Cytoplazma podstawowa: Siateczka ródplazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne): Aparat Golgiego:

Transkrypt

1 Cytoplazma podstawowa: Cytoplazma podstawowa, nazywana równieŝ macierzą lub matriks cytoplazmatyczną, a takŝe cytosolem, stanowi środowisko dla innych składników wewnątrz komórki. Jej struktura w mikroskopie elektronowym jest drobnoziarnista i względnie jednorodna. Prawdopodobnie tworzy ją sieć łańcuchów białkowych stanowiąca hydrofilowy układ koloidowy o strukturze Ŝelu. Wśród białek cytosolu jest ogromna liczba enzymów dla róŝnych procesów, jak glikoliza, synteza cukrów, aminokwasów, kwasów tłuszczowych, nukleotydów i innych. Cytoplazma Ŝywych, aktywnych komórek eukariotycznych znajduje się w ciągłym ruchu. Mogą to być ruchy chaotyczne i nieciągłe, ale występują teŝ często jako regularne prądy unoszące z sobą zawarte w cytosolu organelle i inkluzje. Przykłady takich prądów to spotykana w komórkach roślinnych rotacja (zwana cyklozą) cytosolu wzdłuŝ ścian kornórkowych dokoła centralnej wodniczki lub jego cyrkulacja w pasmach poprzedzielanych wodniczkami. Ruchy te są związane z funkcjami mikrofilamentów i mikrotubul oraz zróŝnicowaniem stanu koloidowego cytoplazmy i jego przemianami zol Ŝel i Ŝel zol. Siateczka śródplazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne): Siateczkę śródplazmatyczną tworzą błony uformowane w połączony system rurek i spłaszczonych woreczków cystern. Siateczka ta nie jest utworem trwałym, lecz moŝe ulegać przemieszczeniom, rozproszeniu i wytworzeniu na nowo. W kanałach i cysternach siateczki występują enzymy i odbywają się róŝne syntezy. Siateczka śródplazmatyczna jest przede wszystkim miejscem syntezy składników błon - a więc białek i lipidów. Błony tworzące spłaszczone cysterny pokryte są zazwyczaj rybosomami, które przyłączają się do błon od zewnątrz i tworzą wraz z nimi tzw. siateczkę ziarnistą. Syntetyzowane na rybosomach łańcuchy białkowe mogą wnikać do wnętrza - do cystern. Natomiast rurkowate elementy siateczki nie są na ogół pokryte rybosomami i stanowią tzw. siateczkę gładką. Kanaliki siateczki gładkiej są głównie miejscem syntezy lipidów. Siateczka śródplazmatyczna pełni teŝ waŝną rolę w transporcie wewnątrzkomórkowym umoŝliwiając, dzięki systemowi kanalików i cystern, przepływ cząsteczek między organellami. Od siateczki odcinane są pęcherzyki, które mogą włączać się w błony innych organelli, a takŝe w plazmolemę. Przy takim włączaniu się zawartość pęcherzyka "wylewa się" po wewnętrznej stronie błony przyjmującej pęcherzyk. JeŜeli błoną tą jest plazmolema, zawartość pęcherzyka wylewa się na stronę zewnętrzną, a więc na zewnątrz protoplastu, i mamy do czynienia ze zjawiskiem egozycytozy. Aparat Golgiego: Jest to system błon złoŝony z płaskich cystern, rurek i pęcherzyków, blisko związany z siateczką śródplazmatyczną, stanowiący jakby jej przedłuŝenie pod względem pochodzenia i funkcji. Strukturą podstawową aparatu Golgiego jest diktiosom - stos płaskich pęcherzyków (cystern), w części centralnej lekko wygiętych na kształt spodeczka. Średnica cystern wynosi około 1 µm, a ich liczba w jednym diktiosomie - najczęściej 4-6. Na brzegach cystern tworzą się liczne rozdęcia, które odłączają się następnie w postaci kulistych pęcherzyków. Od części obwodowych cystern mogą teŝ odchodzić rurki, które prawdopodobnie łączą z sobą poszczególne diktiosomy i nadają ciągłość aparatowi Golgiego komórki. Wszystko wskazuje na to, Ŝe cysterny diktiosomu powstają z gładkiej siateczki śródplazmatycznej. Diktiosom cechuje się biegunowością: część wypukła, zbliŝona do siateczki śródplazmatycznej, określana jako strona formowania albo strona cis, ma budowę i skład