W komórce znajdują się struktury plazmatyczne i nieplazmatycne. Do struktur plazmatycznych, czyli protoplastu należą: cytoplazma, jądro komórkowe, mitochondria, ER, aparat Golgiego, lizosomy, plastydy( występują tylko w roślinnej komórce). Do struktur nieplazmatycznych należą: wodniczki i ściana komórkowa. Ściana komórka nie występuje w komórce zwierzęcej natomiast obecna jest u bakterii, grzybów i roślin.
Wakuole w komórkach roślinnych różnią się od wakuoli w komórkach zwierzęcych funkcjami jakie pełnia, ilością w komórce i wielkością.
CYTOPLAZMA- jest to półpłynna, galaretowata ciecz, która wypełnia wnętrze komórki. W niej znajdują się wszystkie organelle komórkowe. W skład cytoplazmy wchodzą enzymy biorące udział między innymi w glikolizie, syntezie aminokwasów, cukrów, kwasów tłuszczowych i kwasów nukleinowych.
Cytoplazma jest ruchliwa. Wykonuje ruchy rotacyjne, cyrkulacyjne. W cytoplazmie znajdują się też mikrotubule i mikrofilamenty tworzące szkielet komórki.
PLAZMOLEMA- błona komórkowa, która otacza komórkę. Jest to błona białkowo- lipidowa. Jest ona półprzepuszczalna. Zbudowana jest z dwóch warstw fosfolipidów i białek. Model błony komórkowej przedstawiony jest jako półpłynna mozaika. Dwie warstwy stanowią fosfolipidy, hydrofobowymi "ogonkami" zwrócone do siebie, hydrofilowymi "główkami" na zewnątrz. W warstwie fosfolipidów rozmieszczone są trzy typy białek: penetracyjne, integralne i peryferyczne. Przez błonę odbywa się dyfuzja prosta, transport bierny i transport aktywny odbywający się wbrew gradientowi stężeń. W tym transporcie zużywana jest energia. W transporcie aktywnym udział biorą ATP, jony, które są przenośnikami i białka enzymatyczne.
PLAZMOLIZA- jest to proces kurczenia się protoplastu w wyniku umieszczenia komórki w roztworze hipertonicznym. W wyniku różnic w stężeniu z roztworu zaczyna wypływać woda i plazmolema zaczyna odrywać się od ściany komórkowej komórki. Plazmoliza graniczna to plazmoliza, która zaszła w 50% komórek organizmu.
DEPLAZMOLIZA- powrót wakuoli do stanu z przed plazmolizy. Jest to uwodnienie.
ER- RETICULUM ENDOPLAZMATYCZNE- jest to inaczej siateczka śródplazmatyczna. Jest to zespół pęcherzyków, cystern, kanalików. Wszystkie te struktury posiadają pojedynczą błonę białkowo- lipidową. Wewnątrz tych struktur znajdują się różnego rodzaju enzymy biorące udział w syntezie związków chemicznych. głównie syntetyzowane są białka i lipidy. ER można podzielić na szorstkie ER, czyli RER i gładkie ER, czyli SER. Siateczka śródplazmatyczna szorstka posiada na swojej powierzchni rybosomy stąd nazwa. Dzięki temu uczestniczy w biosyntezie białek. Siateczka śródplazmatyczna gładka bierze udział w biosyntezie lipidów. Funkcją ER jest również transport wewnątrzkomórkowy.
RYBOSOMY są to małe pęcherzyki złożone z dwóch podjednostek małej i dużej. W komórce prokariotycznej jest to rybosom 70S(30S i 50S), w komórce eukariotycznej jest to rybosom 80?S( 40S i 60S). Zbudowane są z kwasu rybonukleinowego(RNA) i białek. Mogą występować w formie wolnej w cytoplazmie lub mogą być zawiązane z siateczka śródplazmatyczną. Na rybosomach odbywa się biosynteza białek. Własne rybosomy posiadają również mitochondria i plastydy.
