Przestrzenna organizacja komórki

Przestrzenna organizacja komórki: składniki plazmatyczne-cytoplazma, jądro komórkowe wraz z jąderkiem, mitochondria, siateczkę wewnątrzplazmatyczna, lizosomy i aparat Gogiego oraz plastydy, wystepujace tylko w komorkach roslinnych. Te skladniki to protoplast. Skłądniki nie plazmatyczne to niektóre wakuole (wodniczki) wraz z ich zawartoscia oraz sciana komorkowa, wystepujaca w komorkach bakterii, grzybow, i ogromnej większości roslin. Komorki zwierzece pozbawione sa plastydow oraz sciany komorkowej. Także wakuole w komorce roslinnej i zwierzecej pelniac odmienne funkcje , maja rozna postac i zawartosc. Cytoplazma- w niej znajduja się pozostale plazmatyczne skladniki komorki (organelle). Cytoplazma jest polplynna, galaretowata masa o niejednolitej strukturze.O zmianie jej stanu fizycznego decyduja procesy uwodnienia lub odwodnienia. Jest ona subst. Koloidalna w sklad ktorej wchodza zwiazki organiczne i nieorganiczne. Do cytoplazmy podstawowej tworzacy system koloidalny zaliczaja się mikrofilamenty-zbudowane z aktyny, tworza w komorce sic najbardziej zageszczona wokół jadra, plastydow, mitochondriow oraz tuz pod plazmalemma. Zewnetrzna czesc cytoplazmy o strukturze zelu z gesta siecia regularnie regularnie ulozonych mikrofilamentow nosi nazwe ektoplazmy. Głebsze warstwy cytoplazmy tzw. Hialoplazma ma charakter plynny (tzw zol), zawiera niewielkie ilosci mikrofilamentow ulozonych bezladnie. Mikrofilamenty znajdujace się na terenie hialoplazmy pelnia role przy jej ruchach. Rozrozniamy trzy rodzaje ruchow:rotacyjny (cytopl plynie w stalym kierunku), cyrkulacyjny (cytoplazma porusza się w roznych kierunkach), pulsacyjny(odbywa się na zmiane to w jednym to w drugim kierunku) Mikrotubule zbudowane sa z bialka- tuuliny. Zespoly mikrotubul w komorce ulegaja dynamicznym przemianom (polimeryzacja-depolimeryzacja) regulowanym dzialaniem enzymow. Mikrotubule cytoplazmatyczne stanowia elementy cytoszkieletu oraz steruja ruchami organelli komorkowych. Mikrotubule wchodzace w sklad aparatu mitotycznego odgrywaja wazna role w czasie ruchu chromosomow, wyznaczaja miejsce tworzenia przyszlej sciany komorkowej.

Błony cytoplazmatyczne - PLAZMALEMMA-obszar cytoplazmy ograniczony jest blona bialkowo lipidowa o specjalnych wlasciwosciach. Jest to blona polprzepuszczalna dzialajaca wybiorczo wobec tego do wnetrza komorki mogą przedostawac się tylko niektóre substancje, woda natomiast przechodzi w sposób swobodny w obu kierunkach. Oprocz bialek wchodzacych w sklad struktury blon cytoplazmatycznych wystepuja na ich terenie bialka enzymatyczne, pelniace funkcje regulatorow w procesie przeplywu roznego rodzaju substanicji. Regulatorami przepuszczalnosci blon cytoplazmat. Sa także glikoproteidy zlokalizowane w powierzchniowej czesci blon, które „rozpoznaja” przenikajace przez blone substancje. Transport przez blony cytoplazmatyczne: dyfuzja prosta zalezy od roznicy stezen; jest najlatwiejsza forma przeplywu przez blony. Transport aktywny odbywajacy się wbrew gradientowi stezen, warunkowany jest zuzyciem energii-jest yo najbardziej regulowana forma transportu. Oprocz nosnikow energii których których role spelniaja tzw. Zwiazki wysoko energetyczne np. (adenozynotrojfosforan ATP) udzial w tym procesie biora bialka enzymatyczne, oraz niektóre jony.

PLAZMOLIZA- jeden z najprostszych sposobow wykazywania obecnosci w komorce blon polprzepuszczalnych. Zjawisko to można wywolac umieszczajac komorke w roztworze hipertonicznym. W obecnosci roztworu plazmolizatora roznica stezen zostaje wyrownana wskutek wplywu wody z wakuoli , która w tych warunkach kurczy się pociagajac za soba cytoplazme.

