Budowa komórki

BUDOWA KOMÓRKI I JEJ WŁAŚCIWOŚCI

Protoplasty tworzą tzw. żywe składniki komórki .

Składniki komórek podzielono umownie na dwie grupy :

* Plazmatyczne ( żywe) – są to wszystkie błony komórkowe, cytoplazma ,jądro komórkowe z jąderkiem, plastydy , mitochondria, struktury Golgiego, rybosomy.
* Nieplazmatyczne (martwe) – jest to ściana komórkowa , sok wakuolarny nie zawierający białek konstrukcyjnych

Model budowy komórki :

* Każdy organizm musi oddzielić się od środowiska w sposób umożliwiający wybiórczą wymianę substancji z otoczeniem – stąd w żywej komórce jest błona komórkowa
* Nie wykazujące zasadniczo zdolności do dynamicznego odkształcenia swoich komórek organizmy prokariotyczne , rośliny oraz grzyby posiadają dodatkowo sztywną ścianę komórkową
* Środowisko wewnętrzne komórki tworzy bardzo złożony koloid wodny – cytoplazma. Umożliwia ona zachodzenie wszystkich podstawowych procesów życiowych w komórce
* Komórka posiada niemal zawsze skomplikowane centrum decyzyjne , czyli jądro komórkowe , sterujące globalnie wszystkimi czynnościami życiowymi , np. podziałami , przemianami metabolicznymi itd. Zawiera ono niezwykłe cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) , w których budowie zawarta jest informacja genetyczna . Odpowiednikiem jądra u bezjądrowych jest tzw. ziarno jądrowe –nukleoid
* Jednym z najistotniejszych problemów jest zdobywanie „wygodnej w życiu” energii chemicznej. Swoistymi „miniprzetwórniami” energetycznymi, gdzie syntetyzuje się większość substancji magazynujących energię , są mitochondria przeprowadzające reakcje tlenowe oddychania wewnątrzkomórkowego. Odpowiednikiem mitochondriów u tlenowych bakterii są mezosomy.
* Komórki roślinne mają specyficzne struktury – plastydy. Najistotniejsze z nich są zielone chloroplasty, umożliwiające zamianę energii świetlnej na chemiczną , która następnie wykorzystana jest do asymilacji dwutlenku węgla. Inne plastydy , np. bezbarwne leukoplasty spełniają funkcje zapasowe.
* Wnętrze komórki podzielone jest na przez błony retikulum endoplazmatycznego( ER) na przestrzenie, w których mogą zachodzić różne procesy
* Synteza najbardziej skomplikowanych i różnorodnych chemicznie makrocząsteczek, czyli białek , odbywa się zawsze na rybosomach. U Eucaryota większość tych organelli związana jest z retikulum tworząc retikulum granularne.
* Wydzielaniem makrocząsteczek na zewnątrz zajmują się aparaty Gologiego
* Za trawienie wewnątrzkomórkowe odpowiadają lizosomy
* W wakuolach znajduje się zapas wody , jonów oraz zbędne komórce substancje, których nie może usunąć na zewnątrz, np. tzw. metabolizm wtórne
* W komórkach zwierząt i grzybów za wyznaczenie biegunów podziałowych odpowiedzialne są centriole

Plazmoliza i deplazmoliza

1. Utrzymanie komórki w odpowiednim stanie uwodnienia , inaczej mówiąc – wakuole odpowiadają za jędrność komórki. W komórkach roślinnych ulegają odwodnieniu , obkurczająca się cytoplazma może odstawać od ściany komórkowej. Takie zjawisko nazywamy plazmolizą . ( Plazmoliza jest efektem zmniejszenia objętości cytoplazmy komórki roślinnej zanurzonej w roztworze hipertonicznym: woda ucieka z cytoplazmy do roztworu o wyższym ciśnieniu osmotycznym na zasadzie osmozy. Pod mikroskopem świetlnym widać, że błona komórkowa otaczająca wnętrze komórki coraz bardziej odstaje od ściany komórkowej.)