APARAT GOLGIEGO- jest zbudowany z cystern i pęcherzyków. Otoczone są one pojedynczą błoną białkowo- lipidową. Podstawową jednostką strukturalną AG jest diktiosom. Zbudowany jest on ze strony cis i trans. Strona cis jest stroną formowania. Znajdują się tu głównie cysterny. Położona jest od strony reticulum endoplazmatycznego. Strona trans jest stroną dojrzewania. Znajdują się tu głównie pęcherzyki, które odłączają się od diktiosomu. Aparat Golgiego pełni funkcje budulcowe (biorą udział w tworzeniu przegrody pierwotnej), transportu wewnątrzkomórkowego
LIZOSOMY- są to drobne organelle otoczone pojedyncza błoną białkowo- lipidową. W nich znajdują się enzymy hydrolityczne(trawienne). pH wewnątrz lizosomu wynosi 5. jest to środowisko kwaśne. Lizosomy biorą udział w trawieniu wewnątrzkomórkowym. W lizosomach odbywa się trawienie, czyli rozkład złażonych substancji na proste związki chemiczne.
JĄDRO KOMÓRKOWE- jest to jedna z najważniejszych organelli komórkowych. Występuje w komórkach eukariotycznych. Otoczone jest podwójną błon białkowo- lipidową zwana otoczką jądrową. Wewnątrz jądra znajduje się chromatyna, jąderko i sok jądrowy. Chromatyna utworzona jest z DNA i białek- histonów. Chromatyna zbudowana jest z "paciorków:, czyli nukleosomów. Jeden nukleosom to nić DNA owinięta wokół białka. Najwyższy stopień kondensacji chromatyny to chromosomy, które powstają podczas podziału jądra. W jądrze występują dwa typy chromatyny: heterochromatyna ( jest bardziej zwarta) i euchromatyna( chromatyna bardziej luźna). Euchromatyna jest aktywna natomiast heterochromatyna jest całkowicie nieaktywna.
Chromatyna znużona jest w soku jądrowym, czyli kariolimfie. Kariolimfa zawiera enzymy, głównie polimerazę DNA, polimerazy RNA i kinazy.
W jądrze można wyróżnić miejsce, które nie jest otoczone żadna błona komórkowa. Jedyne co odróżnia je od pozostałej części jądra to większa gęstość i duże nagromadzenie RNA. Jest to jąderko. W nim zachodzi transkrypcja, czyli przepisanie informacji genetycznej z DNA na RNA.
W jądrze zachodzi replikacja, czyli podwojenie materiału genetycznego tuż przed rozpoczęciem podziału komórkowego.
MITOCHONDRIUM- to organella otoczona podwójna błona białkowo- lipidową. Zewnętrzna błona jest gładka i dobrze przepuszczalna. Błona wewnętrzna tworzy uwypuklenia do wewnątrz. Są to grzebienie mitochondrialne. Błona ta jest słabi przepuszczalna. Wnętrz mitochondrium wypełnione jest matrix mitochondrialną. Mitochondria posiadają kulisty, podłużny albo nieregularny. Są to struktury półautonomiczne. Posiadają własne DNA i rybosomy oraz białka. Rybosomy są podobne do bakteryjnych, czyli są to rybosomy 70S. W mitochondriach produkowana jest i magazynowana energia. Ma ona postać wysokoenergetycznego związku ATP, czyli adenozynotrifosforanu. Jest to związek zbudowany z zasady azotowej, cukru rybozy i trzech reszt fosforanowego połączonych ze sobą dwoma wiązaniami bezwodnikowymi. Uwolniona energia pochodzi z hydrolizy tych wiązań. Energia zużywana jest na inne procesy komórkowe, np. biosyntezę białek czy transport przez błony.
W matrix mitochondrialnej zachodzi cykl Crebsa. W grzebieniach mitochondrialnych natomiast przebiega łańcuch oddechowy.
