fitohemaglutyniny- di- lub multiwalentne białka o wysokiej specyficzności wiązania cukrów ( Rhizobium)}

^{-zawierają co najmniej jedną domenę niekataliczną, która odwracalnie wiąże oligosacharydy}

^{-struktury ściany: specyficzne mono- lub spolimeryzowane polisacharydy: celuloza, ligniny, pektyny, kutikula}

^{ściana pierwotna - w komórkach rosnących i dojrzałych = ta cześć która uformowała się przed zakończeniem rozrastania się komórki}

^{ściana wtórna - odkłada się na wewnętrznej powierzchni ściany pierwotnej, po zakończonym rozroście}

^{blaszka środkowa - warstwa pektyny, która zlepia ściany pierwotne dwóch sąsiednich komórek}

^{wakuole i mikrociała jako kompartyment}

^{wakuole- są wydzieloną przestrzenią wypełnioną sokiem komórkowym, odgraniczoną tonoplastem, zawierają enzymy lityczne (odpowiednik lizosomów)}

^{peroksysomy- mikrociała zawierające enzymy cyklu glioksalowego i oksydazę glikolanową zdolną do utleniania glikolanu powstającego w chloroplastach COOH-CH2OH}

^{gliksysomy- mikrociała zawierające enzymy cyklu glioksalowego i inne do przekształcania lipidów w cukry (w nasionach oleistych); przy braku lipidów mogą być przekształcone do peroksysomów}

^{wakuola
peroksysom}

^{tkanki roślinne:}

^{zdolnośc różnicowania komórkowego wytworzyła różne komórki i tkanki: merystematyczną, okrywającą, zasadniczą (miękiszową i podporową), przewodzącą}

^plazmodesmy:

^{-charakterystyczny dla roślin sposób wiązania się sąsiadujących komórek- cienkie pasmo cytoplazmy przechodzące przez pory w ścianie komórkowej, które umożliwiają komunikowanie się protoplastów sąsiadujących komórek}

^{-przechodzą przez jamki proste i lejkowate (zagłębienia w ścianie wtórnej, o kształcie prostym lub lejkowatym).}

^{+ rys. połączeń komórek w tkance, łyko przekrój podłużny, przekrój podłużny przez rurki sitowe}

^{komórka eukariotyczna - zwierzęca}

^{osłony komórkowe zawierają:}

^{-antygeny błonowe, membrano-specyficzne}

^{Są to łańcuchy oligosacharydowi reszt kwasu sjalowego (N-acetyloneuraminowego), które nadają ujemny ładunek, wiążą pozakomórkowe glikoproteiny i polisacharydy. Jest to najważniejszy czynnik odróżniający komórki.}

^{Niektóre komórki np. epitelium jelita tworzą mikrokosmki zbudowane z glikokaliksu- siec filamentów przechodzących na zewnątrz błony plazmatycznej. zintegrowanych z glikoproteinami i glikolipidami błony.}

^{kom. eukariotyczna
jądro komórkowe}

^{komórka nabłonka ( czerwona keratyna, zielone DNA)}

^{W komórce eukariotycznej są dwa podstawowe przedziały:}

^{-jądro komórkowe, które jest centrum informacyjnym}

^{-cytoplazma jako układ wykonawczy tych informacji}

^{Każdy z nich podzielony jest na mniejsze podukłady}

^{Cytoplazma składa się z mikroskopowo amorficznej substancji}

^{-macierzy cytoplazmatycznej (cytozolu), który jest koloidem białkowo- wodnym, w którym zawieszone są struktury błoniaste.}

^{PROTOPLAST-pełna zawarto żywej komórki CYTOPLAZMA (pozajądrowe organelle komórkowe, CYTOPLAZMA BEZ ORGANELLIfaza wodna (80%) małe metabolity, FAZA BIAŁKOWA (20% macierz cytoplazmatyczna) CYTOSZKIELET MT,MF,IF SIEC MIKROTABEKUL MTL)}

^{PROTOPLAST jądro komórkowe, chromatyna jądrowa, jąderko, macierz jądrowa}

^{+ rys. ruchu organelli i pęcherzyków, rys. połączenia komórka-komórka (różne rodzaje)}

^kategoria połączenia	^nazwa	^główne właściwości
^Barierowe^(zamykające) ^(brak szczeliny między błonami)	^styk zwarty ^połączenia zamykające:obwódka zamykająca, strefa zamykająca, plamka zamykajaca	^integralne białka sąsiadujących błon powiązane ze sobą
^II.^Komunikacyjne^(szczelina: 2nm)	^połączenia szczelinowe; synapsa chemiczna	^przestrzeń między błonami ok. 2 nm; w błonach - koneksony
^III^Mechaniczne^(strefy przylegania) ^(^szczelina: 15-35nm)	^Desmosom pasowy;obwódka przylegania ^Desmosom dyskowy(plamkowy, punktowy);plamka przylegania	^przestrzeń między błonami 15-25nm ^przestrzeń między błonami 22-35nm

^{połączenia zwarte, barierowe, zamykające (brak szczeliny)- utrzymują organy wewnętrzne, zapobiegają dyfuzji metabolitów}

