POZIOM ORGANIZACJI KOMÓRKOWEJ: TYPY I KOMPONENTY KOMÓREK - BIOLOGIA - 2025

Mówienie o komórkowym poziomie organizacji oznacza strukturalną i wewnętrzną organizację podstawowej jednostki organizmów żywych: komórki. Komórka jest zdolna do przeprowadzania wszystkich charakterystycznych procesów istoty żywej, do których nie jest zdolna żadna z jej izolowanych części.

Po atomach, cząsteczkach i związkach organicznych komórki stanowią jeden z podstawowych poziomów organizacji w organizmach wielokomórkowych oraz podstawowy poziom organizacji w mikro- i jednokomórkowych mikroorganizmach.

Struktura komórki zwierzęcej (źródło: Mel23, za Wikimedia Commons)

Organizmy wielokomórkowe, takie jak zwierzęta i rośliny, są zorganizowane w taki sposób, że ich komórki są zgrupowane razem, tworząc tkanki; tkanki te, gdy są połączone, dają początek różnym typom narządów, które z kolei tworzą to, co znamy jako układy lub aparaty. , które składają się na całe ciało.

W 1839 roku zoolog Theodor Schwann i botanik Matthias Schleiden opisali równolegle komórki zwierzęce i roślinne. Naukowcy ci jako pierwsi zaproponowali teorię komórki: wszystkie żywe istoty składają się z komórek.

Zgodnie z teoriami ewolucji wszystkie żywe organizmy pochodzą od wspólnego przodka, który posiadał zarys uniwersalnej maszynerii całego życia ziemskiego, a różne następujące po sobie wydarzenia w historii ewolucji doprowadziły do ​​zróżnicowania gatunków, jakie znamy.

Typy komórek i ich składniki

Komórki są małymi „pojemnikami” otoczonymi membraną, wewnątrz której znajduje się wodny roztwór znany jako cytosol lub cytoplazma. Są niezwykle różnorodne, nie tylko pod względem wielkości, ale także sposobu życia, rozmnażania, odżywiania, okrycia, funkcji itp.

Chociaż ich podstawowe właściwości są bardzo podobne, w przyrodzie istnieją dwa typy komórek: prokariota i eukarionty. Przykładami organizmów prokariotycznych są bakterie i archeony, natomiast komórki eukariotyczne stanowią podstawową jednostkę zwierząt, roślin i grzybów.

Komórki prokariotyczne

Chociaż komórki prokariotyczne mają różne rozmiary, są na ogół mniejsze niż eukarionty, a prokarioty są zwykle organizmami jednokomórkowymi, to znaczy są jednokomórkowe.

Komórki prokariotyczne mają błonę plazmatyczną złożoną z podwójnej warstwy lipidów i białek, która działa jako półprzepuszczalna bariera dla różnych cząsteczek i która jest jedynym systemem błoniastym, jaki posiadają, ponieważ nie mają organelli wewnętrznych.

Średnia komórka prokariotyczna (źródło: Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats via Wikimedia Commons)

Niektóre mają wakuolę gazową, która pozwala im unosić się w środowisku wodnym. Mają rybosomy, które działają w syntezie białek i ciałka inkluzyjne do przechowywania węgla i innych substancji.

W regionie znanym jako „nukleoid” znajduje się materiał genetyczny w postaci kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA).

Wszystkie prokarionty posiadają, oprócz błony otaczającej cytoplazmę, ścianę komórkową, która nadaje im kształt i zapewnia odporność na lizę osmotyczną. Ściana komórkowa jest zwykle zbudowana z cząsteczki zwanej peptydoglikanem, która umożliwia odróżnienie jednej grupy bakterii od drugiej.

Wokół tej ściany może znajdować się „kapsuła” lub kielich, który pomaga przylegać do powierzchni. Mogą mieć pewne „wyrostki”, takie jak włosy, fimbrie i wici, odpowiednio do fiksacji, koniugacji i ruchu.

Komórki eukariotyczne

Z niewielką różnicą między nimi, zwierzęta i rośliny składają się z komórek eukariotycznych. Charakterystyczną cechą tych komórek jest obecność jądra, które otacza materiał genetyczny i inne błoniaste organelle osadzone w cytoplazmie.

Struktura komórki roślinnej (źródło: Mortadelo2005, za Wikimedia Commons

Komórki te, większe i bardziej złożone niż prokarionty, mogą istnieć jako organizmy jednokomórkowe lub wielokomórkowe (o jeszcze bardziej złożonej organizacji).

Komórki roślinne niezmiennie mają ścianę komórkową otaczającą błonę plazmatyczną, w przeciwieństwie do komórek zwierzęcych.