DEPLAZMOLIZA- uwodnienie wakuoli i powrot cytoplazmy do normalnego polozenia.Siateczka wewnatrzplazmatyczna-retikulum endoplazmatyczne-zespol cystern, kanalikow, banieczek lub pecherzykow, często laczacych się ze soba, ograniczonych blona bialkowo-lipidowa.Istnienie takiego systemu pozwala na przebieg roznych procesow biochemicznych np. rozkladu i syntezy. W czesci szorstkiej wystepuja drobne twory zwane rybosomami, odgrywajace istotna role przy syntezie bialek. Forma szorstka uczestniczy w procesie syntezy bialek najczesciej blonowych. Ta czesc jest szczególnie aktywna. Czesc gladka, pozbawiona rybosomow.bierze udzial w syntezie kwasow tluszczowych. Obie te struktury sa ze soba w scislym polaczeniu. W ER znajduja się także: enzymy odpowiedzialne za transport, modyfikujace bialka i oksyredukcyjne. Rybosomy sa stalym skladnikiem zywej komorki zbudowanym z bialka i kwasu rybonukleinowego. Wystepuja w postaci zwiazanej z blonami siateczki wewnatrzplazmatycznej, a także jako rybosomy wolne lub jako polirybosomy –bedace polaczeniem pojedynczych rybosomow. Budowane sa z dwoch podjednostek. Rybosomy sa strukturami, w których odbywa się synteza bialka przy udziale trzech rodzajow RNA niezbednych do wytworzenia lancucha polipeptydowego. Aparat Golgiego buduja diktiosomy Sa to zespoly splaszczonych roznej wielkosci cystern i pecherzykow otoczonych blona bialkowo-lipidowa, majacych ksztalt odwroconych spodkow ulozonych jeden nad drugim. W czesaci cis-formujacej przewazaja dlugie plaskie cysterny , w których odbywaja się procesy zwiazane z przebudowa bialek przy udziale odpowiednich enzymow. W czesci trans dojrzewajacej przewaza faca pecherzykowata, w ktorej zostaja upakowane produkty zsyntetyzowane w czesci cis. Pecherzyki te nastepnie wedruja do roznych czesci komorki transportujac wytworzone w diktiosomach zwiazki. Aparat Golgiego pozostaje w scislym zwiazku z gladka siat. Wewnatrzpl, lizosmomami oraz plazmalemma.

LIZOSOMY- drobne pecherzyki struktur Golgiego mogą pelnic funkcje specyficznych wakuol, których szczegolna forme stanowia lizosomy. W pecherzykach tych otoczonych pojedyncza blona stwierdzono obecnosc specyficznych enzymow odpowiedzialnych za procesy rozkładu. Enzymy te powstaja na terenie ER. Lizosomy mogą w komorce pelnic funkcje trawienne lub degradowac zbedne produkty metabolizmu.

JADRO KOMORKOWE-ksztalt jadra oze być kulisty, soczewkowaty, wrzecionowaty. Z reguly wystepuje ono we wszystkich zywych komorkach. Glownym jego skladnikiem jest DNA polaczone z bialkami. Jest w nim tez duzo RNA które syntetyzuje się wlasnie w jadrze. DNA polaczone z bialkami zasadowymi, tworzy na terenie jadra rodzaj siateczki o mniej lub bardziej zbitej strukturze, która nazywamy chromatyna. Chromatyna pograzona jest w tzw. Soku jadrowym (kariolimfie), również o charakterze bilakowym 9bialka kawasne), z nieiwelkim dodatkiem fosfolipidow. Chromatyna tworzaca zrab jadrowy, wystepuje w dwoch postaciach. Sa to: bardziej zwarta (spiralizowana) –heterochromatyna oraz odznaczajaca się luzna struktura –euchromatyna. Obie te formy wykazuja różną aktywnosc w procesach dziedziczenia. Euchromatyna jest forma bardziej aktywna od heterochromatyny.. W jadrze ponadto znajduja się owalne nieoblonione twory, zwane jaderkami, w sklad których wchodzi RNA, bialko oraz DNA. Jaderko osloniete jest otoczka jadrowa, zbudowana z 2 blon bialkowo-lipidowych. Znajduja się w niej otwory (pory) umozliwiajace kontaktowanie się wnetrza jadra z cytoplazma. Zewnetrzna blona jadrowa tworzy ponadto wypustki laczace jadro z siateczka wewnatrzplazmatyczna.

