Cytozol + struktury błoniaste = cytoplazma
Cytoplazma + jadro = protoplazma
Protoplazma + wakuole = protoplast (u roślin)
CYTOLOGIA KOMÓRKI
Komórka – pierdoły.
KomórkaKomórka
najmniejsza strukturalna jednostka protoplazmy, która może najmniejsza strukturalna jednostka protoplazmy, która może względnie niezależnie wykonywać funkcje związane z
względnie niezależnie wykonywać funkcje związane z
podtrzymywaniem życia. Ciągłość wykonywania takich funkcji w podtrzymywaniem życia. Ciągłość wykonywania takich funkcji w kolejnych pokoleniach komórek decyduje o trwałości ich form i kolejnych pokoleniach komórek decyduje o trwałości ich form i dokonuje się dzięki materiałowi genetycznemu znajdującemu się dokonuje się dzięki materiałowi genetycznemu znajdującemu się w jądrze komórkowym.
w jądrze komórkowym.
Materiał genetyczny (głównie DNA) komórek zawiera informacje, Materiał genetyczny (głównie DNA) komórek zawiera informacje, według których ustalane są ich budowa i funkcja. Komórki bez jąder według których ustalane są ich budowa i funkcja. Komórki bez jąder mogą żyć i funkcjonować przez pewien czas, dzięki zgromadzonym mogą żyć i funkcjonować przez pewien czas, dzięki zgromadzonym materiałom powstałym w obecności jądra, nie mogą jednak
materiałom powstałym w obecności jądra, nie mogą jednak
rozmnażać się i przekazywać swoich cech następnym pokoleniom.
rozmnażać się i przekazywać swoich cech następnym pokoleniom.
Kształty i wymiary:Kształty i wymiary:
Zawieszone w płynie – zazwyczaj kuliste, w układzie zwartym wieloboki
Najmniejsze to komórki móżdżku ok. 4 µm, a największe - Najmniejsze to komórki móżdżku ok. 4 µm, a największe -
komórka jajowa – 100 µm i komórki piramidalne kory mózgowej – komórka jajowa – 100 µm i komórki piramidalne kory mózgowej – 150 µm.
150 µm.
Lepkość komórkiLepkość komórki (główna cecha fizyczna komórki) zależy od (główna cecha fizyczna komórki) zależy od wzajemnego stosunku roztworów w stanie żelu i zolu.
wzajemnego stosunku roztworów w stanie żelu i zolu.
Roztwory krystaliczne komórki są odpowiedzialne za ciśnienie Roztwory krystaliczne komórki są odpowiedzialne za ciśnienie osmotyczne, które jest ważną cechą fizyczną komórek. W osmotyczne, które jest ważną cechą fizyczną komórek. W większości komórek wynosi 280 – 320 mOsm (miliosmoli).
większości komórek wynosi 280 – 320 mOsm (miliosmoli).
Powierzchnia komórek - warstwa glikoprotein, białek i Powierzchnia komórek - warstwa glikoprotein, białek i węglowodanów, która
węglowodanów, która nadaje komórce ładunek elektryczny ujemny.nadaje komórce ładunek elektryczny ujemny.
W komórkach znajduje się też duża różnorodność W komórkach znajduje się też duża różnorodność
małocząsteczkowych związków chemicznych. Związki te występują w małocząsteczkowych związków chemicznych. Związki te występują w komórkach w formie polimerów tworzących makrocząsteczki. Do komórkach w formie polimerów tworzących makrocząsteczki. Do tych ostatnich należą kwasy nukleinowe (RNA, DNA), białka, tych ostatnich należą kwasy nukleinowe (RNA, DNA), białka, węglowodany, tłuszcze.
węglowodany, tłuszcze.
Organella komórkoweOrganella komórkowe
błona komórkowabłona komórkowa
siateczka sródplazmatycznasiateczka sródplazmatyczna
gładkagładka
ziarnista (szorstka – ergastoplazma)ziarnista (szorstka – ergastoplazma)
aparat (kompleks) Golgiegoaparat (kompleks) Golgiego
centrum komórkowe, cytocentrum, centrosomcentrum komórkowe, cytocentrum, centrosom
mitochondriamitochondria
lizosomylizosomy
peroksysomyperoksysomy
Twory metaplazmatyczne (filamentarne czyli włókienkowe)Twory metaplazmatyczne (filamentarne czyli włókienkowe)
miofibrylemiofibryle
tonofibryletonofibryle
neurofibryleneurofibryle
mikrotubulemikrotubule
Wtręty cytoplazmatyczne (para – deutoplazmatyczne)Wtręty cytoplazmatyczne (para – deutoplazmatyczne)
wydzieliny (sekrety, inkrety)wydzieliny (sekrety, inkrety)
wydaliny (ekskrety)wydaliny (ekskrety)
substancje zapasowe (białka, glikogen. tłuszcze)substancje zapasowe (białka, glikogen. tłuszcze)
barwniki endogenne (melanina, lipofuscyna, hemoglobina i jej barwniki endogenne (melanina, lipofuscyna, hemoglobina i jej pochodne)
pochodne)
barwniki egzogenne (leki, lipochromy – karoten)barwniki egzogenne (leki, lipochromy – karoten)
wtręty nieorganiczne (Ca, K)wtręty nieorganiczne (Ca, K)
Cytoplazma podstawowaCytoplazma 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:Główne kationy komórek:
KK+ + (140 mmol/l) odwrotnie w płynie tkankowym (140 mmol/l) odwrotnie w płynie tkankowym otaczającym komórki
otaczającym komórki
** NaNa++ (10mmol/l) (10mmol/l) odwrotnie w płynie tkankowym otaczającym odwrotnie w płynie tkankowym otaczającym komórki
komórki
** Główne aniony komórek:Główne aniony komórek:
HCOHCO33 -- , HPO , HPO44 --
, SO, SO44– –
oraz niektóre białka.
oraz niektóre białka.
*
* Głównym anionem płynu tkankowego jest ClGłównym anionem płynu tkankowego jest Cl-- . .
Twory deutoplazmatyczne (paraplazmatyczne, wtręty komórkowe)Twory deutoplazmatyczne (paraplazmatyczne, wtręty komórkowe)
** W wielu narządach wtręty należą do stałych składników W wielu narządach wtręty należą do stałych składników cytoplazmatycznych i są często efektem szczególnej funkcji cytoplazmatycznych i są często efektem szczególnej funkcji komórki. Niekiedy występują okresowo. Do wtrętów
komórki. Niekiedy występują okresowo. Do wtrętów cytoplazmatycznych zalicza się:
cytoplazmatycznych zalicza się:
** ziarna glikogenu ziarna glikogenu
występują w wątrobie i włóknach mięśniowych poprzecznie występują w wątrobie i włóknach mięśniowych poprzecznie prążkowanych
prążkowanych
barwienie karminem Besta, reakcja PAS.barwienie karminem Besta, reakcja PAS.
glikogen występuje w dwóch postaciach:glikogen występuje w dwóch postaciach:
α – glikogenu – duże ziarna, o średnicy do 150 nmα – glikogenu – duże ziarna, o średnicy do 150 nm
β – glikogenu – małe ziarna, o średnicy 3-20 nm, β – glikogenu – małe ziarna, o średnicy 3-20 nm, układające się w charakterystyczne rozety.
układające się w charakterystyczne rozety.
krople tłuszczukrople tłuszczu
kuliste przestrzenie wypełnione materiałem o średniej kuliste przestrzenie wypełnione materiałem o średniej gęstości elektronowej
gęstości elektronowej
w bliskim sąsiedztwie gładkiej siateczki w bliskim sąsiedztwie gładkiej siateczki
śródplazmatycznej, co przemawia za jej udziałem w śródplazmatycznej, co przemawia za jej udziałem w formowaniu kropli tłuszczu
formowaniu kropli tłuszczu
twory krystalicznetwory krystaliczne
w blastomerach zarodków ssaków oraz w komórkach w blastomerach zarodków ssaków oraz w komórkach sródmiąższowych jądra
sródmiąższowych jądra
struktury o bardzo regularnej budowiestruktury o bardzo regularnej budowie
składające się z kryształów białkowychskładające się z kryształów białkowych
jedną z form morfologicznych materiału zapasowego w jedną z form morfologicznych materiału zapasowego w komórkach.
komórkach.
