Porównanie komórek eukariotycznych oraz prokariotycznych

1. Komórka prokariotyczna.

Komórkę prokariotyczną charakteryzuje brak komórkowego jądra. DNA usytuowane jest w określonym rejonie cytoplazmy, nie jest oddzielone błoną od niej. W przypadku większości prokariotycznych komórek cząsteczki DNA mają kolisty kształt i połączone są z białkami w niewielkiej ilości.

Prokariotyczne komórki mają niewielkie rozmiary (o wymiarze rzędu kilku mikrometrów).

Komórkami prokariotycznymi są komórki bakterii.

2. Komórka eukariotyczna

Charakteryzuje ją obecność komórkowego jądra, które tworzy linowe DNA (posiada wolne końce), otoczone dwoma śródplazmatycznymi błonami (otoczką jądrową). Eukariotyczne DNA tworzy pewien kompleks wraz z białkami w dużej ilości.

Oprócz jądra, wiele rejonów eukariotycznej komórki jest oddzielona od cytoplazmy poprzez błony (chloroplasty, mitochondria, siateczka śródplazmatyczna).

Są nimi komórki grzybów oraz protistów, roślin, zwierząt. Ich rozmiary zawierają się zwykle w kilkunastu do kilkudziesięciu mikrometrów, choć niektóre z tych komórek osiągają rozmiary rzędu kilku centymetrów (na przykład jaja ptasie).

Nie każda komórki pozbawiona komórkowego jądra jest komórką prokariotyczną - erytrocyty w trakcie dojrzewanie tracą jądro, co stanowi o tym, że stają się komórkami prokariotycznymi.

3. Porównanie prokariotycznych oraz eukariotycznych komórek:

→ tabela w innym pliku

Błony komórki

1. Budowa komórkowych błon

Posiadają ciągłą strukturę. Tworzą je lipidy oraz białka (w przybliżeniu w równych proporcjach)

Fosfolipidy - w wodzie tworzą błonę dwuwarstwową, której cechą charakterystyczną jest płynność (cząsteczki lipidów wchodzące w skład błony poruszają się. Ich ruch jest ograniczony do jedynie płaszczyzny błony - cząsteczki mogą poruszać się jedynie w obrębie pojedynczej warstwy).

Płynnośc błony uzależniona jest od różnorodnych czynników, przy czym z nich najważniejszym jest skład lipidowy tej błony.

Oprócz fosfolipidów oraz glikolipidów jako składnik lipidowy błony zalicza się również cholesterol. Jest zanurzony w błonie, o podwójnej warstwie lipidowej, w ten sposób, iż grupa polarna -OH jest skierowana w stronę cząsteczek wody ją otaczających, a pozostała część przenika wnętrze błony.

Obecność cholesterolu powoduje zmianę właściwości błony - rejony bardziej bogate w cholesterol stają się mniej płynne a składniki mają utrudnione przemieszczanie się. Ilość cholesterolu w danych błonach komórkowych jest zróżnicowana. Ruch cząsteczek lipidów w błonie odbywa się w granicach warstwy, w obrębie której występują. Przeskoczenie z danej warstwy do innej zdarza się bardzo rzadko. To powoduje, iż dwie jakiekolwiek warstwy lipidowe są istotnie zróżnicowane pod względem składu lipidów. Glikolipidy znajdują się w tej części błony, która skierowana jest na zewnątrz - to powoduje, iż cukrowe łańcuchy glikolipidów skierowane są do zewnętrznego środowiska komórki.

Ważnymi składnikami komórkowych błon są białka. Ich część jest przytwierdzona do błony jedynie dlatego, iż do ich polipeptydowych łańcuchów są dołączone łańcuchy tłuszczowego kwasu lub też inny fragment niepolarny, przenikający z łatwością części niepolarne lipidów. Zanurzenie innych białek w błonie odbywa się z udziałem własnych łańcuchów polipeptydowych. Ułożenie odpowiednie łańcuchów sprawia, iż wyeksponowane są na zewnątrz części boczne niepolarnych aminokwasów (umożliwia to zanurzenie tych cząsteczek w środowisku niepolarnym lipidów błonowych).

