Strona główna

Cytologia komórki komórka pierdoły


Pobieranie 170.73 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar170.73 Kb.
CYTOLOGIA KOMÓRKI

  • Komórka – pierdoły.

    • Komórka

      • najmniejsza strukturalna jednostka protoplazmy, która może względnie niezależnie wykonywać funkcje związane z podtrzymywaniem życia. Ciągłość wykonywania takich funkcji w kolejnych pokoleniach komórek decyduje o trwałości ich form i dokonuje się dzięki materiałowi genetycznemu znajdującemu się w jądrze komórkowym.

    • Materiał genetyczny (głównie DNA) komórek zawiera informacje, według których ustalane są ich budowa i funkcja. Komórki bez jąder mogą żyć i funkcjonować przez pewien czas, dzięki zgromadzonym materiałom powstałym w obecności jądra, nie mogą jednak rozmnażać się i przekazywać swoich cech następnym pokoleniom.

    • Kształty i wymiary:

      • Zawieszone w płynie – zazwyczaj kuliste, w układzie zwartym wieloboki

      • Najmniejsze to komórki móżdżku ok. 4 µm, a największe - komórka jajowa – 100 µm i komórki piramidalne kory mózgowej – 150 µm.

    • Lepkość komórki (główna cecha fizyczna komórki) zależy od wzajemnego stosunku roztworów w stanie żelu i zolu.

      • Roztwory krystaliczne komórki są odpowiedzialne za ciśnienie osmotyczne, które jest ważną cechą fizyczną komórek. W większości komórek wynosi 280 – 320 mOsm (miliosmoli).



Cytozol + struktury błoniaste = cytoplazma

Cytoplazma + jadro = protoplazma

Protoplazma + wakuole = protoplast (u roślin)






    • Powierzchnia komórek - warstwa glikoprotein, białek i węglowodanów, która nadaje komórce ładunek elektryczny ujemny.

    • W komórkach znajduje się też duża różnorodność małocząsteczkowych związków chemicznych. Związki te występują w komórkach w formie polimerów tworzących makrocząsteczki. Do tych ostatnich należą kwasy nukleinowe (RNA, DNA), białka, węglowodany, tłuszcze.

    • Organella komórkowe

      • błona komórkowa

      • siateczka sródplazmatyczna

      • gładka

      • ziarnista (szorstka – ergastoplazma)

      • aparat (kompleks) Golgiego

      • centrum komórkowe, cytocentrum, centrosom

      • mitochondria

      • lizosomy

      • peroksysomy

    • Twory metaplazmatyczne (filamentarne czyli włókienkowe)

      • miofibryle

      • tonofibryle

      • neurofibryle

      • mikrotubule

    • Wtręty cytoplazmatyczne (para – deutoplazmatyczne)

      • wydzieliny (sekrety, inkrety)

      • wydaliny (ekskrety)

      • substancje zapasowe (białka, glikogen. tłuszcze)

      • barwniki endogenne (melanina, lipofuscyna, hemoglobina i jej pochodne)

      • barwniki egzogenne (leki, lipochromy – karoten)

      • wtręty nieorganiczne (Ca, K)

      • Cytoplazma podstawowa



  • Cytoplazma

    • Funkcje cytoplazmy

      • Wypełniacz komórki

      • Zachodzi w niej glikoliza – pierwszy etap oddychania

      • Zachodzi biosynteza bialka

      • Półplynna

      • Galaretowata

      • Koloid

        • Zol  żel ; koagulacja, zmiana gęstości

        • Żel  zol ; peptyzacja, obniżenie lepkości

    • Składniki cytoplazmy

      • Faza rozproszona

        • Białka 50%

        • Tłuszcze 12 – 25%

        • Węglowodany 15 – 20%

        • Związki nieorganiczne (kationy)

          • Dwuwartościowe

            • Sprzyjają koagulacji

          • Jednowartościowe

            • Sprzyjają peptyzacji

        • Główne kationy komórek:

          • K+ (140 mmol/l) odwrotnie w płynie tkankowym otaczającym komórki

        • Na+ (10mmol/l) odwrotnie w płynie tkankowym otaczającym komórki

        • Główne aniony komórek:

          • HCO3 -, HPO4 -, SO4 oraz niektóre białka.

        • Głównym anionem płynu tkankowego jest Cl-.

      • Twory deutoplazmatyczne (paraplazmatyczne, wtręty komórkowe)

        • W wielu narządach wtręty należą do stałych składników cytoplazmatycznych i są często efektem szczególnej funkcji komórki. Niekiedy występują okresowo. Do wtrętów cytoplazmatycznych zalicza się:

        • ziarna glikogenu

          • występują w wątrobie i włóknach mięśniowych poprzecznie prążkowanych

          • barwienie karminem Besta, reakcja PAS.

          • glikogen występuje w dwóch postaciach:

            • α – glikogenu – duże ziarna, o średnicy do 150 nm

            • β – glikogenu – małe ziarna, o średnicy 3-20 nm, układające się w charakterystyczne rozety.

          • krople tłuszczu

            • kuliste przestrzenie wypełnione materiałem o średniej gęstości elektronowej

            • w bliskim sąsiedztwie gładkiej siateczki śródplazmatycznej, co przemawia za jej udziałem w formowaniu kropli tłuszczu

          • twory krystaliczne

            • w blastomerach zarodków ssaków oraz w komórkach sródmiąższowych jądra

            • struktury o bardzo regularnej budowie

            • składające się z kryształów białkowych

            • jedną z form morfologicznych materiału zapasowego w komórkach.

          • Barwniki

            • egzogenne (karotenoidy)

            • endogenne (lipofuscyna – barwnik zużycia, melanina)

          • wydzieliny

          • wydaliny

            • produkty przemiany materii

            • nie biorą udziału w procesach życiowych komórki

            • usuwane z organizmu.