BarwnikiBarwniki
egzogenne (karotenoidy)egzogenne (karotenoidy)
endogenne (lipofuscyna – barwnik zużycia, melanina)endogenne (lipofuscyna – barwnik zużycia, melanina)
wydzielinywydzieliny
produkty wytwarzane przez komórki gruczołowe. produkty wytwarzane przez komórki gruczołowe.
Występują w postaci ziaren i kropel Występują w postaci ziaren i kropel
wydalinywydaliny
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*
Cytoplazma podstawowaCytoplazma podstawowa
budowabudowa
** z delikatnej siateczki utworzonej przez mikrobeleczkiz delikatnej siateczki utworzonej przez mikrobeleczki
** stykają się ze sobą i kontaktują się ze wszystkimi organellami stykają się ze sobą i kontaktują się ze wszystkimi organellami komórkowymi.
komórkowymi.
*
* sieć zagęszczona w obwodowych częściach cytoplazmysieć zagęszczona w obwodowych częściach cytoplazmy
** wchodzi w kontakt z białkami kurczliwymi, stanowiącymi wchodzi w kontakt z białkami kurczliwymi, stanowiącymi integralną część błony komórkowej.
integralną część błony komórkowej.
Funkcja i cechy charakterystyczne:Funkcja i cechy charakterystyczne:
*
* stanowi środowisko wewnętrzne dla wszystkich zawartych w stanowi środowisko wewnętrzne dla wszystkich zawartych w
* 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.
Rotacyjny cyrkulacyjny pulsacyjny fonntannowy
niej organelli komórkowych niej organelli komórkowych
*
* jest amorficzna, jest amorficzna,
** ma właściwości koloidalne, ma właściwości koloidalne,
** zapewnia komórkom określoną wytrzymałość, elastyczność, zapewnia komórkom określoną wytrzymałość, elastyczność, sztywność, kurczliwość i lepkość
sztywność, kurczliwość i lepkość
*
* ruchy amebiodalne komórek i ruchy wewnątrzkomórkowe ruchy amebiodalne komórek i ruchy wewnątrzkomórkowe organelli zależą od obecności cytoplazmy podstawowej i organelli zależą od obecności cytoplazmy podstawowej i zawartych w niej elementów tworzących tzw. szkielet komórki zawartych w niej elementów tworzących tzw. szkielet komórki (cytoskeleton)
(cytoskeleton)
Błony biologiczne
Pierdoły
Podstawowym elementem strukturalnym - lipidy,Podstawowym elementem strukturalnym - lipidy,
** gł. fosfolipidy (reszta fosforanowa fosfolipidów posiada gł. fosfolipidy (reszta fosforanowa fosfolipidów posiada właściwości hydrofilowe)
właściwości hydrofilowe)
** cholesterol (33%) - (grupa hydroksylowa cholesterolu posiada cholesterol (33%) - (grupa hydroksylowa cholesterolu posiada właściwości hydrofilowe)
właściwości hydrofilowe)
*
* sfingolipidy sfingolipidy
** glikosfingolipidyglikosfingolipidy
amfipatycznośc lipidówamfipatycznośc lipidów
pierdoły w funkcjach: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 komórkowaBłona 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).
AmfipatycznaAmfipatyczna budowa budowa
nieprzepuszczalność dla cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie.nieprzepuszczalność dla cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie.
Glikokaliks –
Cukry błon komórkowych – łańcuchy oligosacharydoweCukry błon komórkowych – łańcuchy oligosacharydowe
** z białkami i lipidami tworzą glikokoniugaty glikoproteinowe lub z białkami i lipidami tworzą glikokoniugaty glikoproteinowe lub glikolipidowe
glikolipidowe
** biorą udział w procesach:biorą udział w procesach:
adhezjiadhezji
rozpoznawania komórkowegorozpoznawania komórkowego
*
* wybiórczym wiązaniu określonych hormonów, białek, wybiórczym wiązaniu określonych hormonów, białek,
czynników wzrostu, toksyn, i innych rozpuszczalnych w wodzie czynników wzrostu, toksyn, i innych rozpuszczalnych w wodzie czynników metabolicznych
czynników metabolicznych
*
* kilka% ogólnej masy błony komórkowejkilka% 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 system kanalików, spłaszczonych pęcherzyków i cystern
tworzących układ wakuolarny w cytoplazmie komórek roślinnych i tworzących układ wakuolarny w cytoplazmie komórek roślinnych i zwierzęcych.
zwierzęcych.
Całkowicie lub częściowo zamknięte kanaliki mają kontakt z Całkowicie lub częściowo zamknięte kanaliki mają kontakt z aparatem Golgiego, a także z błonami komórkową i jądrową.
aparatem Golgiego, a także z błonami komórkową i jądrową.
Białko syntetyzowane przez rybosomy jest magazynowane w Białko syntetyzowane przez rybosomy jest magazynowane w kanałach siateczki, skąd za pośrednictwem nośników tzw.
kanałach siateczki, skąd za pośrednictwem nośników tzw.
pęcherzyków przenośnikowych przedostaje się do aparatu pęcherzyków przenośnikowych przedostaje się do aparatu
Golgiego, gdzie następuje formowanie się właściwych produktów Golgiego, gdzie następuje formowanie się właściwych produktów sekwencji.
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:Uczestniczy w:
syntezie i magazynowaniu niezbędnych do życia składnikówsyntezie i magazynowaniu niezbędnych do życia składników
detoksykacji i wydalaniu składników toksycznych poza komórkędetoksykacji i wydalaniu składników toksycznych poza komórkę
stanowi podporę mechaniczną dla substancji koloidalnyh stanowi podporę mechaniczną dla substancji koloidalnyh cytoplazmy podstawowej
cytoplazmy podstawowej
Tworzy rejony subkomórkowe
siateczka śródplazmatyczna gładkasiateczka śródplazmatyczna gładka
synteza kwasów tłuszczowych, cholesterolu i sterydówsynteza kwasów tłuszczowych, cholesterolu i sterydów
zawiera enzymy uczestniczące w glikogenoliziezawiera enzymy uczestniczące w glikogenolizie
tworzy połączenia z siateczką śródplazmatyczną ziarnistą.tworzy połączenia z siateczką śródplazmatyczną ziarnistą.
jej wyznacznikami są 5-nukleotydaza i glukozo-6-fosfatazajej 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 szorstkasiateczka śródplazmatyczna szorstka
zbudowana z cystern lub kanalików mających na powierzchni zbudowana z cystern lub kanalików mających na powierzchni zewnętrznej rybosomy łączące się z siateczką za pośrednictwem zewnętrznej rybosomy łączące się z siateczką za pośrednictwem odpowiedniej podjednostki.
odpowiedniej podjednostki.
w jej kanałach znajduje się drobnoziarnisty materiał, który w w jej kanałach znajduje się drobnoziarnisty materiał, który w zależności od rodzaju komórek może mieć większe lub mniejsze zależności od rodzaju komórek może mieć większe lub mniejsze wysycenie elektronowe.
wysycenie elektronowe.
tworzy zewnętrzną otoczkę błony jądrowejtworzy zewnętrzną otoczkę błony jądrowej
Komórki intensywnie syntetyzujące białko mają bardzo Komórki intensywnie syntetyzujące białko mają bardzo rozbudowaną siateczkę śródplazmatyczną ziarnistą.