Zanurzenie w lipidowej warstwie białek błonowych odbywa się na wielorakie sposoby: skierowane są w jedną albo przeciwną stronę błony albo przenikają całą błonę, jednocześnie wystając z obydwu stron błony.

Ruch białek w błonie jest ograniczony, podobnie jak w przypadku lipidów, choć mogą się przemieszczać w jej poprzek. Asymetria komórkowych błon dotyczy zatem obydwu ich składników. Każda warstwa komórkowej błony charakteryzuje się własnym unikalnym składem zestawem białek oraz składem lipidowym.

Białka, które zlokalizowane są z zewnętrznej strony komórkowej błony eukariotycznych komórek niejednokrotnie posiadają połączone z ich łańcuchami polipeptydowymi łańcuchy tworzone przez cukry. Wraz z cukrowcowymi łańcuchami glikolipidów tworzą glikokaliks, chroniący błonę komórkową pod względem urazów mechanicznych oraz przeciwdziałaniu niektórym chemicznym uszkodzeniom (nie dopuszczają do błony wielu substancji).

Cząsteczki cukrów związane z powierzchnią komórki odgrywają znaczącą rolę w trakcie rozpoznawania jej poprzez immunologiczny układ.

2. Funkcje komórkowych błon:

  1. Ograniczenie przechodzenia materii pomiędzy wieloma przestrzeniami, które stanowią lokalizację metabolicznych reakcji
  2. stanowią części wieloenzymatycznych kompleksów, które integrują ukierunkowane i rozległe biologiczne procesy. Zróżnicowanie cytoplazmy zależne jest od różnego składu błon i łączności oraz od różnych organoid komórkowych.

Jakakolwiek plazmatyczna błona ma do dyspozycji własny układ produkcji energii i je wykorzystywania w procesach związanych z transportem substancji.

3. Funkcje danych elementów, które budują błony komórki:

a. fosfolipidy - mają czysto strukturalne funkcje

b. cholesterol - powoduje zmniejszenie płynności błony

c. glikokaliks - chroni komórkową błonę przed uszkodzeniami (chemicznymi i mechanicznymi).

d. Białka - pełnią strukturalne funkcje. Możliwa jest ich rola jako receptory (do nich dołączają się sygnałowe cząsteczki pochodzące z zewnątrz oraz przekazujące do wnętrza sygnał komórki); mogą wzmacniać błonę, jednocześnie sprawiając że jest ona odporna na mechaniczne bodźce (spektryna); tworzą dodatkowo kanały, które stanowią drogę przedostawania się do komórki cząsteczek polarnych.

4. W określonych warunkach komórkowe błony mogą ze sobą zlewać się. To zjawisko komórki wykorzystują do transportu na zewnątrz komórki substancji (egzocytoza) lub w celu pobierania substancji z zewnętrznego środowiska (endocytoza).

Egzocytoza - pęcherzyk, który powstaje wewnątrz komórki, trafia do komórkowej błony, a jego błona ulega zlaniu się z nią; następuje wyrzucenie zawartości na zewnątrz.

Endocytoza - substancję, znajdujące się w zewnętrznym środowisku, zostaje otoczona przez komórkę i pobierana do jej wnętrza. Istnieje kilka typów endocytozy:

a. pinocytoza - w komórkowej błonie powstaje zagłębienie. Do powstałego zagłębienia trafiają pęcherzyki, które transportują część roztworu, który stanowi jej zewnętrzne środowisko, w kierunku wnętrza komórki;

b. fagocytoza - duża cząstkę lub cała komórka zostaje otoczona przez błonę komórkową i transportowana do wnętrza komórki;

c. komórka jest w stanie dodatkowo pobierać cząsteczki z zewnętrznego środowiska w sposób selektywny. Ten rodzaj endocytozy zachodzi we współpracy ze swoistym dla danej cząsteczki receptor.

