Biologia komórki – prowadzący Biologia komórki – prowadzący prof. dr hab. Jan Kuryszkoprof. dr hab. Jan Kuryszko

Literatura podstawowa:Literatura podstawowa:B. Alberts i in. – „Podstawy biologii B. Alberts i in. – „Podstawy biologii

komórki” Wyd. Nauk. PWN, W-wa Wyd.I komórki” Wyd. Nauk. PWN, W-wa Wyd.I 1999, Wyd. II t. I i II 20071999, Wyd. II t. I i II 2007

J. Kawiak, J. Mirecka i in. – „Podstawy J. Kawiak, J. Mirecka i in. – „Podstawy cytofizjologii”, Wyd. Nauk. PWN, W-wa, cytofizjologii”, Wyd. Nauk. PWN, W-wa, 19921992

W. Kilarski – „Strukturalne podstawy W. Kilarski – „Strukturalne podstawy biologii komórki” – Wyd. Nauk. PWN W-biologii komórki” – Wyd. Nauk. PWN W-wa 2007wa 2007

Biologia komórki – prowadzący Biologia komórki – prowadzący prof. dr hab. Jan Kuryszkoprof. dr hab. Jan Kuryszko

Literatura uzupełniająca:Literatura uzupełniająca:J. Kuryszko, J. Zarzycki – „Histologia J. Kuryszko, J. Zarzycki – „Histologia

zwierząt” PWRiL, W-wa 2000zwierząt” PWRiL, W-wa 2000L. Kłyszejko – Stefanowicz – L. Kłyszejko – Stefanowicz –

„Cytobiochemia”, Wyd. Nauk. PWN. W-„Cytobiochemia”, Wyd. Nauk. PWN. W-wa 1995 i wyd. późniejszewa 1995 i wyd. późniejsze

Scott F. Gilbert – „Developmental Scott F. Gilbert – „Developmental biology” seventh edition, Sinauer biology” seventh edition, Sinauer Associates, Inc. 2003Associates, Inc. 2003

CytologiaCytologia

Definicja komórkiDefinicja komórkiKomórkaKomórka jest najmniejszą strukturalną jest najmniejszą strukturalną

jednostką protoplazmy, która może jednostką protoplazmy, która może względnie niezależnie wykonywać względnie niezależnie wykonywać funkcje związane z podtrzymywaniem funkcje związane z podtrzymywaniem życia. Ciągłość wykonywania takich życia. Ciągłość wykonywania takich funkcji w kolejnych pokoleniach funkcji w kolejnych pokoleniach komórek decyduje o trwałości ich form i komórek decyduje o trwałości ich form i dokonuje się dzięki materiałowi dokonuje się dzięki materiałowi genetycznemu znajdującemu się w genetycznemu znajdującemu się w jądrze komórkowym.jądrze komórkowym.

Materiał genetyczny (głównie DNA) Materiał genetyczny (głównie DNA) komórek zawiera informacje, według komórek zawiera informacje, według których ustalane są ich budowa i funkcja. których ustalane są ich budowa i funkcja. Komórki bez jąder mogą żyć i Komórki bez jąder mogą żyć i funkcjonować przez pewien czas, dzięki funkcjonować przez pewien czas, dzięki zgromadzonym materiałom powstałym w zgromadzonym materiałom powstałym w obecności jądra, nie mogą jednak obecności jądra, nie mogą jednak rozmnażać się i przekazywać swoich cech rozmnażać się i przekazywać swoich cech następnym pokoleniom.następnym pokoleniom.

Komórki organizmu przybierają bardzo Komórki organizmu przybierają bardzo różne kształty. Komórki zawieszone w różne kształty. Komórki zawieszone w płynach (komórki krwi) są zazwyczaj płynach (komórki krwi) są zazwyczaj kuliste, kuliste,

natomiast komórki układów zwartych natomiast komórki układów zwartych

(tkanka nabłonkowa) na przekroju mają (tkanka nabłonkowa) na przekroju mają kształt wieloboków.kształt wieloboków.

Wielkość komórek mieści się w Wielkość komórek mieści się w szerokich granicach. Najmniejsze to szerokich granicach. Najmniejsze to niektóre komórki móżdżku o średnicy niektóre komórki móżdżku o średnicy ok. 4 ok. 4 µµm, a najwięke - komórka m, a najwięke - komórka jajowa – 100 jajowa – 100 µµm i komórki m i komórki piramidalne kory mózgowej – 150 piramidalne kory mózgowej – 150 µµm. m.