    • Rodzaje cytoplazmy

      • U ameby

        • Ektoplazmy (zewnętrzna, bliżej błony, postać żelu, mikrofilamenty)

        • Endoplazma (bliżej jądra, rozrzedzona, cechy zolu, mało mikrofilamentów)

    • Ruchy cytoplazmy*


Rotacyjny cyrkulacyjny pulsacyjny fonntannowy


    • Cytoplazma podstawowa

      • budowa

        • z delikatnej siateczki utworzonej przez mikrobeleczki

        • stykają się ze sobą i kontaktują się ze wszystkimi organellami komórkowymi.

        • sieć zagęszczona w obwodowych częściach cytoplazmy

        • wchodzi w kontakt z białkami kurczliwymi, stanowiącymi integralną część błony komórkowej.

      • Funkcja i cechy charakterystyczne:

        • stanowi środowisko wewnętrzne dla wszystkich zawartych w niej organelli komórkowych

        • jest amorficzna,

        • ma właściwości koloidalne,

        • zapewnia komórkom określoną wytrzymałość, elastyczność, sztywność, kurczliwość i lepkość

        • ruchy amebiodalne komórek i ruchy wewnątrzkomórkowe organelli zależą od obecności cytoplazmy podstawowej i zawartych w niej elementów tworzących tzw. szkielet komórki (cytoskeleton)



  • Błony biologiczne

    • Pierdoły

      • Podstawowym elementem strukturalnym - lipidy,

        • gł. fosfolipidy (reszta fosforanowa fosfolipidów posiada właściwości hydrofilowe)

        • cholesterol (33%) - (grupa hydroksylowa cholesterolu posiada właściwości hydrofilowe)

        • sfingolipidy

        • glikosfingolipidy

      • amfipatycznośc lipidów

      • pierdoły w funkcjach:

        • Otacza komórkę – plazmolemma

          • Zapewniają homeostazę

          • Selektywna wymiana substancji między komórką a otoczeniem

          • Odpowiada za reakcje na impulsy ze środowiska (depolaryzacja błony)

        • Oddzielająca inne organella

          • Wodniczkę – tonoplast

          • Jądro – kariolemma

        • Nośnik

          • Enzymów

          • Barwników

        • Tworzy przedziały subkomórkowe

        • Umieszczanie w niej znaczników

          • Antygeny grup krwi

      • Model płynnej mozaiki



  • Błona komórkowa

    • Pierdoły:

      • składnik każdej żywej komórki.

      • Cechy charakterystyczne:

        • wysoka przepuszczalność dla wody;

        • związki niejonowe przechodzą przez nią tym lepiej im łatwiej są rozpuszczalne w tłuszczach;

        • opór elektryczny jest duży, ma to istotne znaczenie dla przewodnictwa elektrycznego bodźców;

      • żywa błona komórkowa jest spolaryzowana,

        • wyizolowane błony ulegają lizie (rozkładowi) w obecności enzymów lipolitycznych i proteolitycznych (rozkładają białka).

      • Amfipatyczna budowa

      • nieprzepuszczalność dla cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie.

    • Glikokaliks –

      • Cukry błon komórkowych – łańcuchy oligosacharydowe

        • z białkami i lipidami tworzą glikokoniugaty glikoproteinowe lub glikolipidowe

        • biorą udział w procesach:

          • adhezji

          • rozpoznawania komórkowego

        • wybiórczym wiązaniu określonych hormonów, białek, czynników wzrostu, toksyn, i innych rozpuszczalnych w wodzie czynników metabolicznych

        • kilka% ogólnej masy błony komórkowej

        • zabezpiecza przed uszkodzeniami

        • pełni funkcje przy łączeniu się komórek w skupiska i identyfikacji.

        • pochłania wodę- powierzchnia komórki jest śliska

          • Leukocyty mogą się prześlizgiwać przez wąskie szczeliny w ścianach naczyń włosowatych

          • zapobiega zlepianiu się krwinek czerwonych i przyczepianiu do ścian naczyń krwionośnych

          • Chroni komórki jelita przed strawieniem.

        • Glikokaliks różnych typów komórek różni się składem reszt cukrowych i grubością.

        • Składa się głównie z cukrów prostych,

          • boczne łańcuchy związane kowalencyjnie z białkami błonowymi lub lipidami (glikolipidami).

          • proteoglikany (związki białkowo – węglowodanowe syntezowane w komórce, wydzielane na zewnątrz i adsorbowane do powierzchni błony komórkowej).

          • W skład glikokaliksu wchodzą:

            • galaktoza,

            • glukoza,

            • glukozoamina,

            • galaktozoamina,

            • mannoza,

            • fukoza,

            • kwasy slajowe.




          • Glikokaliks jest bardzo wrażliwą warstwą na każdą fizjologiczną zmianę komórki.

          • funkcje:

            • kotwiczenie białek transbłonowych w dwuwarstwie

            • reszty cukrowe przyłączone do białek transbłonowych utrzymują prawidłowe sfałdowanie ich łańcucha polipeptydowego,

            • spełniają rolę sygnałów kierujących białka transbłonowe do miejsca ich przeznaczenia w błonie komórkowej,

            • wzajemne rozpoznawanie się komórek w procesie rozwoju organizmu i w czasie jego całego życia.




    • Rodzaje białek błon biologicznych

      • Integralne – tunelowe

      • Peryferyjne – powierzchniowe

        • Zawsze można je usunąć bez uszkodzenia błony

        • Mogą przenikać rzez błonę pełniąc jednocześnie rolę nośników



    • Fosfolipidy

      • Lecytyna

      • Podwójna warstwa –

        • hydrofilowa głowa

        • hydrofobowy ogon

    • sterydy

      • cholesterol

      • glikolipidy (TYLKO W PLAZMOLEMMIE)

    • Cechy błon biologicznych

      • Płynna mozaika

      • Półprzepuszczalna

      • Selektywna

      • Dynamiczna

      • Elastyczna

    • Transport cząsteczek

      • Dyfuzja swobodna – O2, CO2, H2O, NH2

      • Dyfuzja wspomagana – glukoza, sacharoza

      • Transport aktywny – wymaga ATP WBREW GRADIENTOM STĘŻEŃ z niższego do wyższego i wymaga obecności białka nośnika

    • Endocytoza

      • Pinocytoza (z kanalikiem) brak regeneracji błony

      • Fagozytoza (oblewa) – powstaje wodniczk która potem wraca




  • Retikulum endoplazma tyczne




    • pierdoły

      • system kanalików, spłaszczonych pęcherzyków i cystern tworzących układ wakuolarny w cytoplazmie komórek roślinnych i zwierzęcych.

