Organelle komórkowe. Struktura i funkcje. Komórki eukariotyczne Pierwsze komórki eukariotyczne

Komórki tworzące tkanki zwierząt i roślin różnią się znacznie kształtem, rozmiarem i strukturą wewnętrzną. Wszystkie jednak wykazują podobieństwa w głównych cechach procesów życiowych, metabolizmie, drażliwości, wzroście, rozwoju i zdolności do zmian.

Komórki wszystkich typów zawierają dwa główne składniki, ściśle ze sobą powiązane - cytoplazmę i jądro. Jądro jest oddzielone od cytoplazmy porowatą błoną i zawiera sok jądrowy, chromatynę i jąderko. Półpłynna cytoplazma wypełnia całą komórkę i jest penetrowana przez liczne kanaliki. Z zewnątrz pokryta jest błoną cytoplazmatyczną. Wyspecjalizowało się struktury organelli, stale obecne w komórce i formacje tymczasowe - inkluzje.Organelle błonowe : zewnętrzna błona cytoplazmatyczna (OCM), siateczka śródplazmatyczna (ER), aparat Golgiego, lizosomy, mitochondria i plastydy. Struktura wszystkich organelli błonowych opiera się na błonie biologicznej. Wszystkie membrany mają zasadniczo jednolity plan strukturalny i składają się z podwójnej warstwy fosfolipidów, w której cząsteczki białka są zanurzone na różnych głębokościach i z różnych stron. Błony organelli różnią się od siebie jedynie zestawem białek, które zawierają.

Schemat budowy komórki eukariotycznej. A - komórka pochodzenia zwierzęcego; B - komórka roślinna: 1 - jądro z chromatyną i jąderkiem, 2 - błona cytoplazmatyczna, 3 - ściana komórkowa, 4 - pory w ścianie komórkowej, przez które łączy się cytoplazma sąsiadujących komórek, 5 - siateczka śródplazmatyczna szorstka, b - siateczka śródplazmatyczna gładka , 7 - wakuola pinocytotyczna, 8 - aparat Golgiego (kompleks), 9 - lizosom, 10 - wtręty tłuszczowe w kanałach gładkiej siateczki śródplazmatycznej, 11 - centrum komórkowe, 12 - mitochondria, 13 - wolne rybosomy i polirybosomy, 14 - wakuola , 15 - chloroplast

Błona cytoplazmatyczna. Wszystkie komórki roślinne, zwierzęta wielokomórkowe, pierwotniaki i bakterie mają trójwarstwową błonę komórkową: warstwa zewnętrzna i wewnętrzna składają się z cząsteczek białka, warstwa środkowa składa się z cząsteczek lipidów. Ogranicza cytoplazmę ze środowiska zewnętrznego, otacza wszystkie organelle komórkowe i stanowi uniwersalną strukturę biologiczną. W niektórych komórkach błonę zewnętrzną tworzy kilka ściśle przylegających do siebie membran. W takich przypadkach błona komórkowa staje się gęsta i elastyczna, co pozwala komórce zachować swój kształt, jak na przykład u eugleny i orzęsków pantoflowych. Większość komórek roślinnych, oprócz błony, ma również grubą otoczkę celulozową na zewnątrz - Ściana komórkowa. Jest wyraźnie widoczny w konwencjonalnym mikroskopie świetlnym i pełni funkcję podporową dzięki sztywnej warstwie zewnętrznej, która nadaje komórkom wyraźny kształt.

Na powierzchni komórek błona tworzy wydłużone narośla - mikrokosmki, fałdy, wgłębienia i wypukłości, co znacznie zwiększa powierzchnię wchłaniania lub wydalania. Za pomocą przerostów błonowych komórki łączą się ze sobą w tkankach i narządach organizmów wielokomórkowych, na fałdach błon znajdują się różne enzymy biorące udział w metabolizmie. Odgradzając komórkę od otoczenia, błona reguluje kierunek dyfuzji substancji i jednocześnie aktywnie transportuje je do komórki (akumulacja) lub na zewnątrz (wydalanie). Dzięki tym właściwościom błony stężenie jonów potasu, wapnia, magnezu i fosforu w cytoplazmie jest wyższe, a stężenie sodu i chloru niższe niż w środowisku. Przez pory błony zewnętrznej jony, woda i małe cząsteczki innych substancji przedostają się do komórki ze środowiska zewnętrznego. Penetracja stosunkowo dużych cząstek stałych do wnętrza komórki odbywa się poprzez: fagocytoza(od greckiego „phago” - pożerać, „pić” - komórka). W tym przypadku zewnętrzna błona w miejscu kontaktu z cząstką zagina się w komórkę, wciągając cząstkę w głąb cytoplazmy, gdzie ulega ona rozszczepieniu enzymatycznemu. W podobny sposób krople substancji płynnych dostają się do komórki; nazywa się ich wchłanianiem pinocytoza(od greckiego „pino” - napój, „cytos” - komórka). Zewnętrzna błona komórkowa pełni także inne ważne funkcje biologiczne.

Cytoplazma 85% składa się z wody, 10% z białek, pozostała część objętości to lipidy, węglowodany, kwasy nukleinowe i związki mineralne; wszystkie te substancje tworzą roztwór koloidalny o konsystencji podobnej do gliceryny. Substancja koloidalna komórki, w zależności od jej stanu fizjologicznego i charakteru oddziaływania środowiska zewnętrznego, ma zarówno właściwości cieczy, jak i sprężystego, gęstszego ciała. Do cytoplazmy przenikają kanały o różnych kształtach i rozmiarach, które nazywane są kanałami retikulum endoplazmatycznego. Ich ściany są błonami, które pozostają w ścisłym kontakcie ze wszystkimi organellami komórki i razem z nimi tworzą pojedynczy system funkcjonalny i strukturalny dla metabolizmu, energii i ruchu substancji w komórce.

Ściany kanalików zawierają drobne granulki tzw rybosomy. Ta sieć kanalików nazywana jest ziarnistą. Rybosomy mogą być rozproszone na powierzchni kanalików lub tworzyć kompleksy od pięciu do siedmiu lub więcej rybosomów, zwane polisomy. Pozostałe kanaliki nie zawierają granulek, tworzą gładką siateczkę śródplazmatyczną. Enzymy biorące udział w syntezie tłuszczów i węglowodanów zlokalizowane są na ścianach.

Wewnętrzna wnęka kanalików jest wypełniona produktami przemiany materii komórki. Kanaliki wewnątrzkomórkowe, tworząc złożony układ rozgałęzień, regulują ruch i stężenie substancji, oddzielają różne cząsteczki substancji organicznych i etapy ich syntezy. Na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni błon bogatych w enzymy syntetyzowane są białka, tłuszcze i węglowodany, które albo są wykorzystywane w metabolizmie, albo gromadzą się w cytoplazmie w postaci wtrąceń, albo są wydalane.

Rybosomy występuje we wszystkich typach komórek - od bakterii po komórki organizmów wielokomórkowych. Są to ciała okrągłe składające się z kwasu rybonukleinowego (RNA) i białek w niemal równych proporcjach. Z pewnością zawierają magnez, którego obecność utrzymuje strukturę rybosomów. Rybosomy mogą być związane z błonami retikulum endoplazmatycznego, z zewnętrzną błoną komórkową lub znajdować się swobodnie w cytoplazmie. Przeprowadzają syntezę białek. Oprócz cytoplazmy w jądrze komórkowym znajdują się rybosomy. Tworzą się w jąderku, a następnie przedostają się do cytoplazmy.

Kompleks Golgiego w komórkach roślinnych wygląda jak pojedyncze ciała otoczone błonami. W komórkach zwierzęcych organelle te są reprezentowane przez cysterny, kanaliki i pęcherzyki. Produkty wydzieliny komórkowej dostają się do rurek błonowych kompleksu Golgiego z kanalików siateczki śródplazmatycznej, gdzie ulegają chemicznemu przegrupowaniu, zagęszczeniu, a następnie przechodzą do cytoplazmy i są albo wykorzystywane przez samą komórkę, albo z niej usuwane. W zbiornikach kompleksu Golgiego polisacharydy są syntetyzowane i łączone z białkami, w wyniku czego powstają glikoproteiny.

Mitochondria- małe ciała w kształcie pręta ograniczone dwiema membranami. Od wewnętrznej błony mitochondriów odchodzą liczne fałdy - cristae, na ich ścianach znajdują się różne enzymy, za pomocą których przeprowadza się syntezę substancji wysokoenergetycznej - kwasu adenozynotrójfosforowego (ATP). W zależności od aktywności komórki i wpływów zewnętrznych mitochondria mogą się poruszać, zmieniać swój rozmiar i kształt. Rybosomy, fosfolipidy, RNA i DNA znajdują się w mitochondriach. Obecność DNA w mitochondriach wiąże się ze zdolnością tych organelli do rozmnażania się poprzez tworzenie zwężeń lub pączkowania podczas podziału komórek, a także z syntezą niektórych białek mitochondrialnych.

Lizosomy- małe owalne formacje, ograniczone błoną i rozproszone po cytoplazmie. Występuje we wszystkich komórkach zwierząt i roślin. Powstają w przedłużeniach siateczki śródplazmatycznej oraz w kompleksie Golgiego, tutaj są wypełnione enzymami hydrolitycznymi, a następnie oddzielają się i wchodzą do cytoplazmy. W normalnych warunkach lizosomy trawią cząsteczki, które dostają się do komórki na drodze fagocytozy oraz organelle umierających komórek. Produkty lizosomu są wydalane przez błonę lizosomu do cytoplazmy, gdzie włączają się w nowe cząsteczki. Kiedy błona lizosomu pęka, enzymy przedostają się do cytoplazmy i trawić jego zawartość, powodując śmierć komórki.

