kom�rka Kom�rka jest najmniejsz� jednostk� biologiczn� zdoln� do samodzielnego przejawiania wszystkich cech �ycia w �rodowisku nieo�ywionym. Znane s� te� bezkom�rkowe formy �ycia � wirusy, utworzone z kwasu nukleinowego zawieraj�cego informacj� genetyczn� do odtworzenia potomnych cz�stek wirusa oraz z os�onki bia�kowej. Nie maj� one zdolno�ci do samodzielnego rozmna�ania, gdy� nie dysponuj� w�asnym aparatem metabolicznym. Dopiero po wnikni�ciu do �ywej kom�rki gospodarza wirusy rozmna�aj� si� dzi�ki wykorzystaniu system�w enzymatycznych, a tak�e metabolit�w i energii kom�rki do syntezy w�asnych sk�adnik�w. S� to formy skrajnie paso�ytnicze. Kom�rka mo�e przetrwa�, rozwija� si� i rozmna�a� w �rodowisku materii nieo�ywionej, pobiera� z niego pokarmy i syntetyzowa� w�asne nowe sk�adniki. Zdolno�� kom�rki do zachowania wysokiego stopnia organizacji w nisko zorganizowanym otoczeniu wynika przede wszystkim z istnienia w kom�rce pe�nej, zakodowanej w DNA informacji genetycznej, zdolnej do samoodtwarzania si� (replikacji) oraz do tzw. ekspresji poprzez syntez� wszystkich rodzaj�w RNA (transkrypcja), niezb�dnych do syntezy pe�nego zestawu bia�ek strukturalnych i enzymatycznych (proces translacji). Bia�ka stanowi� podstaw� struktury kom�rki. Ich tworz�ce sie� �a�cuchy nadaj� protoplazmie w�a�ciwo�ci zorganizowanego �elu. Jako enzymy z kolei, bia�ka maj� w�a�ciwo�ci katalizowania wi�kszo�ci reakcji chemicznych zachodz�cych w kom�rce. Procesy te wymagaj� zar�wno oddzielenia reakcji przemiany materii od otoczenia kom�rki, jak i zapewnienia kontaktu i wymiany z tym otoczeniem. Obie te funkcje spe�niaj� p�przepuszczalne b�ony plazmatyczne. Przez b�on� p�przepuszczaln� w spos�b dowolny mo�e przedostawa� si� tylko woda, inne zwi�zki chemiczne s� transportowane przez ni� biernie (bez nak�adu energii) lub aktywnie (z wykorzystaniem energii metabolicznej) w spos�b kontrolowany przez kom�rk�. Budow� b�ony biologicznej wyja�nia model p�ynnej mozaiki. Zr�b b�ony tworz� g��wnie fosfolipidy ustawione w dwie warstwy, przy czym hydrofobowe �a�cuchy kwas�w t�uszczowych zwr�cone s� ku sobie, za� hydrofilowe grupy polarne (fosforanowe i inne) - na zewn�trz b�ony. Cz�steczki fosfolipid�w stale przemieszaj� si� w b�onie. Cz�steczki bia�ek b�onowych mog� by� przy��czone s� na obu powierzchniach dwuwarstwy lipidowej (bia�ka powierzchniowe), inne s� cz�ciowo w niej zag��bione lub przechodz� przez ni� z jednej strony na drug� (bia�ka integralne). Bia�ka b�onowe umieszczone s� w niej mozaikowo i stale si� przemieszczaj� w p�aszczy�nie b�ony. Lipidowe sk�adniki nadaj� b�onie p�ynno�� i elastyczno�� oraz utrudniaj� przenikanie wi�kszo�ci cz�steczek rozpuszczalnych w wodzie (hydrofilowych). Bia�ka b�onowe pe�ni� r�ne funkcje: transportow� (s� kana�ami do przenikania cz�steczek), enzymatyczn�, receptorow� (przyjmowanie sygna��w z otoczenia). B�ona oddzielaj�ca cytoplazm� kom�rki od �rodowiska nosi nazw� b�ony kom�rkowej. B�ony oddzielaj� te� wewn�trz kom�rki okre�lone przedzia�y (np. wn�trza organelli kom�rkowych), umo�liwiaj�c w ten spos�b niezale�ne zachodzenie w nich r�nych proces�w metabolicznych. Zjawisko to nazywamy kompartymentacj� kom�rki. 1. Kom�rki eukariotyczne Kom�rka eukariotyczna, w przeciwie�stwie do prokariotycznej, to kom�rka maj�ca j�dro kom�rkowe. Kom�rkowy DNA jest oddzielony od cytoplazmy. Poszczeg�lne kompartymenty wyposa�one w specyficzne uk�ady enzymatyczne. Do organelli i struktur stanowi�cych podstawowe wyposa�enie kom�rki eukariotycznej nale��: j�dro, mitochondria, plastydy (u ro�lin), endoplazmatyczne retikulum, aparat Golgiego, mikrocia�ka, wakuola, rybosomy i cytoszkielet, u ro�lin ponadto �ciana kom�rkowa. 