      • Całkowicie lub częściowo zamknięte kanaliki mają kontakt z aparatem Golgiego, a także z błonami komórkową i jądrową.

      • Białko syntetyzowane przez rybosomy jest magazynowane w kanałach siateczki, skąd za pośrednictwem nośników tzw. pęcherzyków przenośnikowych przedostaje się do aparatu Golgiego, gdzie następuje formowanie się właściwych produktów sekwencji.

      • W komórkach eukariotycznych

      • Za wyjątkiem dojrzałych erytrocytów ssaków

      • Błony tworzące retikulum stanowią ok 50% wszystkich błon

      • Cieńsze od plazmolemmy

      • Podział

        • Gładkie SER

          • Postać rurkowata

        • Szorstkie RER

          • Obecność rybosomów na powierzchni



    • Uczestniczy w:

      • syntezie i magazynowaniu niezbędnych do życia składników

      • detoksykacji i wydalaniu składników toksycznych poza komórkę

      • stanowi podporę mechaniczną dla substancji koloidalnyh cytoplazmy podstawowej

      • Tworzy rejony subkomórkowe

    • siateczka śródplazmatyczna gładka

      • synteza kwasów tłuszczowych, cholesterolu i sterydów

      • zawiera enzymy uczestniczące w glikogenolizie

      • tworzy połączenia z siateczką śródplazmatyczną ziarnistą.

      • jej wyznacznikami są 5-nukleotydaza i glukozo-6-fosfataza

      • zawiera enzymy biorące udział w syntezie lipidów i np hormonów steroidowych

      • detoksyfikacja niektórych substancji przez przyłączanie siarczanów itp żeby substancja była niedobra i żeby mogła ulec hydrolizie

    • siateczka śródplazmatyczna szorstka

      • zbudowana z cystern lub kanalików mających na powierzchni zewnętrznej rybosomy łączące się z siateczką za pośrednictwem odpowiedniej podjednostki.

      • w jej kanałach znajduje się drobnoziarnisty materiał, który w zależności od rodzaju komórek może mieć większe lub mniejsze wysycenie elektronowe.

      • tworzy zewnętrzną otoczkę błony jądrowej

      • Komórki intensywnie syntetyzujące białko mają bardzo rozbudowaną siateczkę śródplazmatyczną ziarnistą.

      • przemiany metaboliczne białek zsyntetyzowanych na rybosomach

    • Wyspecjalizowane formy retikulum

      • Tigroidy, ciałka Nissla w komórkach nerwowych w perykarionie – ciele komórki nerwowej, czyli ściśle upakowana siateczka śródplazmatyczna do tworzenia białek

      • Sarkoplazmatyczne – komórki mięśniowe gładkie, stanowi rezerwuar jonów wapnia  pierwotny sygnał skurczu mięśnia przez wyrzut jonów z retikulum do sarkoplazmy

      • Błony demarkacyjne – oddzielające w megakariocytach przy powstawaniu trombocytów. Czyli odziela od siebie przyszłe płytki krwi w obrębie megakariocytu.



  • Aparat Golgiego

    • Pierdoły

      • W większości komórek aparat Golgiego występuje pojedynczo i w bliskim sąsiedztwie jądra.

      • Rzadziej jest to struktura rozproszona, w postaci wielu diktiosomów np. w komórkach dzielących się.

      • Zachodzi tu synteza białek, glikoprotein i glikolipoprotein

    • Budowa:

      • Zbudowany z diktiosomów – spłaszczonych cystern, 5-7, charakterystycznie łukowato wygiętych ułożonych względem siebie równolegle, z zachowaniem odległości 20-30 nm, wykazujących spłaszczenia w części środkowej i poszerzenie na obwodzie

      • Wyróżniane przestrzenie

        • Cis

          • Przedział formowania, który przyjmuje pęcherzyki błonowe powstające z RER

        • Trans

          • Przedział dojrzewania, z którego powierzchni powstaja pęcherzyki transportowane przez cytoplazmę do błony komórkowej.

      • Wyróżniane strefy:

        • proksymalna (strefa powstawania) – zwrócona do siateczki gładkiej

        • dystalna (strefa dojrzewania) – znajdują się tu duże wakuole zawierające amorficzny lub ziarnisty materiał (ziarna sekrecyjne lub lizosomy)

      • licznie nagromadzone pęcherzyki o średnicy 30-50 nm

      • duże wakuole o średnicy 500-3000 nm, zawierające materiał bezstrukturalny lub ziarnisty.

    • Funkcje aparatu Golgiego

      • Uaktywnianie i dojrzewanie białek przez fosforylacje (przyłączanie reszt fosforanowych) i glikolizację (cukrowych)

      • Centrum sortujące (pakowanie białek do pojedyńczych pęcherzyków)

      • Udział w egzocytozie – sekrecji

        • Konstytutywnej – działa wewszystkich komórkach, dotyczy białek błonowych

        • Regulowanej – w komórkach wyspecjalizowanych

      • W komórkach roślinnnych powstają wielocukry – budowa ściany komórkowej

      • Tworzenie przegrody pierwotnej w dzielącej sie komórce roślinnej

      • W komórce zwierzęcej – synteza cukrów – mukopolisacharydy chrząstki

      • Powstawanie lizosomów – oderwane od lizosomów pęcherzyki zzawartoscia



  • Lizosomy

    • Tradycyjnie - pierdoły

      • ciałka o średnicy 0,25-0,8 µm

      • ograniczone pojedynczą błoną o charakterze lipoproteinowym

      • w ich tworzeniu uczestniczy siateczka śródplazmatyczna i aparat Golgiego

      • tworzą system GERL

      • charakteryzują się dużym polimorfizmem

      • Niewielkie pęcherzyki

      • W środku mają enzymy

    • Funkcje

      • Trawienie wewnątrzkomórkowe– enzymy (proteazy, nukleazy, lipazy, sulfatazy)

