Komórki, które są rozgałęzionym systemem spłaszczonych wnęk, pęcherzyków i kanalików otoczonych błoną.
Schematyczne przedstawienie jądra komórkowego, retikulum endoplazmatycznego i kompleksu Golgiego.
(1) Jądro komórkowe.
(2) Pory błony jądrowej.
(3) Ziarnista siateczka śródplazmatyczna.
(4) Siateczka śródplazmatyczna ziarnista.
(5) Rybosomy na powierzchni ziarnistej siateczki śródplazmatycznej.
(6) Transportowane białka.
(7) Pęcherzyki transportowe.
(8) Kompleks Golgiego.
(9)
(10)
(11)
Historia odkryć
Siateczkę endoplazmatyczną po raz pierwszy odkrył amerykański naukowiec K. Porter w 1945 roku za pomocą mikroskopii elektronowej.
Struktura
Siateczka śródplazmatyczna składa się z rozgałęzionej sieci kanalików i kieszeni otoczonych błoną. Powierzchnia błon retikulum endoplazmatycznego stanowi ponad połowę całkowitej powierzchni wszystkich błon komórkowych.
Błona ER jest morfologicznie identyczna z błoną jądra komórkowego i jest z nią integralna. W ten sposób wnęki siateczki śródplazmatycznej otwierają się do wnęki międzybłonowej otoczki jądrowej. Membrany EPS zapewniają aktywny transport szeregu pierwiastków wbrew gradientowi stężeń. Włókna tworzące retikulum endoplazmatyczne mają średnicę 0,05-0,1 µm (czasami do 0,3 µm), grubość dwuwarstwowych membran tworzących ścianę kanalików wynosi około 50 angstremów (5 nm, 0,005 µm). Struktury te zawierają nienasycone fosfolipidy, a także trochę cholesterolu i sfingolipidów. Zawierają także białka.
Rurki, których średnica mieści się w zakresie 0,1-0,3 mikrona, wypełnione są jednorodną zawartością. Ich funkcją jest realizowanie komunikacji pomiędzy zawartością pęcherzyków EPS, otoczenie zewnętrzne i jądro komórkowe.
Siateczka śródplazmatyczna nie jest strukturą stabilną i podlega częstym zmianom.
Istnieją dwa rodzaje EPR:
- ziarnista siateczka śródplazmatyczna
- ziarnista (gładka) siateczka śródplazmatyczna
Na powierzchni ziarnistej siateczki śródplazmatycznej znajduje się duża liczba rybosomów, których nie ma na powierzchni ziarnistej ER.
Działa ziarnista i ziarnista siateczka śródplazmatyczna różne funkcje w klatce.
Funkcje siateczki śródplazmatycznej
Przy udziale siateczki śródplazmatycznej zachodzi translacja i transport białek, synteza i transport lipidów oraz steroidów. EPS charakteryzuje się także akumulacją produktów syntezy. Siateczka endoplazmatyczna bierze również udział w tworzeniu nowej błony jądrowej (na przykład po mitozie). Siateczka śródplazmatyczna zawiera wewnątrzkomórkowe zasoby wapnia, który jest w szczególności mediatorem skurczu komórek mięśniowych. Znajduje się w komórkach włókien mięśniowych specjalny kształt siateczka śródplazmatyczna - siateczka sarkoplazmatyczna.
Funkcje ziarnistej siateczki śródplazmatycznej
Siateczka śródplazmatyczna ziarnista bierze udział w wielu procesach metabolicznych. Enzymy ziarnistej siateczki śródplazmatycznej biorą udział w syntezie różnych lipidów i fosfolipidów, Kwasy tłuszczowe i sterydy. Gra także ziarnista siateczka śródplazmatyczna ważna rola V metabolizm węglowodanów, dezynfekcja komórek i magazynowanie wapnia. W szczególności pod tym względem ziarnista siateczka śródplazmatyczna dominuje w komórkach nadnerczy i wątroby.
Synteza hormonów
Hormony powstające w ziarnistym EPS obejmują na przykład hormony płciowe kręgowców i hormony steroidowe nadnerczy. Komórki jąder i jajników odpowiedzialne za syntezę hormonów zawierają dużą ilość ziarnistej siateczki śródplazmatycznej.