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 GolgiegoAparat Golgiego
PierdołyPierdoły
W większości komórek aparat Golgiego występuje pojedynczo i w W większości komórek aparat Golgiego występuje pojedynczo i w bliskim sąsiedztwie jądra.
bliskim sąsiedztwie jądra.
Rzadziej jest to struktura rozproszona, w postaci wielu Rzadziej jest to struktura rozproszona, w postaci wielu diktiosomów np. w komórkach dzielących się.
diktiosomów np. w komórkach dzielących się.
Zachodzi tu synteza białek, glikoprotein i glikolipoproteinZachodzi tu synteza białek, glikoprotein i glikolipoprotein
Budowa:Budowa:
Zbudowany z diktiosomów – spłaszczonych cystern, 5-7, charakterystycznie łukowato wygiętych ułożonych względem ułożonych względem
siebie równolegle, z zachowaniem odległości 20-30 nm, siebie równolegle, z zachowaniem odległości 20-30 nm,
wykazujących spłaszczenia w części środkowej i poszerzenie na wykazujących spłaszczenia w części środkowej i poszerzenie na obwodzie
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 proksymalna (strefa powstawania) – zwrócona do siateczki gładkiej
gładkiej
** dystalna (strefa dojrzewania) – znajdują się tu duże wakuole dystalna (strefa dojrzewania) – znajdują się tu duże wakuole zawierające amorficzny lub ziarnisty materiał (ziarna
zawierające amorficzny lub ziarnisty materiał (ziarna sekrecyjne lub lizosomy)
sekrecyjne lub lizosomy)
licznie nagromadzone pęcherzyki o średnicy 30-50 nmlicznie nagromadzone pęcherzyki o średnicy 30-50 nm
duże wakuole o średnicy 500-3000 nm, zawierające materiał duże wakuole o średnicy 500-3000 nm, zawierające materiał bezstrukturalny lub ziarnisty.
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 µmciałka o średnicy 0,25-0,8 µm
ograniczone pojedynczą błoną o charakterze lipoproteinowymograniczone pojedynczą błoną o charakterze lipoproteinowym
w ich tworzeniu uczestniczy siateczka śródplazmatyczna i aparat w ich tworzeniu uczestniczy siateczka śródplazmatyczna i aparat Golgiego
Golgiego
tworzą system GERLtworzą system GERL
charakteryzują się dużym polimorfizmemcharakteryzują się dużym polimorfizmem
Niewielkie pęcherzyki
W środku mają enzymy
Funkcje
Trawienie wewnątrzkomórkowe– enzymy (proteazy, nukleazy, – enzymy (proteazy, nukleazy, lipazy, sulfatazy)
lipazy, sulfatazy)
** Heterofagia – trawienie substancjii o zewnętznym pochodzeniu
** Autofagia – trawienie własnych struktur komórkowych
wyróżniamy:wyróżniamy:
lizosomy pierwotne (pęcherzyki, wakuole, autofagiczne, ciałka lizosomy pierwotne (pęcherzyki, wakuole, autofagiczne, ciałka gęste – forma najbardziej stabilna)
gęste – forma najbardziej stabilna)
lizosomy autofagiczne – struktury likwidujące lizosomy autofagiczne – struktury likwidujące
wewnątrzkomórkowe organella lub ich fragmenty (w czasie wewnątrzkomórkowe organella lub ich fragmenty (w czasie różnicowania komórek i tkanek, w warunkach patologicznych) różnicowania komórek i tkanek, w warunkach patologicznych)
lizosomy wtórne – powstają w wyniku połączenia lizosomów lizosomy wtórne – powstają w wyniku połączenia lizosomów pierwotnych, aktywnie uczestniczą w procesie trawienia pierwotnych, aktywnie uczestniczą w procesie trawienia wewnątrzkomórkowego, oraz procesy: fagocytozy,
wewnątrzkomórkowego, oraz procesy: fagocytozy, ultrafagocytozy i pinocytozy
ultrafagocytozy i pinocytozy
Mikrociałka
Peroksysomy
pierdoły
** zbudowane z rdzenia (równolegle ułożone kanaliki) położonegozbudowane z rdzenia (równolegle ułożone kanaliki) położonego centralnie i materiału homogennego o niewielkim wysyceniu centralnie i materiału homogennego o niewielkim wysyceniu elektronowym
elektronowym
*
* zawierają katalazy i oksydazę moczanowązawierają katalazy i oksydazę moczanową
** nie zawierają enzymów hydrolitycznych nie zawierają enzymów hydrolitycznych
** narządem bogatym w peroksysomy jest wątrobanarządem bogatym w peroksysomy jest wątroba
funkcjefunkcje
*
* redukcja nadtlenku wodoru powstającego podczas utleniania redukcja nadtlenku wodoru powstającego podczas utleniania kwasu moczowego i aminokwasów
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 komórkizajmują 6-15% objętości komórki
komórka w stanie spoczynku (małe zapotrzebowanie komórka w stanie spoczynku (małe zapotrzebowanie
energetyczne) – duże nagromadzenie ATP w mitochondriach – energetyczne) – duże nagromadzenie ATP w mitochondriach – stan wysokoenergetyczny (ortodoksyjny
stan wysokoenergetyczny (ortodoksyjny) – mało grzebieni, jasna ) – mało grzebieni, jasna macierz
macierz
- intensywne przemiany w komórce (wzrost zapotrzebowania - intensywne przemiany w komórce (wzrost zapotrzebowania energetycznego) – spadek koncentracji ATP –
energetycznego) – spadek koncentracji ATP – stan stan niskoenergetyczny
niskoenergetyczny (forma kondensacyjna) – duża ilość grzebieni, (forma kondensacyjna) – duża ilość grzebieni, ciemna macierz
ciemna macierz
budowabudowa
średnica – 0,2 µm wielkość zmienna zależnie od stanu średnica – 0,2 µm wielkość zmienna zależnie od stanu
czynnościowego, fazy cyklu życiowego i warunków środowiska czynnościowego, fazy cyklu życiowego i warunków środowiska (pH, ciśnienie osmotyczne)
(pH, ciśnienie osmotyczne)
długość – 2-6 µm wielkość zmienna zależnie od stanu długość – 2-6 µm wielkość zmienna zależnie od stanu
czynnościowego, fazy cyklu życiowego i warunków środowiska czynnościowego, fazy cyklu życiowego i warunków środowiska (pH, ciśnienie osmotyczne)
(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 z uszypułowanymi cząstkami tzw. grzybkami, ograniczająca przestrzeń zwaną
przestrzeń zwaną macierzą mitochondrialnąmacierzą mitochondrialną
tworzy uwypuklenia w postaci grzebieni (tworzy uwypuklenia w postaci grzebieni (cristae cristae mitochondriales
mitochondriales), których liczba zwiększa się podczas ), których liczba zwiększa się podczas wzmożonej aktywności metabolicznej
wzmożonej aktywności metabolicznej
** Przestrzeń międzybłonowa
** Macierz mitochondrialna, w niej:
RNA,RNA,
DNA, DNA,
ziarna będące akumulacją Ca, Mg i innych jonów.ziarna będące akumulacją Ca, Mg i innych jonów.