Każda komórka eukariotyczna składa się z typowych wyspecjalizowanych struktur:

-Rdzeń

-Mitochondria

-Chloroplasty (przemiana energii świetlnej w energię chemiczną w komórkach roślinnych)

-Układ błonowy wewnętrzny: retikulum endoplazmatyczne gładkie i szorstkie oraz kompleks Golgiego

-Cytoplazma

-Cytoskeleton

-Lizosomy

-Endosomy (w komórkach zwierzęcych i grzybów)

-Peroxisomes

-Glioksysomy (w komórkach roślinnych)

-Vacuoles (przechowują wodę i minerały w komórkach roślinnych)

Organelle powszechne wśród roślin i zwierząt

Rdzeń

Jest to miejsce, w którym informacja genetyczna (dziedziczna) komórki jest przechowywana w postaci DNA zwiniętego na chromosomach. Jest to organelle otoczone błoną zwaną otoczką jądrową.

Poprzez struktury znane jako „pory jądrowe”, które są obecne w otoczce jądrowej, jądro wymienia różne klasy cząsteczek z cytoplazmą.

Wewnątrz znajdują się liczne białka odpowiedzialne za „odczyt” i „transkrypcję” informacji zakodowanej w genach zawartych w DNA.

Mitochondria

Są jednymi z najważniejszych organelli po jądrze. Przypominają komórkę prokariotyczną, ponieważ mają system podwójnej błony, własny genom i morfologię podobną do bakterii, z której wywodzi się teoria endosymbiontów.

Są to organelle specjalizujące się w wytwarzaniu energii chemicznej w postaci ATP poprzez fosforylację oksydacyjną. Proces ten jest również znany jako oddychanie komórkowe, ponieważ mitochondria zużywają tlen i uwalniają dwutlenek węgla.

Retikulum endoplazmatyczne (gładkie i szorstkie)

Jest to kontynuacja zewnętrznej błony jądrowej i składa się z systemu błoniastych „worków” i rurek, które są rozmieszczone w większości cytoplazmy. Jest głównym miejscem syntezy nowych błon.

Szorstka siateczka endoplazmatyczna ma przyłączone rybosomy, które uczestniczą w translacji i syntezie białek.

Kompleks lub aparat Golgiego

To błoniaste organelle złożone ze stosów i spłaszczonych worków. Znajduje się w pobliżu jądra i odpowiada za modyfikację, pakowanie i transport białek i lipidów z retikulum endoplazmatycznego.

Jest częścią wydzielniczego szlaku transportu i komunikacji, dzięki swojej zdolności do wysyłania małych pęcherzyków z różnymi makrocząsteczkami do różnych przedziałów.

Cytosol lub cytoplazma

Jest to żel wodny, w którym zanurzone są organelle komórkowe otoczone błoną plazmatyczną. Jest bogaty w różne klasy dużych i małych cząsteczek i zachodzą w nim niezliczone reakcje chemiczne, które umożliwiają kontynuację życia komórkowego.

Cytoszkielet

Cytoszkielet jest wewnętrzną strukturą szkieletową złożoną z białek nitkowatych o różnej grubości, które odpowiadają za wewnętrzną organizację komórki, a także za jej cechy zewnętrzne, zwłaszcza w zakresie elastyczności i odkształcalności. Jest to szczególnie ważne w procesach podziału komórek.

Lizosomy i peroksysomy

Są to organelle otoczone pojedynczą błoną, która jest rozproszona w cytozolu. Te pierwsze są bogate w enzymy trawienne i są odpowiedzialne za degradację i „recykling” różnych substancji pochodzenia wewnętrznego lub zewnętrznego.

Peroksysomy są odpowiedzialne za „detoksykację” komórek poprzez szereg reakcji oksydacyjnych katalizowanych przez oksydazy i katalazy w nich. Odpowiadają za rozkład lipidów i innych toksycznych substancji.

Bibliografia

1. Nabors, M. (2004). Wprowadzenie do botaniki (1st ed.). Edukacja Pearson.
2. Hickman, CP, Roberts, LS i Larson, A. (1994). Integrated Principles of Zoology (wyd. 9). Firmy McGraw-Hill.
3. Brachet, J. (1970). Żywa komórka. In The Living Cell (wyd. 2, str. 418). WH Freeman and Company.
4. Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (1999). Biology (5 wyd.). Filadelfia, Pensylwania: Saunders College Publishing.
5. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Podstawowa biologia komórki. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
6. Prescott, L., Harley, J. i Klein, D. (2002). Microbiology (5 wyd.). Firmy McGraw-Hill.