podobne jak cysterny siateczki śródplazmatycznej; właściwości cystern diktiosomu stopniowo zmieniają się w miarę oddalania się w kierunku przeciwnej, wklęsłej strony diktiosomu, określanej jako strona dojrzewania lub strona trans. Cysterny diktiosomów są miejscem dalszej "obróbki", modyfikowania struktury białek wytworzonych w siateczce śródplazmatycznej, zwłaszcza przyłączania do nich reszt cukrowcowych (charakterystyczna obecność transferaz glikozylowych) i powstania glikoprotein wchodzących m.in. w skład plazmolemy, a takŝe - w komórkach roślinnych - miejscem syntezy niektórych wielocukrów i ich pochodnych, jak pektyny, hemicelulozy i - być moŝe - takŝe innych składników ściany komórkowej. Istotny jest udział pęcherzyków diktiosomowych w tworzeniu przegrody pierwotnej w dzielącej się komórce roślinnej. Powstają w nich takŝe śluzy i inne wydzieliny komórkowe, toteŝ szczególnie silnie rozwinięty jest aparat Golgiego w komórkach wydzielniczych. Inną waŝną funkcją aparatu Golgiego jest udział w transporcie wewnątrz protoplastu oraz poza protoplast i poza komórkę. Zawartość cystern w postaci pęcherzyków przenoszona jest do miejsc przeznaczenia. W aparacie Golgiego następuje, więc nie tylko "obróbka" i synteza substancji, ale równieŝ ich segregacja w zaleŝności od miejsca przeznaczenia. Pęcherzyki mają zdolność rozpoznawania właściwej błony, w miejscu przeznaczenia łączą się z błoną struktury przyjmującej i "wylewają" swoją zawartość po stronie zewnętrznej plazmolemy lub po stronie wewnętrznej błony otaczającej organellę. Łącząc się z błoną przyjmującą, powiększają jej powierzchnię. Błony ulegają przy tym jakby odnowieniu przez fragmenty pochodzące z niedawnej syntezy. Zjawisko to nosi nazwę przepływu błon od siateczki śródplazrnatycznej, w której odbywa się pierwotna synteza składników błon, przez aparat Golgiego do innych miejsc w komórce. Proces ten najłatwiej daje się obserwować w przypadku plazmolemy, która nie tylko przyjmuje pęcherzyki, ale takŝe tworzy wpuklenia do wnętrza protoplastu, które z kolei odrywają się od błony macierzystej i wraz z zawartością wędrują w głąb komórki.

2 MoŜe on stanowić jeden ze sposobów pobierania przez protoplast substancji na drodze zwanej endocytozą. Lizosomy i sferosomy: Lizosomy są organellami róŝnych wymiarów i kształtów, otoczonymi pojedynczą błoną białkowo-lipidową. Powstają przez pączkowanie z gładkiej siateczki śródplazmatycznej sąsiadującej z aparatem Golgiego. W komórkach roślinnych stanowią część systemu wodniczek (wakuolarnego). Lizosomy pierwotne zawierają róźne kwaśne enzymy hydrolityczne (optimum ph około 5), jak proteazy, nukleazy, glikozydazy, lipazy, fosfatazy. Łączą się następnie z róŝnymi strukturami, np. z pęcherzykami powstającymi w wyniku endocytozy i zawierającymi róŝne substraty metaboliczne. Są organellami trawienia wewnątrzkomórkowego i biorą udział w obrocie metabolicznym komórki. Pojęcie sferosomów jest dość niejednoznaczne. Najczęściej przez pojęcie sferosomów rozumie się kuliste, otoczone pojedynczą błoną pęcherzyki wypełnione tłuszczem, które w tkankach spichszowych rośli mogą przekształcać się w ciała tłuszczowe. Peroksysomy i glioksysomy: Są to organelle o średnicy 0,5-1,5 µm; ich pojedyncza błona otacza drobnoziarnistą zawartość. Powstają prawdopodobnie przez pączkowanie z siateczki śródplazmatycznej. Charakterystyczna jest dla nich obecność duŝych ilości katalazy, enzymu rozkładającego nadtlenek wodoru na wodę i tlen. Peroksysomy występują prawie we wszystkich komórkach eukariotycznych. Są to organelle wyspecjalizowane w przeprowadzaniu reakcji utleniania z wykorzystaniem tlenu cząsteczkowego (O 2 ). Powstaje przy tym nadtlenek wodoru (H ), który