Funkcje
Zapotrzebowanie na energie
struktury odpowiedzialne za procesy oddychania komórkowegostruktury odpowiedzialne za procesy oddychania komórkowego
wytwarzanie energii potrzebnej komórce do przeprowadzania wytwarzanie energii potrzebnej komórce do przeprowadzania reakcji biochemicznych
reakcji biochemicznych
przebiegają tu procesy oksydoredukcyjne i synteza ATPprzebiegają tu procesy oksydoredukcyjne i synteza ATP
Mitochondria uczestniczą w procesie przetwarzania swobodnej Mitochondria uczestniczą w procesie przetwarzania swobodnej energii w energię chemiczną wysokoenergetycznych związków energii w energię chemiczną wysokoenergetycznych związków fosforowych.
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 komórkoweJądro komórkowe
pierdołypierdoły
zawiera główny zasób informacji genetycznejzawiera główny zasób informacji genetycznej
oddzielone od protoplazmy otoczką jądrową złożoną z dwóch błonoddzielone od protoplazmy otoczką jądrową złożoną z dwóch błon
w jego skład wchodzą:w jego skład wchodzą:
*
* chromatyna jądrowachromatyna jądrowa
*
* macierzmacierz
nukleoplazma (sok jądrowy, karyolimfa – najbardziej uwodniona nukleoplazma (sok jądrowy, karyolimfa – najbardziej uwodniona część jądra, w której są zawieszone: macierz, chromatyna, część jądra, w której są zawieszone: macierz, chromatyna, jąderko, RNA, białka rozpuszczalne, enzymy)
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 chromosomówstanowi interfazową postać chromosomów
** zawiera DNA, histony, białka niehistonowe i RNA (w zawiera DNA, histony, białka niehistonowe i RNA (w chromatynie aktywnej genetycznie)
chromatynie aktywnej genetycznie)
*
* układ ilościowy wymienionych składników chromatyny zależy układ ilościowy wymienionych składników chromatyny zależy
od zawartości DNA u danego gatunku oraz stanu od zawartości DNA u danego gatunku oraz stanu funkcjonalnego jądra.
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 Zawartość DNA w jądrze komórkowym u organizmów prokariotycznych nie jest skorelowana z liczbą
prokariotycznych nie jest skorelowana z liczbą chromosomów, ale z ich łączną długością.
chromosomów, ale z ich łączną długością.
Liczba cząsteczek DNA wynosi tyle, ile liczba Liczba cząsteczek DNA wynosi tyle, ile liczba chromosomów
chromosomów
Za obecnością Za obecnością tylko jednejtylko jednej cząsteczki DNA w każdym cząsteczki DNA w każdym chromosomie (chromatydzie) tj. za koncepcją
chromosomie (chromatydzie) tj. za koncepcją
jednopasmowej budowy chromosomów przemawiają jednopasmowej budowy chromosomów przemawiają następujące argumenty:
następujące argumenty:
każdy chromosom zachowuje się tak, jak pojedyncza każdy chromosom zachowuje się tak, jak pojedyncza cząsteczka DNA
cząsteczka DNA
mutacje punktowe (czyli genowe) dają w mutacje punktowe (czyli genowe) dają w
konsekwencji zmiany w strukturze pierwszorzędowej konsekwencji zmiany w strukturze pierwszorzędowej kodowanych przez nie białek
kodowanych przez nie białek
obecność w DNA plemnika myszy znacznej liczby obecność w DNA plemnika myszy znacznej liczby genów w pojedynczych kopiach
genów w pojedynczych kopiach
wyznakowanie chromosomów radioaktywną tymidynąwyznakowanie chromosomów radioaktywną tymidyną po 2 cyklach replikacji DNA jest zgodne z
po 2 cyklach replikacji DNA jest zgodne z semikonserwatywną replikacją DNA
semikonserwatywną replikacją DNA
obecność jednej cząsteczki DNA w jednej obecność jednej cząsteczki DNA w jednej
chromatydzie wykazano w badaniach określających chromatydzie wykazano w badaniach określających masę cząsteczkową DNA metodą wirowania
masę cząsteczkową DNA metodą wirowania
Za wielopasmowością chromosomów przemawiały wynikiZa wielopasmowością chromosomów przemawiały wyniki badań cytologicznych u gatunku z dużymi
badań cytologicznych u gatunku z dużymi chromosomami, wykazujące występowanie w chromosomami, wykazujące występowanie w
chromosomach anafazowych(chromatydach) 2,4 lub chromosomach anafazowych(chromatydach) 2,4 lub więcej linearnych podjednostek zwiniętych wokół siebie.
więcej linearnych podjednostek zwiniętych wokół siebie.
W skład DNA wchodza tzw. W skład DNA wchodza tzw. sekwencje unikatowesekwencje unikatowe oraz oraz sekwencje powtarzalne
sekwencje powtarzalne..Brak zgodności między Brak zgodności między szczeblem ewolucji, a zawartością podstawowa DNA u szczeblem ewolucji, a zawartością podstawowa DNA u wyższych organizmów zwierzęcych czy roślinnych jest wyższych organizmów zwierzęcych czy roślinnych jest spowodowany obecnością
spowodowany obecnością powtarzalnych sekwencji powtarzalnych sekwencji DNADNA, których ilość w znacznej mierze decyduje o , których ilość w znacznej mierze decyduje o zawartości 2cDNA, ponieważ u organizmów wyższych zawartości 2cDNA, ponieważ u organizmów wyższych stanowią one 40-90% całkowitego DNA.
stanowią one 40-90% całkowitego DNA.
Histony:Histony:
niskocząsteczkowe (13-21kD) białka zasadowe połączoneniskocząsteczkowe (13-21kD) białka zasadowe połączone z DNA
z DNA
ponad 20% aminokwasów zasadowychponad 20% aminokwasów zasadowych
nieznaczne ilości cystyny lub cysteinynieznaczne ilości cystyny lub cysteiny
nie zawierające tryptofanunie zawierające tryptofanu
ich systematyka opiera się na stosunku ilościowym ich systematyka opiera się na stosunku ilościowym lizyny do argininy
lizyny do argininy
nie są specyficzne ani dla gatunku, ani dla tkankinie są specyficzne ani dla gatunku, ani dla tkanki
Wyjątek – histon H-5 znajdujący się w erytrocytach Wyjątek – histon H-5 znajdujący się w erytrocytach jądrzastych, nie spotykany w innych tkankach, oraz jądrzastych, nie spotykany w innych tkankach, oraz protaminy – szczególny rodzaj białek zasadowych, protaminy – szczególny rodzaj białek zasadowych, zastępujących histony podczas spermatogenezy u ryb.
zastępujących histony podczas spermatogenezy u ryb.
Zawartość histonów podwaja się podczas replikacji DNA, Zawartość histonów podwaja się podczas replikacji DNA, tj. w fazie S cyklu mitotycznego.
tj. w fazie S cyklu mitotycznego.