1.1. Cytoplazma podstawowa Cytoplazma podstawowa stanowi �rodowisko dla innych sk�adnik�w kom�rki. Tworzy j� sie� cz�steczek bia�kowych, stanowi�ca hydrofilowy uk�ad koloidowy o strukturze �elu. W�r�d bia�ek cytoplazmy podstawowej jest ogromna liczba enzym�w dla r�nych proces�w, jak glikoliza, synteza cukr�w, aminokwas�w, kwas�w t�uszczowych, nukleotyd�w i innych. Cytoplazma �ywych, aktywnych kom�rek eukariotycznych znajduje si� w ci�g�ym ruchu. Mog� to by� ruchy chaotyczne lub regularne pr�dy, unosz�ce z sob� organelle. Ruchy te s� spowodowane aktywno�ci� mikrofilament�w oraz zr�nicowaniem stanu koloidowego cytoplazmy i jego przemianami zol/�el. 1.2. Cytoszkielet Kom�rki eukariotyczne maj� rozmaite kszta�ty, cz�sto zmienne, zmienia� mo�e si� te� po�o�enie organelli w kom�rkach, a tak�e po�o�enie samych kom�rek, je�li s� one obdarzone zdolno�ci� ruchu. Te w�a�ciwo�ci zawdzi�czaj� kom�rki swojemu cytoszkieletowi, na kt�ry sk�adaj� si� mikrotubule i mikrofilamenty. Mikrotubule to cienkie, d�ugie, rurkowate struktury utworzone z bia�ka tubuliny. S� strukturami labilnymi, powstaj� i rozpadaj� si� w zale�no�ci od stanu kom�rki. Wyst�puj� w cytoplazmie pojedynczo lub w wi�zkach. Z mikrotubul tworzone s� wrzeciona podzia�owe kom�rek. Mikrotubule znajduj�ce si� bezpo�rednio pod b�on� kom�rkow� uczestnicz� w tworzeniu �ciany kom�rkowej � determinuj� one kierunek odk�adania w �cianie nowych mikrofibryli celulozowych. P�czki mikrotubul przenikaj�ce cytoplazm� podstawow� wytwarzaj� wewn�trz niej rodzaj rusztowania � labilny i delikatny szkielet wewn�trzny, kt�ry mo�e wyznacza� drogi transportu substancji i organelli wewn�trz kom�rki. Mikrofilamenty s� to delikatne, r�wnolegle u�o�one w��kienka bia�ka kurczliwego - aktyny. Uczestnicz� m.in. w funkcjach kom�rki zwi�zanych z ruchami, takimi jak ruchy cytoplazmy, wpuklenia i fa�dowanie si� b�ony cytoplazmatycznej, zmiany kszta�tu i podzia� kom�rki. 1.3. Rybosomy W kom�rkach eukariotycznych wyst�puj� 2 rodzaje rybosom�w. Mniejsze, o sta�ej sedymentacji 70S podobne s� do rybosom�w prokariotycznych i wyst�puj� wewn�trz mitochondri�w i plastyd�w. W cytoplazmie wyst�puj� rybosomy nieco wi�ksze, 80S. Ka�dy rybosom sk�ada si� z dw�ch podjednostek: w rybosomach 80S s� to podjednostki 60S i 40S. W sk�ad rybosom�w wchodzi kilka rodzaj�w rybosomowego RNA (rRNA) oraz kilkadziesi�t rodzaj�w bia�ek. RNA rybosom�w 80S syntetyzowany jest w j�derku, a bia�ka rybosomowe w cytoplazmie. Jeszcze w j�drze odbywa si� wst�pne formowanie rybosom�w, kt�re doko�czone zostaje w cytoplazmie. Funkcj� rybosom�w jest udzia� w syntezie bia�ka. Rybosom przy��cza si� do nici informacyjnego RNA (mRNA) i przesuwaj�c si� wzd�u� niej, dzi�ki enzymom b�d�cym jego cz�ci�, buduje �a�cuch bia�kowy, przy��czaj�c do� kolejne aminokwasy dostarczone przez transportuj�cy RNA (tRNA). Rybosomy znajduj�ce si� na zewn�trznej powierzchni cystern retikulum endoplazmatycznego szorstkiego syntetyzuj� �a�cuchy bia�kowe wprost do wn�trza cystern. Rybosomy mog� by� r�wnie� zawieszone swobodnie w cytoplazmie podstawowej. Do jednej nici mRNA mo�e wtedy by� przy��czona wi�ksza liczba (5-30) rybosom�w, tworz�c charakterystyczne �a�cuszki polirybosom�w (polisom�w). 