5. Transport poprzez błony

Transport błonowy może zachodzić na zasadzie:

      • prostej dyfuzji
      • poprzez błonowy kanał (także dyfuzja prosta)
      • współpracy z białkami przenośnikowymi (wspomagana dyfuzja)
      • aktywny transport

Dyfuzja prosta odbywa się z udziałem niepolarnych cząsteczek oraz małych polarnych cząstek, które nie posiadają ładunku elektrycznego.

Kanały błonowe - ten rodzaj transportu odbywa się z udziałem małych cząsteczek, nie mogących przenikać swobodnie poprzez część lipidową błony. Błonowe kanały są białkami, które przechodzą z jednej strony błony na drugą. Kanały błonowe dostępne są dla naładowanych lub polarnych cząsteczek. Jony albo cząsteczki, dla których nieprzepuszczalna jest lipidowa część błony są w stanie swobodnie poruszać się poprzez kanał. Białka stanowiące kanały charakteryzują się cechami następującymi:

      • są swoiste jedynie wobec jednego spośród jonów; nie przepuszczają każdego z nich;
      • dostęp do kanałów podlega regulacji (komórka może je otwierać i zamykać, co uzależnione jest od jej potrzeb).

Przenośnikowe białka (przenośniki) są białkami zanurzonymi w lipidach komórkowej błony. Przenośniki ulegają połączeniu z cząsteczką transportowaną znajdująca się po jednej ze stron błony, przenoszą cząsteczkę na stronę drugą, gdzie ją uwalniają.

Aktywny transport stanowi jedyny sposób przenoszenia cząsteczek niezgodnie z gradientem stężeń; w transporcie tego typu udział biorą przenośniki wykorzystują energię zgromadzoną pod postacią ATP.

Jądro komórkowe

Jest największą komórkową organellą. Zwykle ma kształt kulisty, rzadko owalny (soczewkowaty) albo wrzecionowaty. Lokalizacja jądra to zazwyczaj centrum komórki, jednak w starszych komórkach jądro może być usytuowane peryferyjnie.

Jądro komórkowe otoczone jest dwiema błonami, które tworzą tzw. jądrową otoczkę, która zawiera swego rodzaju otwory, nazywane jądrowymi porami, umożliwiające kontakt wnętrza jądra z cytoplazmą. Pory przepuszczają jedynie wybrane substancje (mogą wnikać do jądra m.in. pewne białka i nukleotydy; jądro opuszczają specyficzne cząsteczki rybonukleinowych kwasów, przenoszących do cytoplazmy genetyczną informację zawartą w DNA). Funkcją jądra jest sterowanie metabolizmem komórkowym, udział w podziałach komórki i stanowienie nośnika genetycznej informacji. Komórce nie będącej w trakcie podziału materiał genetyczny występuje pod postacią chromatyny, którą tworzą: białka, dezoksyrybonukleinowy kwas oraz niewielka ilość rybonukleinowego kwasu. Można wyróżnić chromatynę aktywną genetycznie - euchormatynę (zawiera geny) a także nieaktywną - heterochromatynę. W trakcie podziału komórkowego chromatynowe włókna ulegają kondensacji, która polega na ich spiralizacji, następnie skracaniu oraz grubieniu. W wyniku tego procesu powstają struktury pałeczkowate - chromosomy. Umożliwia to precyzyjny rozdział chromatyny w trakcie podziału komórkowego jądra.