Plastydy występuje tylko w komórkach roślinnych i występuje w większości roślin zielonych. Substancje organiczne są syntetyzowane i gromadzone w plastydach. Istnieją trzy rodzaje plastydów: chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty.

Chloroplasty - zielone plastydy zawierające zielony pigment chlorofil. Występują w liściach, młodych łodygach i niedojrzałych owocach. Chloroplasty otoczone są podwójną membraną. W roślinach wyższych wewnętrzna część chloroplastów wypełniona jest półpłynną substancją, w której płytki ułożone są równolegle do siebie. Sparowane membrany płytek, łącząc się, tworzą stosy zawierające chlorofil (ryc. 6). W każdym stosie chloroplastów roślin wyższych warstwy cząsteczek białka i cząsteczek lipidów przeplatają się, a pomiędzy nimi znajdują się cząsteczki chlorofilu. Ta warstwowa struktura zapewnia maksymalną ilość wolnych powierzchni oraz ułatwia wychwytywanie i przenoszenie energii podczas fotosyntezy.

Chromoplasty - plastydy zawierające pigmenty roślinne (czerwony lub brązowy, żółty, pomarańczowy). Koncentrują się w cytoplazmie komórek kwiatów, łodyg, owoców i liści roślin i nadają im odpowiednią barwę. Chromoplasty powstają z leukoplasty lub chloroplastów w wyniku nagromadzenia pigmentów karotenoidy.

Leukoplasty - bezbarwne plastydy zlokalizowane w bezbarwnych częściach roślin: w łodygach, korzeniach, cebulach itp. Ziarna skrobi gromadzą się w leukoplastach niektórych komórek, oleje i białka gromadzą się w leukoplastach innych komórek.

Wszystkie plastydy powstają od swoich poprzedników - proplastidów. Odkryli DNA kontrolujące reprodukcję tych organelli.

Centrum komórkowe, lub centrosom, odgrywa ważną rolę w podziale komórek i składa się z dwóch centrioli . Występuje we wszystkich komórkach zwierzęcych i roślinnych, z wyjątkiem grzybów kwitnących, grzybów niższych i niektórych pierwotniaków. Centriole w dzielących się komórkach biorą udział w tworzeniu wrzeciona podziału i znajdują się na jego biegunach. W dzielącej się komórce centrum komórki dzieli się jako pierwsze i jednocześnie tworzy się wrzeciono achromatyny, które orientuje chromosomy w miarę ich rozchodzenia się w kierunku biegunów. Jedna centriola opuszcza każdą komórkę potomną.

Wiele komórek roślinnych i zwierzęcych je posiada organoidy specjalnego przeznaczenia: rzęsy, pełnią funkcję ruchu (rzęski, komórki dróg oddechowych), wici(pierwotniaki jednokomórkowe, męskie komórki rozrodcze zwierząt i roślin itp.). Włączenia - elementy tymczasowe, które powstają w komórce na pewnym etapie jej życia w wyniku syntetycznej funkcji. Są one albo wykorzystywane, albo usuwane z komórki. Inkluzje są także rezerwowymi składnikami odżywczymi: w komórkach roślinnych - skrobia, kropelki tłuszczu, bloki, olejki eteryczne, wiele kwasów organicznych, sole kwasów organicznych i nieorganicznych; w komórkach zwierzęcych – glikogen (w komórkach wątroby i mięśniach), krople tłuszczu (w tkance podskórnej); Niektóre wtrącenia gromadzą się w komórkach jako odpady – w postaci kryształów, pigmentów itp.

Wakuole - są to wnęki ograniczone membraną; dobrze wyrażany w komórkach roślinnych i obecny w pierwotniakach. Powstają w różnych obszarach siateczki śródplazmatycznej. I stopniowo się od tego oddzielają. Wakuole utrzymują ciśnienie turgorowe, koncentruje się w nich sok komórkowy lub wakuolowy, którego cząsteczki decydują o jego stężeniu osmotycznym. Uważa się, że początkowe produkty syntezy - rozpuszczalne węglowodany, białka, pektyny itp. - gromadzą się w cysternach retikulum endoplazmatycznego. Gromady te reprezentują podstawy przyszłych wakuoli.

Cytoszkielet . Jedną z charakterystycznych cech komórki eukariotycznej jest rozwój w jej cytoplazmie formacji szkieletowych w postaci mikrotubul i wiązek włókien białkowych. Elementy cytoszkieletu są ściśle powiązane z zewnętrzną błoną cytoplazmatyczną i otoczką jądrową i tworzą w cytoplazmie złożone sploty. Elementy podporowe cytoplazmy determinują kształt komórki, zapewniają ruch struktur wewnątrzkomórkowych i ruch całej komórki.

Rdzeń Komórka odgrywa główną rolę w jej życiu; po jej usunięciu komórka przestaje pełnić swoje funkcje i umiera. Większość komórek zwierzęcych ma jedno jądro, ale zdarzają się również komórki wielojądrowe (ludzka wątroba i mięśnie, grzyby, orzęski, zielone algi). Czerwone krwinki ssaków rozwijają się z komórek prekursorowych zawierających jądro, ale dojrzałe czerwone krwinki tracą je i nie żyją długo.

Jądro otoczone jest podwójną błoną, przesiąkniętą porami, przez które jest ściśle połączone z kanałami retikulum endoplazmatycznego i cytoplazmą. Wewnątrz rdzenia jest chromatyna- spiralne odcinki chromosomów. Podczas podziału komórek zamieniają się w struktury w kształcie pręcików, które są wyraźnie widoczne pod mikroskopem świetlnym. Chromosomy to złożone kompleksy białek i DNA, tzw nukleoproteina.

Funkcje jądra polegają na regulowaniu wszystkich funkcji życiowych komórki, które wykonuje ona za pomocą materialnych nośników informacji dziedzicznej DNA i RNA. W przygotowaniu do podziału komórkowego DNA podwaja się, podczas mitozy chromosomy oddzielają się i są przekazywane komórkom potomnym, zapewniając ciągłość informacji dziedzicznej w każdym typie organizmu.

Karioplazma - faza ciekła jądra, w której produkty odpadowe struktur jądrowych znajdują się w postaci rozpuszczonej

Jądro- izolowana, najgęstsza część rdzenia. Jądro zawiera złożone białka i RNA, wolne lub związane fosforany potasu, magnezu, wapnia, żelaza, cynku, a także rybosomy. Jądro zanika przed rozpoczęciem podziału komórki i zostaje odtworzone w ostatniej fazie podziału.

Zatem komórka ma dobrą i bardzo złożoną organizację. Rozległa sieć błon cytoplazmatycznych i membranowa zasada budowy organelli pozwalają rozróżnić wiele reakcji chemicznych zachodzących jednocześnie w komórce. Każda z formacji wewnątrzkomórkowych ma swoją strukturę i specyficzną funkcję, ale tylko dzięki ich oddziaływaniu możliwe jest harmonijne funkcjonowanie komórki.Na podstawie tej interakcji substancje ze środowiska przedostają się do komórki, a produkty przemiany materii są z niej usuwane na zewnątrz środowisko - tak zachodzi metabolizm. Doskonałość organizacji strukturalnej komórki mogła nastąpić dopiero w wyniku długotrwałej ewolucji biologicznej, podczas której funkcje, które pełniła, stopniowo stawały się coraz bardziej złożone.

Najprostsze formy jednokomórkowe reprezentują zarówno komórkę, jak i organizm ze wszystkimi jego przejawami życiowymi. W organizmach wielokomórkowych komórki tworzą jednorodne grupy - tkanki. Z kolei tkanki tworzą narządy, układy, a o ich funkcjach decyduje ogólna aktywność życiowa całego organizmu.

Eukarionty, czyli komórki jądrowe, są znacznie bardziej złożone niż prokarioty. Struktura komórki eukariotycznej ma na celu przeprowadzenie metabolizmu wewnątrzkomórkowego.

Plazmalemma

Na zewnątrz każda komórka jest otoczona cienką elastyczną błoną plazmatyczną zwaną plazmalemmą. Plazlemoma zawiera substancje organiczne opisane w tabeli.

Ryż. 1. Struktura plazmalemy.

Nad plazmalemmą komórki roślinnej znajduje się ściana komórkowa zawierająca celulozę. Utrzymuje kształt i ogranicza ruchliwość komórek. Komórka zwierzęca pokryta jest glikokaliksem składającym się z różnych związków organicznych. Główną funkcją dodatkowych powłok jest ochrona.

Przez plazmalemmę substancje są transportowane, a sygnały przekazywane są poprzez wbudowane białka.

Rdzeń

Eukarionty różnią się od prokariotów posiadaniem jądra - budowy błony, składający się z trzech elementów:

• dwie membrany posiadające pory;
• nukleoplazma - ciecz składająca się z chromatyny (zawiera RNA i DNA), białka, kwasów nukleinowych, wody;
• jąderko - zwarta część nukleoplazmy.

Ryż. 2. Budowa jądra.

Jądro kontroluje wszystkie procesy komórkowe, a także wykonuje:

TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym

• przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznych;
• tworzenie rybosomów;
• synteza kwasów nukleinowych.

Cytoplazma

Cytoplazma eukariontów zawiera różne organelle, które przeprowadzają metabolizm w wyniku ciągłego ruchu cytoplazmy (cykloza). Ich opis przedstawiono w tabeli budowy komórki eukariotycznej.

