Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez jego Użytkowników wyłącznie w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian, przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych.

Budowa komórki eukariotycznej cz. III

Komórki wykształciły różne strategie segregowania i organizowania swoich reakcji chemicznych. Jedną z nich jest agregacja różnych enzymów w kompleksy białkowe. Drugą strategią najsilniej rozwiniętą w komórkach eukariotycznych polega na zamknięciu różnych procesów i prowadzących je białek w różnych przedziałach ograniczonych błoną. Jak omówiono w części II, błony komórkowe stwarzają selektywne przepuszczalne bariery, pozwalające – w przypadku większości cząsteczek – na kontrolowanie ich transportu zachodzącego przez te błony.

Siateczka śródplazmatyczna (ER) ER (endoplasmic reticulum) jest najlepiej rozwiniętym systemem błonowym w komórce eukariotycznej. Struktura ta jest bardzo powszechna u Eucaryota (z wyjątkiem erytrocytów ssaków). W komórkach Procaryota ER nie występuje. Stanowi układ spłaszczonych błon, tworzących kanaliki, cysterny i pęcherzyki. Ma połączenie z błoną jądrową i błoną cytoplazmatyczną (plazmolemmą), ale w przeciwieństwie do błony komórkowej, błony siateczki nie są spolaryzowane.

Retikulum endoplazmatyczne - rodzaje Z uwagi na charakter błon ER wyróżnia się: Siateczkę śródplazmatyczną gładką – retikulum endoplazmatyczne agranularne, w skrócie SER. Na jej błonach nie występują rybosomy. siateczkę śródplazmatyczną szorstką – retikulum endoplazmatyczne granularne, w skrócie RER. Na błonach tej siateczki występują ziarnistości. Są to przytwierdzone do powierzchni błony liczne rybosomy. Często wyróżnia się także ER sarkoplazmatyczne, które występuje w komórkach mięśni i gromadzi jony wapnia niezbędne do skurczu.

ER szorstkie (granularne) Na zewnętrznych powierzchniach błon ER zlokalizowane są rybosomy. Jej główną funkcją jest synteza białek przeznaczonych na „eksport”, stąd też licznie występuje m.in. w: komórkach nabłonka gruczołowego trzustki (wydzielają enzymy trawienne) neuronach bez- i kręgowców (o dużej ilości białek przenośnikowych) komórkach kościotwórczych (wydzielają enzymy pomagające przy rekonstrukcji i przebudowie kości). RYBOSOMY

SER JĄDRO KOMÓRKOWE RER RYBOSOMY

ER gładkie (agranularne) Na powierzchni zewnętrznych błon nie występują rybosomy. Jej główną funkcją jest synteza lipidów. SER jest szczególnie rozwinięta w komórkach specjalizujących się w syntezie niebiałkowych składników organicznych. Przykładami mogą być: komórki śluzowe żołądka i jelita cienkiego. BŁONY ER

Funkcje ER Zwiększa powierzchnię wewnętrzną komórki, dzieli cytoplazmę na sektory, umożliwiając jednoczesne przeprowadzanie różnych, często wzajemnie się wykluczających procesów, np. syntezy i rozpadu, tworzy wewnętrzne kanały łączności pomiędzy różnymi strukturami w komórce, syntetyzuje białka (RER) i lipidy (SER), przeprowadza detoksykację trucizn i leków (głównie w komórkach wątroby).

Aparat Golgiego Jest to system błon złożony z płaskich cystern, rurek i pęcherzyków, blisko związany z siateczką śródplazmatyczną, stanowiący jakby jej przedłużenie pod względem pochodzenia i funkcji. Strukturą podstawową aparatu Golgiego jest diktiosom – stos płaskich woreczków (cystern - 1). Na brzegach cystern tworzą się liczne rozdęcia, które odłączają się następnie w postaci kulistych pęcherzyków – 2 . 1 2 DIKTIOSOM Aparat Golgiego nie występuje u Procayrota. Najlepiej rozwinięty jest natomiast w komórkach wydzielniczych.