Na każdy chromosom wchodzi długa jedna cząsteczka DNA, która połączona jest z białkami spełniającymi różnorakie role. Dzięki obecności białek histonowych jest zachowany w chromosomie przestrzenny ład, co nie pozwala na splątanie nici DNA. Pozostałe białka mają funkcje regulatorowe i występują w roli białek enzymatycznych. W jądrze występuje struktura zwana jąderkiem, będąca charakterystycznym zagęszczeniem chromatyny. Ilośc jąderek w jądrze waha się od 1 do kilku. Rybosomy powstają w granicach jąderka. Są strukturami komórkowymi współuczestniczącymi w procesie biosyntezy białek w cytoplazmie. Rybosomy z jądra przechodzą w kierunku cytoplazmy przedostając się poprzez pory występujące w jądrowej otoczce.

Komórki eukariotyczne zawieraj zwykle jedno jądro. Istnieje możliwość występowania kilku jąder (komórczaki) lub jego braku (erytrocyty).

W eukariotycznych komórkach występuje zwykle jedno jądro. Może być ich więcej (komórczaki), albo też w ogóle nie musi występować (erytrocyty).

Najważniejsze funkcje komórkowego jądra:

    • powielanie genetycznego materiału zawartego w jądrze oraz przekazywanie go komórkom potomnym;
    • przekazywanie z pokolenia na pokolenie genetycznego materiału poprzez udział w powstawaniu komórek płciowych;
    • kierowanie podstawowych procesów życiowych komórki, co odbywa się przez regulację dwóch istotnych procesów: odczytywanie informacji zawartych w DNA oraz dostosowanie instrukcji pod postacią RNA do powstawania białek.

Mitochondrium

Kształt mitochondrium jest zróżnicowany, przy czym ten zaobserwowany w komórkach jest wydłużony, cylindryczny. W każdej komórce wątroby występują w liczbie 1000-2000 mitochondriów, zajmując około 1/5 całej objętości komórki. W cytoplazmie rozmieszczone są w przybliżeniu równomiernie.

Mitochondria w przypadku większości komórek gromadzą się w obszarach komórki, w których występuje największe zapotrzebowanie na energię - ATP.

Mitochondria mają własne DNA i są nazywane organellami niezależnymi (autonomicznymi). Na ich obszarze przebiega proces komórkowego utleniania, co prowadzi do powstania energii gromadzonej w ATP.

Błona zewnętrzna mitochondrium stanowi warstwę przepuszczalną dla niewielkich cząsteczek, co spowodowane jest przez obecne w niej kanały białkowe. Błona wewnętrzna mitochondrialna ma całkowicie inne właściwości -jest nieprzepuszczalna dla różnych cząsteczek, a zwłaszcza jonów.

Między obydwoma stronami błony wewnętrznej wytwarza się różnica pomiędzy ilością protonów, co poprzedza powstanie ATP. Mitochondria są strukturami przystosowanymi do znacznie wydanego procesu powstawania energii. Wewnętrzna błona tworzy grzebienie - fałdy, co sprawia, iż powierzchnia błony uczestnicząca w produkcji ATP jest ogromna. Wnętrze mitochondium wypełnia tzw. matriks mitochondrialne, ograniczone błoną wewnętrzną. Zawiera ono wiele białek, biorących udział w procesach przetwarzania energii.

Podział plastydów:

1. Chromoplasty - nadają barwę kwiatom, korzeniom, owocom (barwniki: ksantofil - żółty, karoten);

2. Chloroplasty - posiadają chlorofil; głównie znajdują się w liściach, zaangażowane w proces fotosyntezy;

3. Leukoplasty - bez barwników; gromadzą zapasowe substancje, które powstają w wyniku fotosyntetycznych przemian (np. amyloplasty, które gromadzą skrobię)

Chloroplasty:

Należą do grupy plastydów i powstają z proplastydów (niewielkich struktur).

Chloroplasty nazywane są zielonymi plastydami; w nich zachodzi proces fotosyntezy. Własną barwę oraz zdolność do wykorzystania światła w celu syntezy organicznych związków zawdzięczają obecnemu w nich chlorofilu.