moŝe być uŝyty do utleniania róŝnych substratów (np. fenoli) lub rozłoŝony za pomocą katalazy. W peroksysomach, prócz katalazy, występuje szereg enzymów utleniających - oksydaz. Peroksysomy są - obok mitochondriów - miejscem zuŝycia duŝych ilości tlenu, jednakŝe nie powstaje w nich ATP. UwaŜane są przez niektórych badaczy za pierwotne organelle metabolizmu tlenowego prymitywnych komórek proeukariotycznych, za pozostałość z okresów odległych ewolucyjnie, gdy - dzięki fotosyntezie roślin - w atmosferze pojawił się tlen. Ich znaczenie związane było m.in. z rozkładem toksycznego dla komórek nadtlenku wodoru. W tkankach fotosyntetyzujących u roślin peroksysomy pozostają w ścisłym kontakcie z chloroplastami i mitochondriami i uczestniczą w procesie fotorespiracji (oddychania świetlnego), który towarzyszy fotosyntezie przy niskich stęŝeniach COZ i wysokich stęŝeniach O 2. W procesie tym rybulozo-i,5-bisfosforan nie przyłącza CO 2, lecz Oz, przy czym rozpada się z wytworzeniem glikolanu, który w peroksysomie zostaje utleniony na glioksalan, a ten, przy współudziale mitochondrium, zostaje przekształcony w aminokwas glicynę. Wytwarza się przy tym H rozkładany przez katalazę. Dzięki peroksysomom przynajmniej część zawartego w glikolanie zredukowanego węgla zostaje wykorzystana w procesach anabolicznych, powstają aminokwasy i siła redukcyjna, a część węgla i energii moŝe być ponownie skierowana do przemian fotosyntetycznych. Glioksysomy występują tylko w tkankach roślinnych i to w tkankach magazynujących tłuszcze (np. w nasionach oleistych). Zawierają enzymy cyklu glioksalowego umoŝliwiającego szybki rozkład kwasów tłuszczowych i ich zamianę na cukier, przy czym pojawia się H rozkładany następnie przez katalazę. Proces ten, odbywający się przy współudziale mitochondriów i cytoplazmy podstawowej, pełni kluczową rolę w przemianie tłuszczów na cukry podczas kiełkowania nasion. Rybosomy: W komórkach eukariotycznych występują 2 rodzaje rybosomów. Mniejsze 70 S podobne są do rybosomów prokariotycznych i wchodzą w skład mitochondriów i plastydów, co stanowi główną podstawę hipotezy o pochodzeniu tych organelli od symbiotycznych organizmów prokariotycznych. W cytoplazmie występują rybosomy nieco większe, 80 S. KaŜdy rybosom składa się z dwóch podjednostek: w rybosomach 70 S są to podjednostki 50 S i 30 S, w rybosomach 80 S - odpowiednio 60 S i 40 S. W skład rybosomów wchodzi kilka rodzajów rybosomowego RNA (rrna) oraz kilkadziesiąt rodzajów białek. Stosunek ilościowy RNA do białka wynosi 45-65%: 55-35%. RNA rybosomów 80 S syntetyzowany jest w jąderku, a białka rybosomowe w cytoplazmie. Jeszcze w jądrze odbywa się wstępne formowanie rybosomów, które dokończone zostaje w cytoplazmie. Funkcją rybosomów jest synteza białka. Rybosom przyłącza się mniejszą podjednostką do nici informacyjnego RNA (mrna) i przesuwając się wzdłuŝ niej buduje łańcuch białkowy, włączając doń kolejne aminokwasy przyniesione przez transportujący RNA (trna). Większość rybosomów znajduje się na zewnętrznej powierzchni cystern siateczki śródplazmatycznej (siateczka śródplazmatyczna ziarnista), syntetyzując łańcuchy białkowe wprost do wnętrza cystern. Rybosomy mogą jednak być równieŝ zawieszone swobodnie w cytoplazmie podstawowej, zwłaszcza podczas intensywnej syntezy białka w komórce. Do jednej nici mrna moŝe wtedy być przyłączona większa liczba (5-30) rybosomów, tworząc charakterystyczne łańcuszki polirybosomów (polisomów). Mikrotubule i mikrofilamenty Komórki eukariotyczne mają rozmaite kształty, często zmienne, zmieniać moŝe się równieŝ połoŝenie organelli w komórkach, a takŝe połoŝenie samych komórek, jeśli są one obdarzone zdolnością do wykonywania ruchów.