PLASTYDY- są również strukturami półanatomicznymi. Posiadają tak jak mitochondrium własne DNA, rybosomy i białka. Są otoczone podwójną błona białkowo- lipidową. Wielkość plastydów waha się od 3 do 10 μm. Najczęściej mają kształt elipsoidalny. Dojrzałe plastydy dzielą się na trzy typy: chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty. Chloroplasty(aktywne w procesie fotosyntezy) zawierają barwniki asymilacyjne. Głównym jest chlorofil. Wewnątrz komórki znajdują się tylakoidy gran i tylakoidy stromy umieszczone w stromie. Grana są to zwarte stosy tylakoidów ułożonych jeden na drugim.
Chromoplasty nieaktywne w procesie fotosyntezy zawierają ksantofile i karoteny. Nadają one barwę owocom i kwiatom.
Leukoplasty są plastydami bezbarwnymi. Ich główna funkcją jest magazynowanie materiałów zapasowych, głównie skrobi. Najczęściej występują w organach podziemnych lub takich, które pozbawione są światła.
FOTOSYNTEZA- jest przemiana energii słonecznej w chemiczną. Reakcja przebiega z pobraniem wody i CO2. Głównym produktem fotosyntezy jest glukoza, a uboczny produktem jest tlen. Na fotosyntezę składają się dwie fazy: jasna i ciemna. Faza jasna zachodzi na tylakoidach gran. Pobrane zostają kwanty kwanty światła i wzbudzone cząsteczki chlorofilu. W fazie ciemnej, która zachodzi w stromie syntetyzowane są substancje odżywcze.
Chlorofil to barwnik zbudowany z pochodnej porfiryny, jonu magnezowego i estru kwasu tłuszczowego.
ŚCIANA KOMÓRKOWA- nie występuje w komórkach zwierzęcych. U bakterii jest zbudowana z mureiny. Typowa ściana komórkowa występuje w komórkach roślinnych. Młoda ściana komórkowa, czyli pierwotna jest elastyczna, delikatna i cienka. Zbudowana jest tylko i wyłącznie z pektyn i celulozy. Ściana komórkowa, dojrzała zbudowana jest z pektyn i celulozy. Celuloza tworzy długie, nierozgałęzione łańcuchy, które łącza się w równolegle wiązki- mikrofibryle. W pewnych odcinkach tworzą one siatkę podobną do struktury kryształu. Są to micele. W ścianie może odkładać się lignina( usztywnianie i drewnienie). Wnika ona mieczy mikrofibryle.. Jest to inkrustacja. Drugi typ to adkrustacja polegająca na odkładaniu na powierzchni substancji pochodzenia tłuszczowego. Związki te nie wnikają między mikrofibryle.
WAKUOLE- są to pęcherzyki o różnej wielkości otoczone pojedyncza błoną- tonoplastem. Wypełnione są sokiem komórkowym, w którym gromadzą się zarówno związki organiczne jak i nieorganiczne. Wodniczki powstają z reticulum endoplazmatycznego bądź z aparatu Golgiego. W komórce roślinnej wodniczka położone jest w centrum. Jest duża i gromadzi w sobie zbędne produkty metabolizmu. W komórce zwierzęcej wodniczki są drobne i jest ich więcej. Wodniczki trawienne pełnia funkcje trawienne, wodniczki tętniące pełnia funkcje wydalnicze.
Dodatkowo wodniczki mogą pełnić funkcje magazynujące, spichrzowe oraz nadają komórkom jędrność, czyli turgor.
PODZIAŁ KOMÓRKI
Na podział komórki składa się podział jądra(kariokineza) i podział cytoplazmy(cytokineza). Wyróżnia się dwa typy podziałów komórkowych: mitozę i mejozę.
