WITAMY NA KURSIE HISTOLOGII

Transkrypt

1 KOMÓRKA WITAMY NA KURSIE HISTOLOGII Wielkość komórek ZróŜnicowanie komórek Jednostki: 1 µm = 10-3 mm, 1 nm = 10-3 µm kształt najmniejsze komórki (komórki przytarczyc, niektóre komórki nerwowe) 4-5 µm przeciętne komórki 20 µm komórki bezjądrzaste: erytrocyty, płytki krwi, komórki budujące soczewkę oka komórki wielojądrzaste i zespólnie: włókna mięśniowe szkieletowe największe komórki (oocyty, niektóre komórki nerwowe) µm włókna mięśniowe wypustki komórek nerwowych Elementy składowe komórki: do 30 cm do 1 m syncytiotrofoblast w łoŝysku osteoklasty Mikroskop elektronowy: Mikroskop świetlny: jądro cytoplazma błona komórkowa Organelle: rybosomy siateczka śródplazmatyczna jądro komórkowe aparat Golgiego mitochondria lizosomy peroksysomy centriole Inne struktury: cytoszkielet pęcherzyki (transportowe, wydzielnicze) materiały zapasowe (glikogen, lipidy) 1

2 Błona biologiczna - uniwersalny budulec większości organelli komórkowych Błona biologiczna zbudowana jest z lipidów (głównie fosfolipidów, a takŝe glikolipidów i cholesterolu) i białek. Cząsteczka fosfolipidu część hydrofilna Funkcje komórki: pobieranie i trawienie substancji produkcja nowych substancji wysokocząsteczkowych produkcja i uŝytkowanie energii ruch wysyłanie i odbieranie sygnałów podział metabolizm część hydrofobowa W środowisku wodnym cząsteczki lipidów tworzą dwuwarstwę o uporządkowanym układzie. Decyduje ona o integralności błony białka Białka błon biologicznych: klasyfikacja Białka transbłonowe strukturalna: powierzchniowe transbłonowe (integralne) czynnościowa: strukturalne enzymatyczne receptorowe transportowe Białka powierzchniowe Jedno białko moŝe pełnić kilka funkcji Białka swobodnie pływają w dwuwarstwie lipidowej Błona biologiczna jest barierą dla substancji chemicznych i kontroluje ich transport pomiędzy środowiskiem a komórką i pomiędzy przedziałami wewnątrzkomórkowymi. Mechanizm otwierania kanałów Transport substancji niskocząsteczkowych (transbłonowy) - poprzez zawarte w błonie transbłonowe białka transportowe 1. Kanały zamknięty otwarty Dyfuzja: zgodnie z gradientem stęŝeń, bez nakładu energii kanały otwierane zmianą potencjału elektrycznego błony kanały otwierane ligandem (przyłączeniem cząsteczki sygnałowej) kanały otwierane mechanicznie 2

3 2. Przenośniki zmiana konformacji Transport ułatwiony: zgodnie z gradientem stęŝeń, bez nakładu energii Transport substancji wysokocząsteczkowych i duŝych struktur: transport pęcherzykowy 3. Pompy zmiana konformacji Transport aktywny: wbrew gradientowi stęŝeń, konieczna energia Równocześnie transportowana jest substancja/struktura oraz fragment błony lizosom endosom Błona komórkowa Transport pęcherzykowy przez błonę komórkową: egzocytoza siateczka śródplazmatyczna endosom aparat Golgiego pęcherzyki wydzielnicze endocytoza fagocytoza pinocytoza endocytoza receptorowa Transport pęcherzykowy pomiędzy organellami i błoną komórkową określamy jako przepływ błon w komórce 3

4 Jądro komórkowe Błona komórkowa Funkcje: magazynuje informację genetyczną oddziela komórkę od środowiska zewnętrznego (DNA) powiela informację genetyczną (replikacja DNA) przed podziałem komórki steruje syntezą białek w komórce, kierując w ten sposób wszystkimi procesami Ŝyciowymi błona komórkowa glikokaliks DNA RNA transkrypcja gruba (7.5 nm) trójwarstwowy obraz w mikroskopie elektronowym warstwa cukrowców na powierzchni (glikokaliks) specyficzne glikoproteidy odpowiedzialne za kontakt z innymi komórkami i z substancją międzykomórkową (cząsteczki adhezyjne) liczne białka transportowe i receptory nierównomierne rozmieszczenie ładunków elektrycznych po obu stronach błony (potencjał spoczynkowy) białko Główne składniki: chromatyna jąderko otoczka jądrowa Budowa chromatyny Chemiczne składniki chromatyny: DNA białka (histony i białka niehistonowe) translacja DNA nukleosom nukleofilament euchromatyna włókno chromatynowe tworzenie bocznych pętli Typy chromatyny: euchromatyna (jasna, luźna, aktywna transkrypcyjnie) heterochromatyna (ciemna, zwarta, nieaktywna transkrypcyjnie) heterochromatyna superspirala podział Jąderko Otoczka jądrowa produkuje podjednostki rybosomów chromosom dwie błony, pory pre-rrna rdna podjednostki Etapy: rybosomów transkrypcja rdna pre-rrna cięcie pre-rrna na mniejsze fragmenty rrna przyłączanie białek importowanych z cytoplazmy podjednostki rybosomów Funkcja: wymiana substancji pomiędzy jądrem a cytoplazmą z jądra do cytoplazmy: mrna, trna, podjednostki rybosomów z cytoplazmy do jądra: białka jądrowe, enzymy, białka rybosomowe 4