        • Heterofagia – trawienie substancjii o zewnętznym pochodzeniu

        • Autofagia – trawienie własnych struktur komórkowych

    • wyróżniamy:

      • lizosomy pierwotne (pęcherzyki, wakuole, autofagiczne, ciałka gęste – forma najbardziej stabilna)

      • lizosomy autofagiczne – struktury likwidujące wewnątrzkomórkowe organella lub ich fragmenty (w czasie różnicowania komórek i tkanek, w warunkach patologicznych)

      • lizosomy wtórne – powstają w wyniku połączenia lizosomów pierwotnych, aktywnie uczestniczą w procesie trawienia wewnątrzkomórkowego, oraz procesy: fagocytozy, ultrafagocytozy i pinocytozy




  • Mikrociałka

    • Peroksysomy

      • pierdoły

        • zbudowane z rdzenia (równolegle ułożone kanaliki) położonego centralnie i materiału homogennego o niewielkim wysyceniu elektronowym

        • zawierają katalazy i oksydazę moczanową

        • nie zawierają enzymów hydrolitycznych

        • narządem bogatym w peroksysomy jest wątroba

      • funkcje

        • redukcja nadtlenku wodoru powstającego podczas utleniania kwasu moczowego i aminokwasów

        • Udział w utlenianiu biologiicznym

        • Biorą udział w neutralizacji alkoholu do aldehydu octowego

        • U roślin w fotooddychaniu




    • Glioksysomy

      • Wyłącznie w magazynujących lipidy komórkach nasion

      • Uaktywniają sie w trakcie kiełkowania i robia lipidy na sachrozę  to sie nazywa cykl glioksalowy

      • Najprawdopodobniej po robocie przekształcaja się w peroksysomy

  • Mitochondria

    • pierdoły

      • Wszystkie jądrowe – wyjątkiem erytrocyt ssaków i niektóre amebocyty patogenne

      • W hepatocycie do 20% obj komórki 2,5 tys

      • Nabłonki w kanalikach krętych nerki ok 2 tys

      • Nie mają stałego miejsca w komórce

      • Kształt owalny lub cylindryczny, od 0,2 do 1 mikrometra, jedna z cięższych organelli

      • zajmują 6-15% objętości komórki

      • komórka w stanie spoczynku (małe zapotrzebowanie energetyczne) – duże nagromadzenie ATP w mitochondriach – stan wysokoenergetyczny (ortodoksyjny) – mało grzebieni, jasna macierz

      • - intensywne przemiany w komórce (wzrost zapotrzebowania energetycznego) – spadek koncentracji ATP – stan niskoenergetyczny (forma kondensacyjna) – duża ilość grzebieni, ciemna macierz

    • budowa

      • średnica – 0,2 µm wielkość zmienna zależnie od stanu czynnościowego, fazy cyklu życiowego i warunków środowiska (pH, ciśnienie osmotyczne)

      • długość – 2-6 µm wielkość zmienna zależnie od stanu czynnościowego, fazy cyklu życiowego i warunków środowiska (pH, ciśnienie osmotyczne)

      • Błona zewnętrzna gładka

      • Wewnętrzna pofałdowana tworzy grzebienie CRISTAE, w środku macież zwana MATRIX

      • W matrixie mitochondrialny DNA, rybosomy

      • Błony

        • Zewnętrzna

          • Białko o nazwie PORYNA – ułatwia transport małych cząstek

        • Wewnętrzna

          • Mało przepuszczalna, właściwie nie dla jonów

          • z uszypułowanymi cząstkami tzw. grzybkami, ograniczająca przestrzeń zwaną macierzą mitochondrialną

          • tworzy uwypuklenia w postaci grzebieni (cristae mitochondriales), których liczba zwiększa się podczas wzmożonej aktywności metabolicznej

        • Przestrzeń międzybłonowa

        • Macierz mitochondrialna, w niej:

          • RNA,

          • DNA,

          • ziarna będące akumulacją Ca, Mg i innych jonów.

    • Funkcje

      • Zapotrzebowanie na energie

      • struktury odpowiedzialne za procesy oddychania komórkowego

      • wytwarzanie energii potrzebnej komórce do przeprowadzania reakcji biochemicznych

      • przebiegają tu procesy oksydoredukcyjne i synteza ATP

      • Mitochondria uczestniczą w procesie przetwarzania swobodnej energii w energię chemiczną wysokoenergetycznych związków fosforowych.



  • Wakuola

    • Tonoplast

    • Charakter wodniczki

      • Komórki roślinne – magazynują sok komókowy

      • Charakter tętniący – protisty

      • Pokarmowe – powstająna drodze endocytozy

    • Znaczenie wodniczek

      • Utrzymanie homeostazy

      • Turgor

      • Procesy wzrostu w komórkach roślinnych

      • F magazynująca

      • Może mieć barwniki

    • Zawartość soku komórkowego

      • Woda do 90%

      • Jony – sód, potas, wapń, żelazo

      • Gazy atmosferyczne

      • Związki organiczne

        • Kwasy organiczne (smak)

        • Estry kwasów organicznych – zapach

        • Cukry rozpuszczalne,

        • białka zapasowe,

        • barwniki

          • antocjany – czerwone i niebieskie

          • flawonoidy – żółte

        • azuleny  rumianek

        • glikozydy

        • alkaloidy – używki

          • solamina (psiankowate)

          • nikotyna

          • chinina

          • atropina

          • kofeina

          • kodeina

          • morfina

          • opium

          • heroina

        • garbniki – w herbatkach przeczyszczających

        • ciała stale

          • kryształy, głównie nierozpuszczalny w wodzie szczawian wapnia, postacie:

            • pojedyńcze

            • pęczki rafidów

            • ?

