Histologia i biologia komórki

Transkrypt

1 Histologia i biologia komórki dr n. med. Bogusław Nedoszytko Wydział Zamiejscowy w Gdyni

2 Podstawy biologii i genetyki dr n. med. Bogusław Nedoszytko Wydział Zamiejscowy w Gdyni

3 Atlas Histologiczny dr n. med. Bogusław Nedoszytko Wydział Zamiejscowy w Gdyni

4 Podstawy biologii i genetyki dr n. med. Bogusław Nedoszytko Wydział Zamiejscowy w Gdyni

5 Program wykładów: Biologia komórki komórki pro i eukariotyczne, teoria endosymbiozy, błona komórkowa, transport przez błony, osmoza, dializa, endocytoza, egzocytoza, fagocytoza, aparat Golgiego, lizosomy, peroksysomy. Biologia komórki mitochondria, cytoszkielet, ruch komórki. Biologia komórki jądro komórkowe, struktura i funkcje, chromatyna, chromosomy. Biologia komórki cykl komórkowy, podziały komórkowe, mitoza, mejoza, proliferacja, apoptoza, spermatogeneza, oogeneza, Biologia komórki połączenia międzykomórkowe, macierz miedzykomórkowa, transport międzykomórkowy. Histologia, podstawy techniki histologicznej. Tkanka nabłonkowa i tkanka łączna. Skóra budowa i funkcje naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej. Wytwory skóry włosy, paznokcie, gruczoły potowe i łojowe, gruczoł mlekowy. Tkanka kostna i tkanka chrzęstna, szpik kostny. Krew, układ krwionośny, układ limfatyczny. Tkanka mięśniowa, tkanka nerwowa i glejowa Układ pokarmowy, wątroba i trzustka. Układ oddechowy i układ dokrewny. Układ moczowy i układ rozrodczy. Embriologia wybrane zagadnienia.

6 Program ćwiczeń Tkanka nabłonkowa, tkanka łączna, Tkanka kostna i chrzęstna, układ mięśniowy Skóra i tkanka podskórna. włosy, paznokcie Krew i układ krwionośny, układ oddechowy Tkanka nerwowa, układ pokarmowy

7 Zalecana literatura i materiały dydaktyczne Histologia, A. Stevens, J. Lowe, PWN Alberts i wsp. Podstawy biologii komórki. PWN Histologia, pod red. K. Ostrowskiego, PZWL, 1995 Histologia, W. Sawicki, PZWL, 2003 Podstawy cytofizjologii i histofizjologii, A. Myśliwski, skrypt AMG, 2003 Podstawy cytofizjologii, pod red. J. Kawiaka, M. Olszewskiej, J. Warchoła, PWN, 1995 Atlas histologiczny pod red. A. Myśliwskiego, OPERON, 2000 Atlas cytologii i histologii, Sobotta i Hammersen, Urban & Partner Atlas histologiczny B. Nedoszytko ( w przygotowaniu)

8

9 Komórka stuktura i funkcje Bogusław Nedoszytko WSZPIZU Wydział w Gdyni

10 Komórki Prokaryotyczna Bakterii Archaicznych Eubacterii Bez ściany komórkowej (mikoplazmy) Ze ścianą komórkową:»grubą bakterie gram (+)» Podwójną cienką gram (-) Eukaryotyczne: Roślinna Zwierzęca Grzybów Pierwotniaków

11

12 Komórka zwierzęca

13 Komórka roślinna

14 Komórka Procaryotyczna

15 Geneza komórki

16 Pierwsze powstały bakterie - komórki eukariotyczne pochodzą od bakterii

17 Teoria endosymbiozy

19 Błona komórkowa Budowa i funkcje

20

21 Funkcje błony komórkowej Strukturalna (granica) Transportowa (droga) Pokarmowa Receptorowa (komunikacja) hormony, czynniki wzrostu Integracyjna Enzymatyczna Antygenowa (identyfikacja)

22 komunikacja Pobieranie pokarmu granica transport

23 Model płynnej mozaiki

24 Lipidy błony komórkowej Fosfolipidy fosfatydylocholina, fosfatydyloetanolamina, fosfatydyloseryna sfingomielina, fosfatydyloinozytol Glikolipidy cerebrozydy, gangliozydy Sterole - cholesterol

25 Budowa chemiczna błon - lipidy

27 Dwuwarstwa lipidowa jest asymetryczna, warstwa zewnętrzna różni się od warstwy wewnętrznej składem lipidów. Glikolipidy występują tylko występują tylko w warstwie zewnętrznej.