Akumulacja i konwersja węglowodanów
Węglowodany w organizmie magazynowane są w wątrobie w postaci glikogenu. W wyniku glikolizy glikogen przekształca się w glukozę w wątrobie, co jest kluczowym procesem w utrzymaniu poziomu glukozy we krwi. Jeden z enzymów ziarnistego EPS odszczepia grupę fosfogrupową od pierwszego produktu glikolizy, glukozo-6-fosforanu, umożliwiając w ten sposób glukozie opuszczenie komórki i zwiększenie poziomu cukru we krwi.
Neutralizacja trucizn
Siateczka śródplazmatyczna gładka komórek wątroby bierze czynny udział w neutralizowaniu wszelkiego rodzaju trucizn. Enzymy gładkiego ER przyłączają napotkane cząsteczki substancje czynne, które dzięki temu można szybciej rozpuścić. W przypadku ciągłego przyjmowania trucizn, leków lub alkoholu tworzy się większa ilość granulowanego EPR, co zwiększa dawkę substancja aktywna niezbędne do osiągnięcia tego samego efektu.
Siateczka sarkoplazmatyczna
Specjalna forma ziarnistej siateczki śródplazmatycznej, siateczka sarkoplazmatyczna, tworzy ER w komórkach mięśniowych, w którym jony wapnia są aktywnie pompowane z cytoplazmy do jamy ER wbrew gradientowi stężeń w stanie niewzbudzonym komórki i są uwalniane do cytoplazmy, gdzie rozpocząć skurcz. Stężenie jonów wapnia w EPS może sięgać 10−3 mol, natomiast w cytozolu około 10−7 mol (w stanie spoczynku). Zatem błona siateczki sarkoplazmatycznej pośredniczy w aktywnym transporcie wbrew gradientom stężeń dużych rzędów wielkości. Przyjmowanie i uwalnianie jonów wapnia w EPS pozostaje w subtelnym związku z warunkami fizjologicznymi.
Stężenie jonów wapnia w cytozolu wpływa na wiele procesów wewnątrzkomórkowych i międzykomórkowych, takich jak: aktywacja lub hamowanie enzymów, ekspresja genów, plastyczność synaptyczna neuronów, skurcze komórek mięśniowych, uwalnianie przeciwciał z komórek układu odpornościowego.
Siateczka endoplazmatyczna w różnych komórkach może mieć postać spłaszczonych cystern, kanalików lub pojedynczych pęcherzyków. Ściana tych formacji składa się z błony bilipidowej i niektórych zawartych w niej białek oraz granic środowisko wewnętrzne retikulum endoplazmatycznego z hialoplazmy.
Wyróżnia się dwa typy retikulum endoplazmatycznego:
ziarnisty (ziarnisty lub szorstki);
nieziarnisty lub gładki.
NA powierzchnia zewnętrzna Błony ziarnistej siateczki śródplazmatycznej zawierają przyłączone rybosomy. W cytoplazmie mogą występować oba typy retikulum endoplazmatycznego, jednak zazwyczaj dominuje jedna z nich, która decyduje o specyfice funkcjonalnej komórki. Należy pamiętać, że dwie wymienione odmiany nie są niezależne formy retikulum endoplazmatycznego, ponieważ możliwe jest prześledzenie przejścia ziarnistej siateczki śródplazmatycznej do gładkiej i odwrotnie.
Funkcje ziarnistej siateczki śródplazmatycznej:
synteza białek przeznaczonych do usunięcia z komórki („na eksport”);
oddzielenie (segregacja) zsyntetyzowanego produktu od hialoplazmy;
kondensacja i modyfikacja syntetyzowanego białka;
transport syntetyzowanych produktów do zbiorników kompleksu płytkowego lub bezpośrednio z komórki;
synteza błon bilipidowych.
Gładka retikulum endoplazmatyczne jest reprezentowane przez cysterny, szersze kanały i pojedyncze pęcherzyki powierzchnia zewnętrzna którym brakuje rybosomów.
Funkcje gładkiej siateczki śródplazmatycznej:
udział w syntezie glikogenu;
synteza lipidów;
funkcja detoksykacyjna – neutralizacja substancji toksycznych poprzez łączenie ich z innymi substancjami.
Płytkowy kompleks Golgiego (aparat siatkowy) jest reprezentowany przez skupisko spłaszczonych cystern i małych pęcherzyków ograniczonych błoną dwustronną. Kompleks blaszkowy dzieli się na podjednostki - diktiosomy. Każdy dictyosom to stos spłaszczonych cystern, na obwodzie których zlokalizowane są małe pęcherzyki. Jednocześnie w każdej spłaszczonej spłuczce część obwodowa jest nieco rozszerzona, a część środkowa zwężona.