W komórce wyróżnia się 2 części W komórce wyróżnia się 2 części

składowe: cytoplazmę i jądro składowe: cytoplazmę i jądro komórkowe.komórkowe.

CYTOPLAZMA + JĄDRO KOMÓRKOWE CYTOPLAZMA + JĄDRO KOMÓRKOWE = PROTOPLAZMA= PROTOPLAZMA

Budowa fizyko – chemiczna Budowa fizyko – chemiczna komórekkomórek

Woda – ok. 70%Woda – ok. 70%Związki chemiczne rozpuszczalne w Związki chemiczne rozpuszczalne w

wodzie (roztwory związków wodzie (roztwory związków małocząsteczkowych + roztwory małocząsteczkowych + roztwory koloidalne w postaci żelu i zolu).koloidalne w postaci żelu i zolu).

Lepkość komórkiLepkość komórki (główna cecha (główna cecha

fizyczna komórki) zależy od fizyczna komórki) zależy od wzajemnego stosunku roztworów w wzajemnego stosunku roztworów w stanie żelu i zolu.stanie żelu i zolu.

Budowa fizyko – chemiczna Budowa fizyko – chemiczna komórekkomórek

Roztwory krystaliczne komórki są Roztwory krystaliczne komórki są odpowiedzialne za ciśnienie odpowiedzialne za ciśnienie osmotyczne, które jest ważną cechą osmotyczne, które jest ważną cechą fizyczną komórek. W większości fizyczną komórek. W większości komórek wynosi 280 – 320 mOsm komórek wynosi 280 – 320 mOsm (miliosmoli). (miliosmoli).

Główne kationy komórek:Główne kationy komórek:KK+ + (140 mmol/l)(140 mmol/l)NaNa++ (10mmol/l) (10mmol/l)

odwrotnie w płynie odwrotnie w płynie tkankowym otaczającym tkankowym otaczającym komórkikomórki

Budowa fizyko – chemiczna Budowa fizyko – chemiczna komórekkomórek

Główne aniony komórek:Główne aniony komórek:HCOHCO33 --, HPO, HPO44 --, SO, SO44 – – oraz niektóre białka.oraz niektóre białka.

Głównym anionem płynu Głównym anionem płynu tkankowego jest Cltkankowego jest Cl--. .

Powierzchnia komórek - warstwa Powierzchnia komórek - warstwa glikoprotein, białek i węglowodanów, glikoprotein, białek i węglowodanów, która nadaje komórce ładunek która nadaje komórce ładunek elektryczny ujemny.elektryczny ujemny.

W komórkach znajduje się też duża W komórkach znajduje się też duża różnorodność małocząsteczkowych różnorodność małocząsteczkowych związków chemicznych. Związki te związków chemicznych. Związki te występują w komórkach w formie występują w komórkach w formie polimerów tworzących polimerów tworzących makrocząsteczki. Do tych ostatnich makrocząsteczki. Do tych ostatnich należą kwasy nukleinowe (RNA, należą kwasy nukleinowe (RNA, DNA), białka, węglowodany, tłuszcze.DNA), białka, węglowodany, tłuszcze.

CytoplazmaCytoplazmaOrganella komórkoweOrganella komórkowe

błona komórkowabłona komórkowasiateczka sródplazmatycznasiateczka sródplazmatyczna

gładkagładkaziarnista (szorstka – ergastoplazma)ziarnista (szorstka – ergastoplazma)

aparat (kompleks) Golgiegoaparat (kompleks) Golgiegocentrum komórkowe, cytocentrum, centrosomcentrum komórkowe, cytocentrum, centrosommitochondriamitochondrializosomylizosomyperoksysomyperoksysomy

CytoplazmaCytoplazmaTwory metaplazmatyczne (filamentarne Twory metaplazmatyczne (filamentarne

czyli włókienkowe)czyli włókienkowe)miofibrylemiofibryletonofibryletonofibryleneurofibryleneurofibrylemikrotubulemikrotubule