28 Białka błony komórkowej Stanowią 50% masy błon Białka powierzchniowe Białka integralne

29 Białka błony komórkowej Integralne trwale związane z błoną komórkową (transbłonowe, związane przez lipidy) Peryferyczne nietrwale związane z błoną przez białka

30 Połączenia białek z lipidami błony Ułożenie Połączenie przez Połączenie przez Transbłonowe lipidy białka

31 Powierzchnia komórki pokryta jest cukrowcami tworząc tzw glikokokaliks

32 Funkcje glikokaliksu Ochrona powierzchni przed uszkodzeniami mechanicznymi i chemicznymi Nadają śliskość komórce Rozpoznawanie i przyleganie do komórek (adhezja) Identyfikator komórek Antygeny

33 Cukrowce błony neutrofila rozpoznają białka (lektyny) wydzielane w miejscu infekcji

34 Funkcje białek błony komórkowej Białka transportujące pompa sodowa Białka wiążące komórki ze sobą integryny Receptory hormonów, czynników wzrostu Enzymy cyklaza adenylowa, kinazy Antygeny np. grup krwi

35 Transport przez błonę komórkową

36 Transport przez błonę komórkową Małych cząsteczek (gazy, woda, jony itp.) Transport bierny Dyfuzja prosta Dyfuzja ułatwiona Transport aktywny Dużych cząsteczek (białka, hormony) Endocytoza Pinocytoza Fagocytoza Endocytoza receptorowa Egzocytoza

37 Rodzaje transportu przez błonę

38 Transport przez błonę

39 Dyfuzja prosta zachodzi przez lipidy, transport ułatwiony przez białka Błona komórkowa jest całkowicie przepuszczalna (transport zgodny z gradientem stężenia) dla: mocznik, witaminy ADEK Glicerolu, węglowodorów Tlenu wody Nieprzepuszczalna (ransport wymaga nośników) dla: aminokwasów Cukrów nukleotydów

40

41 Transport małych cząsteczek i jonów

42

43 Dyfuzja przemieszczanie się czasteczek w rozpuszczalniku z miejsca o wiekszym steżeniu do miejsc o mniejszym stężeniu Osmoza i dializa to specjalne rodzaje dyfuzji: Dializa - transport przez błonę substancji rozpuszczonej zgodnie z gradientem jej stężenia, tj z roztworu hipertonicznego do hipotonicznego. Osmoza - transport wody przez błonę, zgodnie z gradientem stężenia wody tj z roztworu hipotonicznego do hipertonicznego.

44 Komórka w środowisku Hipertonicznym hipotonicznym Woda ucieka z komórki Woda wnika do komórki

45 Komórki zwierzęce muszą znajdować się w roztworze izotonicznym (sól fizjologiczna 0,9% NaCl)

46 Transport bierny- dyfuzja ułatwiona Nieruchome białka kanałowe Ruchome białka nośnikowe

47

48 Transport przez nośniki

49

50 Dwa typy przenośnika glukozy w jelitach symport i uniport

51

52 Kanały - Jonowe służą transportowi jonów K, Na, Cl, Ca Wodne służą transportowi wody (aquaporyny)

53 Kanały jonowe Są jonowo selektywne Na stałe są zamknięte Otwierane (bramkowane) są chwilowo przez działanie różnych czynników: Napięcia (depolaryzacja błony) Przez dołączenie cząsteczki liganda Przez stres mechaniczny