3 Te właściwości ząwdzięczają komórki złoŝonej sieci włóknistych struktur tworzących jakby ich wewnętrzny szkielet (cytoszkielet). Istnieją dwie podstawowe grupy tych struktur: mikrotubule i mikrofilamenty. M i k r o t u b u ł e to cienkie (średnicy ok. 25 nm), długie (do kilkunastu mikrometrów), rurkowate włókienka utworzone głównie z białka tubuliny. Występują w cytoplazmie pojedynczo lub układają się równolegle w pasma. Z mikrotubul utworzone są wrzeciona podziałowe komórek, wchodzą teŝ one w skład centrioli. Są w zasadzie strukturami labilnymi, powstającymi i znikającymi w zaleŝności od stanu komórki. Wyjątek stanowią mikrotubule znajdujące się w w i c i a c h i r z ę s k a c h - organellach ruchu (równieŝ lokomotorycznego) niektórych komórek i kolonii. Tworzą tu zewnętrzny cylinder złoŝony z 9 podwójnych mikrotubul otaczający 2 mikrotubule pojedyncze w środku cylindra - charakterystyczny wzór "9 + 2". Zewnętrzne podwójne mikrotubule łączą się z sobą przez białkowe wypustki. Całość wici od zewnątrz otoczona jest błoną będącą przedłuŝeniem błony cytoplazmatycznej (plazmolemy). PrzedłuŜeniem wici pod powierzchnią komórki jest ciałko podstawowe utworzone przez cylinder 9 potrójnych mikrotubul (pojedyncze mikrotubule znajdujące się w centrum wici kończą się przy powierzchni komórki). Mechanizm ruchu wykonywanego przez wić zawarty jest w samej wici, gdyŝ wici izolowane od komórki kontynuują ruchy w roztworze zawierającym ATP i jony Mg 2 + i Ca 2 +. Sam ruch, zmiana połoŝenia wici, odbywa się na zasadzie "ślizgania się" mikrotubul względem siebie. Niektóre funkcje są wynikiem współdziałania mikrotubul z innym rodzajem struktur włóknistych - mikrofilamentami. Są to delikatne (średnicy ok. 6 nm) równolegle ułoŝone włókienka białka kurczliwego - aktyny. Uczestniczą m.in. w funkcjach komórki związanych z ruchami, takimi jak ruchy cytoplazmy i organelli, wpuklenia i fałdowanie się błony cytoplazmatycznej, zmiany kształtu i podział komórki. Wodniczki: Są to mniejsze lub większe pęcherzyki, nazywane teŝ w akuolami (wodnymi), oddzielone od cytoplazmy pojedynczą błoną - tonoplastem - i zawierające wodny roztwór - sok komórkowy, w którego skład wchodzą zarówno związki nieorganiczne, jak i organiczne. Wśród związków nieorganicznych znajdują się sole potasu, sodu, wapnia, Ŝelaza, magnezu i inne w postaci azotanów, siarczanów, fosforanów, chlorków itp. W soku komórkowym rozpuszczone są teŝ niewielkie ilości gazów atmosferycznych - azotu, tlenu, a zwłaszcza dwutlenku węgla. Ze związków organicznych na pierwszym miejscu wymienić naleŝy kwasy organiczne, jak szczawiowy, cytrynowy, winowy, jabłkowy, występujące w postaci wolnej lub w połączeniu z nieorganicznymi kationami jako sole. Wolne kwasy organiczne nadają kwaśny smak niektórym tkankom (np. w owocach). W soku komórkowym występują