    • wodniczki zwierzęce

      • nie centralnie jak w przypadku roślin

      • funkcje trawienne

      • łączą się z lizosomami  FAGOSOM

      • tętniące – osmoregulacja

  • Rybosomy

    • Nieobłonione

    • Znajdują sie w

      • Cytoplazmie u prokariontów i eukariotów

      • W mitochondriach i chloroplastach u eukariotów

    • Mogą występować

      • Pojedyńczo

      • Formy związane

    • Skład

      • R-RNA

      • Białka zasadowe

      • Składa sie z podjednostek, większej i mniejszej więc niby ma przypominać grzybka

    • Rodzaje

      • Zw. Z wielkościa i stałą sedymentacji

      • Male – prokarionty – stała sedymentacji= 70s, mała pdjdn 30 s a duża 50s

      • Duże – eukarionty – 80s, mała 40 duża 60 s

      • MAŁE ZAWSZE WOLNE

  • Jądro komórkowe

    • pierdoły

      • zawiera główny zasób informacji genetycznej

      • oddzielone od protoplazmy otoczką jądrową złożoną z dwóch błon

      • w jego skład wchodzą:

        • chromatyna jądrowa

        • macierz

      • nukleoplazma (sok jądrowy, karyolimfa – najbardziej uwodniona część jądra, w której są zawieszone: macierz, chromatyna, jąderko, RNA, białka rozpuszczalne, enzymy)



    • Rola

      • Oddzielenie od cytoplazmy głównego zasobu informacji genetycznej

    • Najczęściej jedno kuliste jądro położone centralnie (więcej np we włuknach mięśnniowych poprzecznie prążkowanych

    • Budowa

      • Chromatyna

        • stanowi interfazową postać chromosomów

        • zawiera DNA, histony, białka niehistonowe i RNA (w chromatynie aktywnej genetycznie)

        • układ ilościowy wymienionych składników chromatyny zależy od zawartości DNA u danego gatunku oraz stanu funkcjonalnego jądra.




        • Na osiem białek histonowych DNA – OKTAMER  NUKLEOSOM  SOLENOID  DOMENY  FIBRYLA CHROMATYNOWA CHROMATYNA  CHROMATYDA  CHROMOSOM

        • Skład chemiczny chromatyny:

          • DNA

            • Zawartość DNA w jądrze komórkowym u organizmów prokariotycznych nie jest skorelowana z liczbą chromosomów, ale z ich łączną długością.

            • Liczba cząsteczek DNA wynosi tyle, ile liczba chromosomów

            • Za obecnością tylko jednej cząsteczki DNA w każdym chromosomie (chromatydzie) tj. za koncepcją jednopasmowej budowy chromosomów przemawiają następujące argumenty:

              • każdy chromosom zachowuje się tak, jak pojedyncza cząsteczka DNA

              • mutacje punktowe (czyli genowe) dają w konsekwencji zmiany w strukturze pierwszorzędowej kodowanych przez nie białek

              • obecność w DNA plemnika myszy znacznej liczby genów w pojedynczych kopiach

              • wyznakowanie chromosomów radioaktywną tymidyną po 2 cyklach replikacji DNA jest zgodne z semikonserwatywną replikacją DNA

              • obecność jednej cząsteczki DNA w jednej chromatydzie wykazano w badaniach określających masę cząsteczkową DNA metodą wirowania

            • Za wielopasmowością chromosomów przemawiały wyniki badań cytologicznych u gatunku z dużymi chromosomami, wykazujące występowanie w chromosomach anafazowych(chromatydach) 2,4 lub więcej linearnych podjednostek zwiniętych wokół siebie.

            • W skład DNA wchodza tzw. sekwencje unikatowe oraz sekwencje powtarzalne.Brak zgodności między szczeblem ewolucji, a zawartością podstawowa DNA u wyższych organizmów zwierzęcych czy roślinnych jest spowodowany obecnością powtarzalnych sekwencji DNA, których ilość w znacznej mierze decyduje o zawartości 2cDNA, ponieważ u organizmów wyższych stanowią one 40-90% całkowitego DNA.

          • Histony:

            • niskocząsteczkowe (13-21kD) białka zasadowe połączone z DNA

            • ponad 20% aminokwasów zasadowych

            • nieznaczne ilości cystyny lub cysteiny

            • nie zawierające tryptofanu

            • ich systematyka opiera się na stosunku ilościowym lizyny do argininy

            • nie są specyficzne ani dla gatunku, ani dla tkanki

            • Wyjątek – histon H-5 znajdujący się w erytrocytach jądrzastych, nie spotykany w innych tkankach, oraz protaminy – szczególny rodzaj białek zasadowych, zastępujących histony podczas spermatogenezy u ryb.

            • Zawartość histonów podwaja się podczas replikacji DNA, tj. w fazie S cyklu mitotycznego.

          • Białka niehistonowe

            • grupa zawierająca od kilkudziesięciu do kilkuset komponentów o masach od 5-200 kD

            • zróżnicowane właściwości fizykochemiczne i biochemiczne

            • stosunek aminokwasów kwaśnych do zasadowych 0,8 : 4,0, obecność tryptofanu (ok. 1%)

            • ulegają postsyntetycznym modyfikacjom tj. fosforylacji, metylacji, ADP-rybozylacji, glikozylacji oraz oksydacji grup tiolowych

            • stosunek ilościowy tych białek do DNA jądrowego jest różny dla różnych tkanek

            • dzielimy na:

            • białka o charakterze enzymatycznym

              • związane z syntezą i przemianami kwasów nukleinowych (polimerazy DNA, polimerazy RNA, terminalne polinukleotydotransferazy, ligazy polinukleotydowe, nukleazy)

              • enzymy modyfikujące białka jądrowe (proteazy, kinazy, fosfatazy, metylotransferazy, acetylotransferazy)

            • białka regulatorowe

              • regulatory funkcji genów

              • niejednorodne

              • wykazują molekularną specyficznośś komórkową, gatunkowa i tkankowa

              • ulegają zmianom:

                • w poszczególnych fazach cyklu komórkowego,

                • w trakcie różnicowania komórkowego i organogenezy,

                • w odpowiedzi na stymulację hormonami i mitogenami

                • podczas transformacji nowotworowej

                • WARUNKUJĄ SWOISTOŚĆ TRANSKRYPCJI

            • białka strukturalne

              • białka HMG (High Mobility Group) – wysoka ruchliwość elektroforetyczna, stosunkowo niska niejednorodność i dobra rozpuszczalność

                • zawierają 25% aminokwasów zasadowych i 30% aminokwasów kwaśnych, które są rozmieszczone asymetrycznie wzdłuż łańcucha polipeptydowego.

