Komórka jest najmniejszą, podstawową jednostką anatomiczną i funkcjonalną wszystkich organizmów żywych. Może też funkcjonować samodzielnie, jako organizm jednokomórkowy - np. bakterie, pierwotniaki, niektóre glony i grzyby.
Komórki prokariotyczne są proste w budowie, nie posiadają wielu właściwych organelli. Są charakterystyczne dla bakterii i sinic. Komórki eukariotyczne mają typową budowę i budują wszystkie pozostałe organizmy roślinne i zwierzęce.
Składniki komórki eukariotycznej można podzielić na plazmatyczne (żywe) i nieplazmatyczne (martwe). Do plazmatycznych należą: jądro komórkowe, cytoplazma, błona komórkowa, siateczka endoplazmatyczna, mitochondria, plastydy, aparaty Golgiego, lizosomy i inne struktury pęcherzykowe oraz rybosomy. Składniki plazmatyczne komórki łącznie określane są mianem protoplastu - obrazowo mówiąc, jest to komórka pozbawiona ściany komórkowej. Składniki nieplazmatyczne to ściana komórkowa oraz wakuola.
Błona komórkowa
Błona komórkowa odgranicza komórkę od środowiska zewnętrznego i jednocześnie kontaktuje ją z nim. Ma budowę podwójnej warstwy białkowo-lipidowej: fosfolipidy tworzą zrąb, a pomiędzy nimi oraz na powierzchni znajdują się różnego rodzaju białka. Większość z nich pełni funkcję kanałów, przez które przedostają się do i z komórki substancje hydrofilowe, które nie mogą przejść przez warstwę lipidową. Przez obecność białek integralnych oraz błonowych, błona jest asymetryczna. Ponadto w komórkach zwierzęcych na jej zewnętrznej stronie występuje warstewka glikolipidów, zwana glikokalisem - pełni ona funkcję odpornościową.
Charakterystyczne właściwości błony komórkowej to półpłynność i półprzepuszczalność. Półpłynny charakter umożliwia przemieszanie się białek w obrębie błony oraz fuzję różnych błon (zlewanie się). Błona jest półprzepuszczalna - jedne substancje z łatwością przez nią przechodzą, inne nie - potrzebują do tego kanałów bądź aktywnych przenośników. Transport substancji może zachodzić biernie (dyfuzja) lub w sposób aktywny, z udziałem energii. Komórka dzięki wybiórczości bony może regulować stężenie poszczególnych substancji w swoim wnętrzu.
Cytoplazma
Cytoplazma wypełnia wnętrze komórki. Jest koloidem o konsystencji półpłynnej lub półstałej. Znajdują się w niej są składniki organiczne i nieorganiczne: białka, aminokwasy, lipidy, sole mineralne oraz zawieszone są wszystkie organella komórkowe. Cytoplazma oraz organella znajdują się w ciągłym ruchu dzięki obecności tzw. szkieletu cytoplazmatycznego. Szkielet ten tworzą mikrotubule i mikrofilamenty - włókna białkowe pełniące funkcję podporową (mikrotubule) oraz ruchową (mikrofilamenty).
Jądro komórkowe
Jądro jest otoczone podwójną, porowatą błoną i wypełnione sokiem jądrowym (kariolimfą). W jądrze zgromadzona jest informacja genetyczna w postaci DNA. DNA połączone jest z białkami histonowymi i występuje w postaci chromatyny. Materiał genetyczny w jądrze ulega kopiowaniu podczas podziałów komórki (replikacja) oraz odczytywaniu podczas ekspresji genów (transkrypcja). Podczas podziałów chromatyna kondensuje się do chromosomów. W jądrze znajduje się także jąderko, w którym występuje DNA kodujący rRNA, niezbędny do syntezy białek.
Podziały komórkowe
Głównym procesem podziału komórkowego jest podział jądra. DNA musi ulec dokładnemu skopiowaniu oraz rozdzieleniu. Istnieją dwa typy podziałów komórkowych: mitoza i mejoza. Mitoza prowadzi do wzrostu ilości komórek, mejoza dodatkowo powoduje redukcję ilości materiału genetycznego (np. w gametach). Po podziale jądra następuje podział cytoplazmy, zwykle przez wytworzenie przewężenia.