5 Rybosomy 49 białek 33 białka Funkcja: synteza białek w komórce - rybosomy związane z błonami siateczki szorstkiej produkują: białka błon biologicznych, białka wydzielnicze, białka lizosomowe - rybosomy wolne (cytoplazmatyczne) produkują: białka jądrowe, mitochondriów, peroksysomów, cytoszkieletu, cytoplazmy Siateczka śródplazmatyczna Aparat Golgiego szorstka spłaszczone cysterny rybosomy główna funkcja: synteza białek gładka kanaliki brak rybosomów funkcje: - produkcja lipidów - neutralizacja leków i trucizn - gromadzenie jonów Ca 2+ (kalciosom) Diktiosom - podjednostka aparatu Golgiego Bieguny diktiosomu CIS - wypukły - błona podobna do błon siateczki TRANS - wklęsły - błona podobna do błony komórkowej Przez diktiosom przepływają (transport pęcherzykowy) fragmenty błony i białka z siateczki śródplazmatycznej. W trakcie przepływu od bieguna cis do trans błona i białka ulegają modyfikacji chemicznej (głównie przyłączanie grup cukrowcowych - glikozylacja). Na biegunie trans białka są sortowane i pakowane do róŝnych pęcherzyków: - białka wydzielnicze do pęcherzyków wydzielniczych - białka lizosomowe do pęcherzyków hydrolazowych (lizosomów pierwotnych) Funkcje aparatu Golgiego: przebudowa błon i odnowa błony komórkowej glikozylacja przepływających białek, ich sortowanie i kierowanie do róŝnych pęcherzyków tworzenie ziarn wydzielniczych i pęcherzyków hydrolazowych 5

6 Lizosomy pęcherzyki, w których zachodzi trawienie wewnątrzkomórkowe; zawierają enzymy trawienne (hydrolazy) i trawione substancje lizosom fagocytoza pinocytoza Lizosomy powstają przez połączenie (fuzję) pęcherzyków hydrolazowych zawierających enzymy trawienne z pęcherzykami zawierającymi substancje, które mają zostać strawione Mitochondria błona zewnętrzna przestrzeń międzybłonowa błona wewnętrzna (tworzy fałdy - grzebienie mitochondrialne) macierz mitochondrialna LIZOSOM Pęcherzyki hydrolazowe mogą się łączyć: z pęcherzykami powstałymi w wyniku endocytozy - powstają heterolizosomy z pęcherzykami powstałymi w komórce, zawierającymi jej własne struktury - powstają autolizosomy Mitochondria produkują ATP W procesie tym uczestniczą: enzymy (cyklu Krebsa) w macierzy mitochondrialnej enzymy łańcucha oddechowego w błonie wewnętrznej grzybki mitochondrialne - tu następuje synteza ATP Peroksysomy Cytoszkielet Funkcje: rozkład nadtlenku wodoru (katalaza) utlenianie (bez produkcji energii) rozkład kwasów tłuszczowych synteza niektórych lipidów 6

7 Typ włókien Średnica Białko Funkcja mikrotubule 25 nm tubulina ruch, podporowa mikrotubula mikrofilamenty 6 nm aktyna ruch, (=fil. aktynowe) podporowa filamenty 10 nm róŝne podporowa pośrednie białka Za ruch komórkowy odpowiedzialne są mechanoenzymy - białka, które przy pomocy energii z ATP kroczą po powierzchni mikrotubul i mikrofilamentów Do mechanoenzymów kroczących po mikrotubulach przyczepiają się organelle, pęcherzyki, duŝe kompleksy białkowe, a w dzielącej się komórce równieŝ chromosomy w ten sposób transportowane są wewnątrz komórki Centriola Mikrotubule są dynamicznymi strukturami, zdolnymi do wzrostu (wydłuŝanie). KaŜda mikrotubula ma dwa końce: koniec plus w którym rozpoczyna się dobudowanie koniec minus w którym dobudowanie zachodzi wolniej DYNEINA Ma kształt walca o dł. 0,25-2 µm. Ściany walca zbudowane są z 9 trójek mikrotubul regularnie rozmieszczonych na obwodzie. Stanowi ośrodek organizacji mikrotubul zarówno cytoplazmatycznych jak i wchodzących w skład struktur osiowych, np. migawek. KINEZYNA Mikrotubule kooperują z dwoma mechanoenzymami: kinezyną kroczącą w stronę końca + i dyneiną kroczącą w stronę końca - 7

8 Po powierzchni filamentów aktynowych moŝe kroczyć tylko jeden rodzaj mechanoenzymu: miozyna, wyłącznie w kierunku końca +. Filamenty aktynowe zakotwiczają się tym końcem w błonie komórkowej, a układ ten odpowiada za zjawiska ruchowe, w których uczestniczy błona: tworzenie wpukleń i fałdów błony, wysuwanie i wciąganie wypustek (fagocytoza, ruch pełzakowaty): miozyna I Filamenty pośrednie zbudowane z łańcuchów białkowych skręconych w formę liny (wytrzymałe elastyczne) nie współpracują z mechanoenzymami, pełnią wyłącznie funkcje podporowe (wewnątrz komórki i w połączeniach międzykomórkowych) są zbudowane z róŝnych białek, zaleŝnie od miejsca występowania skurcz komórki: (np. komórki mięśniowe): miozyna II (agreguje w filamenty miozynowe) 8