^{Neksusy (połączenia szczelinowe)- kanalik selektywnie przepuszczalne najbardziej uniwersalne, występują między komórkami wszystkich tkanek- przestrzeń między błonami 2nm}

^{Desmosom pasmowy; połączenie mechaniczne (barierowe) szczelina 15-25nm}

^{desmosom dyskowy- zatrzaski mechaniczne spinające zawierają płytki przylegania, szczelina 22-35nm (dominują w epitelium)}

^{Kultury komórek eukariotycznych: roślinnych i zwierzęcych}

^{Komórki roślinne i zwierzęce mają zdolność do wzrostu w hodowli}

^{-roślinne w zawiesinie}

^{-zwierzęce w mono- lub wielowarstwie na podłożu}

^{I etap- otrzymanie pojedynczej komórki: enzymatyczne lub mechaniczne z eksplantatów kallusa lub protoplastu (rośliny)}

^{-z niezróżnicowanych komórek fibroblastów lub guza-tumor (zwierz.)}

^{II etap - wymagania:}

^{komórki roślinne w kulturze: nie są zdolne do fotosyntezy (heterotroficzne)}

^{-wymagają źródła C i N np. sacharozy i soli amonowej}

^{-są heterogenne wielkością i kształtem}

^{-wymagają organicznych i nieorganicznych źródeł C i N}

^{-surowicy zawierającej czynniki wzrostu}

^{-powierzchni do której mogą przylegać}

^{-fibronektyny - białek adhezyjnych}

^{Po adhezji do powierzchni, spłaszczają się i nie mogą migrować; komórki zawarte w 1 warstwie nie migrują= inhibicja kontaktowa}

^{III etap starzenie się kultury - komórki przestają rosnąc i dzielić się (fenomen czasu życia komórki)}

^{Transformowane komórki do nowego podłoża są potencjalnie zawsze gotowe do tworzenia nowych linii komórkowych}

^{-nie wykazują inhibicji kontaktowej}

^{-nie są zależne od białek adhezyjnych}

^{ORGANIZACJA CYTOPLAZMY KOMÓRKI EUKARIOTYCZNEJ pojęcia macierz i cytoszkielet macierz zewnątrzkomórkowa (extracellular matrix) [ECM]- białka kolagenowe i niekolagenowe glikoproteiny, zanurzone w uwodnionym żeli polisacharydowym. Wydzielane są przez komórki tkanki łącznej (fibroblasty, chondroblasty, osteoblasty i odontoblasty) na zewnątrz komórki}

^{macierz błonowa (membrane matrix)[MM]- Odrębny cytoszkielet błonowy jako czwarty system włóknisty komórki, oparty głównie na spektrynie i latrynie oraz wielu innych białkach}

^{macierz cytoplazmatyczna [CM]- jest to rozprzestrzeniona w cytoplazmie niejednorodna siec włókien białkowych, w której można wyodrębnic cytoszkielet oraz mikrotabekularną siec przestrzenna MTL}

^{macierz jądrowa (nuclear protein matrix) [NPM]- niechromatynowa pozostałośc izolowanych jąder komórkowych. Podczas mitozy, struktura szkieletowa jądra interfazowego, tworzy w chromosomie metafazowym, centralny chromosomowy szkielet pozbawiony histonów}

^CYTOSZKIELET

^{-białka: MT, MF, IF pełnią funkcje szkieletu i „mięsni” komórkowych. Odpowiedzialne są za” różnorodny kształt, skoordynowane ruchy powierzchniowe, ruch wewnątrzkomórkowy, transport organelli, separację chromosomów, rozdzielenie komórek potomnych}

^{+ rys schematu drogi przekazywania sygnałów z macierzy zewnątrzkomórkowej do macierzy jądrowej}

^{jądro komórkowe}

^{-Otoczone jest podwójną błoną}

^{-stanowi kompartyment, w którym zawarta jest informacja genetyczna}

^{-informacja z jądra komórkowego przekazywana jest na 2 poziomach: 1) z DNA do RNA i dalej do białka-czyli wywiera wpływ na metabolizm i funkcji komórki, 2) w procesie mitozy lub mejozy przekazuje informacje do następnych pokoleń komórek}

^{Pozycję jądra w komórce utrzymują filamenty pośrednie:}

^{-przebiegają od powierzchni jądra do błony plazmatycznej}

^{-od jednego połączenia międzykomórkowego do drugiego}

^{-w obrębie otoczki (blaszki) jądrowej w nukleoplaźmie tworzą karioszkieletową siateczkę}

^{+ rys. schemat frakcjonowania jąder komórkowych wątroby}

^{Budowa jądra interfazowego}

^{dwa główne składniki}

^{- otoczka jądrowa- podwójna błona, kompleksy porowe (porosom)}

^{-nukleoplazma chromatyna, jąderko (a), macierz (matriks) jądrowa, obszar międzychromatynowy}

^{Jądro jest organellą, która cyklicznie może zmieniać strukturę}

^{-podczas cyklu podziałowego z chromatyny wyodrębniają się chromosomy, a otoczka jądrowa ulega rozpadowi}

^{-po zakończonym podziale procesy odwrotne odtwarzają strukturę potomnych jąder interfazowych}

---