CytoplazmaCytoplazmaWtręty cytoplazmatyczne (para – Wtręty cytoplazmatyczne (para –

deutoplazmatyczne)deutoplazmatyczne)wydzieliny (sekrety, inkrety)wydzieliny (sekrety, inkrety)wydaliny (ekskrety)wydaliny (ekskrety)substancje zapasowe (białka, glikogen. tłuszcze)substancje zapasowe (białka, glikogen. tłuszcze)barwniki endogenne (melanina, lipofuscyna, barwniki endogenne (melanina, lipofuscyna,

hemoglobina i jej pochodne)hemoglobina i jej pochodne)barwniki egzogenne (leki, lipochromy – karoten)barwniki egzogenne (leki, lipochromy – karoten)wtręty nieorganiczne (Ca, K)wtręty nieorganiczne (Ca, K)

Cytoplazma podstawowaCytoplazma podstawowa

Komórka mięśnia sercowegoKomórka mięśnia sercowego

Komórka jelitowa (enterocyt)Komórka jelitowa (enterocyt)

Komórka jelitowa (enterocyt)Komórka jelitowa (enterocyt)

Błona komórkowaBłona komórkowa Podstawowym elementem strukturalnym błon Podstawowym elementem strukturalnym błon

biologicznych są lipidy, w głównej swej masie biologicznych są lipidy, w głównej swej masie zaliczane do fosfolipidów - (reszta fosforanowa zaliczane do fosfolipidów - (reszta fosforanowa fosfolipidów posiada właściwości hydrofilowe)fosfolipidów posiada właściwości hydrofilowe)

W komórkach ssaków znajduje się dość istotna W komórkach ssaków znajduje się dość istotna ilość cholesterolu (33%) - (grupa hydroksylowa ilość cholesterolu (33%) - (grupa hydroksylowa cholesterolu posiada właściwości hydrofilowe) cholesterolu posiada właściwości hydrofilowe) oraz nieznaczna ilość sfingolipidów i oraz nieznaczna ilość sfingolipidów i glikosfingolipidów.glikosfingolipidów.

Wszystkie te substancje charakteryzują się Wszystkie te substancje charakteryzują się amfipatycznąamfipatyczną tzn. dwoistą budową tzn, że każdy tzn. dwoistą budową tzn, że każdy z wymienionych lipidów wykazuje właściwości z wymienionych lipidów wykazuje właściwości hydrofilowehydrofilowe i i hydrofobowehydrofobowe..

Błona komórkowaBłona komórkowaAmfipatycznaAmfipatyczna budowa budowa cząsteczek budowa budowa cząsteczek lipidowych powoduje spontaniczną ich lipidowych powoduje spontaniczną ich organizację w środowisku wodnym w formę 2 organizację w środowisku wodnym w formę 2 – molekularnej warstwy, w której część – molekularnej warstwy, w której część hydrofobowa „chroniona” jest przez hydrofobowa „chroniona” jest przez usytuowane w stronę środowiska wodnego usytuowane w stronę środowiska wodnego hydrofilowe fragmenty cząsteczek lipidowych. hydrofilowe fragmenty cząsteczek lipidowych. Ostateczna organizacja błony lipidowej Ostateczna organizacja błony lipidowej powoduje, że ma ona dwie hydrofilowe powoduje, że ma ona dwie hydrofilowe powierzchnie oddzielone hydrofobowym powierzchnie oddzielone hydrofobowym rdzeniem – nieprzepuszczalność dla rdzeniem – nieprzepuszczalność dla cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie.cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie.

Białka błon biologicznychBiałka błon biologicznychstrukturalne lub integralnestrukturalne lub integralne

budowa amfipatyczna budowa amfipatyczna stałe ukierunkowanie w błonie komórkowej stałe ukierunkowanie w błonie komórkowej

– fragment N-końcowy po zewnętrznej – fragment N-końcowy po zewnętrznej stronie błony komórkowej, fragment C-stronie błony komórkowej, fragment C-końcowy po stronie cytoplazmatycznej.końcowy po stronie cytoplazmatycznej.

peryferyczne lub obwodoweperyferyczne lub obwodowezlokalizowane po wewnętrznej stronie zlokalizowane po wewnętrznej stronie

błony komórkowej.błony komórkowej.