54 Kanały jonowe

55 Kanał otwierany napięciem

56 Przewodzenie przez synapsę kanały bramkowane napięciem i ligandem

57 Kanał otwierany mechanicznie komórki rzęsate narządu Cortiego Drgania akustyczne powodują wibrację błony podstawnej i odkształcenie wypustek komórek rzęsatych stereocili powstanie impulsu w komórkach nerwu słuchowego

58 Transport aktywny

59 Transport aktywny pompy jonowe Pompa Na+/K+ Pompa H+ Pompa Ca+2 Komórka nerwowa Błony lizosomów Błona komórek eukaryota Eksport Na+ Import K+ Transport H+ do lizosomów Eksport Ca

60 Pompa sodowo potasowa

61 Pompa Na/K aktywnie wyrzuca 3 jony Na na zewnątrz i wprowadza biernie 2 jony K

62 Pobieranie pokarmu przez komórki

63 Endocytoza Pinocytoza picie przez komórkę, wchłanianie płynów i małych cząsteczek przez małe pęcherzyki (<150 nm) Fagocytoza jedzenie przez komórkę, wchłanianie dużych cząstek (mikroorganizmów, szczątków komórkowych), przez duże fagosomy (>250 nm)

64 Endocytoza i egzocytoza

65

66 Pinocytoza przez pęcherzyki okryte klatryną pozwala na pobieranie do komórki specyficznych makrocząstek endocytoza kierowana receptorami=endocytoza receptorowa.

67 Endocytoza receptorowa pobieranie cholesterolu przez komórki wątroby

68 Fagocytoza

69 Fagocytoza

70 Główne miejsce trawienia wewnątrzkomórkowego Zawierają ok. 40 typów enzymów hydrolitycznych, trawiących białka, kw. Nukleinowe, polisacharydy, fosfolipidy Mają ph 5 Otoczone pojedynczą błoną Powstają w aparacie Golgiego Ich uszkodzenie prowadzi do autolizy Lizosomy

71 Lizosomy Pierwotne powstałe w AG, które łącząc się z Endosomami Pęcherzykami autofagalnymi Ziarnami wydzieliny Wtórne zwane wakuolami trawiennymi

72 Synteza, modyfikacja i transport białek w komórce

73 Synteza białek zachodzi: Reticulum endoplazmatycznym szorstkie (RER) W cytosolu na wolnych rybosomach Reticulum endoplazmatyczne gładkie (SER)

74 Siateczka endoplazmatyczna gładka Synteza tłuszczów, fosfolipidów, cholesterolu synteza hormonów sterydowych Detoksykacja (mikrosomy) Utlenianie leków Gromadzenie jonów wapnia (mięśnie szkieletowe)

75 Białka kierowane są do miejsc przeznaczenia za pomocą kodu sekwencji sygnałowej

76 Transport z wykorzystanie sekwencji sygnałowych

77 Białka z sekwencją ER powstają na rybosomach RE do wnętrza cystern AG

78

79 Białka chaperonowe (przyzwoitki) sprawdzają i poprawiają składanie białek ER

81 Transport białek w komórce Przez pory jądrowe Transport przez błony Mitochondrium Peroksysomu chloroplastu Transport za pośrednictwem pęcherzyków transportowych

82

83 Aparat Golgiego

84 Aparat Golgiego - budowa Jednostka strukturalną Diktiosomy (diktyon sieć) 5-8 spłaszczonych cystern Błony zwrócone do jądra powierzchnia formowania - cis Błony zwrócone do błony komórkowej powierzchnia dojrzewania trans, zawierają Wakuole zagęszczające Pęcherzyki transportowe Pęcherzyki okryte

85

86 Aparat Golgiego - funkcje Modyfikacja białek glikozylacja fosforylacja Sortowanie białek i lipidów Synteza błony komórkowej Synteza lizosomów Wydzielanie przez egzocytozę: enzymów hormonów składników macierzy pozakomórkowej

