Klatka

Według współczesnych koncepcji, każda komórka jest uniwersalną strukturalną i funkcjonalną jednostką życia. Komórki wszystkich żywych organizmów mają podobną strukturę. Komórki rozmnażają się tylko przez podział.

Komórka (cellula) jest elementarną uporządkowaną jednostką życia. Wykonuje funkcje rozpoznawania, metabolizmu i energii, rozmnażania, wzrostu i regeneracji, adaptacji do zmieniających się warunków środowiska wewnętrznego i zewnętrznego. Komórki są zróżnicowane pod względem kształtu, struktury, składu chemicznego i funkcji. W ciele człowieka występują komórki płaskie, kuliste, jajowate, sześcienne, pryzmatyczne, piramidalne, gwiaździste. Istnieją komórki o wielkości od kilku mikrometrów (mały limfocyt) do 200 mikrometrów (komórka jajowa).

Zawartość każdej komórki jest oddzielona od otoczenia i sąsiednich komórek przez cytolemmę (plazmolemmę), która zapewnia komórce relację ze środowiskiem pozakomórkowym. Składnikami komórki, znajdującymi się wewnątrz cytolemmy, są jądro i cytoplazma, która składa się z hialoplazmy oraz organelli i inkluzji w niej zlokalizowanych.

[ 1 ], [ 2 ]

Cytolemma

Cytolemma, czyli plazmolema, to błona komórkowa o grubości 9-10 nm. Pełni funkcje podziału i ochrony oraz odbiera wpływy środowiskowe dzięki obecności receptorów (funkcja odbioru). Cytolemma, pełniąc funkcje wymiany i transportu, przenosi różne cząsteczki (cząstki) ze środowiska otaczającego komórkę do komórki i w przeciwnym kierunku. Proces przenoszenia do komórki nazywa się endocytozą. Endocytoza dzieli się na fagocytozę i pinocytozę. Podczas fagocytozy komórka wychwytuje i wchłania duże cząsteczki (cząstki martwych komórek, mikroorganizmy). Podczas pinocytozy cytolemma tworzy wypustki, które zamieniają się w pęcherzyki, które obejmują małe cząsteczki rozpuszczone lub zawieszone w płynie tkankowym. Pęcherzyki pinocytotyczne mieszają znajdujące się w nich cząsteczki z komórką.

Cytolemma bierze również udział w usuwaniu substancji z komórki - egzocytoza. Egzocytoza odbywa się za pomocą pęcherzyków, wakuoli, w których substancje usunięte z komórki najpierw przemieszczają się do cytolemmy. Błona pęcherzyków łączy się z cytolemmą, a ich zawartość przedostaje się do środowiska pozakomórkowego.

Funkcja receptora jest realizowana na powierzchni cytolemmy za pomocą glikolipidów i glikoprotein, które są zdolne do rozpoznawania substancji chemicznych i czynników fizycznych. Receptory komórkowe mogą rozróżniać takie substancje biologicznie czynne jak hormony, mediatory itp. Recepcja cytolemmy jest najważniejszym ogniwem w interakcjach międzykomórkowych.

W cytolemma, czyli półprzepuszczalnej błonie biologicznej, wyróżnia się trzy warstwy: zewnętrzną, pośrednią i wewnętrzną. Zewnętrzna i wewnętrzna warstwa cytolemma, każda o grubości około 2,5 nm, tworzą gęstą elektronowo podwójną warstwę lipidową (bilayer). Pomiędzy tymi warstwami znajduje się elektronowo-lekka strefa hydrofobowa cząsteczek lipidowych, której grubość wynosi około 3 nm. W każdej monowarstwie dwuwarstwy lipidowej znajdują się różne lipidy: w zewnętrznej - cytochrom, glikolipidy, których łańcuchy węglowodanowe są skierowane na zewnątrz; w wewnętrznej monowarstwie zwróconej do cytoplazmy - cząsteczki cholesterolu, syntetaza ATP. Cząsteczki białek znajdują się w grubości cytolemma. Niektóre z nich (integralne lub transbłonowe) przechodzą przez całą grubość cytolemma. Pozostałe białka (obwodowe lub zewnętrzne) leżą w wewnętrznej lub zewnętrznej monowarstwie błony. Białka błonowe pełnią różne funkcje: niektóre są receptorami, inne są enzymami, a jeszcze inne są nośnikami różnych substancji, ponieważ pełnią funkcje transportowe.