1.4. Retikulum endoplazmatyczne (ER) Retikulum jest utworzone z b�on, uformowanych w po��czony system rurek i sp�aszczonych woreczk�w - cystern. Organellum to ulega ci�g�ym przemieszczeniom, rozpraszaniu i wytwarzaniu na nowo. W kana�ach i cysternach retikulum wyst�puj� enzymy i odbywaj� si� r�ne syntezy, w tym sk�adnik�w b�on. Do b�on cystern retikulum mog� przy��czone od zewn�trz rybosomy, tworz�c tzw. retikulum endoplazmatyczne szorstkie. Syntetyzowane na rybosomach �a�cuchy bia�kowe wnikaj� do wn�trza cystern i wewn�trz nich przemieszczaj� si� do innych rejon�w kom�rki. Rurkowate rejony retikulum nie s� na og� pokryte rybosomami i stanowi� tzw. retikulum endoplazmatyczne g�adkie. Jest ono g��wnie miejscem syntezy lipid�w. Retikulum endoplazmatyczne uczestniczy w transporcie wewn�trzkom�rkowym, poniewa� wewn�trz systemu retikulum mo�e nast�powa� przep�yw cz�steczek pomi�dzy r�nymi rejonami kom�rki. Ponadto od retikulum oddzielaj� si� p�cherzyki, kt�re mog� w��cza� si� w b�ony innych organelli i w b�on� kom�rkow�. Przy takim w��czaniu si� zawarto�� p�cherzyka "wylewa si�" po wewn�trznej stronie b�ony przyjmuj�cej p�cherzyk. Je�eli b�on� t� jest b�ona kom�rkowa, zawarto�� p�cherzyka wylewa na zewn�trz protoplastu (zjawisko egzocytozy). Retikulum jest te� cz�ci� systemu transportu substancji pomi�dzy r�nymi kom�rkami: fragmenty retikulum w postaci tzw. desmotubuli mog� znajdowa� si� w plazmodesmach. 1.5. Aparat Golgiego Jest to system b�on z�o�ony z p�askich cystern, rurek i p�cherzyk�w, pod wzgl�dem funkcji i pochodzenia stanowi�cy przed�u�enie retikulum endoplazmatycznego. Struktur� podstawow� aparatu Golgiego jest diktiosom - stos 4-6 p�askich, lekko wygi�tych p�cherzyk�w (cystern). Na brzegach cystern tworz� si� liczne rozd�cia, kt�re z czasem od��czaj� si� w postaci p�cherzyk�w. Od cz�ci obwodowych cystern mog� te� odchodzi� rurki, kt�re ��cz� z sob� poszczeg�lne diktiosomy i nadaj� ci�g�o�� aparatowi Golgiego kom�rki. Diktiosom cechuje si� biegunowo�ci� � jego dwie strony r�ni� si� budow� i sk�adem. W cz�ci wypuk�ej (strona formowania), cysterny maj� budow� i sk�ad podobne do retikulum endoplazmatycznego. W tej cz�ci do cysterny diktiosomu ci�gle przy��czaj� si� p�cherzyki, pochodz�cych z g�adkiego ER. W�a�ciwo�ci cystern diktiosomu stopniowo zmieniaj� si� w miar� oddalania si� w kierunku przeciwnej, wkl�s�ej strony diktiosomu (strona dojrzewania). Po stronie dojrzewania nast�puje intensywne oddzielanie od cystern p�cherzyk�w, kt�re transportuj� przetworzone w diktiosomie zwi�zki do innych rejon�w kom�rki. W cysternach diktiosom�w modyfikowane s� bia�ka wytworzone w szorstkim ER. Modyfikacja polega najcz�ciej na przy��czaniu do nich reszt cukrowcowych, powstaj� w ten spos�b glikoproteiny, wchodz�ce m.in. w sk�ad b�ony kom�rkowej. W diktiosomach kom�rek ro�linnych syntetyzowane s� niecelulozowe polisacharydy �ciany kom�rkowej, �luzy i inne wydzieliny kom�rkowe, tote� aparat Golgiego bywa szczeg�lnie rozwini�ty w kom�rkach wydzielniczych. P�cherzyki diktiosomowe uczestnicz� w tworzeniu przegrody pierwotnej podczas c...
pucziczi