87 Egzocytoza Sekrecja (wydzielanie)

88

89 Peroksysomy (mikrociałka) Otoczone pojedynczą błoną Zawierają enzymy oksydoredykcyjne Katalazę rozkładającą H 2 O 2 Oksydazę aminokwasów Oksydazę moczanową Funkcja Ochrona przed utlenieniem komórki detoksykacja

90

91 Koniec

92

93

94

95 Program wykładów: Biologia komórki komórki pro i eukariotyczne, teoria endosymbiozy, błona komórkowa, transport przez błony, osmoza, dializa, endocytoza, egzocytoza, fagocytoza, aparat Golgiego, lizosomy, peroksysomy. Biologia komórki mitochondria, cytoszkielet, ruch komórki. Biologia komórki jądro komórkowe, struktura i funkcje, chromatyna, chromosomy. Biologia komórki cykl komórkowy, podziały komórkowe, mitoza, mejoza, proliferacja, apoptoza, spermatogeneza, oogeneza, Biologia komórki połączenia międzykomórkowe, macierz miedzykomórkowa, transport międzykomórkowy. Histologia, podstawy techniki histologicznej. Tkanka nabłonkowa i tkanka łączna. Skóra budowa i funkcje naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej. Wytwory skóry włosy, paznokcie, gruczoły potowe i łojowe, gruczoł mlekowy. Tkanka kostna i tkanka chrzęstna, szpik kostny. Krew, układ krwionośny, układ limfatyczny. Tkanka mięśniowa, tkanka nerwowa i glejowa Układ pokarmowy, wątroba i trzustka. Układ oddechowy i układ dokrewny. Układ moczowy i układ rozrodczy. Embriologia wybrane zagadnienia.

96 Program ćwiczeń Tkanka nabłonkowa, tkanka łączna, Tkanka kostna i chrzęstna, układ mięśniowy Skóra i tkanka podskórna. włosy, paznokcie Krew i układ krwionośny, układ oddechowy Tkanka nerwowa, układ pokarmowy

97 Zalecana literatura i materiały dydaktyczne Histologia, A. Stevens, J. Lowe, PWN Alberts i wsp. Podstawy biologii komórki. PWN Histologia, pod red. K. Ostrowskiego, PZWL, 1995 Histologia, W. Sawicki, PZWL, 2003 Podstawy cytofizjologii i histofizjologii, A. Myśliwski, skrypt AMG, 2003 Podstawy cytofizjologii, pod red. J. Kawiaka, M. Olszewskiej, J. Warchoła, PWN, 1995 Atlas histologiczny pod red. A. Myśliwskiego, OPERON, 2000 Atlas cytologii i histologii, Sobotta i Hammersen, Urban & Partner Atlas histologiczny B. Nedoszytko ( w przygotowaniu)

98

99 Komórka stuktura i funkcje Bogusław Nedoszytko WSZPIZU Wydział w Gdyni

100 Komórki Prokaryotyczna Bakterii Archaicznych Eubacterii Bez ściany komórkowej (Chlamydia) Ze ścianą komórkową:»grubą bakterie gram (+)» Podwójną cienką gram (-) Eukaryotyczne: Roślinna Zwierzęca Grzybów Pierwotniaków

101

102 Komórka zwierzęca

103 Komórka roślinna

104 Komórka Procaryotyczna

105 Geneza komórki

106 Pierwsze powstały bakterie - komórki eukariotyczne pochodzą od bakterii

109 Błona komórkowa Budowa i funkcje

110

111 Funkcje błony komórkowej Strukturalna (granica) Transportowa (droga) Pokarmowa Receptorowa (komunikacja) hormony, czynniki wzrostu Integracyjna Enzymatyczna Antygenowa (identyfikacja)

112 komunikacja Pobieranie pokarmu granica transport

113 Model płynnej mozaiki

114 Lipidy błony komórkowej Fosfolipidy fosfatydylocholina, fosfatydyloetanolamina, fosfatydyloseryna sfingomielina, fosfatydyloinozytol Glikolipidy cerebrozydy, gangliozydy Sterole - cholesterol

117 Dwuwarstwa lipidowa jest asymetryczna, warstwa zewnętrzna różni się od warstwy wewnętrznej składem lipidów. Glikolipidy występują tylko występują tylko w warstwie zewnętrznej.