Białka niehistonoweBiałka niehistonowe
grupa zawierająca od kilkudziesięciu do kilkuset grupa zawierająca od kilkudziesięciu do kilkuset komponentów o masach od 5-200 kD
komponentów o masach od 5-200 kD
zróżnicowane właściwości fizykochemiczne i zróżnicowane właściwości fizykochemiczne i biochemiczne
biochemiczne
stosunek aminokwasów kwaśnych do zasadowych 0,8 : stosunek aminokwasów kwaśnych do zasadowych 0,8 : 4,0, obecność tryptofanu (ok. 1%)
4,0, obecność tryptofanu (ok. 1%)
ulegają postsyntetycznym modyfikacjom tj. ulegają postsyntetycznym modyfikacjom tj. fosforylacjifosforylacji,, metylacji
metylacji, ADP-rybozylacji, glikozylacji oraz oksydacji , ADP-rybozylacji, glikozylacji oraz oksydacji grup tiolowych
grup tiolowych
stosunek ilościowy tych białek do DNA jądrowego jest stosunek ilościowy tych białek do DNA jądrowego jest różny dla różnych tkanek
różny dla różnych tkanek
dzielimy na:dzielimy na:
białka o charakterze enzymatycznymbiałka o charakterze enzymatycznym
związane z syntezą i przemianami kwasów związane z syntezą i przemianami kwasów
nukleinowych (polimerazy DNA, polimerazy RNA, nukleinowych (polimerazy DNA, polimerazy RNA, terminalne polinukleotydotransferazy, ligazy terminalne polinukleotydotransferazy, ligazy polinukleotydowe, nukleazy)
polinukleotydowe, nukleazy)
enzymy modyfikujące białka jądrowe (proteazy, enzymy modyfikujące białka jądrowe (proteazy, kinazy, fosfatazy, metylotransferazy,
kinazy, fosfatazy, metylotransferazy, acetylotransferazy)
acetylotransferazy)
białka regulatorowebiałka regulatorowe
regulatory funkcji genówregulatory funkcji genów
niejednorodneniejednorodne
wykazują molekularną specyficznośś komórkową, wykazują molekularną specyficznośś komórkową, gatunkowa i tkankowa
gatunkowa i tkankowa
ulegają zmianom:ulegają zmianom:
** w poszczególnych fazach cyklu komórkowego, w poszczególnych fazach cyklu komórkowego,
** w trakcie różnicowania komórkowego i w trakcie różnicowania komórkowego i organogenezy,
organogenezy,
** w odpowiedzi na stymulację hormonami i w odpowiedzi na stymulację hormonami i mitogenami
mitogenami
** podczas transformacji nowotworowejpodczas transformacji nowotworowej
** WARUNKUJĄ SWOISTOŚĆ TRANSKRYPCJIWARUNKUJĄ SWOISTOŚĆ TRANSKRYPCJI
białka strukturalnebiałka strukturalne
białka HMGbiałka HMG (High Mobility Group) – wysoka (High Mobility Group) – wysoka ruchliwość elektroforetyczna, stosunkowo niska ruchliwość elektroforetyczna, stosunkowo niska niejednorodność i dobra rozpuszczalność
niejednorodność i dobra rozpuszczalność
*
* zawierają 25% aminokwasów zasadowych i 30% zawierają 25% aminokwasów zasadowych i 30%
aminokwasów kwaśnych, które są rozmieszczone aminokwasów kwaśnych, które są rozmieszczone asymetrycznie wzdłuż łańcucha polipeptydowego.
asymetrycznie wzdłuż łańcucha polipeptydowego.
*
* nie wykazują specyficzności tkankowej ani nie wykazują specyficzności tkankowej ani gatunkowej, mają zdolność do interakcji z gatunkowej, mają zdolność do interakcji z histonami oraz DNA, są obecne w 10%
histonami oraz DNA, są obecne w 10%
nukleosomów, a ponadto sa związane z aktywną nukleosomów, a ponadto sa związane z aktywną częścią genomu
częścią genomu
** w obrębie białek HMG wyróżnia się dwie grupy w obrębie białek HMG wyróżnia się dwie grupy komponentów:
komponentów:
*
* białka o masie cząsteczkowej ok. 26 kDbiałka o masie cząsteczkowej ok. 26 kD
HMG-1 i HMG-2 (tkanki ssaków)HMG-1 i HMG-2 (tkanki ssaków)
HMG-E (erytrocyty ptaków)HMG-E (erytrocyty ptaków)
HMG-T (gruczoły jądrowe pstrąga) HMG-T (gruczoły jądrowe pstrąga)
** białka o masie cząsteczkowej 8-10 kDbiałka o masie cząsteczkowej 8-10 kD
HMG-14 i HMG-17 (tkanki ssaków)HMG-14 i HMG-17 (tkanki ssaków)
H-6 (gruczoły jądrowe pstrąga)H-6 (gruczoły jądrowe pstrąga)
Białko A-24Białko A-24
** struktura i kształt litery „Y” – dwa N-końcowe i struktura i kształt litery „Y” – dwa N-końcowe i jeden C-końcowy aminokwas
jeden C-końcowy aminokwas
*
* od 5-15% histonu H2A w chromatynie występuje wod 5-15% histonu H2A w chromatynie występuje w formie białka A-24
formie białka A-24
** z dwóch cząsteczek H2A w nukleosomie jedna jest z dwóch cząsteczek H2A w nukleosomie jedna jest sprzężona z ubikwityną, a więc 10-30%
sprzężona z ubikwityną, a więc 10-30%
nukleosomów zawiera ubikwitynę nukleosomów zawiera ubikwitynę
RNARNA
przejściowy składnik chromatyny syntetyzowany na przejściowy składnik chromatyny syntetyzowany na podstawie wzorca DNA jądrowego
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 niskocząsteczkowyRNA niskocząsteczkowy
frakcje przenikające do cytoplazmyfrakcje przenikające do cytoplazmy
4SRNA (tRNA) – transportujący aminokwasy w 4SRNA (tRNA) – transportujący aminokwasy w procesie biosyntezy białek
procesie biosyntezy białek
5SRNA – znajdujący się w największej ilości we frakcji 5SRNA – znajdujący się w największej ilości we frakcji rybosomów cytoplazmatycznych, połączony z większą rybosomów cytoplazmatycznych, połączony z większą podjednostką rybosomów
podjednostką rybosomów
frakcje nie opuszczające jądrafrakcje nie opuszczające jądra
RNA bogate w nukleotydy dihydroksyurydynowe -65-RNA bogate w nukleotydy dihydroksyurydynowe -65- 70% związane z chromatyną; prawdopodobny udział 70% związane z chromatyną; prawdopodobny udział w regulacji funkcji genów
w regulacji funkcji genów
Macierz jądrowaMacierz jądrowa
białkowy szkielet wewnątrzjądrowy odpowiedzialny za białkowy szkielet wewnątrzjądrowy odpowiedzialny za utrzymanie struktury chromatyny
utrzymanie struktury chromatyny
pozostaje w jądrze komórkowym po usunięciu pozostaje w jądrze komórkowym po usunięciu składników chromatyny oraz fosfolipidów składników chromatyny oraz fosfolipidów
trzy komponenty strukturalne:trzy komponenty strukturalne:
resztkowa otoczka jądrowa (kompleksy porowe resztkowa otoczka jądrowa (kompleksy porowe otoczki jądrowej wraz z blaszką)
otoczki jądrowej wraz z blaszką)
włókienkowo-granularna macierz wewnątrzjądrowawłókienkowo-granularna macierz wewnątrzjądrowa
resztkowa struktura jąderka (macierz jąderkowa)resztkowa struktura jąderka (macierz jąderkowa)
skład: 98% białek, niewielkie ilości kwasów nukleinowychskład: 98% białek, niewielkie ilości kwasów nukleinowych i fosfolipidów
i fosfolipidów
białka macierzy jądrowej stanowią poniżej 10% białka macierzy jądrowej stanowią poniżej 10%
całkowitych białek jądra całkowitych białek jądra
funkcje:funkcje:
jako białkowy szkielet macierz utrzymuje wewnętrzną jako białkowy szkielet macierz utrzymuje wewnętrzną architekturę jądra komórkowego
architekturę jądra komórkowego
determinuje skondensowane i luźne obszary determinuje skondensowane i luźne obszary chromatyny
chromatyny
jest wewnątrzjądrowym miejscem replikacji DNA i jest wewnątrzjądrowym miejscem replikacji DNA i interakcji wirusów
interakcji wirusów
bierze udział w transkrypcji, metabolizmie i bierze udział w transkrypcji, metabolizmie i transporcie jądrowego RNA
transporcie jądrowego RNA
bierze udział w wiązaniu receptorów hormonów i bierze udział w wiązaniu receptorów hormonów i
karcynogenów karcynogenów
** Struktura chromatynyStruktura chromatyny
DNA występuje w formie upakowanej. DNA występuje w formie upakowanej.