Zewnętrzna powierzchnia cytolemmy pokryta jest cienką, fibrylarną warstwą (od 7,5 do 200 nm) glikokaliksu. Glikokaliks powstaje z bocznych łańcuchów węglowodanowych glikolipidów, glikoprotein i innych związków węglowodanowych. Węglowodany w postaci polisacharydów tworzą rozgałęzione łańcuchy połączone lipidami i białkami cytolemmy.

Cytolemma na powierzchni niektórych komórek tworzy wyspecjalizowane struktury: mikrokosmki, rzęski, połączenia międzykomórkowe.

Mikrokosmki (mikrokosmki) mają do 1-2 µm długości i do 0,1 µm średnicy. Są to palczaste wyrostki pokryte cytolemmą. W centrum mikrokosmków znajdują się wiązki równoległych włókienek aktynowych przyczepionych do cytolemmy na szczycie mikrokosmków i po ich bokach. Mikrokosmki zwiększają wolną powierzchnię komórek. W leukocytach i komórkach tkanki łącznej mikrokosmki są krótkie, w nabłonku jelitowym są długie i jest ich tak dużo, że tworzą tzw. rąbek szczoteczkowy. Dzięki włókienkom aktynowym mikrokosmki są ruchome.

Rzęski i wici są również ruchome, ich ruchy mają kształt wahadłowy, falowy. Wolna powierzchnia nabłonka rzęskowego dróg oddechowych, nasieniowodów i jajowodów pokryta jest rzęskami o długości do 5-15 μm i średnicy 0,15-0,25 μm. W centrum każdej rzęski znajduje się osiowy filament (aksonem) utworzony z dziewięciu obwodowych podwójnych mikrotubul połączonych ze sobą, które otaczają aksonem. Początkowa (proksymalna) część mikrotubuli kończy się w postaci ciała podstawnego zlokalizowanego w cytoplazmie komórki i również składającego się z mikrotubul. Wici mają podobną budowę do rzęsek, wykonują skoordynowane ruchy oscylacyjne dzięki ślizganiu się mikrotubul względem siebie.

Cytolemma bierze udział w tworzeniu połączeń międzykomórkowych.

Połączenia międzykomórkowe powstają w punktach styku między komórkami, zapewniają interakcje międzykomórkowe. Takie połączenia (kontakty) dzielą się na proste, ząbkowane i gęste. Proste połączenie to zbieżność cytolemmy sąsiednich komórek (przestrzeni międzykomórkowej) w odległości 15-20 nm. W połączeniu ząbkowanym wypustki (zęby) cytolemmy jednej komórki wchodzą (klin) między zęby innej komórki. Jeśli wypustki cytolemmy są długie, głęboko wchodzą między te same wypustki innej komórki, wówczas takie połączenia nazywane są palczastymi (interdigitations).

W szczególnych gęstych połączeniach międzykomórkowych cytolemma sąsiadujących komórek jest tak blisko siebie, że łączą się ze sobą. Tworzy to tzw. strefę blokującą, nieprzepuszczalną dla cząsteczek. Jeśli gęste połączenie cytolemma występuje na ograniczonym obszarze, powstaje punkt adhezji (desmosom). Desmosom to obszar o wysokiej gęstości elektronów o średnicy do 1,5 μm, który pełni funkcję mechanicznego łączenia jednej komórki z drugą. Takie kontakty są bardziej powszechne między komórkami nabłonkowymi.

Istnieją również połączenia szczelinowe (nexusy), których długość sięga 2-3 µm. Cytolemmy w takich połączeniach są oddalone od siebie o 2-3 nm. Jony i cząsteczki łatwo przechodzą przez takie kontakty. Dlatego nexusy są również nazywane połączeniami przewodzącymi. Na przykład w mięśniu sercowym pobudzenie jest przekazywane z jednego kardiomiocytu do drugiego poprzez nexusy.

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Hialoplazma

Hialoplazma (hyaloplasma; z greckiego hyalinos – przezroczysty) stanowi około 53-55% całkowitej objętości cytoplazmy, tworząc jednorodną masę o złożonym składzie. Hialoplazma zawiera białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe i enzymy. Przy udziale rybosomów w hialoplazmie syntetyzowane są białka i zachodzą różne pośrednie reakcje wymiany. Hialoplazma zawiera również organelle, inkluzje i jądro komórkowe.

[ 6 ], [ 7 ]

Organelle komórkowe

Organelle (organelle) są obowiązkowymi mikrostrukturami dla wszystkich komórek, pełniącymi pewne ważne funkcje. Rozróżnia się organelle błonowe i niebłonowe. Organelle błonowe, oddzielone od otaczającej hialoplazmy błonami, obejmują siateczkę śródplazmatyczną, aparat wewnętrznej siatki (aparat Golgiego), lizosomy, peroksysomy i mitochondria.

Organelle błonowe komórki

Wszystkie organelle błonowe zbudowane są z elementarnych błon, których zasada organizacji jest podobna do struktury cytolemmy. Procesy cytofizjologiczne są związane ze stałą adhezją, fuzją i separacją błon, podczas gdy adhezja i unifikacja są możliwe tylko topologicznie identycznych monowarstw błonowych. Zatem zewnętrzna warstwa dowolnej błony organelli zwrócona w stronę hialoplazmy jest identyczna z wewnętrzną warstwą cytolemmy, a wewnętrzna warstwa zwrócona w stronę jamy organelli jest podobna do zewnętrznej warstwy cytolemmy.

Organelle błonowe komórki

Organelle komórkowe nie będące błoną komórkową

Do organelli komórkowych niebędących błoną zalicza się centriole, mikrotubule, filamenty, rybosomy i polisomy.

Organelle komórkowe nie będące błoną komórkową

Transport substancji i błon komórkowych

Substancje krążą w komórce, będąc pakowane w błony („ruch zawartości komórki w pojemnikach”). Sortowanie substancji i ich ruch są związane z obecnością specjalnych białek receptorowych w błonach aparatu Golgiego. Transport przez błony, w tym przez błonę plazmatyczną (cytolemma), jest jedną z najważniejszych funkcji żywych komórek. Istnieją dwa rodzaje transportu: bierny i czynny. Transport bierny nie wymaga wydatkowania energii, transport czynny jest zależny od energii.

Transport substancji i błon komórkowych

Jądro komórkowe

Jądro (s. karion) jest obecne we wszystkich ludzkich komórkach z wyjątkiem erytrocytów i trombocytów. Funkcją jądra jest przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznych do nowych (córkowych) komórek. Funkcje te są związane z obecnością DNA w jądrze. Synteza białek - kwasu rybonukleinowego RNA i materiałów rybosomalnych - również zachodzi w jądrze.

Jądro komórkowe

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Podział komórkowy. Cykl komórkowy

Wzrost organizmu następuje w wyniku zwiększenia liczby komórek poprzez podział. Głównymi metodami podziału komórek w ciele człowieka są mitoza i mejoza. Procesy zachodzące podczas tych metod podziału komórek przebiegają w ten sam sposób, ale prowadzą do różnych rezultatów.

Podział komórkowy: cykl komórkowy

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]