118 Białka błony komórkowej Stanowią 50% masy błon Białka powierzchniowe Białka integralne

119 Białka błony komórkowej Integralne trwale związane z błoną komórkową (transbłonowe, związane przez lipidy) Peryferyczne nietrwale związane z błoną przez białka

120 Połączenia białek z lipidami błony Ułożenie Połączenie przez Połączenie przez Transbłonowe lipidy białka

121 Powierzchnia komórki pokryta jest cukrowcami tworząc tzw glikokokaliks

122 Funkcje glikokaliksu Ochrona powierzchni przed uszkodzeniami mechanicznymi i chemicznymi Nadają śliskość komórce Rozpoznawanie i przyleganie do komórek (adhezja) Identyfikator komórek Antygeny

123 Cukrowce błony neutrofila rozpoznają białka (lektyny) wydzielane w miejscu infekcji

124 Funkcje białek błony komórkowej Białka transportujące pompa sodowa Białka wiążące komórki ze sobą integryny Receptory hormonów, czynników wzrostu Enzymy cyklaza adenylowa, kinazy Antygeny np. grup krwi

125 Transport przez błonę komórkową

126 Transport przez błonę komórkową Małych cząsteczek (gazy, woda, jony itp.) Transport bierny Dyfuzja prosta Dyfuzja ułatwiona Transport aktywny Dużych cząsteczek (białka, hormony) Pinocytoza Fagocytoza Endocytoza receptorowa Egzocytoza

127 Rodzaje transportu przez błonę

128 Transport przez błonę

129 Dyfuzja prosta zachodzi przez lipidy, transport ułatwiony przez białka Błona komórkowa jest całkowicie przepuszczalna (transport zgodny z gradientem stężenia) dla: mocznik, witaminy ADEK Glicerolu, węglowodorów Tlenu wody Nieprzepuszczalna (ransport wymaga nośników) dla: aminokwasów Cukrów nukleotydów

130

131 Transport małych cząsteczek i jonów

132

133 Dyfuzja przemieszczanie się czasteczek w rozpuszczalniku z miejsca o wiekszym steżeniu do miejsc o mniejszym stężeniu Osmoza i dializa to specjalne rodzaje dyfuzji: Dializa - transport przez błonę substancji rozpuszczonej zgodnie z gradientem jej stężenia, tj z roztworu hipertonicznego do hipotonicznego. Osmoza - transport wody przez błonę, zgodnie z gradientem stężenia wody tj z roztworu hipotonicznego do hipertonicznego.

134 Komórka w środowisku Hipertonicznym hipotonicznym Woda ucieka z komórki Woda wnika do komórki

135 Komórki zwierzęce muszą znajdować się w roztworze izotonicznym (sól fizjologiczna 0,9% NaCl)

136 Transport bierny- dyfuzja ułatwiona Nieruchome białka kanałowe Ruchome białka nośnikowe

137

138 Transport przez nośniki

139

140 Dwa typy przenośnika glukozy w jelitach symport i uniport

141

142 Kanały - Jonowe służą transportowi jonów K, Na, Cl, Ca Wodne służą transportowi wody (aquaporyny)

143 Kanały jonowe Są jonowo selektywne Na stałe są zamknięte Otwierane (bramkowane) są chwilowo przez działanie różnych czynników: Napięcia (depolaryzacja błony) Przez dołączenie cząsteczki liganda Przez stres mechaniczny

144 Kanały jonowe

145 Kanał otwierany napięciem

146 Przewodzenie przez synapsę kanały bramkowane napięciem i ligandem

147 Kanał otwierany mechanicznie komórki rzęsate narządu Cortiego Drgania akustyczne powodują wibrację błony podstawnej i odkształcenie wypustek komórek rzęsatych stereocili powstanie impulsu w komórkach nerwu słuchowego

