Ogólna Biologia - Komórka

Ogólna Biologia - Komórka

• Komórka (łac. cellula) - najmniejsza strukturalna i funkcjonalna jednostka organizmów żywych, zdolna do przeprowadzania wszystkich podstawowych procesów życiowych (np. przemiana materii, wzrost i rozmnażanie).
• Stanowi podstawową jednostkę morfologiczno-czynnościową organizmów.
• Komórka ograniczona błoną komórkową.
• U większości organizmów eukariotycznych (np. roślin, grzybów i niektórych protistów), komórki posiadają dodatkowo ścianę komórkową (struktura zewnętrzna, nie wykazująca metabolizmu).
• Wewnątrz komórki znajduje się protoplazma i liczne organelle.

Budowa komórki

• Cytoplazma zbudowana z RNA i białek zapewniających funkcje życiowe komórki.
• Rybosomy – zbudowane z dwóch podjednostek (dużej i małej) wykształconych z białek i RNA. Pełnia kluczową rolę w syntezie białek.
• DNA – umieszczony w cytoplazmie w postaci pojedynczego chromosomu (u prokariontów) lub wielu chromosomów (eukarionty). DNA jest kolisty, silnie zwinięty i związany z białkami, często nazywany nukleoidem.
• Plazmidy - małe cząsteczki DNA pozachromosomowego, zawierające geny nie niezbędne do życia komórki, mogą nadawać cechy korzystne, np. lekooporność. Odkryte w latach 70. XX wieku.
• Cechy plazmidów:
  • Posiadają sekwencję Ori (ang. origin) odpowiadającą za proces inicjacji replikacji.
  • Kodują dodatkowe informacje, które nie znajdują się na chromosomowym DNA (np. odporność na antybiotyki).
  • Replikacja plazmidów może odbywać się niezależnie od replikacji chromosomu.
  • Czasami mogą być włączane do chromosomu tworząc episom.
• Rodzaje plazmidów: typu R, typu F i kolicynowe.

Pokrycie komórki - Błona komórkowa

• Półprzepuszczalna, dwuwarstwowa struktura.
• Składa się z fosfolipidów (np. fosfatydylocholiny), zbudowanych z hydrofilowej główki i hydrofobowych łańcuchów kwasów tłuszczowych.
• W błonach niektórych bakterii występują hopanoidy – substancje podobne do steroli.
• W błonie znajdują się również różnorodne białka: transportujące, uczestniczące w metabolizmie energetycznym i receptorowe.
• Wielkocząsteczkowe białka integralne mogą przenikać przez całą jej grubość.
• Białka peryferyjne "przyklejają" się do komórek za pomocą interakcji jonowych.
• Transport przez błony nieograniczony jest tylko dla cząsteczek hydrofobowych i małych cząsteczek nieobdarzonych ładunkiem. Pozostałe cząstki muszą być transportowane przez białka transportowe.

Ściana komórkowa

• Znajduje się na zewnątrz błony komórkowej.
• Jest zbudowana z peptydoglikanu (często nazywanego mureiną) - polimeru z cukrów i aminokwasów.
• Rolą ściany komórkowej jest ochrona komórki przed lizą osmotyczną w środowiskach o małej sile jonowej.
• Unikatowe cechy mureiny: obecność NAM i D-aminokwasów.
• Ściany komórkowe niektórych bakterii mogą zawierać kwas tejchojowy i jego pochodne (kwasy lipotejchojowe) oraz różne polisacharydy i białka.

Zewnętrze komórki

• Śluzy i otoczki chronią komórkę przed wyschnięciem, fagocytozą i pomagają w przyleganiu do podłoża.

Komórki zwierzęce i roślinne

• Podstawowe wspólne cechy: błona komórkowa, jądro, retikulum endoplazmatyczne, rybosomy, cytoszkielet, aparat Golgiego, mitochondrium, peroksysomy.

• W komórkach roślinnych występują: ściana komórkowa, wakuola centralna (tonoplast), chloroplasty.

• W komórkach zwierzęcych występują lizosomy i inne specyficzne organelle.

Cykl komórkowy

• Efektem podziału komórkowego są zazwyczaj dwie genetycznie identyczne komórki potomne.
• Funkcje podziałów komórkowych: reprodukcja, wzrost i rozwój, odnawianie tkanek (np. szpik kostny tworzy nowe erytrocyty).

Materiał genetyczny komórkowy

• Genom – komórkowa zawartość DNA, czyli informacja genetyczna komórki.
• DNA komórki eukariotycznej jest bardzo długie (np. przeciętna komórka ludzkiego ciała zawiera DNA o długości około 2 metrów).
• Wewnątrz jądra komórkowego DNA jest upakowane w postaci chromosomów.
• Każdy chromosom posiada jedną długą cząsteczkę DNA, która przenosi od kilkuset do kilku tysięcy genów!
• Geny – jednostki DNA kodujące cechy dziedziczne organizmu.

Chromosome

• Każdy gatunek eukariotyczny posiada charakterystyczną liczbę chromosomów, podzielonych na dwa zestawy, po jednym od każdego rodzica.
• Chromośomy ludzkie, na przykład, obejmują 22 pary autosomów i 2 chromoso - my płciowe (X i Y).

Mejoza

• Proces podziału redukcyjnego jądra komórkowego, prowadzący do powstania 4 jąder z połową liczby chromosomów komórki macierzystej.
• Służy do produkcji gamet (komórek płciowych).

Dziedziczenie

• Zasady dziedziczenia Mendla:
  • Prawo czystości gamet
  • Prawo niezależnej segregacji cech
• Rodzaje dziedziczenia:
  • Niezupełna dominacja
  • Kodominacja
  • Allele wielokrotne
  • Plejotropia
  • Epistaza
  • Dziedziczenie poligeniczne
• Wiele chorób genetycznych dziedziczy się jako proste cechy recesywne lub wynika z ekspresji alleli dominujących.

Mitoza

• Główny proces podziału interfazy w jądrze komórkowym, który duplikuje pojedyncze chromosomy.
• Etapy: profaza, prometafaza, metafaza, anafaza, telofaza.
• Cytokineza: podział cytoplazmy po zakończeniu mitozy.