Komórka roślinna charakteryzuje się dwoma specjalnymi organellami, których nie ma u zwierząt:

• wakuola - gromadzi substancje organiczne, wodę, utrzymuje turgor;
• plastydy - w zależności od gatunku przeprowadzają fotosyntezę (chloroplasty), gromadzą substancje (leukoplasty) oraz barwią kwiaty i owoce (chromoplasty).

W komórkach zwierzęcych (nieobecnych u roślin) znajduje się centrosom (centrum komórkowe), w którym gromadzą się mikrotubule, z których następnie powstają wrzeciono, cytoszkielet, wici i rzęski.

Ryż. 3. Komórki roślinne i zwierzęce.

Eukarionty rozmnażają się przez podział - mitozę lub mejozę. Mitoza (podział pośredni) jest charakterystyczna dla wszystkich komórek somatycznych (niereprodukcyjnych) i jednokomórkowych organizmów jądrowych. Mejoza to proces powstawania gamet.

Czego się nauczyliśmy?

Z lekcji biologii w klasie 9 dowiedzieliśmy się pokrótce o budowie i funkcjach komórki eukariotycznej. Eukarionty to złożone struktury składające się z błony komórkowej, cytoplazmy i jądra. W cytoplazmie komórki eukariotycznej znajdują się różne organelle (kompleks Golgiego, EPS, lizosomy itp.), Które przeprowadzają metabolizm wewnątrzkomórkowy. Ponadto komórki roślinne charakteryzują się wakuolą i plastydami, a komórki zwierzęce charakteryzują się centrum komórkowym.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.1. Łączna liczba otrzymanych ocen: 300.

Struktura komórkowa

Struktura komórkowa

Komórka prokariotyczna

Prokarioty(od łac. zawodowiec

Struktura chromosomu

Schemat struktury chromosomu w późnej profazie - metafazie mitozy. 1-chromatyda; 2-centromer; 3-krótkie ramię; 4-długie ramię.

Chromosomy(starożytne greckie χρῶμα - kolor i σῶμα - ciało) - struktury nukleoproteinowe w jądrze komórki eukariotycznej (komórce zawierającej jądro), które stają się łatwo widoczne w określonych fazach cyklu komórkowego (podczas mitozy lub mejozy). Chromosomy reprezentują wysoki stopień kondensacji chromatyny, która jest stale obecna w jądrze komórkowym. Początkowo zaproponowano, że termin ten odnosi się do struktur występujących w komórkach eukariotycznych, jednak w ostatnich dziesięcioleciach coraz częściej mówi się o chromosomach bakteryjnych. Większość informacji dziedzicznej koncentruje się w chromosomach.

Morfologię chromosomów najlepiej widać w komórce na etapie metafazy. Chromosom składa się z dwóch ciał w kształcie pręta - chromatyd. Obie chromatydy każdego chromosomu są identyczne pod względem składu genowego.

Chromosomy różnią się długością. Chromosomy mają centromer lub pierwotne zwężenie, dwa telomery i dwa ramiona. Na niektórych chromosomach wyróżnia się wtórne zwężenia i satelity. Ruch chromosomu jest determinowany przez centromer, który ma złożoną strukturę.

Centromer DNA wyróżnia się charakterystyczną sekwencją nukleotydów i specyficznymi białkami. W zależności od umiejscowienia centromeru wyróżnia się chromosomy akrocentryczne, submetacentryczne i metacentryczne.

Jak wspomniano powyżej, niektóre chromosomy mają wtórne zwężenia. W przeciwieństwie do zwężenia pierwotnego (centromeru) nie służą one jako miejsce przyczepu nici wrzeciona i nie odgrywają żadnej roli w ruchu chromosomów. Niektóre wtórne zwężenia są związane z tworzeniem jąderek i w tym przypadku nazywane są organizatorami jąderkowymi. Organizatorzy jąderkowe zawierają geny odpowiedzialne za syntezę RNA. Funkcja innych przewężeń wtórnych nie jest jeszcze jasna.

Niektóre chromosomy akrocentryczne mają satelity – regiony połączone z resztą chromosomu cienką nitką chromatyny. Kształt i wielkość satelity są stałe dla danego chromosomu. U ludzi pięć par chromosomów ma satelity.

Końcowe regiony chromosomów bogate w strukturalną heterochromatynę nazywane są telomerami. Telomery zapobiegają sklejaniu się końców chromosomów po reduplikacji, pomagając w ten sposób zachować ich integralność. W konsekwencji telomery są odpowiedzialne za istnienie chromosomów jako odrębnych jednostek.

Chromosomy o tej samej kolejności genów nazywane są homologicznymi. Mają tę samą strukturę (długość, położenie centromeru itp.). Chromosomy niehomologiczne mają różne zestawy genów i różne struktury.

Badanie delikatnej struktury chromosomów wykazało, że składają się one z DNA, białka i niewielkiej ilości RNA. Cząsteczka DNA niesie ładunki ujemne rozmieszczone na całej swojej długości, a przyłączone do niej białka – histony – są naładowane dodatnio. Ten kompleks DNA i białka nazywany jest chromatyną. Chromatyna może mieć różny stopień kondensacji. Skondensowana chromatyna nazywana jest heterochromatyną, zdekondensowana chromatyna nazywana jest euchromatyną. Stopień dekondensacji chromatyny odzwierciedla jej stan funkcjonalny. Regiony heterochromatyczne są funkcjonalnie mniej aktywne niż regiony euchromatyczne, w których zlokalizowana jest większość genów. Istnieje strukturalna heterochromatyna, której ilość jest różna w różnych chromosomach, ale jest ona stale zlokalizowana w obszarach perycentromerycznych. Oprócz heterochromatyny strukturalnej istnieje fakultatywna heterochromatyna, która pojawia się w chromosomie podczas superskręcenia regionów euchromatycznych. Istnienie tego zjawiska w chromosomach człowieka potwierdza fakt inaktywacji genetycznej jednego chromosomu X w komórkach somatycznych kobiety. Jego istota polega na tym, że istnieje ewolucyjnie ukształtowany mechanizm inaktywacji drugiej dawki genów zlokalizowanych w chromosomie X, w wyniku czego, pomimo różnej liczby chromosomów X u organizmu męskiego i żeńskiego, liczba funkcjonujących genów w nich jest równa. Chromatyna ulega maksymalnej kondensacji podczas mitotycznego podziału komórki, wówczas można ją wykryć w postaci gęstych chromosomów

Rozmiar cząsteczek DNA chromosomów jest ogromny. Każdy chromosom jest reprezentowany przez jedną cząsteczkę DNA. Mogą sięgać setek mikrometrów, a nawet centymetrów. Spośród ludzkich chromosomów największy jest pierwszy; jego DNA ma całkowitą długość do 7 cm, a całkowita długość cząsteczek DNA wszystkich chromosomów jednej komórki ludzkiej wynosi 170 cm.

Pomimo gigantycznych rozmiarów cząsteczek DNA, jest ono dość gęsto upakowane w chromosomach. To specyficzne fałdowanie chromosomalnego DNA zapewniają białka histonowe. Histony rozmieszczone są wzdłuż cząsteczki DNA w postaci bloków. Jeden blok zawiera 8 cząsteczek histonów, tworzących nukleosom (formację składającą się z nici DNA owiniętej wokół oktameru histonu). Rozmiar nukleosomu wynosi około 10 nm. Nukleosomy wyglądają jak koraliki nawleczone na nitkę. Nukleosomy i łączące je odcinki DNA są ciasno upakowane w formie spirali; na każdy zwój takiej spirali przypada sześć nukleosomów. W ten sposób powstaje struktura chromosomu.

Informacja dziedziczna organizmu jest ściśle uporządkowana według poszczególnych chromosomów. Każdy organizm charakteryzuje się pewnym zestawem chromosomów (liczba, wielkość i budowa), który nazywany jest kariotypem. Ludzki kariotyp jest reprezentowany przez dwadzieścia cztery różne chromosomy (22 pary autosomów, chromosomy X i Y). Kariotyp to paszport gatunku. Analiza kariotypu pozwala na identyfikację zaburzeń, które mogą prowadzić do nieprawidłowości rozwojowych, chorób dziedzicznych lub śmierci płodów i zarodków we wczesnych stadiach rozwoju.

Przez długi czas uważano, że kariotyp człowieka składa się z 48 chromosomów. Jednak na początku 1956 roku opublikowano komunikat, według którego liczba chromosomów w kariotypie człowieka wynosi 46.

Ludzkie chromosomy różnią się wielkością, umiejscowieniem centromeru i wtórnymi zwężeniami. Pierwszego podziału kariotypu na grupy dokonano w 1960 roku na konferencji w Denver (USA). Pierwotnie opis kariotypu człowieka opierał się na dwóch zasadach: ułożeniu chromosomów wzdłuż ich długości; grupowanie chromosomów ze względu na położenie centromeru (metacentryczny, submetacentryczny, akrocentryczny).

Dokładna stałość liczby chromosomów, ich indywidualność i złożoność strukturalna wskazują na znaczenie funkcji, jaką pełnią. Chromosomy służą jako główny aparat genetyczny komórki. Zawierają geny w porządku liniowym, z których każdy zajmuje ściśle określone miejsce (locus) w chromosomie. Na każdym chromosomie znajduje się wiele genów, ale do prawidłowego rozwoju organizmu niezbędny jest zestaw genów z pełnego zestawu chromosomów.

Struktura i funkcje DNA

DNA- polimer, którego monomerami są deoksyrybonukleotydy. Model przestrzennej struktury cząsteczki DNA w postaci podwójnej helisy zaproponowali w 1953 roku J. Watson i F. Crick (do budowy tego modelu wykorzystali prace M. Wilkinsa, R. Franklina, E. Chargaffa ).

