ĆWICZENIE II - Biologia Komórki.docx

Błona komórkowa – struktura składająca się z dwóch warstw: białkowej i podwójnej warstwy lipidowej.

·         Półprzepuszczalna

·         Asymetryczna

·         Dynamiczna

·         Płynna

·         Dwuwarstwa lipidowa (hydrofilowe powierzchnie, hydrofobowy rdzeń) i związane z nią białka.

Funkcje:

·         Tworzenie bariery między cytoplazmą a otoczeniem

·         Transport substancji do komórki oraz na zewnątrz

·         Umożliwiają istnienie gradientów stężeń i różnych środowisk reakcji w komórce

·         Kotwiczą enzymy

·         Umożliwiają selektywny transport cząsteczek

Funkcja błony biologicznej – odgradzają różne kompartmenty komórkowe)

Błona:

·         Otwiera ona komórkę

·         Jest półprzepuszczalna

·         Na budowę mozaiki, która składa się z białek integralnych i peryferyjnych, lipidów (fosfolipidy, glikolipidy, lipidy obojętne – sterole)

Białko błonowe:

W błonie komórkowej znajduje się wiele białek i różnych funkcjach. Mogą być one:

·         Receptorami

·         Enzymami

·         Służą do transportu substancji przez błony lub wiązania komórki z innymi komórkami lub macierzą zewnątrzkomórkową (receptory)

Białka integralne – duże cząsteczki białek przenikające całą błonę komórkową

Białka powierzchniowe – dają się łatwo wyizolować, występują albo w zewnętrznej albo wewnętrznej warstwie błony.

Funkcje białek błonowych:

·         Transportery

·         Białka adhezyjne

·         Receptory

·         Enzymy

Glikokaliks – warstwa cukrowa na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej, zbudowana z łańcuchów cukrowych połączonych z cząsteczkami białek (glikoprotein) i lipidów (glikolipidów), reguluje podział komórkowy (jednopłaszczyznowo), reguluje proliferację.

Funkcje:

·         Ochrona komórki przed czynnikami mechanicznymi i chemicznymi

·         Udział w reakcji pobierania substancji przez komórkę (endocytoza)

·         Udział w kontaktowym „rozpoznawaniu się” komórek

·         Pośredniczenie w tworzeniu połączeń komórek ze sobą i z otoczeniem

Fosfolipidy mogą przemieszczać się w błonie, zapewnia to jej płynność: dyfuzja boczna, wysuwanie się, rotacja, zginanie, flip-flop

Różnice między błoną komórkową a błoną biologiczną:

·         Brak asymetrii w przypadki błon śródplazmatycznych (błona biologiczna)

·         Grubość błony komórkowej jest większa niż grubość błony biologicznej

·         Trójwarstwowość mniej widoczna w biologicznej

Białka w błonie : wokół własnej osi, zamieniają się miejscami, transport ułatwiony z udziałem nośników ruchomych.

Struktura cytoplazmy

Cytoplazma podstawowa otoczona błona komórkową + organella

·         Jądro komórkowe

·         Siateczka gładka (synteza steroidów, detoksykacja, rezerwa wapnia w komórce), szorstka (synteza i segregacja białek w komórce, przemiana potranslacyjna)

·         Mitochondria

·         Polirybosomy

·         Aparat Golgiego

·         Lizosomy

·         Peroksysomy

·         Proteosomy

·         Centrum komórkowe

·         Endosomy

·         Szkielet komórkowy z dodatkami elementów kurczliwych

·         Rybosomy – synteza białek

Twory:

·         Deutoplazmatyczne – zapasowe

·         Paraplazmatyczne – barwniki melanina

·         Euplazmatyczne – czasowo, włókna wrzeciona kariokinetycznego

·         Metaloplazmatyczne – cytoszkielet, mikrofibryle, tonofilamenty (twory włókniste)

Jądro komórkowe otoczone jest otoczką jądrową (z 2 błon biologicznych)

Struktura jądra komórki:

·         Osłonka jądra – 2 błony, asymetryczne, zewnętrzna obecność rybosomów, wewnętrzna obecność białek LAP

·         Chromatyna – interfazowa forma chromosomu (DNA, białka HMG, histony, RNA)

·         Jąderko

·         Macierz jądrowa

CHROMATYNA

·         Euchromatyna – aktywna transkrypcyjnie, zmieniający się stan kondensacji, zawiera sekwencje kodujące.

·         Heterochromatyna – maksymalnie skondensowana, zawiera sekwencje powtarzalne, zlokalizowana na telomerach i rejonach przycentromerowych, nieaktywna transkrypcyjnie, mocno zespiralizowana.

Jąderko – nie zawiera otoczki jądrowej, może występować wiele jąderek w jądrze (intensywność biosyntezy). Liczne posiadają hepatocyty, tworzenie podjednostek rybosomów, wakuole, struktury ziarniste, włókniste.