Plan budowy chloroplastów jest podobny do planu budowy mitochondriów. Otacza je błona zewnętrzna, dobrze przepuszczalna, pod która występuje błona wewnętrzna o słabej przepuszczalności. Wnętrze stanowi tzw. stroma (przypominająca matriks mitochondrium). Błona wewnętrzna chloroplastu nie posiada pofałdowań!

Wewnątrz plastydów występują obłonione struktury - tylakoidy. Odgrywają one w czasie energetycznych przemian w chloroplastach podobną rolę do roli grzebieni mitochondrialnych. Pomiędzy stronami błony wytwarzana jest różnica stężeń portonów. Zdolność samoodtwarzania się jest cechą charakterystyczną dla chloroplastów.

Istnieje przypuszczenie, iż chloroplasty oraz mitochondria pochodzą od bakterii. Zostały wchłonięte półtora miliarda lat temu do wnętrza komórek przodka obecnej eukariotycznej komórki i nie podlegały strawieniu. Początkowo wchłonięciu uległy bakterie, dające początek mitochondium (o czym świadczy ich powszechne występowanie w eukariotycznych komórkach). Wchłonięcie fotosyntetyzujących bakterii (sinic), dające początek chloroplastom, nastąpić musiało później. Dowodem bakteryjnego pochodzenia mitochondrium i plastydów jest także posiadanie przez nie własnego DNA oraz innych elementów koniecznych w produkcji białek. Poza tym tak mitochondria a także chloroplasty wytwarzają samodzielnie niektóre z własnych białek (niewielki jednak odsetek tych, które konieczne są do stworzenia nowej organelli). Białka pozostałe wytwarzane są w cytoplazmie, po czym transportowane poprzez otaczające błony do środka organelli.

Powstanie nowych chloroplastów i mitochondriów powiązane jest z podziałem już istniejących organelli. W przypadku większego odsetka komórek podział chloroplastów i mitochondriów nie przebiega równocześnie z podziałem jądra komórkowego.

Cytoplazma oraz jej składniki

Cytoplazma jest komórkowym przedziałem, który nie należy do żadnego z organelli. W cytoplazmie występują liczne białka oraz komórkowe metabolity (pod postacią roztworów). Pojęciami ściśle powiązanymi z cytoplazmą są: cytoszkielet oraz siateczka śródplazmatyczna (endoplazmatyczne retikulum).

1. Cytoszkielet

Jest siecią białkowych struktur, które powstają w cytoplazmie eukariotycznych komórek. Jego obecność sprawia, iż organelle oraz białkowe kompleksy obecne w cytoplazmie mogą się odnaleźć w zdefiniownaych rejonach komórki na stałe.

Cytoszkielet tworzą: filamenty aktynowe, pośrednie filamenty oraz mikrotubule. Każda ze struktur pełni różne od siebie funkcje. Cechą wspólną tych elementów jest to, że są wynikiem polimeryzacji wielu białkowych cząsteczek, tworzących znacznej długości struktury.

Mikrofilamenty (filamenty aktynowe) są zbudowane z łańcuchów aktyny splecionych ze sobą. Występują przede wszystkim tuż pod komórkową błoną; decydują o zmianie kształtu oraz ruchu komórki.

Aktyna stanowi w przybliżeniu 5% komórkowych białek, choć w mięśniowych komórkach kręgowców ilość aktyny sięga nawet 20%.

Filamenty pośrednie - nazwa tych struktur pochodzi od średnicy większej niż aktynowych filamentów a jednocześnie mniejszej w porównaniu z mikrotubulami. Tworzą struktury pod komórkową błoną, lecz także przenikają cytoplazmę. Ich funkcja polega na zapewnieniu komórce mechaniczną wytrzymałość. Gęsta sieć, jaka tworzą filamenty pośrednie, obecna jest m.in. w komórkach naskórka, będące narażone bezpośrednio na mechaniczne urazy.

Mikrotubule - tworzy je jeden rodzaj białka - tubulina, choć w pewnych miejscach inne białka są do niej dołączone. Mikrotubule są dynamicznymi strukturami, w przeciwieństwie stabilnych pośrednich filamentów (mikrotubule jako puste w środku długie rurki ciągle podlegają wydłużeniu i skracaniu).

W przypadku większości komórek proces polimeryzacji tubuliny w mikrotubule zapoczątkowany jest powstaniem niewielkiego tworu - centrosomu, najczęściej występującego w pobliżu jądra. Kolejne cząsteczki białka ulegają połączeniu z wolnym końcem mikrotubul, co prowadzi do ich wydłużenia, podczas gdy pozostałe mikrotubule ulegają skracaniu od strony centrosomu.

Sieć mikrotubul stwarza ograniczenia w swobodnym przemieszczaniu się w komórce organelli. Mikrotubule stanowią dodatkowo w komórce transportowe szlaki, po których porusza się wiele białek. W przeciwstawnych kierunkach po mikrotubulach poruszają się następujące rodzaje białek: kinezyny oraz dyneiny. Często białka te zabierają inne cząsteczki ze sobą, dostarczając je jednocześnie do ich miejsca przeznaczenia.

Mikrotubule stanowią także budulec rzęsek oraz wici. Struktury te umożliwiają niektórym eukariotycznym komórkom ruch lub przesuwanie cząstek o dużych rozmiarach. Ruch rzęsek oraz wici odbywa się poprzez wyginanie. Różnice pomiędzy wicią i rzęską sprowadzają się do tego, iż jest rzęsek wiele, są krótkie a wici jest kilka najwyżej a także są długie.

Wici prokariotycznych komórek mają inną budowę nić wici eukariotycznych komórek.

Ruch wici bakteryjnych odbywa się innym sposobem - wirują z szybkością ogromną wokoło własnej osi (więcej niż 100 obrotów/sekundę).

W przypadku większości komórek protistów i zwierząt w centrosomie występują struktury, które są zbudowane z mikrotubul. Nazywane są centriolami. Stanowią one centrum tworzenia mikrotubul, które tworzą podziałowe wrzeciono w trakcie podziału komórkowego jądra.

Ciałka podstawowe wici i rzęsek oraz centriole mają identyczna budowę.

2. Śródplazmatyczna siateczka

W eukariotycznej komórce tworzy labirynt błon, które przecinają cytoplazmę. W zwierzęcych komórkach błony siateczki śródplazmatycznej stanowią więcej niż 50% wszystkich komórkowych błon.

Kanały retikulum mają przebieg w wielu różnych kierunkach, system błon jest połączony z błoną zewnętrzną otoczki jądrowej.

Wyróżnia się dwa rodzaje śródplazmatycznej siateczki:

- siateczka śródplazmatyczna szorstka - rybosomy do niej są przyłączone

- gładka siateczka śródplazmatyczna - bez rybosomów; jej obszary mają swój udział w procesach metabolizmu cząsteczek lipidów oraz w procesach detoksykacji (w komórkach wątroby).

Detoksykacja polega na modyfikacji chemicznej obcych chemicznych związków, które docierają do wątroby - substancje zmienione chemicznie są łatwiej rozpuszczalne w wodzie, łatwiej można je usunąć z organizmu.

W większości eukariotycznych komórek retikulum stanowi miejsce gromadzenia jonów wapnia. Uwolnienie z kanalików retikulum tego rodzaju jonów zachodzące w mięśniowych komórkach stanowi sygnał rozpoczęcia skurczu mięśnia.