teŝ cukry rozpuszczalne, które w większej ilości nadają tkankom smak słodki. Prócz tego w soku komórkowym spotyka się aminokwasy, rozpuszczalne białka, alkaloidy i garbniki oraz pewne barwniki. Alkaloidy i garbniki nadają tkankom smak gorzki i cierpki. Barwnikami charakterystycznymi dla soku komórkowego są rozpuszczalne w wodzie związki flawonoidowe. Są wśród nich substancje o zabarwieniu Ŝółtym, przede wszystkim jednak naleŝą tu czerwone, niebieskie lub fioletowe antocyjany będące częstymi barwnikami kwiatów i owoców oraz niektórych innych organów, jak korzenie buraka czerwonego lub liście czerwonej kapusty. W soku komórkowym mogą równieŝ gromadzić się niektóre wydzieliny komórkowe. Składniki soku mlecznego wydzielanego przez pewne rośliny gromadzą się właśnie w wodniczkach komórek wydzielniczych. U tych roślin ogromne wodniczki wypełniają nieraz całe kanały mleczne, osiągając czasem znaczne długości. W soku komórkowym spotyka się teŝ ciała stałe - przede wszystkim róŝnego typu kryształy, głównie nierozpuszczalnego w wodzie szczawianu wapnia. Mogą to być róŝnego kształtu kryształy pojedyncze, proste, mogą teŝ występować - jak mające kształt igieł rafidy - w postaci pęczków albo tworzyć skomplikowane zespoły kryształów, jak np. druzy. W wodniczkach mogą równieŝ występować nierozpuszczalne bezpostaciowe lub krystaliczne białka. Wodniczki powstają w młodych, dzielących się komórkach przez stopniowe zlewanie się pęcherzyków pochodzących z siateczki śródplazmatycznej lub aparatu Golgiego. Są one organellami o rozmaitych funkcjach. Jedną z nich moŝe być magazynowanie, szczególnie substancji, które w większych stęŝeniach działałyby szkodliwie na cytoplazmę, np. alkaloidy czy kauczuk. RównieŜ dzięki gromadzeniu jonów Na + (wskutek występowania pompy jonowej w tonoplaście) pozwalają na utrzymanie niskiego stęŝenia tych jonów w cytosolu. W wodniczkach mogą teŝ być magazynowane metabolity oraz materiały zapasowe, np. białka zapasowe nasion. Wodniczki wypełnione takim białkiem przekształcają się w ciała białkowe (np. u motylkowatych) lub ziarna aleuronu (u traw). Inną funkcją wodniczek moŝe być trawienie wewnątrzkomórkowe związane z występowaniem w nich enzymów hydrolitycznych, w czym strukturalnie i funkcjonalnie wodniczki przypominają lizosomy komórek zwierzęcych. Wodniczki o róŝnych funkcjach, np. spichrzowych i trawiennych, są często obecne w tych samych komórkach. Najczęstszą jednak funkcją wodniczek jest rola "wypełniacza" komórkowego. W dojrzałych komórkach roślinnych wodniczki zajmują znaczną część (zwykle ponad 50%) objętości komórki. Dzięki temu, wskutek jedynie pobrania wody, komórka roślinna moŝe szybko rosnąć i osiągać stosunkowo duŝe rozmiary. Wodniczki nadają teŝ komórkom stan jędrności (turgor) wskutek ciśnienia wywieranego na cytoplazmę i ścianę komórkową.