W dictyosomie są dwa bieguny:
cis-biegun - skierowany podstawą w stronę jądra;
trans-biegunowy - skierowany w stronę cytolemii.
Ustalono, że wakuole transportowe zbliżają się do bieguna cis, przenosząc produkty syntetyzowane w ziarnistej siateczce śródplazmatycznej do kompleksu blaszkowego. Z transbieguna uwalniane są pęcherzyki, które przenoszą wydzielinę do plazmalemy w celu jej usunięcia z komórki. Jednakże niektóre małe pęcherzyki wypełnione białkami enzymatycznymi pozostają w cytoplazmie i nazywane są lizosomami.
Funkcje kompleksu płytkowego:
transport – usuwa z komórki syntetyzowane w nim produkty;
kondensacja i modyfikacja substancji syntetyzowanych w ziarnistej siatce śródplazmatycznej;
tworzenie lizosomów (wraz z ziarnistą siateczką śródplazmatyczną);
udział w metabolizmie węglowodanów;
synteza cząsteczek tworzących glikokaliks cytolemu;
synteza, gromadzenie i wydalanie mucyny (śluzu);
modyfikacja błon syntetyzowanych w retikulum endoplazmatycznym i ich transformacja w błony plazmalemmy.
Wśród licznych funkcji kompleksu blaszkowego na pierwszym miejscu stawiana jest funkcja transportowa. Dlatego często nazywany jest aparatem transportowym komórki.
Lizosomy to najmniejsze organelle cytoplazmy (0,2–0,4 µm), dlatego otwierają się (de Duve, 1949) jedynie przy użyciu mikroskop elektronowy. Są to ciała otoczone błoną lipidową i zawierające gęstą elektronowo matrycę składającą się z zestawu hydrolitycznych białek enzymatycznych (50 hydrolaz), zdolnych do rozkładu dowolnych związków polimerowych (białek, lipidów, węglowodanów i ich kompleksów) na fragmenty monomeryczne. Enzymem markerowym lizosomów jest kwaśna fosfataza.
Funkcją lizosomów jest zapewnienie trawienia wewnątrzkomórkowego, czyli rozkładu substancji zarówno egzogennych, jak i endogennych.
Klasyfikacja lizosomów:
lizosomy pierwotne to ciała o dużej gęstości elektronowej;
lizosomy wtórne – fagolizosomy, w tym autofagolizosomy;
trzeciorzędowe lizosomy lub ciała resztkowe.
Prawdziwe lizosomy to małe ciała o dużej gęstości elektronowej utworzone w kompleksie blaszkowym.
Funkcja trawienna lizosomów rozpoczyna się dopiero po fuzji lizosomu z fagosomem, czyli fagocytowaną substancją otoczoną błoną bilipidową. W tym przypadku powstaje pojedynczy pęcherzyk – fagolizosom, w którym miesza się fagocytowany materiał i enzymy lizosomalne. Następnie rozpoczyna się rozkład (hydroliza) związków biopolimerowych fagocytowanego materiału na cząsteczki monomeryczne (aminokwasy, monosacharydy itp.). Cząsteczki te swobodnie przenikają przez błonę fagolizosomu do hialoplazmy, a następnie są wykorzystywane przez komórkę, czyli do wytwarzania energii lub do budowy struktur biopolimerowych. Jednak substancje fagocytowane nie zawsze ulegają całkowitemu rozkładowi.
Dalszy los pozostałych substancji może być inny. Niektóre z nich można usunąć z komórki w drodze egzocytozy, mechanizmu odwrotnego do fagocytozy. Niektóre substancje (głównie o charakterze lipidowym) nie są rozkładane przez hydrolazy lizosomalne, lecz gromadzą się i zagęszczają w fagolizosomie. Takie formacje nazywane są lizosomami trzeciorzędowymi lub ciałami resztkowymi.
W procesie fagocytozy i egzocytozy odbywa się regulacja błon w komórce:
w procesie fagocytozy część błony komórkowej oddziela się i tworzy otoczkę fagosomu;
w procesie egzocytozy błona ta ponownie integruje się z plazmalemmą.
Ustalono, że niektóre komórki całkowicie odnawiają plazmalemmę w ciągu godziny.