Retikulum to miejscem wzmożonej obróbki białkowych cząsteczek, wcześniej powstałych na rybosomach. Ta obróbka polega zwłaszcza na dołączeniu fragmentów cukrowych do głównych polipeptydowych łańcuchów. W wyniku tego procesu tworzone są glikoproteiny. Nie każde białko powstałe w komórce podlega obróbce na obszarze retikulum. Te, dla których obróbka przebiega w retikulum, przechodzą do wnętrza kanałów retikulum w czasie powstawania polipeptydowych łańcuchów. Koniec łańcucha, który musi przedostać się poprzez błonę retikulum, wyposażony jest w sygnał (niedługi fragment, tworzony przez kilka aminokwasów, decydujący o przeznaczeniu białka mającego powstać). Ten sygnał jest rozpoznawany przez receptorowe białka, znajdujące się na powierzchni błony retikulum. Rybosom łącznie z powstającym polipeptydowym łańcuchem ulega dołączeniu do błony. W wyniku tych zmian powstaje szorstka siateczka śródplazmatyczna.

Rybosomy

Rybosomy obecne są w cytoplazmie każdej komórki. Są strukturalnymi cząsteczkami, czynnymi w procesie biosyntezie białka. Powiązane są z szorstkimi błonami retikulum oraz jądrowej błony; występują dodatkowo we wnętrzu mitochondriów oraz chloroplastów; w przypadku niektórych komórek występują jako wolne rybosomy, w podstawowej cytoplazmie.

Złożone są z podjednostek, które zawierają RNA i białka. Występują dwa rodzaje podjednostek: mała i duża.

m-RNA może stanowić łącznik pomiędzy rybosomami połączonymi w łańcuch. Taki układ nazywany jest polisomem. Na nim odbywa się proces powstawania z aminokwasów białek. Polega to na kondensacji aminokwasów aktywowanych oraz składania ich w polipeptydowe łańcuchy, zgodnie z genetyczną informacją, jaka otrzymywana jest z DNA przy pomocy m-RNA.

Duża ilość rybosomów występuje w komórkach szybko rosnących. W komórce bakteryjnej Escherichia coli występują w liczbie od kilkunastu do dwudziestu tysięcy.

Aparat Golgiego

Stanowi system cystern mocno spłaszczonych, które składają są z błon, które nie posiadają kontaktu bezpośredniego z śródplazmatyczną siateczką ani z komórkową błoną.

Jest on znacznie wyraźny dla komórek posiadających zwiększoną wydzielniczą aktywność, w których uznawany jest za obszar gromadzenia oraz magazynowania rozmaitych substancji, przede wszystkim lipidów oraz białek.

Do Aparatu Golgiego trafiają białka, które zostały zmodyfikowane w śródplazmatycznej siateczce. Transport białek pomiędzy tymi elementami zachodzi dzięki pęcherzykom obłonionym, które po oderwaniu się przemieszczają się z śródplazmatycznej siateczki w kierunku aparatu Golgiego.

Na terenie aparatu Golgiego następuje sortowanie białka i ich kierowane do miejsc ostatecznych przeznaczenia: ponownie do retikulum, lizosomów albo w kierunku błony komórkowej.

Droga transportu jest następująca: rybosomy → retikulum → aparat Golgiego → miejsce docelowe. Taka droga odnosi się jedynie do niektórych białek. Białka, kierowane do mitochondriów oraz chloroplastów oraz pozostające w cytoplazmie i nie przemieszczające się poprzez żadną z błon komórkowych, wytwarzane są na rybosomach, które nie są związane z endoplazmatycznym retikulum.

Aparat Golgiego stanowi nie tylko miejsce, gdzie sortowane są cząsteczki białkowe, zmodyfikowane na terenie retikulum. W roślinnych komórkach na terenie aparatu Golgiego tworzone są wielocukry, które wykorzystywane są przez komórkę w celu zbudowania ściany komórkowej.

Lizosomy

Są niewielkimi pęcherzykami, które występują na terenie cytoplazmy. Otacza je pojedynczą błoną a wypełniają enzymy hydrolityczne, które rozkładają białka, nukleinowe kwasy, cukry i lipidy (większość substancji, które występują w komórce).

Podstawowa funkcją lizosomów to trawienie substancji, które są wprowadzane do komórki i cząsteczek komórki, stających się dla komórki bezużytecznymi.