W krańcowej postaci, czyli chromosomach metafazowych, W krańcowej postaci, czyli chromosomach metafazowych, nić DNA o dług. 2 m, złożona (u człowieka) z 5,3X10
nić DNA o dług. 2 m, złożona (u człowieka) z 5,3X1099par par zasad ulega skróceniu około 10 tys. razy.
zasad ulega skróceniu około 10 tys. razy.
Upakowanie DNA jest wynikiem określonej organizacji Upakowanie DNA jest wynikiem określonej organizacji strukturalnej DNA w przestrzeni uwarunkowanej przez strukturalnej DNA w przestrzeni uwarunkowanej przez białka chromatynowe tj. histony i białka niehistonowe.
białka chromatynowe tj. histony i białka niehistonowe.
W mikroskopie optycznym chromatyna jest widoczna w W mikroskopie optycznym chromatyna jest widoczna w postaci grudek – chromocentrów i włókien zwanych postaci grudek – chromocentrów i włókien zwanych chromosomami.
chromosomami.
Trzy rzędy uporządkowania strukturalnego chromatyny:Trzy rzędy uporządkowania strukturalnego chromatyny:
nukleosomnukleosom
solenoidsolenoid
struktury wyższego rzędustruktury wyższego rzędu
NukleosomNukleosom
*
* podstawowa jednostka strukturalna chromatynypodstawowa jednostka strukturalna chromatyny
** zawiera fragment DNA o długości ok.200 par zasad – po dwie zawiera fragment DNA o długości ok.200 par zasad – po dwie cząsteczki każdego z histonów H2A, H2B, H3 i H4 oraz jedną cząsteczki każdego z histonów H2A, H2B, H3 i H4 oraz jedną cząsteczkę histonu H1
cząsteczkę histonu H1
** podwójna helisa DNA owija się w postaci lewoskrętnej spirali podwójna helisa DNA owija się w postaci lewoskrętnej spirali wokół dyskowatego wokół dyskowatego kształtu oktameru kształtu oktameru histonów
histonów
** z około 200 par z około 200 par zasad DNA w zasad DNA w nukleosomie tylko nukleosomie tylko 146 ściśle
146 ściśle oddziałuje z oddziałuje z
oktamerem tworząc oktamerem tworząc rdzeń
rdzeń
nukleosomu nukleosomu
** struktura nukleosomu stabilizowana jest przez interakcje struktura nukleosomu stabilizowana jest przez interakcje histon-histon zachodzące między histonami rdzeniowymi histon-histon zachodzące między histonami rdzeniowymi
*
* silne oddziaływania między H3 i H4 prowadzą do powstania silne oddziaływania między H3 i H4 prowadzą do powstania tetrameru, a między H2B i H4 oraz H2A i H2B do powstania tetrameru, a między H2B i H4 oraz H2A i H2B do powstania dimerów
dimerów
*
* około 90% chromatyny DNA zorganizowana jest w nukleosomyokoło 90% chromatyny DNA zorganizowana jest w nukleosomy
** w plemnikach w trakcie spermatogenezy histony są w plemnikach w trakcie spermatogenezy histony są zastępowane przez białka
zastępowane przez białka protaminyprotaminy
Solenoid (superspirala)Solenoid (superspirala)
** struktura wyższego rzędu, w tworzeniu której jest obecność struktura wyższego rzędu, w tworzeniu której jest obecność histonu H1
histonu H1
** helikalna forma włókna nukleosomowegohelikalna forma włókna nukleosomowego
** powstające włókno chromatynowepowstające włókno chromatynowe
** o średnicy ok. 30 nm zawiera 6 nukleosomów na skręto średnicy ok. 30 nm zawiera 6 nukleosomów na skręt
Nukleosomy przypominające kształtem spłaszczone dyski ułożone są w Nukleosomy przypominające kształtem spłaszczone dyski ułożone są w solenoidzie tak, że ich „twarzowe” powierzchnie zorientowane są mniej solenoidzie tak, że ich „twarzowe” powierzchnie zorientowane są mniej więcej równolegle do długiej osi włókna. Upakowanie nukleosomów w więcej równolegle do długiej osi włókna. Upakowanie nukleosomów w solenoidzie pozwala na skrócenie zawartego w nim DNA ok. 40X – 6-7X solenoidzie pozwala na skrócenie zawartego w nim DNA ok. 40X – 6-7X przez owinięcie DNA na oktamerze histonów i 6X przez superspiralne przez owinięcie DNA na oktamerze histonów i 6X przez superspiralne zwinięcie włókna nukleosomowego.
zwinięcie włókna nukleosomowego.
Struktury wyższego rzęduStruktury wyższego rzędu
** Kolejny stopień uporządkowania strukturalnego określany jako Kolejny stopień uporządkowania strukturalnego określany jako
„model uporządkowania promienistego”, odpowiada ułożeniu
„model uporządkowania promienistego”, odpowiada ułożeniu włókien o średnicy 30 nm w pętle (domeny).
włókien o średnicy 30 nm w pętle (domeny).
** Pętle te swoją podstawą zakotwiczone są w białkowym Pętle te swoją podstawą zakotwiczone są w białkowym
rusztowaniu macierzy jądrowej stanowiącym osiową strukturę rusztowaniu macierzy jądrowej stanowiącym osiową strukturę podporową chromosomów metafazowych.
podporową chromosomów metafazowych.
*
* Białka szkieletowe wydają się być odpowiedzialne za Białka szkieletowe wydają się być odpowiedzialne za ostateczną integrację materiału genetycznego zarówno ostateczną integrację materiału genetycznego zarówno
podczas replikacji i transkrypcji, jak i w czasie mitozy i podziału podczas replikacji i transkrypcji, jak i w czasie mitozy i podziału komórkowego.
komórkowego.