MITOCHONDRIA - sa to zespoly drobnych tworowmajacych postac kulista, palczkowata, lub nitkowata. Kazde mitochondrium zawiera w swym skladzie bialka, lipidy, RNA i niewielkie ilosci DNA. Bialko mitochondrialne naleza zarówno do rozpuszczalnyhc jak i nierozpuszczalnych w wodzie. Pierwsze z nich to enzymy biorace udzial w procesach oddychania komorkowego, pozostala czesc stanowia bialka strukturalne. ATP jest zwiazkiem zawierajacym w swym skladzie zasade azotowa, ryboze i 3 czasteczki kwasu fosforowego. Wyzwalanie energii nastepuje najczesciej w wyniku hydrolizy ATP. ATP ma w swej czasteczce dwa wiazania wysokoenergetyczne, których rozpad powoduje znaczne wydzielanie energii swobodnej. Energia wyzwala się w czasie hydrolizy ATP jest z koleji zyzywana w enrgochlonnych procesach biosyntez lub podczas transportu przez blony. Matrix mitochondrialna w ktorej pograzony jest grzebien zbudowana jest z gesto upakowanych ziarenek bialkowatych. Na jej terenie znajduja się ponadto rybosomy mitochondrialne, o skladzie chemicznym podobnym do rybosomow cytoplazmatycznych, jednak od nich drobniejsze. Na terenie matrix, zwykle w centralnej czesci mitochondrium, znajduje się koliscie zwinieta nic DNA. Obecnosc w matrix mitochondrialnej rybosomow oraz licznych enzymow zwiazanych z synteza DNA i RNA swiadczy o suzej autonomii tych organelli.

PLASTYDY- organelle otoczone dwiema blonami bialkowo-lipidowymi charakterystycznymi wylacznie dla komorek roslinnych. Wiekszosc plastydow zawiera w swym skladzie rozpuszczalne w tluszczach barwiniki-chlorofil oraz karotenoidy :karoten i ksantofil, które nadaja im okreslona barwe. Takie barwne plastydy nazywamy chromatoforami. Wśród plastydow wyrozniamy –chromatofory aktywne w fotosyntezie – niezwykle waznym i swoistym dla roslin procesie. Zaliczaja się do nich zielone chloroplasty i roznobarwne chromatofory niektórych glonow. –Chromatofory nieaktywne w procesie fotosyntezy zwane chromoplastami zawierajace czerwony karoten i zolty kasntofil. Chloroplasty nadaja barwe np. kwiatom, owocom. –Leukoplasty, czyli plastydy bezbarwne, uczestniczace w produkcji materialow zapasowych.

FOTOSYNTEZA- jest to proces przetwazania energii swietlnej w chemiczna zwiazany z pobieraniem wody i dwutlenku wegla. Produktem fotosyntezy jest glukoza oraz tlen. Niezbednym warunkiem dla fotosyntezy jest obecnosc chlorofilu zwiazanego z czescia bialkowa lamelli gran. Brawnik ten zbudowany jest z wegla wodoru, tlenu, azotu, i magnezu polaczonych w pierscienie pirolowe, uczestniczy w tzw. Swietlnej reakcji fotosyntezy.

SCIANA KOMORKOWA- jest zbudowana z pektyny oraz celulozy nalezacych do cukrowcow. Miedzy lancuchami celulozy wystepuja wolne przestrzenie wypelnione woda i pektynami. Zespoly lancuchow calulozowych tworza wyzsza jednostke strukturalna, zwana mikrofibrylla. W mlodych komorkach wystepuja przewaznie cienkie sciany, zwane pierwotynymi, zawierajace w swym skladzie wylacznie pektyny i celuloze.Gdy miedzy mikrofibryllami odklada się lignina, powoduje ona drwienie i usztywnianie scian. Taki sposób odkladania się zwiazkow w szkielecie sciany komorkowej nazywamy inkrustacja. W scianie komorkowej mogą odkladac się także substancje pochodzenie tluszczowego. Nie wnikaja one jednak miedzy mikrofibrylle celulozowe, lecz nakladaja się na ich powierzchni. Taki sposób odkladnania się nowych chemicznie substancji w scianie nosi nazwe adkrustacji.

WAKUOLE- skladniki nie palzmatyczne komorki, na których terenie gromadza się wszelkie wydaliny lub wydzieliny komorki powstajace w procesie przemiany materii. Wakuole maja postac pecherzykow roznych rozmiarow, otoczonych polprzepuszczalna blona bialkow –lipidowa, zwana tonoplastem. Powstają one z ER i AG lub plazmalemmy, Wakuole w komorkach roslinnych i zwierzecych uksztaltowane sa w odmienny sposób i pelnia rozne funkcje. Wakuola w kom ros. Jest zbiornikiem w którym goromadza się zbedne produkty przemiany materii lub produkty okresowo wykorzystywane przez komorke. U zwierzat spotykane sa natomiast wakuole odgrywajace aktywna role glownie w procesach odzywczych i wydalniczych.