Każdy stos Golgiego ma dwie strony: wejściową – czyli cis i wyjściową, czyli trans. Strona cis jest zorientowana ku ER, natomiast strona trans – ku błonie komórkowej. Najbardziej zewnętrzna cysterna każdej strony jest częścią sieci powiązanych miedzy sobą błonowych rurek i pęcherzyków. 1 CIS 2 3 1 TRANS 1-PĘCHERZYKI TRANSPORTUJĄCE 2-ŚWIATŁO CYSTERNY 3-CYSTERNY (PŁASKIE PĘCHERZYKI)

Rozpuszczalne białka wchodzą do sieci cis Golgiego poprzez pęcherzyki transportujące (1) pochodzące z ER. Białka wędrują poprzez cysterny (2), poprzez pęcherzyki transportujące, które odrywają się od jednej cysterny i łączą poprzez fuzję z następną. Białka opuszczają sieć trans Golgiego w pęcherzykach transportujących, kierowanych albo do powierzchni komórki, albo do innych przedziałów. RER SER 1 2 CIS 1 1 TRANS BŁONA KOMÓRKOWA

Funkcje aparatu Golgiego Modyfikacja i sortowanie białek, zwłaszcza przyłączanie do nich reszt cukrowych, synteza niektórych cukrów, udział w procesach wydzielniczych komórki, transport wydzielin w kierunku błony komórkowej.

Lizosomy Są to otoczone pojedynczą błoną biologiczną pęcherzyki, powszechne tylko u Eucaryota. Zawierają enzymy hydrolityczne, które prowadzą kontrolowane wewnątrzkomórkowe trawienie zarówno materiału zewnątrzkomórkowego jak i zużytych organelli. Enzymy te są optymalnie aktywne w środowisku kwaśnym utrzymywanym w lizosomach, dzięki czemu nawet gdyby nastąpił jakiś przeciek, zależność enzymów od dużego zakwaszenia chroni zawartość komórki przed strawieniem. ENZYMY HYDROLITYCZNE

Sferosomy Są drobnymi (od 0,5 do 1 μm), kulistymi organellami charakterystycznymi dla komórek roślinnych. Wiele danych wskazuje, że są one odpowiednikami lizosomów komórek zwierzęcych. Zawierają lipidy oraz liczne enzymy hydrolityczne. Ich główną funkcją jest: trawienie wewnątrzkomórkowe, synteza tłuszczów, gromadzenie tłuszczów zapasowych.

Mikrociałka Są to bardzo małe oragnelle, dla których charakterystyczna jest obecność dużych ilości katalazy, enzymu rozkładającego nadtlenek wodoru na wodę i tlen. Peroksysomy – pęcherzyki występujące w komórkach roślinnych i zwierzęcych przeprowadzają reakcje utleniania z wykorzystaniem tlenu cząsteczkowego. Procesom tym zwykle towarzyszy wydzielanie się toksycznego nadtlenku wodoru, który jest rozkładany przez katalazę do produktów nieszkodliwych. U człowieka, w komórkach wątroby struktury te uczestniczą m.in. w neutralizowaniu etanolu.

Mikrociałka Glioksysomy – druga grupa mikrociałek, występująca wyłącznie w komórkach roślin wyższych i to w tkankach magazynujących tłuszcze (np. w nasionach oleistych). Zawierają enzymy rozkładające kwasy tłuszczowe i przekształcające produkty ich rozpadu w węglowodany. Uczestniczą zatem w uruchamianiu rezerw tłuszczowych i przekształcaniu ich w cukry, co ma miejsce w czasie kiełkowania nasion.

GERL W niektórych komórkach eukariotycznych stwierdzono obecność powtarzalnego kompleksu błoniastego, będącego jakby połączeniem aparatu Golgiego, retikulum endoplazmatycznego i lizosomów. Ponieważ kompleks ten wykazywał pewne odrębne właściwości biochemiczne nadano mu nazwę GERL (Golgi Endoplsmatic Reticulum Lysosom system).

Literatura: Lewiński W., Walkiewicz J., 2000. Biologia 1. Operon, Rumia Alberts B. i in., 1999. Podstawy biologii komórki. PWN, Warszawa Szweykowska A., Szweykowski J. 2004. Botanika. Morfologia, PWN, Warszawa