                • nie wykazują specyficzności tkankowej ani gatunkowej, mają zdolność do interakcji z histonami oraz DNA, są obecne w 10% nukleosomów, a ponadto sa związane z aktywną częścią genomu

                • w obrębie białek HMG wyróżnia się dwie grupy komponentów:

                • białka o masie cząsteczkowej ok. 26 kD

                  • HMG-1 i HMG-2 (tkanki ssaków)

                  • HMG-E (erytrocyty ptaków)

                  • HMG-T (gruczoły jądrowe pstrąga)

                • białka o masie cząsteczkowej 8-10 kD

                  • HMG-14 i HMG-17 (tkanki ssaków)

                  • H-6 (gruczoły jądrowe pstrąga)

              • Białko A-24

                • struktura i kształt litery „Y” – dwa N-końcowe i jeden C-końcowy aminokwas

                • od 5-15% histonu H2A w chromatynie występuje w formie białka A-24

                • z dwóch cząsteczek H2A w nukleosomie jedna jest sprzężona z ubikwityną, a więc 10-30% nukleosomów zawiera ubikwitynę

          • RNA

            • przejściowy składnik chromatyny syntetyzowany na podstawie wzorca DNA jądrowego

            • RNA wysokocząsteczkowy – dwie grupy

              • I grupa

                • heterogenny RNA (hn RNA) – przenoszący informację genetyczną dla biosyntezy białek

                • informacyjny RNA (mRNA)

              • II grupa

                • prerybosomowy RNA syntetyzowany w jąderku – prekursor rybosomowego RNA (rRNA)

                • RNA niskocząsteczkowy

            • frakcje przenikające do cytoplazmy

              • 4SRNA (tRNA) – transportujący aminokwasy w procesie biosyntezy białek

              • 5SRNA – znajdujący się w największej ilości we frakcji rybosomów cytoplazmatycznych, połączony z większą podjednostką rybosomów

            • frakcje nie opuszczające jądra

              • RNA bogate w nukleotydy dihydroksyurydynowe -65-70% związane z chromatyną; prawdopodobny udział w regulacji funkcji genów



          • Macierz jądrowa

            • białkowy szkielet wewnątrzjądrowy odpowiedzialny za utrzymanie struktury chromatyny

            • pozostaje w jądrze komórkowym po usunięciu składników chromatyny oraz fosfolipidów

            • trzy komponenty strukturalne:

              • resztkowa otoczka jądrowa (kompleksy porowe otoczki jądrowej wraz z blaszką)

              • włókienkowo-granularna macierz wewnątrzjądrowa

              • resztkowa struktura jąderka (macierz jąderkowa)

            • skład: 98% białek, niewielkie ilości kwasów nukleinowych i fosfolipidów

              • białka macierzy jądrowej stanowią poniżej 10% całkowitych białek jądra

            • funkcje:

              • jako białkowy szkielet macierz utrzymuje wewnętrzną architekturę jądra komórkowego

              • determinuje skondensowane i luźne obszary chromatyny

              • jest wewnątrzjądrowym miejscem replikacji DNA i interakcji wirusów

              • bierze udział w transkrypcji, metabolizmie i transporcie jądrowego RNA

              • bierze udział w wiązaniu receptorów hormonów i karcynogenów

        • Struktura chromatyny

          • DNA występuje w formie upakowanej.

          • W krańcowej postaci, czyli chromosomach metafazowych, nić DNA o dług. 2 m, złożona (u człowieka) z 5,3X109 par zasad ulega skróceniu około 10 tys. razy.

          • Upakowanie DNA jest wynikiem określonej organizacji strukturalnej DNA w przestrzeni uwarunkowanej przez białka chromatynowe tj. histony i białka niehistonowe.

          • W mikroskopie optycznym chromatyna jest widoczna w postaci grudek – chromocentrów i włókien zwanych chromosomami.

          • Trzy rzędy uporządkowania strukturalnego chromatyny:

            • nukleosom

            • solenoid

            • struktury wyższego rzędu

      • Nukleosom

        • podstawowa jednostka strukturalna chromatyny

        • zawiera fragment DNA o długości ok.200 par zasad – po dwie cząsteczki każdego z histonów H2A, H2B, H3 i H4 oraz jedną cząsteczkę histonu H1

        • podwójna helisa DNA owija się w postaci lewoskrętnej spirali wokół dyskowatego kształtu oktameru histonów

        • z około 200 par zasad DNA w nukleosomie tylko 146 ściśle oddziałuje z oktamerem tworząc rdzeń nukleosomu



        • struktura nukleosomu stabilizowana jest przez interakcje histon-histon zachodzące między histonami rdzeniowymi

        • silne oddziaływania między H3 i H4 prowadzą do powstania tetrameru, a między H2B i H4 oraz H2A i H2B do powstania dimerów

        • około 90% chromatyny DNA zorganizowana jest w nukleosomy

        • w plemnikach w trakcie spermatogenezy histony są zastępowane przez białka protaminy

      • Solenoid (superspirala)

        • struktura wyższego rzędu, w tworzeniu której jest obecność histonu H1

        • helikalna forma włókna nukleosomowego

        • powstające włókno chromatynowe

        • o średnicy ok. 30 nm zawiera 6 nukleosomów na skręt


Nukleosomy przypominające kształtem spłaszczone dyski ułożone są w solenoidzie tak, że ich „twarzowe” powierzchnie zorientowane są mniej więcej równolegle do długiej osi włókna. Upakowanie nukleosomów w solenoidzie pozwala na skrócenie zawartego w nim DNA ok. 40X – 6-7X przez owinięcie DNA na oktamerze histonów i 6X przez superspiralne zwinięcie włókna nukleosomowego.