Cukry błon komórkowych – Cukry błon komórkowych – łańcuchy oligosacharydowełańcuchy oligosacharydowe

kilka% ogólnej masy błony komórkowejkilka% ogólnej masy błony komórkowejz białkami i lipidami tworzą glikokoniugaty z białkami i lipidami tworzą glikokoniugaty

glikoproteinowe lub glikolipidoweglikoproteinowe lub glikolipidowebiorą udział w procesach:biorą udział w procesach:

adhezjiadhezjirozpoznawania komórkowegorozpoznawania komórkowegowybiórczym wiązaniu określonych wybiórczym wiązaniu określonych

hormonów, białek, czynników wzrostu, hormonów, białek, czynników wzrostu, toksyn, i innych rozpuszczalnych w toksyn, i innych rozpuszczalnych w wodzie czynników metabolicznychwodzie czynników metabolicznych

Siateczka śródplazmatycznaSiateczka śródplazmatycznaJest to system kanalików, Jest to system kanalików,

spłaszczonych pęcherzyków i cystern spłaszczonych pęcherzyków i cystern tworzących układ wakuolarny w tworzących układ wakuolarny w cytoplazmie komórek roślinnych i cytoplazmie komórek roślinnych i zwierzęcych.zwierzęcych.

Całkowicie lub częściowo zamknięte Całkowicie lub częściowo zamknięte kanaliki mają kontakt z aparatem kanaliki mają kontakt z aparatem Golgiego, a także z błonami Golgiego, a także z błonami komórkową i jądrową.komórkową i jądrową.

Siateczka śródplazmatycznaSiateczka śródplazmatycznaUczestniczy w:Uczestniczy w:

syntezie i magazynowaniu niezbędnych syntezie i magazynowaniu niezbędnych do życia składnikówdo życia składników

detoksykacji i wydalaniu składników detoksykacji i wydalaniu składników toksycznych poza komórkętoksycznych poza komórkę

stanowi podporę mechaniczną dla stanowi podporę mechaniczną dla substancji koloidalnyh cytoplazmy substancji koloidalnyh cytoplazmy podstawowejpodstawowej

Siateczka śródplazmatycznaSiateczka śródplazmatycznasiateczka śródplazmatyczna gładkasiateczka śródplazmatyczna gładka

synteza kwasów tłuszczowych, synteza kwasów tłuszczowych, cholesterolu i sterydówcholesterolu i sterydów

zawiera enzymy uczestniczące w zawiera enzymy uczestniczące w glikogenolizieglikogenolizie

tworzy połączenia z siateczką tworzy połączenia z siateczką śródplazmatyczną ziarnistą.śródplazmatyczną ziarnistą.

jej wyznacznikami są 5-nukleotydaza i jej wyznacznikami są 5-nukleotydaza i glukozo-6-fosfatazaglukozo-6-fosfataza

Siateczka śródplazmatycznaSiateczka śródplazmatycznasiateczka śródplazmatyczna szorstkasiateczka śródplazmatyczna szorstka

zbudowana z cystern lub kanalików zbudowana z cystern lub kanalików mających na powierzchni zewnętrznej mających na powierzchni zewnętrznej rybosomy łączące się z siateczką za rybosomy łączące się z siateczką za pośrednictwem odpowiedniej podjednostki.pośrednictwem odpowiedniej podjednostki.

w jej kanałach znajduje się drobnoziarnisty w jej kanałach znajduje się drobnoziarnisty materiał, który w zależności od rodzaju materiał, który w zależności od rodzaju komórek może mieć większe lub mniejsze komórek może mieć większe lub mniejsze wysycenie elektronowe.wysycenie elektronowe.

tworzy zewnętrzną otoczkę błony jądrowejtworzy zewnętrzną otoczkę błony jądrowej

Komórki intensywnie syntetyzujące białko Komórki intensywnie syntetyzujące białko mają bardzo rozbudowaną siateczkę mają bardzo rozbudowaną siateczkę śródplazmatyczną ziarnistą.śródplazmatyczną ziarnistą.

Białko syntetyzowane przez rybosomy jest Białko syntetyzowane przez rybosomy jest magazynowane w kanałach siateczki, skąd magazynowane w kanałach siateczki, skąd za pośrednictwem nośników tzw. za pośrednictwem nośników tzw. pęcherzyków przenośnikowych przedostaje pęcherzyków przenośnikowych przedostaje się do aparatu Golgiego, gdzie następuje się do aparatu Golgiego, gdzie następuje formowanie się właściwych produktów formowanie się właściwych produktów sekwencji.sekwencji.

gładka siateczka śródplazmatycznagładka siateczka śródplazmatycznaszorstka siateczka śródplazmatyczna

szorstka siateczka śródplazmatyczna

jądrojądro

błona jądrowabłona jądrowa

rybosomyrybosomy