Różnice w wewnętrznej strukturze fibryli interfazowych i Różnice w wewnętrznej strukturze fibryli interfazowych i metafazowych dotyczą stopnia ich upakowania. Kondensacja metafazowych dotyczą stopnia ich upakowania. Kondensacja
chromatyny w czasie mitozy wydaje się być spowodowana zmianami chromatyny w czasie mitozy wydaje się być spowodowana zmianami stężenia kationów dwuwartościowych wewnątrz komórki,
stężenia kationów dwuwartościowych wewnątrz komórki,
fosforylacją niektórych białek (histon H1) oraz tworzeniem wiązań fosforylacją niektórych białek (histon H1) oraz tworzeniem wiązań dwusiarczkowych w łańcuchu polipeptydowym.
dwusiarczkowych w łańcuchu polipeptydowym.
Rodzaje chromatynyRodzaje chromatyny
** LużnaLużna
*
* ZwartaZwarta
** HeterochromatynaHeterochromatyna
nie ulega dekondensacji (z wyjątkiem okresu replikacji)nie ulega dekondensacji (z wyjątkiem okresu replikacji)
nie przekształca się w chromatynę luźnąnie przekształca się w chromatynę luźną
jej DNA nie ulega transkrypcji – chromatyna nieaktywna jej DNA nie ulega transkrypcji – chromatyna nieaktywna genetycznie
genetycznie
zawiera satelitarny DNAzawiera satelitarny DNA
jej ilość może dochodzić do kilkudziesięciu % DNAjej ilość może dochodzić do kilkudziesięciu % DNA
zlokalizowana w charakterystycznych dla danego gatunku zlokalizowana w charakterystycznych dla danego gatunku strefach chromosomów ( na krańcach
strefach chromosomów ( na krańcach heterochromatyna heterochromatyna telomerowa
telomerowa, przy centromerze , przy centromerze heterochromatyna heterochromatyna centromerowa
centromerowa, w różnych częściach ramion , w różnych częściach ramion heterochromatyna interkalarna
heterochromatyna interkalarna
** EuchromatynaEuchromatyna
ulega całkowicie dekondensacji w wyniku przemiany ulega całkowicie dekondensacji w wyniku przemiany chromosomów telofazowych w struktury chromosomowe chromosomów telofazowych w struktury chromosomowe jądra.
jądra.
zawiera DNA ulegający transkrypcji – chromatyna zawiera DNA ulegający transkrypcji – chromatyna aktywna genetycznie
aktywna genetycznie
wskutek niedostępności wzorca DNA może ulegać wskutek niedostępności wzorca DNA może ulegać
kondensacji w chromatynę zwartą, nieaktywną genetycznie.
kondensacji w chromatynę zwartą, nieaktywną genetycznie.
Jest to proces odwracalny.
Jest to proces odwracalny.
Na styku chromatyny zwartej i luźnej znajdują się
Na styku chromatyny zwartej i luźnej znajdują się fibryle fibryle perichromatynowe
perichromatynowe w postaci nici częściowo zwiniętych o średnicy 3-20 w postaci nici częściowo zwiniętych o średnicy 3-20 nm. Są one prawdopodobnie cząsteczkami hn RNA. Po odcięciu od fibryli nm. Są one prawdopodobnie cząsteczkami hn RNA. Po odcięciu od fibryli informacyjnej części RNA (mRNA), jeszcze w obrębie jądra następuje informacyjnej części RNA (mRNA), jeszcze w obrębie jądra następuje połączenie mRNA z białkami, które zabezpieczają go przed destrukcyjnym połączenie mRNA z białkami, które zabezpieczają go przed destrukcyjnym działaniem rybonukleazy. Pomiędzy fibrylami chromatyny luźnej znajdują działaniem rybonukleazy. Pomiędzy fibrylami chromatyny luźnej znajdują się grupy
się grupy ziaren interchromatynowychziaren interchromatynowych połączonych ze sobą siecią połączonych ze sobą siecią delikatnych nici. Są one odporne na działanie proteaz i rybonukleazy.
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 Eucaryotajest charakterystycznym składnikiem jąder Eucaryota
jego głównymi składnikami chemicznymi są jego głównymi składnikami chemicznymi są RNA i białkaRNA i białka
DNA występuje w nieznacznych ilościach w odcinku DNA występuje w nieznacznych ilościach w odcinku fibryli fibryli chromatynowej
chromatynowej znajdującym się w jąderku znajdującym się w jąderku
nie występuje w jądrach o daleko posuniętej nie występuje w jądrach o daleko posuniętej kondensacji kondensacji chromatyny
chromatyny (plemniki, erytrocyty ptaków) (plemniki, erytrocyty ptaków)
rozmiary jąderek są tym większe, im większe jest nasilenie rozmiary jąderek są tym większe, im większe jest nasilenie syntezy białek w danej komórce
syntezy białek w danej komórce
zwykle zanika w cyklu mitotycznym w późnej profazie i jestzwykle zanika w cyklu mitotycznym w późnej profazie i jest odtwarzane w telofazie
odtwarzane w telofazie
chromosomy jąderkotwórcze i NORchromosomy jąderkotwórcze i NOR
przewężenie wtórne chromosomówprzewężenie wtórne chromosomów – miejsce – miejsce powstawania jąderka, wykazujące nieznaczny stopień powstawania jąderka, wykazujące nieznaczny stopień kondensacji fibryli chromatynowej w chromosomach kondensacji fibryli chromatynowej w chromosomach
mitotycznych. Liczba chromosomów jąderkotwórczych jest mitotycznych. Liczba chromosomów jąderkotwórczych jest stała dla danego genomu
stała dla danego genomu
organizatory jąderka – NOR (nucleolar organizer) – odcinki organizatory jąderka – NOR (nucleolar organizer) – odcinki chromosomów jąderkotwórczych odpowiadające wtórnym chromosomów jąderkotwórczych odpowiadające wtórnym przewężeniom w chromosomach mitotycznych. Zawierają przewężeniom w chromosomach mitotycznych. Zawierają rDNA charakteryzujący się znaczną powtarzalnością
rDNA charakteryzujący się znaczną powtarzalnością sekwencji nukleotydów.
sekwencji nukleotydów.
W jąderku intensywnie syntetyzującym RNA przeważa W jąderku intensywnie syntetyzującym RNA przeważa składnik ziarnisty.
składnik ziarnisty.
W większości komórek ssaków jąderko zbudowane jest ze W większości komórek ssaków jąderko zbudowane jest ze splątanych pasm (
splątanych pasm (nukleonemnukleonem) o średnicy ok.100 nm) o średnicy ok.100 nm
Jąderka tkwią bezpośrednio w kariolimfieJąderka tkwią bezpośrednio w kariolimfie
Jąderko zawiera ponad 200 rozmaitych białek Jąderko zawiera ponad 200 rozmaitych białek strukturalnych, enzymatycznych i regulatorowych strukturalnych, enzymatycznych i regulatorowych
** Budowa jąderkaBudowa jąderka
Centra fibrylarneCentra fibrylarne – gęste przestrzenie wypełnione mniej – gęste przestrzenie wypełnione mniej lub bardziej skondensowanymi fibrylami chromatynowymi.
lub bardziej skondensowanymi fibrylami chromatynowymi.
Centra fibrylarne zawierają rDNA i wykazują aktywność Centra fibrylarne zawierają rDNA i wykazują aktywność polimerazy RNA I (jąderkowej).
polimerazy RNA I (jąderkowej).