      • Struktury wyższego rzędu

        • Kolejny stopień uporządkowania strukturalnego określany jako „model uporządkowania promienistego”, odpowiada ułożeniu włókien o średnicy 30 nm w pętle (domeny).

        • Pętle te swoją podstawą zakotwiczone są w białkowym rusztowaniu macierzy jądrowej stanowiącym osiową strukturę podporową chromosomów metafazowych.

        • Białka szkieletowe wydają się być odpowiedzialne za ostateczną integrację materiału genetycznego zarówno podczas replikacji i transkrypcji, jak i w czasie mitozy i podziału komórkowego.

Różnice w wewnętrznej strukturze fibryli interfazowych i metafazowych dotyczą stopnia ich upakowania. Kondensacja chromatyny w czasie mitozy wydaje się być spowodowana zmianami stężenia kationów dwuwartościowych wewnątrz komórki, fosforylacją niektórych białek (histon H1) oraz tworzeniem wiązań dwusiarczkowych w łańcuchu polipeptydowym.


      • Rodzaje chromatyny

        • Lużna

        • Zwarta

        • Heterochromatyna

          • nie ulega dekondensacji (z wyjątkiem okresu replikacji)

          • nie przekształca się w chromatynę luźną

          • jej DNA nie ulega transkrypcji – chromatyna nieaktywna genetycznie

          • zawiera satelitarny DNA

          • jej ilość może dochodzić do kilkudziesięciu % DNA

          • zlokalizowana w charakterystycznych dla danego gatunku strefach chromosomów ( na krańcach heterochromatyna telomerowa, przy centromerze heterochromatyna centromerowa, w różnych częściach ramion heterochromatyna interkalarna

        • Euchromatyna

          • ulega całkowicie dekondensacji w wyniku przemiany chromosomów telofazowych w struktury chromosomowe jądra.

          • zplantawiera DNA ulegający transkrypcji – chromatyna aktywna genetycznie

          • wskutek niedostępności wzorca DNA może ulegać kondensacji w chromatynę zwartą, nieaktywną genetycznie. Jest to proces odwracalny.

Na styku chromatyny zwartej i luźnej znajdują się fibryle perichromatynowe w postaci nici częściowo zwiniętych o średnicy 3-20 nm. Są one prawdopodobnie cząsteczkami hn RNA. Po odcięciu od fibryli informacyjnej części RNA (mRNA), jeszcze w obrębie jądra następuje połączenie mRNA z białkami, które zabezpieczają go przed destrukcyjnym działaniem rybonukleazy. Pomiędzy fibrylami chromatyny luźnej znajdują się grupy ziaren interchromatynowych połączonych ze sobą siecią delikatnych nici. Są one odporne na działanie proteaz i rybonukleazy.

      • Jąderko

        • Pierdoły o jąderku

          • Widoczne za pomocą mikroskopu optycznego

          • Nie dzieli się

          • Nie oddzielone od kariolimfy błoną

          • jest charakterystycznym składnikiem jąder Eucaryota

          • jego głównymi składnikami chemicznymi są RNA i białka

          • DNA występuje w nieznacznych ilościach w odcinku fibryli chromatynowej znajdującym się w jąderku

          • nie występuje w jądrach o daleko posuniętej kondensacji chromatyny (plemniki, erytrocyty ptaków)

          • rozmiary jąderek są tym większe, im większe jest nasilenie syntezy białek w danej komórce

          • zwykle zanika w cyklu mitotycznym w późnej profazie i jest odtwarzane w telofazie

          • chromosomy jąderkotwórcze i NOR

          • przewężenie wtórne chromosomów – miejsce powstawania jąderka, wykazujące nieznaczny stopień kondensacji fibryli chromatynowej w chromosomach mitotycznych. Liczba chromosomów jąderkotwórczych jest stała dla danego genomu

          • organizatory jąderka – NOR (nucleolar organizer) – odcinki chromosomów jąderkotwórczych odpowiadające wtórnym przewężeniom w chromosomach mitotycznych. Zawierają rDNA charakteryzujący się znaczną powtarzalnością sekwencji nukleotydów.

          • W jąderku intensywnie syntetyzującym RNA przeważa składnik ziarnisty.

          • W większości komórek ssaków jąderko zbudowane jest ze splątanych pasm (nukleonem) o średnicy ok.100 nm

          • Jąderka tkwią bezpośrednio w kariolimfie

          • Jąderko zawiera ponad 200 rozmaitych białek strukturalnych, enzymatycznych i regulatorowych




        • Budowa jąderka

          • Centra fibrylarne – gęste przestrzenie wypełnione mniej lub bardziej skondensowanymi fibrylami chromatynowymi. Centra fibrylarne zawierają rDNA i wykazują aktywność polimerazy RNA I (jąderkowej).

          • Gęsty składnik fibrylarny – zawiera RNA i stanowi miejsce intensywnej transkrypcji rRNA

          • Składnik granularny – zawiera ziarenka o średnicy 15 nm będące prekursorami rybosomów cytoplazmatycznych

          • Wakuola jąderkowa – występuje w jąderkach, z których nastąpił gwałtowny eksport składnika granularnego nie zrekompensowany przez odpowiednio szybką syntezę nowych prekursorów rybosomów. Wakuola jądrowa stanowi jasną przestrzeń zawierającą luźno rozmieszczone fibryle i ziarenka.

          • Macierz jąderkowa – podłoże, w którym umieszczone są wszystkie składniki jąderka.