Oprócz rozpatrywanego mechanizmu wewnątrzkomórkowego rozkładu fagocytowanych substancji egzogennych, w ten sam sposób niszczone są biopolimery endogenne – uszkodzone lub przestarzałe własne elementy strukturalne cytoplazmy. Początkowo takie organelle lub całe odcinki cytoplazmy otoczone są błoną bilipidową i powstaje wakuola autofagolizosomu, w której następuje hydrolityczne rozszczepienie substancji biopolimerowych, podobnie jak w fagolizosomie.
Należy zauważyć, że wszystkie komórki zawierają lizosomy w cytoplazmie, ale w różnych ilościach. Istnieją wyspecjalizowane komórki (makrofagi), których cytoplazma zawiera wiele pierwotnych i wtórnych lizosomów. Takie komórki działają funkcje ochronne w tkankach i nazywane są komórkami czystszymi, ponieważ specjalizują się w absorpcji dużej liczby cząstek egzogennych (bakterie, wirusy), a także własnych rozkładających się tkanek.
Peroksysomy to mikrociała cytoplazmatyczne (0,1-1,5 µm), budową podobną do lizosomów, różnią się jednak od nich tym, że ich macierz zawiera struktury krystaliczne, a wśród białek enzymatycznych znajduje się katalaza, która niszczy nadtlenek wodoru powstający podczas utleniania aminokwasów.
Siateczka śródplazmatyczna jest jedną z najważniejszych organelli komórki eukariotycznej. Jego druga nazwa to retikulum endoplazmatyczne. EPS występuje w dwóch odmianach: gładkiej (agranulowanej) i szorstkiej (granulowanej). Im bardziej aktywny jest metabolizm w komórce, tym większa jest w niej ilość EPS.
Struktura
To rozległy labirynt kanałów, jam, pęcherzyków, „cystern”, które są ściśle ze sobą powiązane i komunikują się ze sobą. Organelle te są pokryte błoną, która łączy się zarówno z cytoplazmą, jak i zewnętrzną błoną komórki. Objętość wnęk jest różna, ale wszystkie zawierają jednorodny płyn, który umożliwia interakcję między jądrem komórkowym a środowiskiem zewnętrznym. Czasami pojawiają się odgałęzienia z sieci głównej w postaci pojedynczych bąbelków. Szorstki ER różni się od gładkiego ER obecnością dużej liczby rybosomów na zewnętrznej powierzchni błony.
Funkcje
- Funkcje granulowanego EPS. Bierze udział w tworzeniu hormonów steroidowych (m.in. w komórkach kory nadnerczy). EPS zawarty w komórkach wątroby bierze udział w niszczeniu niektórych hormonów, leki I szkodliwe substancje oraz w procesach przemiany glukozy, która powstaje z glikogenu. Z sieci ziarnistej powstają także fosfolipidy niezbędne do budowy błon wszystkich typów komórek. Oraz w siateczce komórek tkanka mięśniowa powstają jony wapnia niezbędne do skurczu mięśni. Ten typ gładkiej siateczki śródplazmatycznej nazywany jest inaczej siateczką sarkoplazmatyczną.
- Funkcje granulowanego EPS. Przede wszystkim w siateczce ziarnistej następuje produkcja białek, które następnie zostaną usunięte z komórki (na przykład synteza produktów wydzielniczych komórek gruczołowych). Również w szorstkim ER zachodzi synteza i montaż fosfolipidów i białek wielołańcuchowych, które następnie są transportowane do aparatu Golgiego.
- Wspólnymi funkcjami zarówno gładkiej, jak i szorstkiej siateczki śródplazmatycznej jest funkcja ograniczająca. Z powodu tych organelli komórka jest podzielona na przedziały (przedziały). Ponadto te organelle są transporterami substancji z jednej części komórki do drugiej.
Organoidy- stałe, koniecznie obecne elementy komórki, które pełnią określone funkcje.
Siateczka endoplazmatyczna
Siateczka śródplazmatyczna (ER), Lub retikulum endoplazmatyczne (ER), jest organellą jednobłonową. Jest to system membran tworzących „cysterny” i kanały, połączonych ze sobą i wyznaczających jedną przestrzeń wewnętrzną – wnęki EPS. Błony są połączone z jednej strony z błoną cytoplazmatyczną, a z drugiej z zewnętrzną błoną jądrową. Wyróżnia się dwa rodzaje EPS: 1) szorstki (ziarnisty), zawierający na swojej powierzchni rybosomy oraz 2) gładki (agranularny), którego błony nie zawierają rybosomów.
Funkcje: 1) transport substancji z jednej części komórki do drugiej, 2) podział cytoplazmy komórki na przedziały („przedziały”), 3) synteza węglowodanów i lipidów (gładki ER), 4) synteza białek (szorstki ER), 5) miejsce powstania aparatu Golgiego.