Cząsteczka DNA utworzone przez dwa łańcuchy polinukleotydowe, spiralnie skręcone wokół siebie i razem wokół wyimaginowanej osi, tj. jest podwójną helisą (z wyjątkiem niektórych wirusów zawierających DNA, które mają jednoniciowy DNA). Średnica podwójnej helisy DNA wynosi 2 nm, odległość między sąsiednimi nukleotydami wynosi 0,34 nm, a na obrót helisy przypada 10 par nukleotydów. Długość cząsteczki może sięgać kilku centymetrów. Masa cząsteczkowa - dziesiątki i setki milionów. Całkowita długość DNA w jądrze komórki ludzkiej wynosi około 2 m. W komórkach eukariotycznych DNA tworzy kompleksy z białkami i ma specyficzną konformację przestrzenną.

Monomer DNA - nukleotyd (deoksyrybonukleotyd)- składa się z pozostałości trzech substancji: 1) zasady azotowej, 2) pięciowęglowego monosacharydu (pentozy) i 3) kwasu fosforowego. Zasady azotowe kwasów nukleinowych należą do klas pirymidyn i puryn. Zasady pirymidynowe DNA(mają w cząsteczce jeden pierścień) - tymina, cytozyna. Zasady purynowe(mają dwa pierścienie) - adenina i guanina.

Monosacharydem nukleotydowym DNA jest deoksyryboza.

Nazwa nukleotydu pochodzi od nazwy odpowiedniej zasady. Nukleotydy i zasady azotowe zaznaczono wielkimi literami.

Łańcuch polinukleotydowy powstaje w wyniku reakcji kondensacji nukleotydów. W tym przypadku pomiędzy węglem 3" reszty dezoksyrybozy jednego nukleotydu i resztą kwasu fosforowego drugiego, wiązanie fosfoestrowe(należy do kategorii silnych wiązań kowalencyjnych). Jeden koniec łańcucha polinukleotydowego kończy się węglem 5" (zwanym końcem 5"), drugi zaś - węglem 3" (koniec 3").

Naprzeciwko jednej nici nukleotydów znajduje się druga nić. Układ nukleotydów w tych dwóch łańcuchach nie jest przypadkowy, ale ściśle określony: tymina zawsze znajduje się naprzeciw adeniny jednego łańcucha w drugim łańcuchu, a cytozyna zawsze znajduje się naprzeciw guaniny, pomiędzy adeniną i tyminą powstają dwa wiązania wodorowe, a trzy wiązania wodorowe powstają pomiędzy guaniną i cytozyną. Wzór, według którego nukleotydy różnych łańcuchów DNA są ściśle uporządkowane (adenina - tymina, guanina - cytozyna) i selektywnie łączą się ze sobą, nazywa się zasada komplementarności. Warto zaznaczyć, że J. Watson i F. Crick zrozumieli zasadę komplementarności po zapoznaniu się z pracami E. Chargaffa. E. Chargaff, badając ogromną liczbę próbek tkanek i narządów różnych organizmów, stwierdził, że w dowolnym fragmencie DNA zawartość reszt guaniny zawsze dokładnie odpowiada zawartości cytozyny, a adeniny tyminy ( „Reguła Chargaffa”), ale nie potrafił wyjaśnić tego faktu.

Z zasady komplementarności wynika, że ​​sekwencja nukleotydów jednego łańcucha determinuje sekwencję nukleotydów drugiego.

Nici DNA są antyrównoległe (wielokierunkowe), tj. nukleotydy różnych łańcuchów są zlokalizowane w przeciwnych kierunkach, a zatem naprzeciw 3-calowego końca jednego łańcucha znajduje się 5-calowy koniec drugiego. Cząsteczkę DNA porównuje się czasem do spiralnych schodów. „Poręcz” tej klatki schodowej stanowi szkielet cukrowo-fosforanowy (naprzemienne reszty dezoksyrybozy i kwasu fosforowego); „kroki” to uzupełniające zasady azotowe.

Funkcja DNA- przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznych.

Naprawa („naprawa”)

Remont to proces usuwania uszkodzeń sekwencji nukleotydów DNA. Przeprowadzane przez specjalne układy enzymatyczne komórki ( enzymy naprawcze). W procesie odtwarzania struktury DNA można wyróżnić następujące etapy: 1) nukleazy naprawcze DNA rozpoznają i usuwają uszkodzony obszar, w wyniku czego powstaje przerwa w łańcuchu DNA; 2) Polimeraza DNA wypełnia tę lukę, kopiując informację z drugiej („dobrej”) nici; 3) Ligaza DNA „sieciuje” nukleotydy, kończąc naprawę.

Najwięcej badano trzy mechanizmy naprawy: 1) fotonaprawa, 2) naprawa wycinająca lub przedreplikacyjna, 3) naprawa poreplikacyjna.

Zmiany w strukturze DNA zachodzą w komórce stale pod wpływem reaktywnych metabolitów, promieniowania ultrafioletowego, metali ciężkich i ich soli itp. Dlatego defekty w układach naprawczych zwiększają tempo procesów mutacyjnych i są przyczyną chorób dziedzicznych (xeroderma pigmentosum, progeria, itp.).

Struktura i funkcje RNA

RNA- polimer, którego monomery są rybonukleotydy. W przeciwieństwie do DNA, RNA składa się nie z dwóch, ale z jednego łańcucha polinukleotydowego (z wyjątkiem niektórych wirusów zawierających RNA, które mają dwuniciowy RNA). Nukleotydy RNA są zdolne do tworzenia między sobą wiązań wodorowych. Łańcuchy RNA są znacznie krótsze niż łańcuchy DNA.

Monomer RNA - nukleotyd (rybonukleotyd)- składa się z pozostałości trzech substancji: 1) zasady azotowej, 2) pięciowęglowego monosacharydu (pentozy) i 3) kwasu fosforowego. Zasady azotowe RNA również należą do klas pirymidyn i puryn.

Zasadami pirymidynowymi RNA są uracyl, cytozyna, a zasadami purynowymi są adenina i guanina. Monosacharydem nukleotydowym RNA jest ryboza.

Atrakcja trzy rodzaje RNA: 1) informacyjny(posłaniec) RNA - mRNA (mRNA), 2) transport RNA - tRNA, 3) rybosomalny RNA - rRNA.

Wszystkie typy RNA są nierozgałęzionymi polinukleotydami, mają specyficzną konformację przestrzenną i biorą udział w procesach syntezy białek. Informacje o strukturze wszystkich typów RNA są przechowywane w DNA. Proces syntezy RNA na matrycy DNA nazywa się transkrypcją.

Transferowe RNA zwykle zawierają 76 (od 75 do 95) nukleotydów; masa cząsteczkowa - 25 000–30 000. tRNA stanowi około 10% całkowitej zawartości RNA w komórce. Funkcje tRNA: 1) transport aminokwasów do miejsca syntezy białek, do rybosomów, 2) pośrednik translacyjny. W komórce występuje około 40 rodzajów tRNA, każdy z nich ma unikalną sekwencję nukleotydów. Jednakże wszystkie tRNA mają kilka wewnątrzcząsteczkowych regionów komplementarnych, dzięki czemu tRNA uzyskują konformację przypominającą liść koniczyny. Każde tRNA ma pętlę kontaktową z rybosomem (1), pętlę antykodonową (2), pętlę kontaktową z enzymem (3), rdzeń akceptorowy (4) i antykodon (5). Aminokwas dodaje się do 3-calowego końca łodygi akceptorowej. Antykodon- trzy nukleotydy „identyfikujące” kodon mRNA. Należy podkreślić, że specyficzny tRNA może transportować ściśle określony aminokwas odpowiadający jego antykodonowi. Specyficzność połączenia aminokwasu z tRNA osiągana jest dzięki właściwościom enzymu syntetazy aminoacylo-tRNA.

Rybosomalny RNA zawierają 3000–5000 nukleotydów; masa cząsteczkowa - 1 000 000–1 500 000. rRNA stanowi 80–85% całkowitej zawartości RNA w komórce. W kompleksie z białkami rybosomalnymi rRNA tworzy rybosomy - organelle przeprowadzające syntezę białek. W komórkach eukariotycznych synteza rRNA zachodzi w jąderkach. Funkcje rRNA: 1) niezbędny składnik strukturalny rybosomów i tym samym zapewniający funkcjonowanie rybosomów; 2) zapewnienie interakcji rybosomu i tRNA; 3) wstępne związanie rybosomu z kodonem inicjatorowym mRNA i określenie ramki odczytu, 4) utworzenie aktywnego centrum rybosomu.

Komunikatorowe RNA różniły się zawartością nukleotydów i masą cząsteczkową (od 50 000 do 4 000 000). mRNA stanowi do 5% całkowitej zawartości RNA w komórce. Funkcje mRNA: 1) transfer informacji genetycznej z DNA do rybosomów, 2) matryca do syntezy cząsteczki białka, 3) określenie sekwencji aminokwasów pierwotnej struktury cząsteczki białka.

Struktura i funkcje ATP

Kwas adenozynotrójfosforowy (ATP)- uniwersalne źródło i główny akumulator energii w żywych komórkach. ATP występuje we wszystkich komórkach roślinnych i zwierzęcych. Ilość ATP wynosi średnio 0,04% (mokrej masy komórki), najwięcej ATP (0,2–0,5%) występuje w mięśniach szkieletowych.

ATP składa się z reszt: 1) zasady azotowej (adeniny), 2) monosacharydu (rybozy), 3) trzech kwasów fosforowych. Ponieważ ATP zawiera nie jedną, ale trzy reszty kwasu fosforowego, należy do trifosforanów rybonukleozydów.