4 Mitochondria: Są to organelle komórkowe o wysokim stopniu organizacji, wyspecjalizowane w przemianach tlenowych i będące wyrazem przystosowania komórek eukariotycznych do tlenowych warunków Ŝycia. Kształt mitochondriów jest kulisty, podłuŝny lub nieregularny. Ich średnica wynosi 0,5-1,0 µm, długość do 7 µ m. Od cytoplazmy oddziela je otoczka mitochondrialna złoŝona z dwóch równoległych błon przedzielonych przestrzenią międzybłonową. Błona zewnętrzna jest gładka i dość łatwo przepuszczalna, natomiast wewnętrzna jest trudno przepuszczalna i tworzy do wnętrza mitochondrium głębokie prostopadłe wpuklenia, inaczej grzebienie, o kształcie blaszkowatym, woreczkowatym lub rurkowatym. Na błonie wewnętrznej, po stronie zwróconej do wnętrza mitochondrium, znajdują się ponadto drobne buławkowate wypukłości. Wnętrze mitochondrium wypełnia jednorodna macierz mitochondrialna. Mitochondria stanowią "siłownie" komórki będące głównym miejscem produkcji energii w formie wysokoenergetycznego związku, adenozynotrifosforanu (ATP). Macierz mitochondrialna zawiera enzymy katalizujące przemianę kwasu pirogronowego (powstającego w cytoplazmie podstawowej podczas beztlenowej fazy oddychania - glikolizy) lub kwasów tłuszczowych w aktywny octan - acetylokoenzym A, oraz enzymy utleniające acetylokoenzym A w cyklu kwasu cytrynowego, z wytworzeniem CO 2 i zredukowanego dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADH). Utlenianie NADH, z przeniesieniem elektronów i protonów na tlen, odbywa się w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, w którą wbudowane są enzymy łańcucha oddechowego. RównieŜ w błonie wewnętrznej, we wspomnianych buławkowatych jej wypukłościach, znajduje się syntetaza ATP. Mitochondria są organellami półautonomicznymi, zawierającymi własny, mitochondrialny DNA w formie podwójnej helisy nie związanej z białkami, przypominającej nukleoid prokariotyczny. Nukleoid ten znajduje się w macierzy mitochondrialnej, w której zawarte są teŝ rybosomy typu 70 S oraz enzymy syntezy DNA, RNA i białka. Informacja genetyczna zawarta w mitochondrialnym DNA pozwala jednak na syntezę tylko niewielkiej części białek znajdujących się w mitochondriach. Większość białek pochodzi z cytoplazmy, gdzie powstają na cytoplazmatycznych rybosomach 80 S i na podstawie informacji (zawartej w informacyjnych RNA) pochodzącej z jądra. Podobieństwo mitochondriów do komórek prokariotycznych (nukleoid, rybosomy 70 S, podwójna błona jak u bakterii gramujemnych) stanowi podstawę hipotezy o pochodzeniu tych organelli od jednokomórkowych organizmów prokariotycznych, które w zamierzchłych ewolucyjnie czasach wniknęły jako symbionty do komórek eukariotycznych i na tyle uzaleŝniły się od swego partnera, Ŝe utraciły zdolność do samodzielnego Ŝycia i stały się jego integralnym składnikiem. Plastydy: Chloroplasty przekształcaj energię świetlną w energię chemiczną w procesie fotosyntezy. Niektóre komórki roślin i komórki glonów przeprowadzają serię złoŝonych reakcji przekształcania energii, znaną jako fotosynteza. W organellach zwanych chloroplastami występują zielone barwniki, chlorofil a i chlorofil b, które wychwytują energię świetlną niezbędną do przeprowadzania fotosyntezy. Chloroplasty zawierają takŝe róŝnorodne Ŝółte i pomarańczowe barwniki absorbujące światło, noszące nazwę karotenoidów. Jednokomórkowy glon moŝe zawierać tylko jeden duŝy chloroplast, natomiast w komórce liścia rośliny moŝe się ich znajdować nawet 100. Typowe chloroplasty, mające kształt dysku, są złoŝonymi strukturami ograniczonymi błonami, wewnętrzną i zewnętrzną, bardziej szczegółowy opis struktury chloroplastu. Przestrzeń ograniczona błoną wewnętrzną, zwana stromą, zawiera enzymy