Lub Kompleks Golgiego, jest organellą jednobłonową. Składa się ze stosów spłaszczonych „cystern” o poszerzonych krawędziach. Z nimi związany jest układ małych pęcherzyków jednobłonowych (pęcherzyki Golgiego). Każdy stos składa się zwykle z 4-6 „cystern”, jest strukturalną i funkcjonalną jednostką aparatu Golgiego i nazywany jest dyktosomem. Liczba dictyosomów w komórce waha się od jednego do kilkuset. W komórkach roślinnych izolowane są diktiosomy.
Aparat Golgiego zwykle znajduje się w pobliżu jądra komórkowego (w komórkach zwierzęcych często w pobliżu centrum komórki).
Funkcje aparatu Golgiego: 1) akumulacja białek, lipidów, węglowodanów, 2) modyfikacja napływu materia organiczna, 3) „pakowanie” białek, lipidów, węglowodanów do pęcherzyków błonowych, 4) wydzielanie białek, lipidów, węglowodanów, 5) synteza węglowodanów i lipidów, 6) miejsce powstawania lizosomów. Funkcja wydzielnicza jest najważniejszy, dlatego aparat Golgiego jest dobrze rozwinięty w komórkach wydzielniczych.
Lizosomy
Lizosomy- organelle jednobłonowe. Są to małe pęcherzyki (o średnicy od 0,2 do 0,8 mikrona) zawierające zestaw enzymów hydrolitycznych. Enzymy syntetyzowane są na szorstkim ER i przemieszczają się do aparatu Golgiego, gdzie ulegają modyfikacji i pakowaniu w pęcherzyki błonowe, które po oddzieleniu od aparatu Golgiego same stają się lizosomami. Lizosom może zawierać od 20 do 60 różne rodzaje Enzymy hydrolizy. Nazywa się rozkład substancji za pomocą enzymów Liza.
Są: 1) pierwotne lizosomy, 2) lizosomy wtórne. Lizosomy odłączające się od aparatu Golgiego nazywane są pierwotnymi. Lizosomy pierwotne są czynnikiem zapewniającym egzocytozę enzymów z komórki.
Wtórne nazywane są lizosomami powstałymi w wyniku fuzji pierwotnych lizosomów z wakuolami endocytarnymi. W tym przypadku trawią substancje, które dostają się do komórki na drodze fagocytozy lub pinocytozy, dlatego można je nazwać wakuolami trawiennymi.
Autofagia- proces niszczenia struktur zbędnych dla komórki. Najpierw struktura przeznaczona do zniszczenia jest otoczona pojedynczą membraną, następnie powstała kapsułka błonowa łączy się z lizosomem pierwotnym, w wyniku czego powstaje lizosom wtórny (wakuola autofagiczna), w którym struktura ta jest trawiona. Produkty trawienia są wchłaniane przez cytoplazmę komórkową, ale część materiału pozostaje niestrawiona. Wtórny lizosom zawierający ten niestrawiony materiał nazywany jest ciałem resztkowym. W wyniku egzocytozy niestrawione cząstki są usuwane z komórki.
Autoliza- samozniszczenie komórek, które następuje w wyniku uwolnienia zawartości lizosomów. Zwykle autoliza zachodzi podczas metamorfozy (zanik ogona u kijanki żab), inwolucji macicy po porodzie oraz w obszarach martwicy tkanek.
Funkcje lizosomów: 1) wewnątrzkomórkowe trawienie substancji organicznych, 2) niszczenie zbędnych struktur komórkowych i niekomórkowych, 3) udział w procesach reorganizacji komórek.
Wakuole
Wakuole- organelle jednomembranowe, są wypełnione „pojemnikami”. roztwory wodne organiczne i substancje nieorganiczne. W tworzeniu wakuoli biorą udział aparat ER i Golgiego. Młode komórki roślinne zawierają wiele małych wakuoli, które następnie w miarę wzrostu i różnicowania się komórek łączą się ze sobą, tworząc jedną dużą centralna wakuola. Centralna wakuola może zajmować do 95% objętości dojrzała komórka, jądro i organelle są wypychane w kierunku błony komórkowej. Błona otaczająca wakuolę roślinną nazywana jest tonoplastem. Nazywa się płyn wypełniający wakuolę rośliny sok komórkowy. W skład soku komórkowego wchodzą rozpuszczalne w wodzie sole organiczne i nieorganiczne, monosacharydy, disacharydy, aminokwasy, końcowe lub toksyczne produkty przemiany materii (glikozydy, alkaloidy) oraz niektóre pigmenty (antocyjany).