        • funkcja

          • stanowi miejsce okresowego nagromadzenia RNA będącego, produktem aktywności genów znajdujących się w jąderkowym DNA

          • Synteza rybosomalnego RNA oraz tworzenie p[odjednostek rybosomowych

      • Otoczka jądrowa (kariolemma)

        • Bariera pomiędzy nukleoplazmą i cytoplazmą

        • Dwie błony – zewnętrzna (rybosomy) i wewnętrzna (blaszka gęsta - lamininy)

        • Przestrzeń pomiędzy błonami – przestrzeń okołojądrowa

        • Lamininy blaszki gęstej błony wewnętrznej łączą się strukturalnie z białkami stanowiącymi szkielet jądra (macierz). Ulegają fosforylacji.

    • Pory otoczki jądrowej

      • Miejsca, w których następuje zespolenie błony jądrowej zewnętrznej i wewnętrznej – kanały o kształcie kulistym lub wielokątnym w otoczce jądrowej

      • Na obu krawędziach porów znajduje się po 8 symetrycznie rozmieszczonych ziarenek połączonych ze wspólnym ziarnem centralnym znajdującym się w prześwicie pora

      • Liczba porów w jądrach o intensywnej wymianie jądrowo – cytoplazmatycznej jest znaczna

      • Liczba porów na jedno jądro wynosi ok.3X103 w dojrzałych hepatocytach, 38X106 w dojrzałych oocytach. Na 1 µm2 w wymienionych komórkach przypada odpowiednio 14 i 37 porów.




  • Mikroszkielet




    • mikrotubule – mało stabilne, łatwo ulegają dezintegracji w czasie preparatyki

    • mają kształt cylindrów o średnicy 25 nm (grubość ściany - 5 nm, wielkość światła - 15 nm)

    • ściana zbudowana z protofilamentów tubulinowych układających się korkociągowato 

    • z mikrotubul zbudowane są centriole, rzęski, wici i wrzeciono podziałowe

    • mikrotubile nie zginają się, dlatego tworzą cytoskeleton

    • neurotubule – rurki o małym świetle (średnica 7-10 nm)







    • Mikrotubule mogą wiązać się z białkami towarzyszącymi mikrotubulom – MAP (ang. microtubule associating proteins). Białka te mogą wpływać na polimeryzację i depolimeryzację mikrotubuli. Przykładem MAP zapobiegającego depolimeryzacji mikrotubuli jest MAP2 i białko tau, które zapewniają stabilizację i równoległe ułożenie mikrotubuli np. w dendrytach i aksonach.

    • Nadmierna fosforylacja białka tau przez kinazy białkowe doprowadza do bezładnego układania się mikrotubuli i zaburzenia transportu wzdłuż aksonów. Jest to jedna z przyczyn choroby Alzheimera tj. degeneracji mózgu u osób w podeszłym wieku.

    • Innym przykładem MAP są białka funkcjonalne – kinezyna i dyneina. Ich oddziaływanie z mikrotubulami powoduje przesuwanie się jednych par mikrotubuli względem innych i ruch zginania rzęski lub witki.

Twory metaplazmatyczne

    • filamenty

      • keratynowe (tonofilamenty) – 10nm

      • desminowe (tk. mięśniowa) – 10 nm

      • wimentynowe (kom. mezenchymy i ich pochodne np. fibroblasty) – 10nm

      • neurofilamenty

      • filamenty glejowe

      • filamenty miozynowe

      • Aktynowe– 6-7 nm

        • Długie, cienkie włukienka

        • Powstaja przez połączenie wielu cząsteczek aktyny

        • Odp za zmianę kształtu i ruch pelzakowaty komórki

        • Mniejsza średnica od pośrednich

      • Mikrotubule

        • Najwieksze rozmiary

        • Z tubuliny

        • Nieustannie zmieniaja długosć

        • System transportu w komórce,

        • Ograniczaja możliwośc swobodnego przemieszczania sie organelli

    • Tworzone najcześciej w centrosomach

  • Centrum komórkowe

    • najbardziej zagęszczony element struktury cytoplazmy prawie wszystkich komórek

    • zasadnicza część – centriole – bardzo małe (średnicy 0,1-0,15 µm i długości 0,3-0,6 µm) okrągłe lub pałeczkowate ziarenka

    • centriole układają się prostopadle do siebie, a ich ściany tworzą mikrotubule, biegnące równolegle do siebie, ułożone w 9 potrójnych grup

    • uczestniczy w wytwarzaniu wrzeciona podziałowego i struktur mających zdolność ruchu (migawki, witki)

    • neurocyty i osteocyty tj. komórki bez zdolności podziału – brak centrum komórkowego

    • centromer i kinetochor – struktury podobne do centrum w chromosomach

    • W komórkach gotowych do podziału centrum komórkowe składa się z 2 centrioli i nosi wtedy nazwę diplosomu. Dookoła centrioli znajduje się jaśniejsze pole zwane centrosferą. Centroplazma (centrosfera) wraz z centriolami nosi nazwę centrosomu lub mikrocentrum. Centriole są zazwyczaj połączone delikatnym mostkiem (centrodesmoza)

    • Tworza szkielet, rzęski i wici komórek eukariotycznych




  • Komunikacja między komórkami

      • Roślinne

        • Plasmodesmy

          • Cienkie pasma cytoplazmy służące do transportowania asymilatów (łyko), droga dla wirusów

        • Jamki


proste lejkowate


      • Zwierzęce

        • Desmosom

          • Połączenie mechaniczne

          • Płytki w postaci dysków

          • Połączone białkowymi zatrzaskami

        • Połączenia zamykające

          • Listewki graniczne

          • Bardzo ściśle przylegające błony komórkowe

          • Bariera dla dyfuzji bialek i lipidów

          • Utrzymywanie polaryzacji

          • Płyn tkankowy nie może się przedostać do światla narządu

        • Polączenie komunikacyjne (konekson)

          • Kanał przebijający dwie błony komórkowe

          • Bardzo szybki przepływ impulsów, substancji, nukleotydów, ale białka zbyt duże



* cyrkulacyjny często we włoskach epidermalnych i miękkiszu, pulsacyjny zsynchronizowany przy kilku wakuolach, fontannowy na przyklad w łagiewce pyłkowej, zróżnicowane na ekto i endo, w obu warstwach w drugą stronę.





©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość