KOMÓRKI są najmniejszymi składowymi jednostkami organizmów, mającymi możliwość przeprowadzania życiowych procesów takich jak odżywianie, wydalanie, wydzielanie, oddychanie, rozmnażanie, reakcje na bodźce pochodzące ze środowiska oraz ruch. Organella, czyli poszczególne struktury komórkowe, odpowiadają za różne procesy.

Elementy komórkowe:

  • Jądro komórkowe - jego składniki: DNA oraz RNA, białka histonowe (zasadowe) oraz niehistonowe (kwaśne), związki mineralne oraz lipoproteidy.
  • Struktury biologiczne:
    • Jąderko - nie wyposażone w błonę, liczbie 1 lub 2, jest miejscem powstawania RNA i tworzą je białka oraz RNA;
    • Błona komórkowa - jest białkowo-lipidową podwójną błoną, posiadającą pory, dzięki którym odbywa się kontakt pomiędzy jądrem a pozostałą częścią komórki;
    • Chromatyna jądra - stanowi je DNA połączone z histonowymi białkami, niezasadowymi i RNA w niewielkiej ilości; chromatyna jest interfazową postacią chromosomów;
    • Sok jądrowy - nazywany kariolimfą, składa się z lipoproteidów oraz białek kwaśnych.

Funkcje jądra:

  • Miejsce przechowywania informacji genetycznej jaką stanowi DNA,
  • Produkcja kwasów nukleinowych
  • Kontrola nad podziałami komórek.

Definicje:

Komórczak, zwany cenocytem, to komórka z wieloma jądrami komórkowymi.

Plazmodium - wielojądrowa komórka, powstająca po podziale jądra, któremu nie towarzyszy podział cytoplazmy.

Zespólnia - struktura wielojądrowa powstająca na skutek połączenia się samodzielnych komórek.

Definicje związane z chromosomami:

Nukleosom - tworzy go oktamer białek histonowych, na który nawinięte jest DNA; stanowi podstawowy element budujący chromatynę.

Nukleofilament - ciąg nukleosomów, stanowiących jedną połączoną cząsteczkę DNA.

Czynnikiem różniącym chromatynę i chromosom jest stopień spiralizacji oraz kondensacja. Nie ma między nimi różnic genetycznych, gdyż sekwencja DNA nie ulega zmianie podczas procesu pakowania DNA.

Centromer - jego lokalizacja to pierwotne przewężenie chromosomu. Jego ważna funkcja powiązana jest z ruchem chromosomów w kierunku biegunów wrzeciona kariokinetycznego podczas anafazy. Stanowi on miejsce połączenia chromatyd identycznych pod względem genetycznym (chromosomy siostrzane) - każda z chromatyd ma identyczną cząsteczkę DNA, powstających po replikacji macierzystej cząsteczki.

Chromosom metacentryczny - chromosom, którego centromer znajduje się w środku, dzieląc go na dwie równe części.

Chromosom submetacentryczny - o różnej długości ramion, którego centromer znajduje się po stronie jednego z końców chromosomu.

Chromosom akrocentryczny (subakrocentryczny) - chromosom, którego centromer zlokalizowany jest pod lub na szczycie chromosomu.

Niektóre z chromosomów posiadają tzw. przewężenie wtórne (organizator jąderka), w którym występuje rDNA kodujące rRNA obecne w jąderku.

Satelita - odcinek od przewężenia wtórnego do końca chromosomu.

Gamety posiadają pojedynczy zestaw (haploidalny) chromosomów - 1 n. W takim komplecie każdy z chromosomów różni się pod względem genetycznym (każdy chromosom posiada inną sekwencję nukleotydów) i morfologicznym. W pojedynczym zestawie chromosomów jeden stanowi chromosom płciowy zwany allosomem. Pozostałe są chromosomami somatycznymi, czyli autosomami. Przykład: w gametach ludzkich występują 23 hapliodalne chromosomy, w tym 22 autosomy oraz allosom X lub Y.