Większość pracy zachodzącej w komórkach wykorzystuje energię hydrolizy ATP. W tym przypadku po wyeliminowaniu końcowej reszty kwasu fosforowego ATP przekształca się w ADP (kwas adenozynodifosforowy), a po wyeliminowaniu drugiej reszty kwasu fosforowego przekształca się w AMP (kwas adenozynomonofosforowy). Uzysk energii swobodnej po wyeliminowaniu zarówno końcowej, jak i drugiej reszty kwasu fosforowego wynosi 30,6 kJ. Eliminacji trzeciej grupy fosforanowej towarzyszy uwolnienie jedynie 13,8 kJ. Wiązania między końcową a drugą, drugą i pierwszą resztą kwasu fosforowego nazywane są wysokoenergetycznymi (wysokoenergetycznymi).

Rezerwy ATP są stale uzupełniane. W komórkach wszystkich organizmów synteza ATP zachodzi w procesie fosforylacji, tj. dodanie kwasu fosforowego do ADP. Fosforylacja zachodzi z różną intensywnością podczas oddychania (mitochondria), glikolizy (cytoplazma) i fotosyntezy (chloroplasty).

ATP jest głównym ogniwem pomiędzy procesami, którym towarzyszy uwalnianie i gromadzenie energii, a procesami zachodzącymi z wydatkowaniem energii. Ponadto ATP wraz z innymi trifosforanami rybonukleozydów (GTP, CTP, UTP) jest substratem do syntezy RNA.

Właściwości genów

1. dyskretność - niemieszalność genów;
2. stabilność - zdolność do utrzymania struktury;
3. labilność - zdolność do wielokrotnego mutowania;
4. allelizm wielokrotny – wiele genów występuje w populacji w wielu formach molekularnych;
5. alleliczność - w genotypie organizmów diploidalnych występują tylko dwie formy genu;
6. specyficzność – każdy gen koduje swoją własną cechę;
7. plejotropia – wielokrotne działanie genu;
8. ekspresywność - stopień ekspresji genu w cesze;
9. penetracja - częstotliwość manifestacji genu w fenotypie;
10. amplifikacja - zwiększenie liczby kopii genu.

Klasyfikacja

1. Geny strukturalne to unikalne składniki genomu, reprezentujące pojedynczą sekwencję kodującą określone białko lub określone typy RNA. (Zobacz także artykuł geny porządkowe).
2. Geny funkcjonalne – regulują funkcjonowanie genów strukturalnych.

Kod genetyczny- charakterystyczna dla wszystkich organizmów żywych metoda kodowania sekwencji aminokwasów białek za pomocą sekwencji nukleotydów.

DNA wykorzystuje cztery nukleotydy - adeninę (A), guaninę (G), cytozynę (C), tyminę (T), które w literaturze rosyjskiej są oznaczone literami A, G, C i T. Litery te tworzą alfabet kod genetyczny. RNA wykorzystuje te same nukleotydy, z wyjątkiem tyminy, która jest zastąpiona podobnym nukleotydem - uracylem, który jest oznaczony literą U (U w literaturze rosyjskojęzycznej). W cząsteczkach DNA i RNA nukleotydy układają się w łańcuchy i w ten sposób uzyskuje się sekwencje liter genetycznych.

Kod genetyczny

Do budowy białek w przyrodzie wykorzystuje się 20 różnych aminokwasów. Każde białko to łańcuch lub kilka łańcuchów aminokwasów w ściśle określonej kolejności. Sekwencja ta determinuje strukturę białka, a co za tym idzie, wszystkie jego właściwości biologiczne. Zestaw aminokwasów jest także uniwersalny dla niemal wszystkich organizmów żywych.

Wdrożenie informacji genetycznej w żywych komórkach (czyli synteza białka kodowanego przez gen) odbywa się za pomocą dwóch procesów macierzowych: transkrypcji (czyli syntezy mRNA na matrycy DNA) i translacji kodu genetycznego w sekwencję aminokwasową (synteza łańcucha polipeptydowego na mRNA). Trzy kolejne nukleotydy wystarczą do zakodowania 20 aminokwasów, a także sygnału stopu wskazującego koniec sekwencji białka. Zestaw trzech nukleotydów nazywany jest tripletem. Akceptowane skróty odpowiadające aminokwasom i kodonom pokazano na rysunku.

Nieruchomości

1. Potrójny- znacząca jednostka kodu to kombinacja trzech nukleotydów (triplet lub kodon).
2. Ciągłość- pomiędzy trójkami nie ma znaków interpunkcyjnych, co oznacza, że ​​informacja jest odczytywana w sposób ciągły.
3. Nie nakładające się- ten sam nukleotyd nie może być jednocześnie częścią dwóch lub więcej trypletów (nie obserwuje się tego w przypadku niektórych nakładających się genów wirusów, mitochondriów i bakterii, które kodują kilka białek przesunięcia ramki odczytu).
4. Wyjątkowość (specyficzność)- konkretny kodon odpowiada tylko jednemu aminokwasowi (jednak kodon UGA ma Euplotes crassus koduje dwa aminokwasy – cysteinę i selenocysteinę)
5. Degeneracja (redundancja)- kilka kodonów może odpowiadać temu samemu aminokwasowi.
6. Wszechstronność- kod genetyczny działa tak samo w organizmach o różnym stopniu złożoności - od wirusów po człowieka (na tym opierają się metody inżynierii genetycznej; istnieje szereg wyjątków, które przedstawiono w tabeli w rozdziale „Odmiany standardowego kodu genetycznego” poniżej).
7. Odporność na hałas- mutacje podstawień nukleotydowych, które nie prowadzą do zmiany klasy kodowanego aminokwasu, nazywane są konserwatywny; nazywa się mutacje podstawienia nukleotydów, które prowadzą do zmiany klasy kodowanego aminokwasu rodnik.

Biosynteza białek i jej etapy

Biosynteza białek- złożony, wieloetapowy proces syntezy łańcucha polipeptydowego z reszt aminokwasowych, zachodzący na rybosomach komórek organizmów żywych z udziałem cząsteczek mRNA i tRNA.

Biosyntezę białek można podzielić na etapy transkrypcji, przetwarzania i translacji. Podczas transkrypcji odczytywana jest informacja genetyczna zakodowana w cząsteczkach DNA i ta informacja jest zapisywana w cząsteczkach mRNA. Podczas serii kolejnych etapów obróbki z mRNA usuwane są fragmenty niepotrzebne w kolejnych etapach i poddawana jest edycji sekwencja nukleotydów. Po przetransportowaniu kodu z jądra do rybosomów następuje właściwa synteza cząsteczek białka poprzez przyłączenie poszczególnych reszt aminokwasowych do rosnącego łańcucha polipeptydowego.

Pomiędzy transkrypcją a translacją cząsteczka mRNA przechodzi szereg kolejnych zmian, które zapewniają dojrzewanie funkcjonującej matrycy do syntezy łańcucha polipeptydowego. Do końca 5΄ przymocowana jest czapeczka, a do końca 3΄ ogon poli-A, co zwiększa żywotność mRNA. Wraz z pojawieniem się przetwarzania w komórce eukariotycznej stało się możliwe łączenie eksonów genów w celu uzyskania większej różnorodności białek kodowanych przez pojedynczą sekwencję nukleotydów DNA - alternatywne składanie.

Translacja polega na syntezie łańcucha polipeptydowego zgodnie z informacją zakodowaną w informacyjnym RNA. Sekwencja aminokwasów jest uporządkowana za pomocą transport RNA (tRNA), który tworzy kompleksy z aminokwasami - aminoacylo-tRNA. Każdy aminokwas ma swój własny tRNA, który ma odpowiadający mu antykodon, który „pasuje” do kodonu mRNA. Podczas translacji rybosom przemieszcza się wzdłuż mRNA, w wyniku czego łańcuch polipeptydowy rośnie. Energię do biosyntezy białek dostarcza ATP.

Gotowa cząsteczka białka jest następnie odcinana od rybosomu i transportowana do pożądanego miejsca w komórce. Aby osiągnąć swój stan aktywny, niektóre białka wymagają dodatkowej modyfikacji potranslacyjnej.

Przyczyny mutacji

Mutacje dzielą się na spontaniczny I wywołany. Mutacje spontaniczne zachodzą samoistnie przez całe życie organizmu w normalnych warunkach środowiskowych z częstotliwością około 10 - 9 - 10 - 12 na nukleotyd na pokolenie komórki.

Mutacje indukowane to dziedziczne zmiany w genomie, które powstają w wyniku pewnych efektów mutagennych w sztucznych (eksperymentalnych) warunkach lub pod niekorzystnym wpływem środowiska.

Mutacje pojawiają się stale podczas procesów zachodzących w żywej komórce. Głównymi procesami prowadzącymi do wystąpienia mutacji są replikacja DNA, zaburzenia naprawy DNA i rekombinacja genetyczna.