Zamknięcie silnie działających enzymów w lizosomach daje komórce zabezpieczenie białek i innych cytoplazmatycznych składników przed zniszczeniem przypadkowym. Dodatkowe zabezpieczenie to kwaśne środowisko, jakie panuje w środku lizosomów. Enzymy, które działają w lizosomach są przystosowane do działania w środowisku kwaśnym; przypadkowe wydostanie się enzymów do cytoplazmy, gdzie wartość pH jest wyższa zdecydowanie, nie spowoduje wielkich szkód dla białek cytoplazmatycznych.

Cząsteczki, które przeznaczone są do trawienia, trafiają do lizosomów pod postacią obłonionych pęcherzyków. Niektóre z produktów trawienia trafiają do cytoplazmy, a tam są wykorzystywane w nowych syntezach prowadzonych przez komórkę; pozostałe substancje usuwane są poprzez egzocytozę.

Peroksysomy

Są organellami, które występują jedynie w eukariotycznych komórkach, otacza je pojedyncza błoną. Wypełnione są białkami enzymatycznymi, które mają swój udział w przemianach utleniania organicznych związków.

Obecny jest w nich także enzym - katalaza, dla którego produktami rozkładu wody jest tlen oraz nadtlenek wodoru (H2O2), który powstaje w różnych reakcjach, jest bardzo reaktywny i dla komórki wysoce szkodliwy.

Wodniczki (wakuole)

Obecne są w komórkach grzybów, protistów i roślin. U roślinnych komórek występuje zwykle jedynie większa jedna wodniczka (wypełniająca nawet 90% objętości całej komórki). W zwierzęcych komórkach z kolei występuje z reguły kilka mniejszych wodniczek.

Wakuole otacza błona nazywana tonoplastem. Wewnątrz obecne są enzymy trawiące cząsteczki tam dostarczane (spełnienie roli podobnej do lizosomów), inne organiczne związki (rozpuszczone są w soku, który wypełnia wodniczkę) w tym: glikozydy (barwniki) lub alkaloidy (np. teina, kofeina, nikotyna, strychnina, chinina, morfina, kokaina..)

Do podstawowych funkcji wodniczek należy chłonięcie wody. Wywierają one przez to nacisk na komórkową ścianę roślinnej komórki, w ten sposób zapewniając jej jędrność nazywaną turgorem.

Biorą dodatkowo udział w podtrzymaniu stałego pH cytoplazmy, poprzez magazynowanie nadmiaru protonów.

Ściana komórkowa

Występuje ona w komórkach niektórych protistów, większości bakterii, roślin oraz grzybów. Dla każdej z wymienionych grup organizmów komórkowa ściana zbudowana jest z różnych substancji, choć zawsze spełnia taką samą funkcję: ochrona komórkę przed mechanicznymi uszkodzeniami.

Elementem budującym ściany komórkowe bakterii jest związek chemiczny spotykany jedynie u wspomnianych organizmów, zwany mureiną. W jej składzie można wyróżnić cukry oraz peptydy, połączone wspólnie ze sobą. Niektóre z bakterii posiadają również dodatkową lipidowo-białkową błonę na zewnątrz komórkowej ściany.

Komórki grzybów otacza komórkowa ściana, tworzona przez cząsteczki chityny.

Ściana komórkowa roślinnych komórek zbudowana jest z kilku typów wielocukrów, a z nich celuloza pełni najważniejszą rolę. Tworzy ona mikrofibrylle (swego rodzaju pęczki), między którymi występują inne wielocukry, które zapewniają ścianie wytrzymałość na zgniatanie i rozciąganie.

Dla wzmocnienia komórkowej ściany chemiczne związki mogą być:

      • odkładane pomiędzy celulozowymi łańcuchami (inkrustacja)
      • nakładane na powierzchnię łańcuchów celulozy (adkrustacja)