uczestniczące w wytwarzaniu glukozy z dwutlenku węgla i wody z wykorzystaniem wychwyconej energii światła słonecznego. Wewnętrzna błona chloroplastu odgranicza trzeciego rodzaju układ błonowy, złoŝony z połączonych stosów płaskich, dyskowatych woreczków, zwanych tylakoidami. Stosy tylakoidów noszą nazwę granów (1. poj. granum). Błony tylakoidu tworzą trzeci, najbardziej wewnętrzny przedział chloroplastu, zwany przestrzenią tylakoidową. Te bogate w chlorofil błony przypominają funkcjonalnie wewnętrzne błony mitochondriów, zachodzą w nich, bowiem procesy związane z tworzeniem ATP. Pochłonięta przez cząsteczki chlorofilu energia światła słonecznego uŝywana jest do wzbudzenia elektronów. Energia wzbudzonych elektronów słuŝy następnie do syntezy cząsteczek ATP i cząsteczek innych bogatych w energię związków. Energia zawarta w tych cząsteczkach wykorzystywana jest z kolei w stromie do syntezy glukozy z dwutlenku węgla i wody. Chloroplasty to tylko jeden z kilku rodzajów organelli znanych pod wspólną nazwą plastydów. W komórkach roślin i glonów w plastydach wytwarzane są i magazynowane substancje pokarmowe. Wszystkie plastydy powstają z proplastydów, organelli prekursorowych występujących w niewyspecjalizowanych komórkach roślin, szczególnie w rosnących, niezróŝnicowanych tkankach. W zaleŝności od specyficznej funkcji, którą pełnić będą ostatecznie komórki, zawarte w nich proplastydy przekształcają się w odpowiednie, dojrzałe plastydy. Stymulacja światłem prowadzi do wykształcenia chloroplastów; owocom i kwiatom charakterystyczny kolor nadają barwniki zawarte w chromoplastach; bezbarwne leukoplasty występują przede wszystkim w korzeniach i bulwach, gdzie słuŝą do magazynowania skrobi.

5 Jądro komórkowe: Otoczkę jądrową stanowi podwójna błona mająca bezpośrednie połączenia z siateczką śródplazmatyczną i stanowiąca jakby specjalną część tej siateczki. Wnętrze jądra ma równieŝ bezpośrednie połączenia z cytoplazmą, dzięki występowaniu w otoczce otworów - porówjądrowych. W miejscach występowania porów łączą się ze sobą zewnętrzna i wewnętrzna błona otoczki jądrowej. Na zewnętrznej i wewnętrznej krawędzi porów znajduje się po 8 ziaren białkowych, a w środku często jeszcze ziarno centralne, o którym sądzi się, Ŝe moŝe stanowić wytworzoną w jądrze na przykład podjednostkę rybosomu, przemieszczającą się do cytoplazmy. Wnętrze jądra wypełnia nukleoplazma, w której moŝna wyróŝnić ehromatynę, jąderko i sok jądrowy (kariolimfę). Chromatyna utworzona jest z DNA i białka i stanowi najwaŝniejszy składnik jądra, w którym zawarta jest informacja genetyczna komórki. Głównymi procesami zachodzącymi w jądrze są samopowielanie (replikacja) DNA oraz przekazywanie informacji genetycznej na RNA (transkrypcja). Replikacja DNA jest niezbędnym wstępem do podziału jądra i całej komórki. Natomiast RNA przechodzi do cytoplazmy i bierze zasadniczy udział w syntezie białka - w jej przebiegu, a takŝe w określaniu struktury, białka. Chromatyna na molekularnym poziomie swej organizacji przypomina paciorki nawleczone na sznurek. "Paciorki" - nukleosomy - powstają przez owinięcie się nici (podwójnej helisy) DNA dokoła białkowego krąŝka utworzonego z charakterystycznych dla chromatyny białek zasadowych - histonów. Pomiędzy nukleosomami znajdują się odcinki niezwiniętej helisy DNA. Tak ukształtowane podstawowe fibryle chromatyny ulegają w róŝnym stopniu dalszemu "upakowaniu", ułatwiającemu pomieszczenie duŝych ilości DNA w jądrze. NajwyŜszy, stopień kondensacji chromatyny występuje w chromosomach pojawiających się podczas podziału jądra. W jądrze interfazowym (nie dzielącym się lub między podziałami) w zaleŝności od stopnia kondensacji wyróŝnia się chromatynę luźną, aktywną