Rola mutacji w ewolucji

Przy znacznej zmianie warunków życia przydatne mogą okazać się mutacje, które wcześniej były szkodliwe. Zatem mutacje są materiałem do doboru naturalnego. Tak więc mutanty melanistyczne (osobniki o ciemnym umaszczeniu) w populacjach ćmy brzozowej w Anglii zostały po raz pierwszy odkryte przez naukowców wśród typowych osobników o jasnym umaszczeniu w połowie XIX wieku. Ciemne zabarwienie powstaje w wyniku mutacji w jednym genie. Motyle spędzają dzień na pniach i gałęziach drzew, zwykle pokrytych porostami, na tle których jasne zabarwienie działa jak kamuflaż. W wyniku rewolucji przemysłowej, której towarzyszyło zanieczyszczenie powietrza, porosty wymarły, a lekkie pnie brzóz pokryły się sadzą. W rezultacie do połowy XX wieku (ponad 50-100 pokoleń) na obszarach przemysłowych ciemna odmiana prawie całkowicie zastąpiła jasną. Wykazano, że główną przyczyną preferencyjnego przetrwania formy czarnej było drapieżnictwo ptaków, które na terenach zanieczyszczonych wybiórczo zjadały motyle jasne.

Jeśli mutacja dotyczy „cichych” odcinków DNA lub prowadzi do zastąpienia jednego elementu kodu genetycznego synonimicznym, to zwykle nie objawia się ona w fenotypie (przejaw takiej podstawienia synonimicznego może być związany z różne częstotliwości użycia kodonów). Jednakże takie mutacje można wykryć metodami analizy genów. Ponieważ mutacje najczęściej powstają w wyniku przyczyn naturalnych, przy założeniu, że podstawowe właściwości środowiska zewnętrznego nie uległy zmianie, okazuje się, że częstotliwość mutacji powinna być w przybliżeniu stała. Fakt ten można wykorzystać do badania filogenezy – nauki o pochodzeniu i pokrewieństwie różnych taksonów, w tym człowieka. Zatem mutacje w cichych genach służą badaczom jako rodzaj „zegara molekularnego”. Teoria „zegara molekularnego” również wynika z faktu, że większość mutacji ma charakter neutralny, a tempo ich akumulacji w danym genie nie zależy lub zależy w niewielkim stopniu od działania doboru naturalnego i dlatego pozostaje stałe przez długi czas. Wskaźnik ten będzie jednak różny dla różnych genów.

Badanie mutacji w mitochondrialnym DNA (dziedziczonym w linii matczynej) i w chromosomach Y (dziedziczonych w linii ojcowskiej) jest szeroko stosowane w biologii ewolucyjnej do badania pochodzenia ras i narodowości oraz rekonstrukcji biologicznego rozwoju ludzkości.

Struktura komórkowa

Struktura komórkowa

Wszystkie komórkowe formy życia na Ziemi można podzielić na dwa superkrólestwa w oparciu o strukturę ich komórek składowych - prokarioty (przedjądrowe) i eukarioty (jądrowe). Komórki prokariotyczne mają prostszą budowę, najwyraźniej powstały wcześniej w procesie ewolucji. Komórki eukariotyczne są bardziej złożone i powstały później. Komórki tworzące ludzkie ciało są eukariotyczne.

Pomimo różnorodności form organizacja komórek wszystkich żywych organizmów podlega wspólnym zasadom strukturalnym.

Żywa zawartość komórki – protoplast – jest oddzielona od środowiska błoną plazmatyczną, czyli plazmalemmą. Wewnątrz komórki wypełniona jest cytoplazma, w której zlokalizowane są różne organelle i wtręty komórkowe, a także materiał genetyczny w postaci cząsteczki DNA. Każda z organelli komórkowych pełni swoją specjalną funkcję i razem wszystkie determinują żywotną aktywność komórki jako całości.

Komórka prokariotyczna

Budowa typowej komórki prokariotycznej: otoczka, ściana komórkowa, plazmalema, cytoplazma, rybosomy, plazmid, pilusy, wić, nukleoid.

Prokarioty(od łac. zawodowiec- przed, przed i po grecku. κάρῠον - rdzeń, orzech) - organizmy, które w przeciwieństwie do eukariontów nie mają utworzonego jądra komórkowego i innych organelli błony wewnętrznej (z wyjątkiem płaskich zbiorników u gatunków fotosyntetycznych, na przykład cyjanobakterii). Jedyna duża okrągła (u niektórych gatunków – liniowa) dwuniciowa cząsteczka DNA, zawierająca większość materiału genetycznego komórki (tzw. nukleoid), nie tworzy kompleksu z białkami histonowymi (tzw. chromatyną ). Do prokariotów zaliczają się bakterie, w tym sinice (niebiesko-zielone algi) i archeony. Potomkami komórek prokariotycznych są organelle komórek eukariotycznych - mitochondria i plastydy.

Komórka eukariotyczna Eukarionty(eukarioty) (od greckiego ευ - dobry, całkowicie i κάρῠον - rdzeń, orzech) - organizmy, które w przeciwieństwie do prokariotów mają utworzone jądro komórkowe, oddzielone od cytoplazmy błoną jądrową. Materiał genetyczny zawarty jest w kilku liniowych dwuniciowych cząsteczkach DNA (w zależności od rodzaju organizmu ich liczba w jądrze może wahać się od dwóch do kilkuset), przyczepionych od wewnątrz do błony jądra komórkowego i tworzących się w rozległej większość (z wyjątkiem bruzdnic) stanowi kompleks z białkami histonowymi zwany chromatyną. Komórki eukariotyczne mają system błon wewnętrznych, które oprócz jądra tworzą szereg innych organelli (retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego itp.). Ponadto zdecydowana większość ma stałe wewnątrzkomórkowe symbionty prokariotyczne - mitochondria, a glony i rośliny również mają plastydy.

Budowa komórki eukariotycznej

Schematyczne przedstawienie komórki zwierzęcej. (Klikając dowolną nazwę części składowej komórki, zostaniesz przeniesiony do odpowiedniego artykułu.)

Mitochondria i plastydy mają swój własny kolisty DNA i małe rybosomy, dzięki którym tworzą część własnych białek (organelli półautonomicznych).

Mitochondria biorą udział w (utlenianiu substancji organicznych) - dostarczają ATP (energię) do życia komórki i są „stacjami energetycznymi komórki”.

Organelle niebłonowe

Rybosomy- są to organelle, które zajmują się... Składają się z dwóch podjednostek, chemicznie składających się z rybosomalnego RNA i białek. Podjednostki są syntetyzowane w jąderku. Niektóre rybosomy są przyłączone do EPS; ten EPS nazywa się szorstkim (ziarnistym).

Centrum komórek składa się z dwóch centrioli tworzących wrzeciono podczas podziału komórki - mitozy i mejozy.

Rzęski, wici służyć do ruchu.

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Cytoplazma komórkowa zawiera
1) nici białkowe
2) rzęski i wici
3) mitochondria
4) centrum komórkowe i lizosomy

Odpowiedź

Ustal zgodność między funkcjami i organellami komórek: 1) rybosomy, 2) chloroplasty. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) zlokalizowane na ziarnistym ER
B) synteza białek
B) fotosynteza
D) składa się z dwóch podjednostek
D) składają się z grany z tylakoidami
E) tworzą polisom

Odpowiedź

Ustal zgodność między strukturą organelli komórkowych a organellą: 1) aparat Golgiego, 2) chloroplast. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) organelle z podwójną błoną
B) ma swoje własne DNA
B) ma aparat wydzielniczy
D) składa się z membrany, pęcherzyków, zbiorników
D) składa się z tylakoidów grana i zrębu
E) organelle jednobłonowe

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami i organellami komórki: 1) chloroplastem, 2) retikulum endoplazmatycznym. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) układ kanalików utworzony przez membranę
B) organellę tworzą dwie membrany
B) transportuje substancje
D) syntetyzuje pierwotną materię organiczną
D) obejmuje tylakoidy

Odpowiedź

1. Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Elementy ogniw jednomembranowych -
1) chloroplasty
2) wakuole
3) centrum komórkowe
4) rybosomy

Odpowiedź

2. Wybierz trzy opcje. Które organelle komórkowe są oddzielone od cytoplazmy pojedynczą błoną?
1) Kompleks Golgiego
2) mitochondria
3) lizosom
4) siateczka śródplazmatyczna
5) chloroplast
6) rybosom

Odpowiedź

Wszystkie poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisu cech strukturalnych i funkcjonowania rybosomów. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) składają się z trojaczków mikrotubul
2) biorą udział w procesie biosyntezy białek
3) uformuj wrzeciono
4) utworzone przez białko i RNA
5) składają się z dwóch podjednostek

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Wybierz organelle z podwójną błoną:
1) lizosom
2) rybosom
3) mitochondria
4) Aparat Golgiego
5) chloroplast

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Organelle komórek roślinnych są dwumembranowe.
1) chromoplasty
2) centriole
3) leukoplasty
4) rybosomy
5) mitochondria
6) wakuole

Odpowiedź

JĄDRKO1-MITOCHONDRIA1-RYBOSOME1
Przeanalizuj tabelę. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin z podanej listy:
1) rdzeń
2) rybosom
3) biosynteza białek
4) cytoplazma
5) fosforylacja oksydacyjna
6) transkrypcja
7) lizosom

Odpowiedź

MITOCHONDRIA2-CHROMOSOME1-RYBOSOME2

Przeanalizuj tabelę „Struktury komórki eukariotycznej”. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin z podanej listy.
1) glikoliza
2) chloroplasty
3) nadawanie
4) mitochondria
5) transkrypcja
6) rdzeń
7) cytoplazma
8) centrum komórkowe

Odpowiedź

LIZOSOME1-RYBOSOME3-CHLOROPLAST1


1) Kompleks Golgiego
2) synteza węglowodanów
3) pojedyncza membrana
4) hydroliza skrobi
5) lizosom
6) niemembranowe

Odpowiedź

LIZOSOME2-CHLOROPLAST2-RYBOSOME4

Przeanalizuj tabelę. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin z podanej listy.
1) podwójna membrana
2) siateczka śródplazmatyczna
3) biosynteza białek
4) centrum komórkowe
5) niemembranowe
6) biosynteza węglowodanów
7) pojedyncza membrana
8) lizosom

