Podczas tej lekcji poznasz 12 elementów strukturalnych, z których składa się żywa komórka, a także poznasz funkcję, jaką pełni każdy z nich.
Organizacja komórki to składniki, które składają się na komórkę i sposób ich ułożenia w jej wnętrzu. Każdy składnik nazywany jest organellą i pełni określoną funkcję, która jest niezbędna dla komórki.
Komórki, podstawowa jednostka życia, są dwojakiego rodzaju:
Komórki prokariotyczne nie zawierają jądra. Należą do nich bakterie. Komórki te są małe i dlatego mają większy stosunek powierzchni do objętości. Dlatego składniki odżywcze mogą łatwiej dotrzeć do dowolnej części komórki.
Komórki eukariotyczne zawierają jądro. Obejmują one grzyby, pierwotniaki, glony, rośliny i zwierzęta . Komórki te są większe i dlatego mają mniejszy stosunek powierzchni do objętości. Dyfuzja składników odżywczych w komórkach nie jest zatem łatwa. Dlatego komórki eukariotyczne wymagają wyspecjalizowanych organelli wewnętrznych do wykonywania metabolizmu, transportu chemikaliów i generowania energii w komórce.
Komórki mają różne kształty i rozmiary. Komórkę można podzielić na dwie części: ścianę komórkową i błonę komórkową oraz protoplazmę . Protoplazma jest dalej podzielona na cytoplazmę (cała protoplazma oprócz jądra) i nukleoplazmę (jądro, DNA i RNA).
Składa się z dwuwarstwy fosfolipidowej, która tworzy sztywną barierę między wnętrzem komórki a jej środowiskiem zewnętrznym. Dwuwarstwa fosfolipidowa składa się z dwóch warstw fosfolipidów, przy czym jedna warstwa ma hydrofilowe (lubiące wodę) główki na swojej zewnętrznej stronie i hydrofobowy (nielubiący wody) ogon po wewnętrznej stronie. Białka znajdujące się w warstwie bilipidowej realizują selektywny transport cząsteczek i rozpoznawanie komórek.
Nie wszystkie żywe istoty mają ściany komórkowe.
Ściana komórkowa znajduje się na zewnątrz błony plazmatycznej. Plazmodesmy to połączenia, przez które komórki komunikują się ze sobą chemicznie przez grube ściany. Grzyby i wiele protistów ma ściany komórkowe, chociaż nie zawierają one celulozy, a raczej różne substancje chemiczne, takie jak chityna dla grzybów.
Wiadomo, że w organizmach eukariotycznych jądro jest centrum kontroli komórki. Znajduje się w nim materiał genetyczny komórki i tam zachodzą takie procesy, jak replikacja DNA, transkrypcja i przetwarzanie RNA. U prokariotów nie ma jądra, ale zamiast tego mają pojedynczy chromosom: kawałek kolistego, dwuniciowego DNA znajdującego się w obszarze komórki zwanym nukleoidem.
Jądro jest największą organellą w komórce i zawiera całą informację genetyczną komórki w postaci DNA. Obecność jądra jest podstawowym czynnikiem odróżniającym eukarionty od prokariotów. Struktura jądra jest opisana poniżej:
Jest to żelowaty płyn na bazie wody, który zajmuje większość objętości komórki. Cytoplazma składa się głównie z wody, ale zawiera również enzymy, sole, organelle i różne cząsteczki organiczne. Cytoplazma jest miejscem prawie całej aktywności chemicznej zachodzącej w komórce eukariotycznej. W komórkach eukariotycznych cytoplazma odnosi się do zawartości komórki z wyjątkiem jądra. Część cytoplazmy, która nie zawiera żadnych organelli, nazywana jest „cytozolem”. Cytoplazma jest odpowiedzialna za nadanie komórce jej kształtu.