MITOZA- to podział, w którym chromosomy wędrują do dwóch siostrzanych jąder. Poprzedzony jest on replikacją materiału genetycznego. Pierwszym etapem podziału jest silna kondensacja chromatyny. Dzięki temu wyłaniają się chromosomy. Każdy gatunek ma niezmienna liczbę chromosomów. Pierwszym etap nosi nazwę profazy. Każdy z chromosomów zbudowany jest z dwóch chromatyd połączonych ze sobą centromerem. Jest to tzw. przewężenie pierwotnego. W tym czasie zanika otoczka jądrowa i jąderko. Tworzy się wrzeciono kariotyczne. Drugim etapem jest metafaza. Chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej wrzeciona kariokinetycznego. Tworzą w ten sposób płytkę matafazową. Na centromerach tworzą się zgrubienia, czyli kinetochory. Do nich przyłączają się włókna kinetochorowe, mikrotubule, które łącza chromosomy z biegunem włókna kariokinetycznego. Etap trzeci- anafaza polega na rozejściu się chromatyd siostrzanych do przeciwległych biegunów wrzeciona kariokinetycznego. Chromatydy siostrzane wędrują dzięki kurczeniu się mikrotubul. Ostatnim etapem podziału mitotycznego jest telofaza. Chromatydy siostrzane stają się chromosomami, które ulegają dekondensacji. Odtwarza się jąderko i otoczka jądrowa. W wyniku podziału powstają dwa jądra potomne o takiej samej ilości materiału genetycznego jak przed podziałem.
W mitozie ilość chromosomów pozostaje taka sama. Mitoza zachodzi w procesach wzrostu w komórkach somatycznych organizmu.
MEJOZA- to podział redukcyjny. Ilość chromosomów w jądrach potomnych jest zredukowana o połowę w stosunku do jądra macierzystego. Mejoza zachodzi w komórkach rozrodczych produkujących gamety. Składa się z dwóch następujących po sobie podziałów. Pierwszym etapem I podziału jest profaza I podziału. Trwa bardzo długo w stosunku do całego procesu. Składa się z pięciu stadiów: leptotenu, zygotenu, pachytenu, diplotenu i diakinezy. Najpierw kondensacji ulega chromatyna. Tworzą się chromosomy, które dzielą się na dwie chromatydy. Następuje koniugacja chromosomów homologicznych. Powstają biwalenty. Na tym etapie dochodzi do crossing- over, czyli do skrzyżowania się niesiostrzanych chromatyd chromosomów homologicznych. W czasie profazy I zanika otoczka jądrowa i jąderko. W czasie metafazy I podziału biwalenty układają się w płaszczyźnie równoległej wrzeciona kariotycznego. W anafazie I podziału do przeciwległych biegunów rozchodzą się całe chromosomy. W telofazie I zazwyczaj tworzą się otoczki wokół zredukowanych o połowę chromosomów. Oba nowo powstałe jądra po krótkim czasie wchodzą w drugi podział mejotyczny. W profazie II podziału po raz kolejny zanikają otoczki jądrowe obu jąder. Chromosomy dzielą się na dwie chromatydy połączone centromerem. W metafazie II podziału chromatydy układają się w płaszczyźnie równoległej, zanika centromer łączący obie chromatydy każdego z chromosomów. W anafazie II podziału chromatydy odciągane są do dwóch przeciwległych biegunów. Powstaje wrzeciono cytokinetyczne. W telofazie II formują się cztery potomne jądra o zredukowanej liczbie chromosomów. Efektem końcowym podziału mejotycznego jednej komórki jest powstanie czterech potomnych komórek.
W mejozie diploidalna komórka (2n) ulega redukcji, w wyniku której powstają cztery komórki o haploidalnej liczbie chromosomów (1n). W ten sposób powstają gamety: komórki jajowe, plemniki u zwierząt i roślin oraz spory u roślin. W ten sposób dzięki mejozie możliwa jest przemiana pokoleń.