Komórki zwierzęce zawierają małe wakuole trawienne i autofagiczne, które należą do grupy lizosomów wtórnych i zawierają enzymy hydrolityczne. Zwierzęta jednokomórkowe mają również kurczliwe wakuole, które pełnią funkcję osmoregulacji i wydalania.
Funkcje wakuoli: 1) gromadzenie i magazynowanie wody, 2) regulacja metabolizm wody i soli, 3) utrzymanie ciśnienia turgoru, 4) gromadzenie się metabolitów rozpuszczalnych w wodzie, rezerwa składniki odżywcze, 5) zabarwienie kwiatów i owoców i przyciągnięcie w ten sposób zapylaczy i rozsiewaczy nasion, 6) poznanie funkcji lizosomów.
Tworzą się retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego, lizosomy i wakuole pojedyncza sieć wakuolowa komórki, których poszczególne elementy mogą się wzajemnie przekształcać.
Mitochondria
1 - membrana zewnętrzna;
2 - membrana wewnętrzna; 3 - matryca; 4 - kryształ; 5 - system wieloenzymatyczny; 6 - kolisty DNA.
Kształt, wielkość i liczba mitochondriów są bardzo zróżnicowane. Mitochondria mogą mieć kształt pręta, okrągły, spiralny, miseczkowy lub rozgałęziony. Długość mitochondriów waha się od 1,5 do 10 µm, średnica – od 0,25 do 1,00 µm. Liczba mitochondriów w komórce może sięgać kilku tysięcy i zależy od aktywności metabolicznej komórki.
Mitochondrium jest ograniczone dwiema błonami. Zewnętrzna męmbrana mitochondria (1) gładkie, wewnętrzne (2) tworzą liczne fałdy - święta(4). Cristae zwiększają powierzchnię błony wewnętrznej, na której zlokalizowane są układy wieloenzymatyczne (5) biorące udział w syntezie cząsteczek ATP. Wewnętrzną przestrzeń mitochondriów wypełnia matrix (3). Macierz zawiera kolisty DNA (6), specyficzny mRNA, rybosomy typu prokariotycznego (typ 70S) i enzymy cyklu Krebsa.
DNA mitochondrialny nie jest związany z białkami („nagi”), jest przyczepiony do wewnętrznej błony mitochondrium i niesie informację o budowie około 30 białek. Do budowy mitochondrium potrzeba znacznie więcej białek, dlatego informacja o większości białek mitochondrialnych zawarta jest w jądrowym DNA, a białka te są syntetyzowane w cytoplazmie komórki. Mitochondria są zdolne do autonomicznego rozmnażania poprzez podział na dwie części. Pomiędzy błoną zewnętrzną i wewnętrzną znajduje się zbiornik protonów, gdzie następuje akumulacja H+.
Funkcje mitochondriów: 1) synteza ATP, 2) rozkład tlenowy substancji organicznych.
Według jednej z hipotez (teorii symbiogenezy) mitochondria wywodzą się ze starożytnych, wolno żyjących tlenowych organizmów prokariotycznych, które po przypadkowym przedostaniu się do komórki gospodarza utworzyły z nią wzajemnie korzystny kompleks symbiotyczny. Poniższe dane potwierdzają tę hipotezę. Po pierwsze, mitochondrialny DNA ma te same cechy strukturalne, co DNA współczesnych bakterii (zamknięty w pierścieniu, niezwiązany z białkami). Po drugie, rybosomy mitochondrialne i rybosomy bakteryjne należą do tego samego typu – typu 70S. Po trzecie, mechanizm rozszczepienia mitochondriów jest podobny do mechanizmu rozszczepienia bakterii. Po czwarte, te same antybiotyki hamują syntezę białek mitochondrialnych i bakteryjnych.
Plastydy
1 - membrana zewnętrzna; 2 - membrana wewnętrzna; 3 - zręb; 4 - tylakoid; 5 - grana; 6 - lamele; 7 - ziarna skrobi; 8 - krople lipidowe.
Plastydy są charakterystyczne tylko dla komórek roślinnych. Wyróżnić trzy główne typy plastydów: leukoplasty to bezbarwne plastydy w komórkach bezbarwnych części roślin, chromoplasty to kolorowe plastydy, zwykle żółte, czerwone i pomarańczowe, chloroplasty to zielone plastydy.