w procesie syntezy RNA (transkrypcji), oraz nieaktywną chromatynę zwartą. Część chromatyny zwartej moŝe ulec dekondensacji i aktywizacji w określonych fazach rozwoju komórki. Chromatynę genetycznie aktywną, tj. chromatynę luźną, i chromatynę, której silna kondensacja jest odwracalna, nazywa się euchromatyną. Natomiast chromatynę, która stale występuje w formie zwartej, jest całkowicie nieaktywna genetycznie i nigdy nie ulega transkrypcji, nazwano heterochromatyną. Prócz DNA i białek histonowych w skład chromatyny luźnej mogą wchodzić białka niehistonowe, a takŝe pewne ilości RNA. Białka chromatyny w istotny sposób wpływają na transkrypcję DNA. Histony wpływają hamująco na aktywność genetyczną DNA, białka niehistonowe działają aktywująco. Białka te są waŝnym instrumentem regulacji aktywności genetycznej. Odcinek fibryli chromatynowej zawierający geny syntezy rybosomalnego RNA (rrna) tworzy dokoła siebie charakterystyczną suborganellę - jąderko. Jąderko nie jest ograniczone Ŝadną błoną, wykazuje jedynie większą gęstość niŝ otaczająca je kariolimfa. Składa się z niewielkich ilości DNA (odcinka kodującego rrna) oraz głównie z RNA i białka, i jest miejscem syntezy rrna. W strukturze jąderka widoczne są 2 rodzaje elementów - włókniste i ziarniste. Włókienka reprezentują połączenie białek z prerybosomalnym (45 S) RNA, natomiast ziarenka powstają przez fragmentację tego RNA, połączonego z białkami, i stanowią podjednostki rybosomów. Kariolimfa wypełnia przestrzenie między strukturami jądra, jest silnie uwodniona, jej podstawowym składnikiem (macierzą) są białka, a wśród nich szereg enzymów związanych z funkcjami jądra, m.in. polimeraza DNA, polimerazy RNA (z wyjątkiem polimerazy jąderkowej) oraz kinazy. Błona plazmatyczna (plazmalema): Jest błoną składającą się z 2 podstawowych komponentów warstwy lipidowej i proteinowej.lipidy ułoŝone są w ten sposób iŝ tworzą one tak zwaną dwuwarstwę lipidową (cząsteczki tłuszczów zawierają dwa bieguny hydrofilowy i hydrofobowy) cząsteczki lipidów w dwuwarstwie zorientowane są biegunami hydrofobowymi do środka dwuwarstwy, natomiast bieguny hydrofilowe są na zewnątrz. Wzajemne połoŝenie warstwy lipidów i białek opisuje kilka teorii traktujących o budowie plazmalemy. Najbardziej nowoczesna i zarazem najszerzej przyjęta została teoria oceanu lipidów, w której zanurzone są komponenty białkowe. Proteiny mogą być całkowicie zanurzone a ich cząsteczki wystają po obu stronach błony lub zanurzone częściowo. Błona plazmatyczna otacza wszystkie organele komórkowe. Bierze udział w transporcie substancji organicznych i nieorganicznych. Jest błoną półprzepuszczalną (selektywną dla większości substancji i związków migrujących do komórki i w jej wnętrzu). Proces transportu przez błony moŝe się odbywać na dwa zasadnicze sposoby: Transport bierny bez udział energii:dyfuzja prosta (migrują cząsteczki wody i niektóre jony), dyfuzja wspomagana (występuje system przenośników białkowych zlokalizowanych w błonie, ale ich działanie transportujące nie wymaga pobierania energii tak migrują większość prostych cząsteczek organicznych i niektóre grupy funkcyjne aminokwasów innych z związków organicznych). Transport aktywny w trakcie, którego transportowane substancje i związki migrują wbrew gradientowi stęŝeń pomiędzy środowiskiem komórki a środowiskiem zewnętrznym a cząsteczki białek biorące udział w ich aktywnych przenoszeniu przez błonę muszą uzyskać energię potrzebną do zmiany ich konformacji. Plazmalema jest barierą ograniczającą środowisko komórkowe wewnętrzne od środowiska zewnętrznego, bierze udział w przenoszeniu bodźców zewnętrznych do komórki, hormonów... Zabezpiecza pośrednio równieŝ homeostazę wewnętrzną komórki.