Stężenie soli (wody) na zewnątrz komórki jest większe niż stężenie w komórce i dlatego woda wypływa z komórki

Ponowne wnikanie wody do komórki , wypełniając je i wracając do pierwotnego stanu to deplazmoliza (Deplazmoliza - proces zachodzący w komórkach roślinnych, odwrotny do plazmolizy, polegający na nawodnieniu cytoplazmy, co powoduje zaniknięcie przestrzeni pomiędzy ścianą a błoną komórkową powstałych w procesie plazmolizy; zachodzi w środowisku hipotonicznym.) .Stężenie panujące wewnątrz jest większe niż na zewnątrz

2. U słodkowodnych pierwotniaków i wiciowców wodniczki tętniące usuwają m.in. nadmiar wody z cytoplazmy

Plazmoliza; od lewej ku deplazmolizie

Chloroplasty (u glonów nazywane chromatoforami) są plastydami biorącymi aktywny udział w procesie fotosyntezy. Ich kształt u organowców jest zasadniczo stały. Jest to dwuwypukła soczewka, rzadziej płaskowypukły, średnica ok. 5-8 µm. U polifiletycznych glonów ciałka zieleni mogą mieć kształt soczewkowaty, kubkowaty, wstęgowaty, kulisty lub innej posteci. Podobnie wielkość tych organelli u alg jest bardzo różna. waha się w szerokich granicach od 2 do kilkudziesięciu µm.

Budowę chloroplastu przedstawia schemat. Z zewnątrz otoczony jest gładką lipoproteinową błoną. Wewnętrzna błona tworzy, rozbudowujący się w czasie dojrzewania, system równoległych wypukleń. W pełni wykształcony chloroplast posiada lammelle lub tylakoidy składające się z dwóch cienkich błon. System lameralny jest zanurzony w jednorodnej, koloidalnej macierzy chloroplastu - stromie. Większość glonów ma tylko długie, biegnące wzdłuż całego chloroplastu, tylakoidy. U organowców występują dwa rodzaje „woreczków": krótkie, „poukładane" w stosy nazwane granami i długie, mniej liczne, łączące ze sobą grana. Liczbę gran w przeciętnej fotosyntezującej komórce ocenia się na 50, a w każdym jest ok. 10 - 80 tylakoidów.

Podobnie jak mitochondria chloroplasty przypominają uproszczone komórki prokariotyczne, tyle, że fotosyntezujące. Posiadają one:

· własne DNA w postaci „nagiej", kolistej cząsteczki;

· rybosomy;

· system lamelarny przypomina ogólnie te spotykane u Procaruyota;

· tylko jeden typ polimerazy DNA;

· mRNA plastydowy jest policistronowy;

· sposób organizacji tzw. fotosystemów jest podobny doprokariotycznego.

Nasuwa się przy tym następujący wniosek: chloroplasty podobnie jak mitochondria były pierwotnie prostymi symbiontami, tyle, że autotroficznymi.

Cytoplazma

Cytoplazma - stanowi środowisko wewnętrzne komórki. Jest bezbarwna, półpłynna, śluzowata, półprzezroczysta, o gęstości nieco większej od wody. Ma zdolność ciągłego ruchu. Po względem chemicznym składa się z wody - stanowi ona 60-90% masy komórki, pozostałe składniki to białka - 50% suchej masy (po odparowaniu wody z komórki), tłuszcze - 12-25% suchej masy, węglowodany - 15-20% suchej masy.
Składniki komórki tworzą tzw. system koloidalny - związki nieorganiczne wapnia, magnezu, miedzi, cynku, bromu, manganu, miedzi, fosforu, potasu, oraz system strukturalny w postaci białek globularnych, fibrylarnych - mikrofilamentów i mikrofibrylli.

Cytoplazma może wykonywac 3 ruchy :

* ruch rotacyjny – ruch cytoplazmy wokół centralnie ułożonej wakuoli
* ruch cyrkulacyjny – ruch cytoplazmy po mostkach cytoplazmatycznych
* ruch pulsacyjny – cytoplazma porusza się raz w jedną, raz w drugą stronę

Ruchy cytoplazmy są najlepiej widoczne w komórkach roślinnych. Ich przejawem jest przemieszczanie się zawieszonych w cytoplazmie chloroplastów.

Funkcje cytoplazmy:

* zapewnia komórkom określoną wytrzymałość mechaniczną, elastyczność, pewną sztywność i kurczliwość;
* umożliwia transport substancji pokarmowych wewnątrz komórki,
* umożliwia wykonywanie ruchów ameboidalnych niektórym organizmom,
* umożliwia ruchy chromosomów w czasie mitozy i mejozy,
* stanowi środowisko dla organelli komórkowych,
* umożliwia przebieg reakcji chemicznych.