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

RER

SERJĄDROKOMÓRKOWE

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 GolgiegoJest 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 .

DIKTIOSOM

Aparat Golgiego nie występuje u Procayrota. Najlepiej rozwinięty jest natomiast w komórkach wydzielniczych.

12

1

1

2 3

1-PĘCHERZYKI TRANSPORTUJĄCE2-ŚWIATŁO CYSTERNY3-CYSTERNY (PŁASKIE PĘCHERZYKI)

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.

CIS

TRANS

• 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

CIS

TRANS

1

1

2

1

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