Gęsty składnik fibrylarnyGęsty składnik fibrylarny – zawiera RNA i stanowi – zawiera RNA i stanowi miejsce intensywnej transkrypcji rRNA
miejsce intensywnej transkrypcji rRNA
Składnik granularnySkładnik granularny – zawiera ziarenka o średnicy 15 nm – zawiera ziarenka o średnicy 15 nm będące prekursorami rybosomów cytoplazmatycznych
będące prekursorami rybosomów cytoplazmatycznych
Wakuola jąderkowaWakuola jąderkowa – występuje w jąderkach, z których – występuje w jąderkach, z których nastąpił gwałtowny eksport składnika granularnego nie nastąpił gwałtowny eksport składnika granularnego nie zrekompensowany przez odpowiednio szybką syntezę zrekompensowany przez odpowiednio szybką syntezę nowych prekursorów rybosomów. Wakuola jądrowa stanowi nowych prekursorów rybosomów. Wakuola jądrowa stanowi jasną przestrzeń zawierającą luźno rozmieszczone fibryle i jasną przestrzeń zawierającą luźno rozmieszczone fibryle i ziarenka.
ziarenka.
Macierz jąderkowaMacierz jąderkowa – podłoże, w którym umieszczone są – podłoże, w którym umieszczone są wszystkie składniki jąderka.
wszystkie składniki jąderka.
** funkcjafunkcja
stanowi miejsce okresowego nagromadzenia RNA stanowi miejsce okresowego nagromadzenia RNA
będącego, produktem aktywności genów znajdujących się w będącego, produktem aktywności genów znajdujących się w jąderkowym DNA
jąderkowym DNA
Synteza rybosomalnego RNA oraz tworzenie p[odjednostek rybosomowych
Otoczka jądrowa (kariolemma)Otoczka jądrowa (kariolemma)
** Bariera pomiędzy nukleoplazmą i cytoplazmąBariera pomiędzy nukleoplazmą i cytoplazmą
** Dwie błony – zewnętrzna (rybosomy) i wewnętrzna (Dwie błony – zewnętrzna (rybosomy) i wewnętrzna (blaszka blaszka gęsta - lamininy
gęsta - lamininy))
*
* Przestrzeń pomiędzy błonami – Przestrzeń pomiędzy błonami – przestrzeń okołojądrowaprzestrzeń okołojądrowa
** Lamininy blaszki gęstej błony wewnętrznej łączą się Lamininy blaszki gęstej błony wewnętrznej łączą się
strukturalnie z białkami stanowiącymi szkielet jądra (macierz).
strukturalnie z białkami stanowiącymi szkielet jądra (macierz).
Ulegają fosforylacji.
Ulegają fosforylacji.
Pory otoczki jądrowejPory otoczki jądrowej
Miejsca, w których następuje zespolenie błony jądrowej Miejsca, w których następuje zespolenie błony jądrowej zewnętrznej i wewnętrznej – kanały o kształcie kulistym lub zewnętrznej i wewnętrznej – kanały o kształcie kulistym lub wielokątnym w otoczce jądrowej
wielokątnym w otoczce jądrowej
Na obu krawędziach porów znajduje się po 8 symetrycznie Na obu krawędziach porów znajduje się po 8 symetrycznie rozmieszczonych ziarenek połączonych ze wspólnym ziarnem rozmieszczonych ziarenek połączonych ze wspólnym ziarnem centralnym znajdującym się w prześwicie pora
centralnym znajdującym się w prześwicie pora
Liczba porów w jądrach o intensywnej wymianie jądrowo – Liczba porów w jądrach o intensywnej wymianie jądrowo – cytoplazmatycznej jest znaczna
cytoplazmatycznej jest znaczna
Liczba porów na jedno jądro wynosi ok.3X10Liczba porów na jedno jądro wynosi ok.3X103 3 w dojrzałych w dojrzałych hepatocytach, 38X10
hepatocytach, 38X106 6 w dojrzałych oocytach. Na 1 µmw dojrzałych oocytach. Na 1 µm2 2 w w wymienionych komórkach przypada odpowiednio 14 i 37 porów.
wymienionych komórkach przypada odpowiednio 14 i 37 porów.
Mikroszkielet
mikrotubule – mało stabilne, łatwo ulegają dezintegracji w czasie mikrotubule – mało stabilne, łatwo ulegają dezintegracji w czasie preparatyki
preparatyki
mają kształt cylindrów o średnicy 25 nm (grubość ściany - 5 nm, mają kształt cylindrów o średnicy 25 nm (grubość ściany - 5 nm, wielkość światła - 15 nm)
wielkość światła - 15 nm)
ściana zbudowana z protofilamentów tubulinowych układających się ściana zbudowana z protofilamentów tubulinowych układających się korkociągowato
korkociągowato
z mikrotubul zbudowane są centriole, rzęski, wici i wrzeciono z mikrotubul zbudowane są centriole, rzęski, wici i wrzeciono podziałowe
podziałowe
mikrotubile nie zginają się, dlatego tworzą cytoskeletonmikrotubile nie zginają się, dlatego tworzą cytoskeleton
neurotubule – rurki o małym świetle (średnica 7-10 nm)neurotubule – rurki o małym świetle (średnica 7-10 nm)
Mikrotubule mogą wiązać się z białkami towarzyszącymi Mikrotubule mogą wiązać się z białkami towarzyszącymi mikrotubulom –
mikrotubulom – MAPMAP (ang. microtubule associating proteins). Białka (ang. microtubule associating proteins). Białka te mogą wpływać na polimeryzację i depolimeryzację mikrotubuli.
te mogą wpływać na polimeryzację i depolimeryzację mikrotubuli.
Przykładem MAP zapobiegającego depolimeryzacji mikrotubuli jest Przykładem MAP zapobiegającego depolimeryzacji mikrotubuli jest MAP2 i białko tau
MAP2 i białko tau, które zapewniają stabilizację i równoległe , które zapewniają stabilizację i równoległe ułożenie mikrotubuli np. w dendrytach i aksonach.
ułożenie mikrotubuli np. w dendrytach i aksonach.
Nadmierna fosforylacja białka Nadmierna fosforylacja białka tautau przez kinazy białkowe doprowadza przez kinazy białkowe doprowadza do bezładnego układania się mikrotubuli i zaburzenia transportu do bezładnego układania się mikrotubuli i zaburzenia transportu wzdłuż aksonów. Jest to jedna z przyczyn choroby Alzheimera tj.
wzdłuż aksonów. Jest to jedna z przyczyn choroby Alzheimera tj.
degeneracji mózgu u osób w podeszłym wieku.
degeneracji mózgu u osób w podeszłym wieku.
Innym przykładem MAP są Innym przykładem MAP są białka funkcjonalne – kinezyna i białka funkcjonalne – kinezyna i dyneina
dyneina. Ich oddziaływanie z mikrotubulami powoduje przesuwanie . Ich oddziaływanie z mikrotubulami powoduje przesuwanie się jednych par mikrotubuli względem innych i ruch zginania rzęski się jednych par mikrotubuli względem innych i ruch zginania rzęski lub witki.
lub witki.
Twory metaplazmatyczne Twory metaplazmatyczne
filamentyfilamenty
keratynowe (tonofilamenty) – 10nmkeratynowe (tonofilamenty) – 10nm
desminowe (tk. mięśniowa) – 10 nmdesminowe (tk. mięśniowa) – 10 nm
wimentynowe (kom. mezenchymy i ich pochodne np. fibroblasty) wimentynowe (kom. mezenchymy i ich pochodne np. fibroblasty) – 10nm
– 10nm
neurofilamentyneurofilamenty
!["Zabytki architektorniczne w nowej Warszawie", Feliks Kanclerz, "Miasto", R. III, nr 9 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)