Kompleks poru jądrowego:

·         Małe cząsteczki przechodzą swobodnie

·         Duże cząsteczki są rozpoznawane przez receptor

·         A następnie przenoszone przez obszar centralny przy pomocy białek transportowych

Białka kompleksu (nukleoporny)

·         Receptory (importyny, eksportyny)

·         Białka transportowe

·         Obszar centralny (transport)

Transport jądrowo – cytoplazmatyczny:

·         Z jądra do cytoplazmy : mRNA, tRNA, podjednostki rybosomów

·         Z cytoplazmy do jądra : wszystkie białka jądrowe

Poziomy upakowania DNA w chromosomach:

·         2 m. DNA w każdej komórce

·         5x10^2 km DNA w ludzkim ciele

·         Całkowita długość 46 chromosomów metafazowych wynosi 200

Hierarchiczna struktura włókna chromosomowego:

Włókno nukleosomowe:

·         Dwuniciowy DNA

·         Oktamer histonów H2A, H2B, H3, H4

·         Histon H1

·         Skrócenie 6x

Włókno solenoidowe:

·         Kluczowa rola H1 – utrzymywanie odległości

·         Skrócenie 40x

Chromatyna interfazowa:

·         Tworzenie pętli

·         Fałdowanie włókien solenoidowych

·         Skracanie 680x

Chromosom metafazowy:

·         Chromatydy siostrzane połączone centromerem w obszarze zwanym przewężeniem pierwotnym

·         Z centromerem połączone są dwa kinetochoty, które za pomocą mikrotubul łączą chromosom z biegunem wrzeciona prawidłowego

·         Skrócenie 10000x

Jąderko:

·         Niezależna całość, strukturalna odrębność

·         Miejsce syntezy rRNA przy udziale polimerazy I

Translacja białek:

·         Szorstka

·         tRNA

·         mRNA

·         aminokwasy

·         rybosomy

Szostka siateczka – rozległe płaszczyzny równoległych do siebie błon, pokryte rybosomami, mające ciągłość z błoną jądrową. Przeprowadza syntezę białek i są źródłem nowych błon, przemiany potranslacyjne.

Gładka siateczka – bez rybosomów, bardziej tubularne, mające ciągłość z szorstkim ER, przeprowadza syntezę lipidów, detoksykacja, rezerwa wapnia w komórce.

Funkcje ER:

·         metabolizm tłuszczów

·         synteza białek

·         detoksykacja szkodliwych substancji

·         gromadzenie i magazynowanie wapnia

·         sekwencja cytoplazmy (oddzielanie fragmentów przeszkadzających prawidłowego funkcjonowania komórki)

Aparat Golgiego

·         stosy spłaszczonych woreczków błonowych, cystern

·         ilość struktur AG w komórce zależy od typu komórki

Procesy biologiczne z AG

·         glikozylacja białek i lipidów

·         glikozylacja i składanie proteoglikanów

·         dodanie mannozo – 6 – fosforanu

·         sortowanie przed transportem

polarność procesów biologicznych (bieguny diktiosomu):

·         CIS – wypukły, błona 5nm podobna do błon ER

·         TRANS – wklęsły, błona 7,5 nm podobna do błony komórkowej, wewnętrzna powierzchnia błony bogata w cukry

Przez diktiosom „przepływają” (transport pęcherzykowy) fragmenty błony i białka z siareczki. W trakcie przepływu od bieguna CIS do TRANS składniki błony i transportowane białka ulegaja modyfikacji chemiczne (glikozylacja, fosforylacja, sulfatacja). Błona stopniowo zmienia charakter na podobny do błony komórkowej.

Diktiosom – podstawowa jednostka tworząca AG

AG:

·         Koncentryczny – wokół jądra komórkowego

·         Dwubiegunowy – struktura AG koncentruje się na jednym biegunie komórki np. w komórce tarczycy

GERL = AG + lizosomy – ER (lizosomy powstają w głodkościennej blaszce przylegającej do diktiosomu

Lizosomy – struktury odpowiedzialne za trawienie. Organella otoczone pojedynczą błoną. Zachodzi w nich wewnątrzkomórkowe trawienie – hydroliza białek, kwasów nukleinowych, złożonych cukrów, fosfolipidów. Kuliste, ich błona jest bardzo szczelna (jeżeli dochodzi do zniszczenia błony lizosomów, następuje uwalnianie enzymów lizosomowych – śmierć komórki)

·         Pierwotne – które nie brały udziału w procesie trawienia

·         Wtórne – które, brały udział w procesie trawienia lub są w trakcie, powstają poprzez połączenie się lizosomów pierwotnych z endosomem.

Osteoklasty – enzymy lizosomalne poza wnętrzem lizosomu

Proteasomy – są to białkowo – rybonukleinowe wielkocząsteczkowe agregaty enzymatyczne znajdujące się w cytozolu i jądrze. Struktura charakterystyczna tylko...