Chloroplasty. W komórkach roślin wyższych chloroplasty mają kształt dwuwypukłej soczewki. Długość chloroplastów waha się od 5 do 10 µm, średnica – od 2 do 4 µm. Chloroplasty są ograniczone dwiema błonami. Zewnętrzna membrana (1) jest gładka, wewnętrzna (2) ma złożoną, złożoną strukturę. Nazywa się najmniejszy fałd tylakoid(4). Nazywa się grupę tylakoidów ułożonych jak stos monet aspekt(5). Chloroplast zawiera średnio 40-60 ziaren ułożonych w szachownicę. Granae są połączone ze sobą spłaszczonymi kanałami - lamele(6). Błony tylakoidów zawierają pigmenty fotosyntetyczne i enzymy zapewniające syntezę ATP. Głównym pigmentem fotosyntetycznym jest chlorofil, który determinuje zielony kolor chloroplasty.
Wewnętrzna przestrzeń chloroplastów jest wypełniona zrąb(3). Zrąb zawiera kolisty „nagi” DNA, rybosomy typu 70S, enzymy cyklu Calvina i ziarna skrobi (7). Wewnątrz każdego tylakoidu znajduje się zbiornik protonów, w którym gromadzi się H +. Chloroplasty, podobnie jak mitochondria, są zdolne do autonomicznej reprodukcji poprzez podział na dwie części. Występują w komórkach zielonych części roślin wyższych, zwłaszcza w wielu chloroplastach liści i zielonych owoców. Chloroplasty roślin niższych nazywane są chromatoforami.
Funkcja chloroplastów: fotosynteza. Uważa się, że chloroplasty pochodzą od starożytnych cyjanobakterii endosymbiotycznych (teoria symbiogenezy). Podstawą tego założenia jest podobieństwo chloroplastów do współczesnych bakterii w szeregu cech (okrągłe, „nagie” DNA, rybosomy typu 70S, sposób rozmnażania).
Leukoplasty. Kształt jest różny (kulisty, okrągły, miseczkowy itp.). Leukoplasty są ograniczone dwiema błonami. Błona zewnętrzna jest gładka, wewnętrzna tworzy kilka tylakoidów. Zrąb zawiera kolisty „nagi” DNA, rybosomy typu 70S, enzymy do syntezy i hydrolizy rezerwowych składników odżywczych. Nie ma pigmentów. Komórki podziemnych narządów rośliny (korzenie, bulwy, kłącza itp.) mają szczególnie dużo leukoplastów. Funkcja leukoplasty: synteza, akumulacja i magazynowanie rezerwowych składników odżywczych. Amyloplastów- leukoplastów syntetyzujących i akumulujących skrobię, elaioplasty- oleje, proteinoplasty- białka. W tym samym leukoplastie mogą gromadzić się różne substancje.
Chromoplasty. Ograniczone dwiema membranami. Błona zewnętrzna jest gładka, błona wewnętrzna jest gładka lub tworzy pojedyncze tylakoidy. Zrąb zawiera koliste DNA i pigmenty - karotenoidy, które nadają chromoplastym żółty, czerwony lub pomarańczowy kolor. Forma akumulacji pigmentów jest różna: w postaci kryształów, rozpuszczonych w kropelkach lipidów (8) itp. Zawarte w komórkach dojrzałych owoców, płatków, jesiennych liści i rzadko - warzyw korzeniowych. Chromoplasty są uważane za końcowy etap rozwoju plastydów.
Funkcja chromoplasty: barwi kwiaty i owoce, przyciągając w ten sposób zapylacze i rozsiewacze nasion.
Z proplastidów można utworzyć wszystkie rodzaje plastydów. Proplastydy- małe organelle zawarte w tkankach merystematycznych. Ponieważ plastydy mają wspólne pochodzenie, możliwe są wzajemne konwersje między nimi. Leukoplasty mogą zamieniać się w chloroplasty (zazielenienie bulw ziemniaka w świetle), chloroplasty - w chromoplasty (żółknięcie liści i zaczerwienienie owoców). Przekształcenie chromoplastów w leukoplasty lub chloroplasty uważa się za niemożliwe.
Rybosomy
1 - duża podjednostka; 2 - mała podjednostka.