148 Transport aktywny

149 Transport aktywny pompy jonowe Pompa Na+/K+ Pompa H+ Pompa Ca+2 Komórka nerwowa Błony lizosomów Błona komórek eukaryota Eksport Na+ Import K+ Transport H+ do lizosomów Eksport Ca

150 Pompa sodowo potasowa

151 Pompa Na/K aktywnie wyrzuca 3 jony Na na zewnątrz i wprowadza biernie 2 jony K

152 Pobieranie pokarmu przez komórki

153 Endocytoza Pinocytoza picie przez komórkę, wchłanianie płynów i małych cząsteczek przez małe pęcherzyki (<150 nm) Fagocytoza jedzenie przez komórkę, wchłanianie dużych cząstek (mikroorganizmów, szczątków komórkowych), przez duże fagosomy (>250 nm)

154 Endocytoza i egzocytoza

155

156 Pinocytoza przez pęcherzyki okryte klatryną pozwala na pobieranie do komórki specyficznych makrocząstek endocytoza kierowana receptorami=endocytoza receptorowa.

157 Endocytoza receptorowa pobieranie cholesterolu przez komórki wątroby

158 Fagocytoza

159 Fagocytoza

160 Główne miejsce trawienia wewnątrzkomórkowego Zawierają ok. 40 typów enzymów hydrolitycznych, trawiących białka, kw. Nukleinowe, polisacharydy, fosfolipidy Mają ph 5 Otoczone pojedynczą błoną Powstają w aparacie Golgiego Ich uszkodzenie prowadzi do autolizy Lizosomy

161 Lizosomy Pierwotne powstałe w AG, które łącząc się z Endosomami Pęcherzykami autofagalnymi Ziarnami wydzieliny Wtórne zwane wakuolami trawiennymi

162 Synteza, modyfikacja i transport białek w komórce

163 Synteza białek zachodzi: Reticulum endoplazmatycznym szorstkie (RER) W cytosolu na wolnych rybosomach Reticulum endoplazmatyczne gładkie (SER)

164 Siateczka endoplazmatyczna gładka Synteza tłuszczów, fosfolipidów, cholesterolu synteza hormonów sterydowych Detoksykacja (mikrosomy) Utlenianie leków Gromadzenie jonów wapnia (mięśnie szkieletowe)

165 Białka kierowane są do miejsc przeznaczenia za pomocą kodu sekwencji sygnałowej

166 Transport z wykorzystanie sekwencji sygnałowych

167 Białka z sekwencją ER powstają na rybosomach RE do wnętrza cystern AG

168

171 Transport białek w komórce Przez pory jądrowe Transport przez błony Mitochondrium Peroksysomu chloroplastu Transport za pośrednictwem pęcherzyków transportowych

172

173 Aparat Golgiego

174 Aparat Golgiego - budowa Jednostka strukturalną Diktiosomy (diktyon sieć) 5-8 spłaszczonych cystern Błony zwrócone do jądra powierzchnia formowania - cis Błony zwrócone do błony komórkowej powierzchnia dojrzewania trans, zawierają Wakuole zagęszczające Pęcherzyki transportowe Pęcherzyki okryte

175

176 Aparat Golgiego - funkcje Modyfikacja białek glikozylacja fosforylacja Sortowanie białek i lipidów Synteza błony komórkowej Synteza lizosomów Wydzielanie przez egzocytozę: enzymów hormonów składników macierzy pozakomórkowej

177 Egzocytoza Sekrecja (wydzielanie)

178

179 Peroksysomy (mikrociałka) Otoczone pojedynczą błoną Zawierają enzymy oksydoredykcyjne Katalazę rozkładającą H 2 O 2 Oksydazę aminokwasów Oksydazę moczanową Funkcja Ochrona przed utlenieniem komórki detoksykacja

180

181 Koniec

182

183

184