Odpowiedź

LIZOSOME3-AG1-CHLOROPLAST3
Przeanalizuj tabelę „Struktury komórkowe”. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin z podanej listy.
1) glikoliza
2) lizosom
3) biosynteza białek
4) mitochondria
5) fotosynteza
6) rdzeń
7) cytoplazma
8) centrum komórkowe

Odpowiedź

CHLOROPLAST4-AG2-RYBOSOME5

Przeanalizuj tabelę „Struktury komórkowe”. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin z podanej listy.
1) utlenianie glukozy
2) rybosom
3) rozszczepianie polimerów
4) chloroplast
5) synteza białek
6) rdzeń
7) cytoplazma
8) tworzenie wrzeciona

Odpowiedź

AG3-MITOCHONDRIA3-LIZOSOME4

Przeanalizuj tabelę „Organelle komórkowe”. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin z podanej listy.
1) chloroplast
2) siateczka śródplazmatyczna
3) cytoplazma
4) karioplazma
5) Aparat Golgiego
6) utlenianie biologiczne
7) transport substancji w komórce
8) synteza glukozy

Odpowiedź

1. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Cytoplazma pełni w komórce szereg funkcji:
1) komunikuje się między jądrem a organellami
2) pełni funkcję matrycy do syntezy węglowodanów
3) służy jako lokalizacja jądra i organelli
4) przekazuje informację dziedziczną
5) służy jako lokalizacja chromosomów w komórkach eukariotycznych

Odpowiedź

2. Wskaż dwa prawdziwe stwierdzenia z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone. Zachodzi w cytoplazmie
1) synteza białek rybosomalnych
2) biosynteza glukozy
3) synteza insuliny
4) utlenianie substancji organicznych do nieorganicznych
5) synteza cząsteczek ATP

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Wybierz organelle niebłonowe:
1) mitochondria
2) rybosom
3) rdzeń
4) mikrotubula
5) Aparat Golgiego

Odpowiedź

Poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, są używane do opisu funkcji przedstawionych organelli komórkowych. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) służy jako stacja energetyczna
2) rozkłada biopolimery na monomery
3) zapewnia pakowanie substancji z komórki
4) syntetyzuje i gromadzi cząsteczki ATP
5) uczestniczy w utlenianiu biologicznym

Odpowiedź

Ustal zgodność między strukturą organelli a jej typem: 1) centrum komórkowe, 2) rybosom
A) składa się z dwóch prostopadłych cylindrów
B) składa się z dwóch podjednostek
B) utworzone przez mikrotubule
D) zawiera białka zapewniające ruch chromosomów
D) zawiera białka i kwasy nukleinowe

Odpowiedź

Ustal kolejność struktur w eukariotycznej komórce roślinnej (zaczynając od zewnątrz)
1) błona plazmatyczna
2) ściana komórkowa
3) rdzeń
4) cytoplazma
5) chromosomy

Odpowiedź

Wybierz trzy opcje. Czym różnią się mitochondria od lizosomów?
1) mają membranę zewnętrzną i wewnętrzną
2) mają liczne odrosty - cristae
3) uczestniczyć w procesach uwalniania energii
4) w nich kwas pirogronowy utlenia się do dwutlenku węgla i wody
5) w nich biopolimery rozkładają się na monomery
6) biorą udział w metabolizmie

Odpowiedź

1. Ustalić zgodność między cechami organelli komórkowych a ich typem: 1) mitochondria, 2) lizosomy. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) organelle jednobłonowe
B) zawartość wewnętrzna - matryca

D) obecność cristae
D) organelle półautonomiczne

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między cechami i organellami komórki: 1) mitochondria, 2) lizosom. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) hydrolityczne rozszczepienie biopolimerów
B) fosforylacja oksydacyjna
B) organelle jednobłonowe
D) obecność cristae
D) powstawanie wakuoli trawiennych u zwierząt

Odpowiedź

3. Ustal zgodność między cechą a organellą komórkową, dla której jest charakterystyczna: 1) lizosom, 2) mitochondria. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) obecność dwóch membran
B) akumulacja energii w ATP
B) obecność enzymów hydrolitycznych
D) trawienie organelli komórkowych
D) powstawanie wakuoli trawiennych u pierwotniaków
E) rozkład substancji organicznych do dwutlenku węgla i wody

Odpowiedź

Ustal zgodność między organellami komórkowymi: 1) centrum komórkowym, 2) kurczliwą wakuolą, 3) mitochondriami. Wpisz cyfry 1-3 we właściwej kolejności.
A) bierze udział w podziale komórek
B) Synteza ATP
B) uwolnienie nadmiaru płynu
D) „oddychanie komórkowe”
D) utrzymywanie stałej objętości komórek
E) uczestniczy w rozwoju wici i rzęsek

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między nazwą organelli a obecnością lub brakiem błony komórkowej: 1) błoniastej, 2) niebłonowej. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) wakuole
B) lizosomy
B) centrum komórkowe
D) rybosomy
D) plastydy
E) Aparat Golgiego

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między organellami komórkowymi i ich grupami: 1) błoną, 2) niebłoną. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) mitochondria
B) rybosomy
B) centriole
D) Aparat Golgiego
D) siateczka śródplazmatyczna
E) mikrotubule

Odpowiedź

3. Które trzy z wymienionych organelli są błoniaste?
1) lizosomy
2) centriole
3) rybosomy
4) mikrotubule
5) wakuole
6) leukoplasty

Odpowiedź

1. Wszystkie z wyjątkiem dwóch struktur komórkowych wymienionych poniżej nie zawierają DNA. Wskaż dwie struktury komórkowe, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) rybosomy
2) Kompleks Golgiego
3) centrum komórkowe
4) mitochondria
5) plastydy

Odpowiedź

Odpowiedź

3. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu. W jakich strukturach komórek eukariotycznych zlokalizowane są cząsteczki DNA?
1) cytoplazma
2) rdzeń
3) mitochondria
4) rybosomy
5) lizosomy

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Gdzie w komórce znajdują się rybosomy, z wyjątkiem ER?
1) w centriolach centrum komórki
2) w aparacie Golgiego
3) w mitochondriach
4) w lizosomach

Odpowiedź

Jakie są cechy budowy i funkcji rybosomów? Wybierz trzy prawidłowe opcje.
1) mają jedną membranę
2) składają się z cząsteczek DNA
3) rozkładać substancje organiczne
4) składają się z dużych i małych cząstek
5) biorą udział w procesie biosyntezy białek
6) składają się z RNA i białka

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Struktura jądra komórki eukariotycznej obejmuje
1) chromatyna
2) centrum komórkowe
3) Aparat Golgiego
4) jąderko
5) cytoplazma
6) karioplazma

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie procesy zachodzą w jądrze komórkowym?
1) tworzenie wrzeciona
2) tworzenie lizosomów
3) podwojenie cząsteczek DNA
4) synteza cząsteczek mRNA
5) tworzenie mitochondriów
6) tworzenie podjednostek rybosomów

Odpowiedź

Ustal zgodność między organellą komórkową a rodzajem struktury, do której jest ona zaklasyfikowana: 1) pojedyncza membrana, 2) podwójna membrana. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) lizosom
B) chloroplast
B) mitochondria
D) EPS
D) Aparat Golgiego

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami a organellami: 1) chloroplastem, 2) mitochondriami. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) obecność stosów ziaren
B) synteza węglowodanów
B) reakcje dysymilacji
D) transport elektronów wzbudzonych fotonami
D) synteza substancji organicznych z nieorganicznych
E) obecność licznych cristae

Odpowiedź

Wszystkie cechy wymienione poniżej, z wyjątkiem dwóch, można zastosować do opisu organelli komórkowych pokazanych na rysunku. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) organelle jednobłonowe
2) zawiera fragmenty rybosomów
3) skorupa jest usiana porami
4) zawiera cząsteczki DNA
5) zawiera mitochondria

Odpowiedź

Terminy wymienione poniżej, z wyjątkiem dwóch, są używane do scharakteryzowania organelli komórkowych, co zaznaczono na rysunku znakiem zapytania. Wskaż dwa terminy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) organelle błonowe
2) replikacja
3) rozbieżność chromosomów
4) centriole
5) wrzeciono

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami organelli komórkowych a ich typem: 1) centrum komórkowe, 2) siateczka śródplazmatyczna. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) transportuje substancje organiczne
B) tworzy wrzeciono
B) składa się z dwóch centrioli
D) organelle jednobłonowe
D) zawiera rybosomy
E) organelle niebłonowe

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między cechami i organellami komórki: 1) jądrem, 2) mitochondriami. Wpisz liczby 1 i 2 w kolejności, w jakiej odpowiadają cyfrom.
A) zamknięta cząsteczka DNA
B) enzymy utleniające na cristae
B) zawartość wewnętrzna - karioplazma
D) chromosomy liniowe
D) obecność chromatyny w interfazie
E) złożona membrana wewnętrzna

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między cechami i organellami komórek: 1) jądrem, 2) mitochondriami. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) jest miejscem syntezy ATP
B) odpowiada za przechowywanie informacji genetycznej komórki
B) zawiera kolisty DNA
D) ma cristae
D) ma jedno lub więcej jąder

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami i organellami komórki: 1) lizosom, 2) rybosom. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) składa się z dwóch podjednostek
B) jest strukturą jednomembranową
B) uczestniczy w syntezie łańcucha polipeptydowego
D) zawiera enzymy hydrolityczne
D) znajduje się na błonie siateczki śródplazmatycznej
E) przekształca polimery w monomery