Są autonomicznymi ciałami zawierającymi własne DNA. To organelle o podwójnej błonie komórkowej, w których zachodzi proces oddychania komórkowego. Funkcjonują jako miejsca wyładowań energii i tworzenia ATP. Działają jak układ trawienny, który pobiera składniki odżywcze, rozkłada je i tworzy bogate w energię cząsteczki dla komórki. Mitochondria zostały oznaczone jako elektrownia komórki. U zwierząt, ponieważ komórki mięśniowe potrzebują dużo energii do poruszania się, zawierają najwięcej mitochondriów.
Retikulum endoplazmatyczne (ER) jest organellą występującą tylko w komórkach eukariotycznych. ER ma podwójną membranę składającą się z sieci pustych rurek, spłaszczonych arkuszy i okrągłych worków. Te spłaszczone, puste fałdy i worki nazywane są cisternae. ER znajduje się w cytoplazmie i jest połączony z otoczką jądrową. Istnieją dwa rodzaje retikulum endoplazmatycznego:
Rybosomy składają się z RNA i białka. Występują w cytoplazmie i są miejscami syntezy białek. Rybosomy mogą występować pojedynczo w cytoplazmie lub w grupach lub mogą być przyłączone do retikulum endoplazmatycznego, tworząc w ten sposób szorstki endoplazmatyczny. Rybosomy są ważne dla produkcji białek. Wraz ze strukturą zwaną informacyjnym RNA (rodzaj kwasu nukleinowego) rybosomy tworzą strukturę zwaną polirybosomem, która jest ważna w syntezie białek.
Ciało Golgiego jest również znane jako aparat Golgiego lub kompleks Golgiego. Ciało Golgiego znajduje się we wszystkich komórkach roślinnych i zwierzęcych i jest terminem nadanym grupom spłaszczonych struktur podobnych do dysków znajdujących się blisko retikulum endoplazmatycznego. Liczba „aparatów Golgiego” w komórce jest zmienna. Komórki zwierzęce mają zwykle mniejszy i większy aparat Golgiego. Komórki roślinne zawierają aż kilkaset mniejszych wersji. Aparat Golgiego odbiera białka i lipidy (tłuszcze) z szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Niektóre z nich modyfikuje i sortuje, koncentruje i pakuje w zamknięte kropelki zwane pęcherzykami. W zależności od zawartości są one wysyłane do jednego z trzech miejsc docelowych:
Z tego powodu ciało Golgiego można uznać za „pocztę” komórki.
Są to jednobłonowe organelle, które są zasadniczo częścią zewnętrznej części komórki. Pojedyncza membrana jest znana w komórkach roślinnych jako „tonoplast”. Wiele organizmów wykorzystuje wakuole jako miejsca przechowywania. Pęcherzyki są znacznie mniejsze niż wakuole i służą do transportu materiałów zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórki.
Plastydy to organelle występujące tylko w roślinach. Istnieją trzy różne typy:
Komórki zwierzęce zawierają specjalną organellę zwaną centriolą. Jest to cylindryczna struktura podobna do rurki, która składa się z mikrotubul ułożonych w bardzo szczególny wzór. Centriole ułożone prostopadle do siebie nazywane są centrosomami. Centrosom odgrywa bardzo ważną rolę w podziale komórki. Centriole są odpowiedzialne za organizację mikrotubul, które ustawiają chromosomy we właściwym miejscu podczas podziału komórki.
| Komórka roślinna | Komórka zwierzęca |
| Mieć plastydy | Nie mają plastydów |
| Mają ścianę komórkową (wykonaną z celulozy) | Nie mają ściany komórkowej |
| Mają dużą, centralną wakuolę | Mają małe, tymczasowe wakuole |
| Może mieć plazmodesmy | Nie mają plazmodesmy |
| Nie mają centrioli | Mieć sparowane centriole w centrosomie |
| Nie mają cholesterolu w błonie komórkowej | Mieć cholesterol w błonie komórkowej |
| Na ogół mają stały, regularny kształt | Na ogół mają amorficzny kształt |
| Przechowuje nadmiar glukozy w postaci skrobi | Przechowuje nadmiar glukozy w postaci glikogenu |