Kariotyp - zestaw chromosomów w komórce, charakteryzujących się odpowiednią wielkością czy położeniem centrosomu.

DNA - tworzone jest przez pary nukleotydów, w skład których wchodzą: jedna z następujących zasad azotowych: tymina, adenina, cytozyna, guanina, dezoksyryboza - pięciowęglowy cukier oraz reszta kwasu fosforowego. DNA to łańcuch o spiralnym skręceniu. Każdy skręt stanowi 10 par połączonych ze sobą nukleotydów przy udziale podwójnego wodorowego wiązania. Całość DNA, które zawiera informacje genetyczną, nazywana jest genomem.

Sekwencja - jest to sekwencja nukleotydów (organicznych zasad) w danym łańcuchu DNA.

Komplementarność zasad - to dopasowanie do siebie odpowiednich par zasad.

DNA charakteryzuje się odpowiednią sekwencją oraz komplementarnością zasad.

  • Błona cytoplazmatyczna - jest półprzepuszczalną żywą warstwą, która działa wybiórczo dla wybranych substancji. Swobodnie przez błonę przenikają cząsteczki wody w obydwu kierunkach. Charakteryzuje się elastycznością (w zależności od danego kształtu komórki) oraz półstałością (podlega zmianom, zależnym od wieku i stanu czynnościowego komórki). Zawiera około 60% białka oraz około 40% tłuszczów (fosfolipidów). W swoim składzie ma białka powierzchniowe i integralne stanowiące kanały, którymi przechodzą rozpuszczalne w wodzie cząsteczki, będące przenośnikami ważnymi dla aktywnego transportu przez błony. Dzięki obecności lipidów błona cytoplazmatyczna jest płynna i elastyczna, a przechodzenie przez nią cząsteczek rozpuszczalnych w tłuszczach jest ułatwione. Możliwe są następujące rodzaje transportu poprzez strukturę błony: dyfuzja prosta lub wspomagana oraz aktywny transport.

Plazmoliza - proces polegający na odstawaniu od ściany komórki cytoplazmy. Poprzez plazmolizę można wykazać obecność błon półprzepuszczalnych w komórce. Rodzaje: wklęsła, wypukła i kątowa.

  • Aparat Golgiego - stanowi go zwykle 4-8 (w zależności od funkcji) spłaszczonych, o rozszerzonych końcach, obłonionych woreczków, których ułożenie przypomina stos talerzy. Otoczone są pęcherzykami i kanalikami, które powstały poprzez odcięcie "rozdęć" z końca woreczków lub z błony woreczka będącego najszerszym. Każdy element pojedynczy aparatu to tzw. diktiosom.

Funkcje aparatu Golgiego:

    • glikoliza białek, co powiązane jest z powstawaniem węglowodanów,
    • przenoszenie substancji w różne miejsca za pomocą pęcherzyków,
    • zmiany detoksykacyjne w związku z sekrecją (wydzieleniem) - szkodliwe substancje dla komórki podlegają zagęszczeniu w strukturze diktiosomu i przenoszone są w pęcherzykach do poza wnętrze komórki,
    • osmoregulacja,
    • tworzenie akrosomów plemników i lizosomów.
  • Siateczka wewnątrzplazmatyczna, czyli retikulum endoplazmatyczne (ER) - stanowi trójwymiarowy o złożonej strukturze zestaw elementarnych błon, które tworzą cysterny, pęcherzyki i kanaliki, otoczony białkowo-lipidową błoną. Możliwe są dwie formy ER:
    • gładkie ER - brak rybosomów w błonach; związane z syntezą cholesterolu, sterydów i kwasów tłuszczowych;
    • szorstkie ER - obecne rybosomy na błonach; powiązane z syntezą białek.

Funkcje:

    • powstawanie kwasów tłuszczowych i białek,
    • umożliwienie zachodzenia obok siebie nieraz wykluczających się, zróżnicowanych procesów biochemicznych,
    • umożliwienie transportu i modyfikacji białek oraz procesów oksydacyjnych dzięki obecności odpowiednich enzymów.
  • lizosomy - Są to drobne pęcherzyki, które otacza pojedyncza błona (przeciwdziałająca samostrawieniu), posiadająca dużą hydrolityczną aktywność. Posiadają w swym składzie enzymy, przeprowadzające procesy rozkładu, powstające na terenie siateczki wewnątrzplazmatycznej.