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami a organellami komórkowymi: 1) mitochondriami, 2) rybosomami. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) organelle niebłonowe
B) obecność własnego DNA
B) funkcja - biosynteza białek
D) składa się z dużych i małych podjednostek
D) obecność cristae
E) organelle półautonomiczne

Odpowiedź

Wszystkie cechy wymienione poniżej, z wyjątkiem dwóch, służą do opisu struktury komórki pokazanej na rysunku. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) składa się z RNA i białek
2) składa się z trzech podjednostek
3) syntetyzowany w hialoplazmie
4) przeprowadza syntezę białek
5) można przyczepić do membrany EPS

Odpowiedź

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

1. Podstawy teorii komórki

2. Ogólny plan budowy komórki prokariotycznej

3. Ogólny plan budowy komórki eukariotycznej

1. Podstawy teorii komórki

Komórkę po raz pierwszy odkrył i opisał R. Hooke (1665). W 19-stym wieku podwaliny położono w pracach T. Schwanna i M. Schleidena teoria komórki struktura organizmów. Nowoczesną teorię komórkową można wyrazić w następujący sposób: wszystkie organizmy składają się z komórek; Komórka jest podstawową jednostką strukturalną, genetyczną i funkcjonalną istot żywych. Rozwój wszystkich organizmów zaczyna się od jednej komórki, dlatego jest to elementarna jednostka rozwoju wszystkich organizmów. W organizmach wielokomórkowych komórki specjalizują się w wykonywaniu określonych funkcji.

W zależności od organizacji strukturalnej wyróżnia się następujące formy życia: przedkomórkowe (wirusy) i komórkowe. Wśród form komórkowych, w oparciu o cechy organizacji komórkowego materiału dziedzicznego, wyróżnia się komórki pro- i eukariotyczne.

Wirusy- są to organizmy o bardzo małych rozmiarach (od 20 do 3000 nm). Ich aktywność życiowa może być prowadzona jedynie wewnątrz komórki ciała żywiciela. Ciało wirusa składa się z kwasu nukleinowego (DNA lub RNA), który jest zawarty w białkowej otoczce - kapsydzie, czasami kapsydzie pokrytym jest błoną.

2. Ogólny plan budowy komórki prokariotycznej

Główne składniki komórki prokariotycznej: błona, cytoplazma. Błona składa się z plazmalemy i struktur powierzchniowych (ściana komórkowa, torebka, błona śluzowa, wici, kosmki).

Plazmalemma ma grubość 7,5 nm i na zewnętrznej części jest utworzona przez warstwę cząsteczek białka, pod którą znajdują się dwie warstwy cząsteczek fosfolipidów, a następnie znajduje się nowa warstwa cząsteczek białka. Plazlemma ma kanały wyłożone cząsteczkami białek, którymi transportowane są różne substancje zarówno do, jak i z komórki.

Główny składnik Ściana komórkowa– murein. Można w nią wbudować polisacharydy, białka (właściwości antygenowe) i lipidy. Nadaje komórce kształt, zapobiega jej pęcznieniu i pękaniu osmotycznemu. Woda, jony i małe cząsteczki z łatwością przenikają przez pory.

Cytoplazma komórki prokariotycznej pełni funkcję środowiska wewnętrznego komórki, zawiera rybosomy, mezosomy, inkluzje i cząsteczkę DNA.

Rybosomy– organelle w kształcie fasoli, złożone z białka i RNA, mniejsze (rybosomy 70S) niż u eukariontów. Funkcja: synteza białek.

Mezosomy– układ błon wewnątrzkomórkowych tworzących pofałdowane wgłębienia, zawierający enzymy łańcucha oddechowego (synteza ATP).

Inkluzje: lipidy, glikogen, polifosforany, białka, substancje zapasowe

Cząsteczka DNA. Jedna haploidalna okrągła dwuniciowa superskondensowana cząsteczka DNA. Zapewnia przechowywanie, przekazywanie informacji genetycznej i regulację aktywności komórek.

3. Ogólny plan budowy komórki eukariotycznej

Typowa komórka eukariotyczna składa się z trzech elementów – błony, cytoplazmy i jądra. Podstawy Błona komórkowa składa się z plazmalemy (błony komórkowej) i struktury powierzchniowej węglowodanowo-białkowej.

1. Plazmalemma Eukarionty różnią się od prokariotów mniejszą ilością białek.

2. Struktura powierzchni węglowodanów i białek. Komórki zwierzęce mają małą warstwę białka (glikokaliks). U roślin struktura powierzchni komórki jest taka Ściana komórkowa składa się z celulozy (włókna).

Funkcje błony komórkowej: utrzymuje kształt komórki i nadaje jej wytrzymałość mechaniczną, chroni komórkę, rozpoznaje sygnały molekularne, reguluje metabolizm między komórką a środowiskiem, przeprowadza interakcje międzykomórkowe.

Cytoplazma składa się z hialoplazmy (głównej substancji cytoplazmy), organelli i inkluzji. Hialoplazma zawiera 3 rodzaje organelli:

podwójna błona (mitochondria, plastydy);

pojedyncza błona (retikulum endoplazmatyczne (ER), aparat Golgiego, wakuole, lizosomy);

niebłonowe (centrum komórkowe, mikrotubule, mikrofilamenty, rybosomy, inkluzje).

1. Hialoplazma jest koloidalnym roztworem związków organicznych i nieorganicznych. Hialoplazma może poruszać się wewnątrz komórki - cykl. Główne funkcje hialoplazmy: medium do lokalizacji organelli i inkluzji, medium do zachodzących procesów biochemicznych i fizjologicznych, jednoczy wszystkie struktury komórkowe w jedną całość.

2. Mitochondria(„stacje energetyczne ogniw”). Zewnętrzna membrana jest gładka, wewnętrzna posiada fałdy – cristae. Pomiędzy membraną zewnętrzną i wewnętrzną jest matryca. Matryca mitochondrialna zawiera cząsteczki DNA, małe rybosomy i różne substancje.

3. Plastydy charakterystyczne dla komórek roślinnych. Istnieją trzy rodzaje plastydów : chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty.

I. Chloroplasty– zielone plastydy, w których zachodzi fotosynteza. Chloroplast ma podwójną membranę. Ciało chloroplastowe składa się z bezbarwnego zrębu białkowo-lipidowego, przesiąkniętego systemem płaskich worków (tylakoidów) utworzonych przez błonę wewnętrzną.Tylakoidy tworzą grana. Zrąb zawiera rybosomy, ziarna skrobi i cząsteczki DNA.

II. Chromoplasty nadają kolor różnym organom roślinnym.

III. Leukoplasty przechowywać składniki odżywcze. Z leukoplastów można tworzyć chromoplasty i chloroplasty.

4. Siateczka śródplazmatyczna to rozgałęziony system rur, kanałów i wnęk. Wyróżnia się nieziarnisty (gładki) i ziarnisty (szorstki) EPS. Nieziarnisty EPS zawiera enzymy metabolizmu tłuszczów i węglowodanów (zachodzi synteza tłuszczów i węglowodanów). Nadgranulkowy ER zawiera rybosomy, które przeprowadzają biosyntezę białek. Funkcje EPS: funkcje mechaniczne i kształtujące; transport; koncentracja i uwolnienie.

5. Aparat Golgiego składa się z płaskich worków i pęcherzyków błonowych. W komórkach zwierzęcych aparat Golgiego pełni funkcję wydzielniczą. U roślin stanowi centrum syntezy polisacharydów.

6. Wakuole wypełnione sokiem z komórek roślinnych. Funkcje wakuoli: magazynowanie składników odżywczych i wody, utrzymywanie ciśnienia turgorowego w komórce.

7 . Lizosomy– małe kuliste organelle, utworzone przez błonę, wewnątrz której znajdują się enzymy hydrolizujące białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i tłuszcze.

8. Centrum komórkowe. Funkcją centrum komórkowego jest kontrolowanie procesu podziału komórki.

9. Mikrotubule i mikrofilamenty razem tworzą szkielet komórkowy komórek zwierzęcych.

10. Rybosomy eukarionty są większe (80S).

11. Włączenia– rezerwowe substancje i wydzieliny – wyłącznie w komórkach roślinnych.

Rdzeń- najważniejsza część komórki eukariotycznej. Składa się z błony jądrowej, karioplazmy, jąderek i chromatyny.

1. Otoczka jądrowa podobny w strukturze do błony komórkowej, zawiera pory. Błona jądrowa chroni aparat genetyczny przed działaniem substancji cytoplazmatycznych. Kontroluje transport substancji.

2. Karioplazma to roztwór koloidalny zawierający białka, węglowodany, sole i inne substancje organiczne i nieorganiczne. Karioplazma zawiera wszystkie kwasy nukleinowe: prawie całą podaż DNA, informacyjnego, transportowego i rybosomalnego RNA.

3. Jądro – formacja kulista, zawiera różne białka, nukleoproteiny, lipoproteiny, fosfoproteiny. Funkcją jąderek jest synteza zarodków rybosomów.

4. Chromatyna (chromosomy). W stanie ustalonym (czas pomiędzy podziałami) DNA jest równomiernie rozmieszczone w karioplazmie w postaci chromatyny. Podczas podziału chromatyna przekształca się w chromosomy.

Funkcje jądra: jądro zawiera informację o dziedzicznych cechach organizmu (funkcja informacyjna); chromosomy przekazują cechy organizmu z rodziców na potomstwo (funkcja dziedziczenia); jądro koordynuje i reguluje procesy zachodzące w komórce (funkcja regulacyjna).