Rybosomy- organelle bezbłonowe, średnica około 20 nm. Rybosomy składają się z dwóch podjednostek – dużej i małej, na które mogą się dysocjować. Skład chemiczny rybosomy - białka i rRNA. Cząsteczki rRNA stanowią 50-63% masy rybosomu i tworzą jego szkielet strukturalny. Wyróżnia się dwa typy rybosomów: 1) eukariotyczne (ze stałymi sedymentacji całego rybosomu – 80S, mała podjednostka – 40S, duża – 60S) i 2) prokariotyczne (odpowiednio 70S, 30S, 50S).
Rybosomy typu eukariotycznego zawierają 4 cząsteczki rRNA i około 100 cząsteczek białka, podczas gdy typ prokariotyczny zawiera 3 cząsteczki rRNA i około 55 cząsteczek białka. Podczas biosyntezy białek rybosomy mogą „pracować” indywidualnie lub łączyć się w kompleksy - polirybosomy (polisomy). W takich kompleksach są one połączone ze sobą jedną cząsteczką mRNA. Komórki prokariotyczne mają tylko rybosomy typu 70S. Komórki eukariotyczne mają zarówno rybosomy typu 80S (szorstkie błony EPS, cytoplazma), jak i typu 70S (mitochondria, chloroplasty).
Podjednostki rybosomów eukariotycznych powstają w jąderku. Połączenie podjednostek w cały rybosom zachodzi w cytoplazmie, zwykle podczas biosyntezy białek.
Funkcja rybosomów: składanie łańcucha polipeptydowego (synteza białek).
Cytoszkielet
Cytoszkielet utworzone przez mikrotubule i mikrofilamenty. Mikrotubule są strukturami cylindrycznymi, nierozgałęzionymi. Długość mikrotubul wynosi od 100 µm do 1 mm, średnica wynosi około 24 nm, a grubość ścianki 5 nm. Głównym składnikiem chemicznym jest tubulina białkowa. Kolchicyna niszczy mikrotubule. Mikrofilamenty to włókna o średnicy 5-7 nm, składające się z aktyny białkowej. Mikrotubule i mikrofilamenty tworzą w cytoplazmie złożone sploty. Funkcje cytoszkieletu: 1) określenie kształtu komórki, 2) wsparcie dla organelli, 3) tworzenie wrzeciona, 4) udział w ruchach komórkowych, 5) organizacja przepływu cytoplazmatycznego.
Zawiera dwie centriole i centrosferę. Centriola jest cylindrem, którego ściana jest utworzona przez dziewięć grup trzech skondensowanych mikrotubul (9 trójek), połączonych ze sobą w pewnych odstępach wiązaniami poprzecznymi. Centriole łączą się w pary, gdzie są ustawione pod kątem prostym względem siebie. Przed podziałem komórki centriole rozchodzą się do przeciwległych biegunów, a w pobliżu każdego z nich pojawia się centriola potomna. Tworzą wrzeciono rozszczepienia, które przyczynia się do równomierny rozkład materiału genetycznego pomiędzy komórkami potomnymi. W komórkach roślin wyższych (nagonasiennych, okrytozalążkowych) centrum komórkowe nie ma centrioli. Centriole to samoreplikujące się organelle cytoplazmy, powstające w wyniku duplikacji istniejących centrioli. Funkcje: 1) zapewnienie rozbieżności chromosomów do biegunów komórkowych podczas mitozy lub mejozy, 2) centrum organizacji cytoszkieletu.
Organoidy ruchu
Nie występuje we wszystkich komórkach. Organelle ruchu obejmują rzęski (rzęski, nabłonek drogi oddechowe), wici (wiciowce, plemniki), pseudopody (ryzopody, leukocyty), miofibryle ( Komórki mięśniowe) itd.
Wici i rzęski- organelle w kształcie włókien, reprezentujące aksonem ograniczony błoną. Aksonem jest strukturą cylindryczną; ściankę cylindra tworzy dziewięć par mikrotubul; w jego środku znajdują się dwie pojedyncze mikrotubule. U podstawy aksonemu znajdują się ciała podstawne, reprezentowane przez dwie wzajemnie prostopadłe centriole (każde ciało podstawowe składa się z dziewięciu trójek mikrotubul; w jego środku nie ma mikrotubul). Długość wici sięga 150 mikronów, rzęski są kilkakrotnie krótsze.
Miofibryle składają się z miofilamentów aktyny i miozyny, które zapewniają skurcz komórek mięśniowych.
Iść do wykłady nr 6„Komórka eukariotyczna: cytoplazma, błona komórkowa, budowa i funkcje błon komórkowych”