PODZIAL KOMORKI-skladaja się dwa procesy:podzial jadra, czyli kariokineza i podzial cytopalzmy czyli cytokineza. Istnieja dwa typy podzialu

MITOZA- substancja chromatynowa zawarta w jadrze zaczyna zmieniac swoja postac , przyjmujac forme coraz silniej skrecajacych się i grubiejacych nici az do wytworzenia specyficznych tworow, zwanych chromosomami; liczba chromosomow jest stala u osobnikow danego gatunku, lecz roznica dla roznych gatunkow.II Okres formowania się chromosomow z substancji chromatynowej noci nazwe PROFAZY-chromatyna skupia się tworzy chromosomy. Każdy chromosom podzielony jest na dwie chromatydy. Zanika blona jadrowa i jaderko. Powstaje wrzeciono kariokinetyczne.

METAFAZA-chromosomy podzielone na chromatydy ukladaja się w plaszczycnie rownikowej wrzeciona kariokinetycznego. Nitki wrzeciona z jednej strony przyczepione sa do centrow chromosomow z drugiej skupiaja się na biegunach komorki.

ANAFAZA- Nitki wrzeciona kariokinetycznego kurcza się do przeciwleglych biegunow komorki po peknieciu centromerow wedruja chromatydy. Powstaje wrzeciono kariokinetyczne. Rozpoczyna się podzial cytoplazmy.

TELOFAZA-chromatydy staja się chromosomami potomnymi. Odtwarza się blona jadrowa i jaderko. Powstaja dwa jadra komorkowe z których kazde zawiera te sama liczbe chromosomow co jadro wyjsciowe i pelna informacje genetyczna. Dokonczony zostaje podzial komorki, Powstaja diwe komorki potomne.

WNIOSEK: mitoza jest podzialem zachowujacym taka sama liczbe chromosomow. Zachodzi w komorkach sanatycznych ciala u zwierzat i roslin oraz przy powstawaniu gamet u roslin.

MEJOZA- jest podzialem redukcyjnym gdyz ilosc chromosomow w komorkach potomnych jest o polowe mniejsza niż w komorce macierzystej (komorki potomne mimo redukcji ilosci chromosomow zwieraja pelna inf genet)

I PODZIAL
I PROFAZA-chromatyna ulega spiralizacji powstaja chromosomy. Chromosomy homologiczne ustawiaja się parami. Każdy z chromosomow podzielony jest na dwie chromatydy. Pary chromosomow chomologicznych tworza tzw. Biwalenty. Nastepuje silne skrecenie chromosomow honologicznych. Może nastapic pekanie i wymiana chromatyd miedzy chromosomami honologicznymi. Takie zjawisko nazywamy crossing-over. W czasie profazy I zanika blona jadrowa jaderka, powstaje wrzeciono kariokinetyczne.

I METAFAZA-biwalenty ustawiaja się w plaszczyznie rownikowej wrzeciona kariokinetycznego. Każdy z nich zawiera dwa chromosomy podzielone na chromatydy. Nitki wrzeciona kariokinetycznego przyczepione sa do centromerow chromosomow z drugiej skupiaja się na przeciwleglych biegunach komorki. I

ANAFAZA-Nici wrzeciona kariokinetycznego kurcza się. Chromosomy wedruja do przciwleglych biegunow komorki (po jednym z kazdej pary) powstaje wrzeciono cytokinetyczne.

I TELOFAZA- powstaja dwa jadra komorkowe posiadajace o polowe mniejsza liczbe chromosomow, niż jadro maciezyste, lecz zawierajace pelna informacje genetyczna.

II PODZIAL-PROFAZA II- powstaje wrzeciono kariokinetyczne. Zanika blona jadrowa jaderka. Chromosomy podzielone sa na chromatydy.

METAFAZA II-chromosomy podzielone na dwie chromatydy ustawiaja się w plaszczyznach rownikowych wrzeciona kariokinetycznego. Nitki wrzeciona kariokinetycznego z jednej strony skupione sa na biegunach komorki z drugiej doczepione do centromerow chromosomow.

ANAFAZA II- Nitki wrzeciona kariokin. Kurcza się. Chromosomy zostaja rozerwane do przeciwleglych biegunow komorki wedruja chromatydy. Powstaje wrzeciono cytokinetyczne.

TELOFAZA II- powstaja cztery jadra kom, zawierajace o polowe mniejsza liczbe chromosomow niż jadra przed mejoza. Nastepuje podzial komorki. Powstaja cztery komorki potomne. W kazdym z nich wystepuje jedno jadro.

WNIOSKI: Mejoza to podzial redukcyjny w którym z komorki diploidalnej (2n chromosomow) powstaja 4 komorki chaploidalne (1n rybosomow)/. Podzial mejotyczny zachodzi przy powstaniu gamet (kom plciowe np. jajowe, plemnikowe) u zwierzat oraz zarodnikow u roslin. Dzieki temu podzialowi z pokolenia na pokolenie organizmy okreslonego gatunku maja te sama liczbe chromosomow.