Mitoza:
- Profaza - chromatyna kondensuje się do chromosomów, wyodrębniają się chromatydy, zanika jąderko i otoczka jądrowa
- Metafaza - chromosomy ustawiają się w środkowej płaszczyźnie komórki, przyłączają się do nich włókna podziałowe z przeciwległych biegunów
- Anafaza - chromosomy zostają rozerwane na chromatydy, które wędrują do przeciwnych biegunów komórki
- Telofaza - wokół każdej grupy chromosomów potomnych odbudowana zostaje otoczka jądrowa, wracają one do postaci chromatyny
Mejoza:
Pierwszy podział
- profaza 1 - zanika otoczka jądrowa, chromosomy homologiczne układają się parami, tworząc biwalenty; może zachodzić wymiana odcinków chromatyd
- metafaza 1 - biwalenty układają się w płaszczyźnie środkowej komórki
- anafaza 1 - całe chromosomy wędrują do przeciwległych biegunów komórki
- telofaza 1 - przejściowe odtworzenie otoczki jądrowej
Drugi podział - zachodzi tak samo jak mitoza
Siateczka endoplazmatyczna
Siateczka (retikulum) endoplazmatyczna jest systemem błon, kanalików i pęcherzyków, tworzących w komórce wiele przedziałów i zwiększających jej powierzchnię wewnętrzną. Na błonach siateczki mogą znajdować się rybosomy, na których zachodzi biosynteza białek. Ten typ siateczki - szorstki - dominuje w komórkach rosnących. Na siateczce gładkiej (bez rybosomów) odbywa się synteza lipidów oraz detoksykacja.
Rybosomy
Struktury zbudowane z białka i rRNA. Składają się z dwóch podjednostek, mniejszej i większej. Występują luźno w cytoplazmie, w mitochondriach i plastydach oraz związane z błonami retikulum endoplazmatycznego. Na rybosomach zachodzi biosynteza białek.
Aparaty Golgiego
Są to organella błoniaste, składają się z systemy spłaszczonych cystern, rozdętych lekko na brzegach. W miejscach rozdęcia tworzą się pęcherzyki, które następnie oddzielają się i samodzielnie wędrują do miejsca przeznaczenia. Rolą aparatów Golgiego jest transport substancji - są one przenoszone w pęcherzykach.
Mitochondria
Mitochondria są organellami półautonomicznymi - posiadają podwójną błonę białkowo-lipidową oraz własne DNA i rybosomy. Wewnętrzna błona mitochondrium tworzy wypustki tzw. grzebienie, na których znajdują się enzymy i przenośniki biorące udział w transporcie elektronów. Mitochondria pełnią w komórce funkcję energetyczną - w nich zachodzą procesy oddychania komórkowego i wytwarzania energii.
Plastydy
Plastydy również są organellami półautonomicznymi. Najważniejszym typem plastydów są chloroplasty. Ich błona wewnętrzna tworzy lamelle i tylakoidy, w których znajduje się zielony barwnik - chlorofil. W chloroplastach zachodzi fotosynteza, czyli zamiana energii świetlnej na chemiczną i wytwarzanie organicznych związków pokarmowych z substancji nieorganicznych.
Lizosomy
Lizosomy to pęcherzyki trawienne. Pochodzą z aparatów Golgiego i zawierają enzymy hydrolityczne. Są to tzw. lizosomy pierwotne. Dołączają się one do cząsteczek, które mają być strawione i powstają lizosomy wtórne, zawierające substrat oraz enzymy. W lizosomach wtórnych zachodzi więc trawienie wewnątrzkomórkowe.
Mikrociałka
Mikrociałka to niewielkie pęcherzyki, w których zachodzą różne procesy. W peroksysomach zachodzi rozpad nadtlenku wodoru i detoksykacja. W glioksysomach zachodzi rozpad kwasów tłuszczowych. Mikrociałka charakterystyczne są dla komórek zwierzęcych.
Wakuola
Wakuola to przestrzeń wypełniona sokiem komórkowym, otoczona błoną. W soku komórkowym rozpuszczone są rozmaite substancje, np. związki zapasowe, trucizny, metabolity i inne. Szczególnie wakuole roślinne gromadzą substancje np. trujące lub lecznicze (alkaloidy, glikozydy, garbniki itp.). Wakuola odpowiada za jędrność komórki i ciśnienie osmotyczne.
Ściana komórkowa
Ściana komórkowa to struktura sztywna, stanowiąca ochronę przez uszkodzeniami. Nie występuje w komórkach zwierzęcych. Zbudowana jest z mureiny (u bakterii), celulozy (u roślin) lub chityny (u grzybów). W początkowych fazach powstawania nowych komórek po podziale, tworzy się między nimi blaszka środkowa, a następnie ściana pierwotna. Później ściana przyrasta na grubość, ponieważ odkładane są w niej lub na niej dodatkowe, wzmacniające związki. Odkładanie dodatkowych substancji może mieć charakter adkrustacji lub inkrustacji. Adkrustacja polega na odkładaniu związków na powierzchni ściany, inkrustacja - wewatrz, pomiędzy elementami szkieletowymi.