Funkcje lizosomów:

    • trawienie wewnątrz komórki;
    • udział w przemianach budowy kości (trawienie "starej" kostnej tkanki);
    • trawienie tkanek podczas pośmiertnych procesów;
    • niszczenie zbytecznych produktów metabolizmu.
  • Rybosomy - w ich skład wchodzi 35% białek i 65% kwasów nukleinowych. Są powiązane z błonami ER lub występują jako wolne struktury. Pojedyncze, połączone ze sobą rybosomy to polirybosomy. W strukturach tych zachodzi synteza białek, w której udział biorą trzy rodzaje RNA, których obecność jest niezbędna w tworzeniu polipeptydowego łańcucha.
  • Mitochondrium - otoczone jest dwoma błonami: gładką zewnętrzną i pofałdowaną wewnętrzną, tworzącą mitochondrialne grzebienie. Błona wewnętrzna jest miejscem występowania tzw. mitochondrialnych grzybków (białej integralnych). Przestrzenie pomiędzy grzebieniami są wypełnione przez mitochondrialną matrix, zawierającą około 1% DNA komórki oraz pojedyncze rybosomy, co stwarza możliwość niezależnej syntezy określonej ilości białek, powstającej na bazie własnej genetycznej informacji. Główna rola tego organellum jest tworzenie centrum energetycznego komórki i dostarczenie energii powstałej z rozkładu organicznych związków do dwutlenku węgla oraz wody, z udziałem tlenu. Energia uzyskana podczas oddychania komórkowego jest magazynowana w postaci ATP.
  • cytoplazma - to półpłynna masa o galaretowatej i niejednolitej strukturze. Podstawowa cytoplazma ma w swym składzie białka w postaci globularnej lub w postaci włókienek, czego przykładem są mikrofilamenty i mikrotubule. Mikrofilamenty, które w swym składzie mają aktynę, tworzą swego rodzaju sieć, której największe zagęszczenie jest wokół jądra, mitochondriów i plastydów oraz bezpośrednio pod plazmolemmą. Są odpowiedzialne za ruchy cytoplazmy:
    • cyrkulacyjny - cytoplazma porusza się w różnych kierunkach, zazwyczaj po wielu cytoplazmatycznych mostkach, przecinając jednocześnie wakuolę.
    • rotacyjny - ruch cytoplazmy w nie zmieniającym się kierunku, wokół zwykle centralnie położonej wakuoli.
    • pulsacyjny - ruch cytoplazmy w zmiennych kierunkach.
  • Mikrotubule i mikrofilamenty - to włókniste struktury stanowiące cytoszkielet komórki. Ich obecność pozwala komórce na przyjęcie różnych kształtów oraz zmianę położenia organelli. Zarówno mikrotubule jak i mikrofilamenty występują we wrzecionie kariokinetycznym. Pierwsze z nich są rurkowatymi włókienkami, których średnica wynosi około 25 nm, powstającymi na skutek polimeryzacji tubuliny (białka). Wchodzą w skład ciałek bazalnych (podstawowych) wici, rzęsek i organelli z nich powstających odpowiedzialnych za ruch - rzęsek i wici oraz centrioli. Każda pojedyncza centriola o cylindrycznym kształcie jest tworzona przez 9 trójek mikrotubulinowych, ułożonych wzdłuż brzegu cylindra. Cytoplazma ma w swym składzie ułożone względem siebie pod katem 90° dwie centriole. Podczas podziału komórki odpowiadają za powstanie włókien kariokinetycznego wrzeciona. Mikrofilamenty tworzone są z kolei z aktyny - kurczliwego białka, decydującego o układzie ruchu cytoplazmy. Mają strukturę włókien, których średnica wynosi około 6 nm.