Inicjał wrzecionowaty kambium: w drewnie
Z i. w. powstają komórki wrzecionowate, tworzące system podłużny, w którym można wyróżnic k. sitowe, k. miękiszowe(białkowe i k. m. zwykłe), włókna, sklereidy.
Inicjał promieniowy kambium:
Z i. w. powstają komórki promieniowe, tworzące system poprzeczny. Tam wyróżniamy promienie łykowe zawierające 2 rodzaje komórek miękiszowych:stojące i leżące.
BIAŁKA W JĄDRZE
Mają zasadniczą rolę w jądrze. Są składnikiem chromatyny, która zawieszona jest w nukleoplazmie. Chromatyna składa się z histonów-białek zasadowych i DNA. Jest najważniejszym składnikiem jądra, bo zawiera informacje genetyczną komórki. Głównymi procesami zachodzącymi w jądrze jest samo powielanie(replikacja) DNA oraz przekazywanie informacji genetycznej na RNA(transkrypcja). Replikacja DNA jest niezbędnym wstepem do podziału jądra i całej komórki. Natomiast RNA przechodzi do cytoplazmy i bierze zasadniczy udział w syntezie białka-w jej przebiegu, a także w określaniu struktury białka. Nukleosomy powstają przez owinięcie się nici(podwójnej helisy) DNA dookoła białkowego krążka utworzonego ….. str. 38.
Białka histonowe - białka zasadowe, tworzą nukleosom - eliptyczny twór składający się z 8 histonów (detamerów) czterech rodzajów, nukleosomy łączą się przez piąty rodzaj histonu H1, który podtrzymuje fragment DNA, na nukleosom nawija się 200 par aminokwasów, na H1 ok. 100 par
Białka niehistonowe- białka kwaśne, podtrzymują domeny, działają aktywująco na transkrypcję DNA
Nić DNA nawinięta jest na nukleosomy (zbudowane z histonów) tworząc fibryllę - skręca się spiralnie w rureczkę – solenoid - skręca się w domeny podtrzymywane przez białka niehistonowe
Chromatynę można podzielić na genetycznie aktywną i nieaktywną:
· Euchromatyna- aktywna genetycznie, ulega transkrypcji i replikacji, nie jest zespiralizowana, stanowi tzw. chromatynę luźną
· Heterochromatyna- nieaktywna genetycznie, nie ulega transkrypcji i replikacji, jest silnie zespiralizowana, stanowi tzw. chromatynę zwartą
Histony – zasadowe białka wchodzące w skład chromatyny, neutralizujące jej kwasowy charakter, o niewielkiej masie cząsteczkowej (poniżej 23 kDa). Charakteryzują się dużą zawartością aminokwasów zasadowych, zwłaszcza lizyny i argininy, co nadaje im właściwości polikationów. Wiążą się z helisą DNA, która jest polianionem, tworząc nukleoproteiny, które są obojętne elektrycznie
Struktura i pierwotna funkcja genu
Gen jest to tak jednostka materiału genetycznego, która odpowiada za syntezę jednego łańcucha polipeptydowego. Gen jest jednostką dziedziczności więc przekazuje materiał stanowiący podłoże dziedziczenia organizmu. Gen jako sekwencja nukleotydów w DNA, to odcinek biegnący nieprzerwanie wzdłuż cząsteczki DNA, lecz większość genów jest w postaci podzielonej. Odcinki kodujące geny podzielonego to eksony, zaś odcinki niekodujące – introny. Aby zakodować ciągły łańcuch polipeptydowy, musza być usunięte introny. Następuje to gdy informacja genetyczna znajduje się w RNA. W nielicznych przypadkach np. u wirusów występuje zjawisko nakładania się genów. Pozwala to na lepsze wykorzystanie genomu.
Cykl życiowy składa się z 4 faz:
G1- intensywna synteza białek strukturalnych i enzymatycznych, brak replikacji DNA / in-
S- replikacja DNA, synteza białek histonowych i niehistionowych / ter-
G2- synteza tubuliny (białka wrzeciona podziałowego) i białek dzielących się / faza
M- mitoza (lub mejoza) / podział
Przebieg mitozy:
Profaza- spiralizacja chromatyny w chromosomy, zanik jąderka i błony komórkowej, tworzenie włókien
Metafaza- chromosomy na równiku, włókna podczepiają się do kinetochorów
Anafaza- skręcanie się włókien, rozdzielenie chromosomów, wytworzenie wrzeciona cytokinetycznego
Telofaza- chromatydy siostrzane (chromosomy pokrewne) na biegunach, początek cytokinezy, odbudowa jąderka
Cytokineza- do fragmoplastu (beczółkowate wrzeciono kinetyczne) gromadzą się pęcherzyki ze związkami pektynowymi (wielocukry) ze struktury Golgiego, pęcherzyki łączą się tworząc przegrodę pierwotną i rozchodzą się na boki, później błony pęcherzyków tworzą plazmalemmę, a do środka odkładana jest blaszka środkowa, a później ściana pierwotna
Chromosomy- podziałowa forma chromatyny, zawiera DNA i białka histionowe i niehistionowe, składa się z dwóch chromatyd z przewężeniem pierwotnym (centromerem), a na nim kinetochorem, czasem przewężenie wtórne oddzielające satelitę (trabanta) (w chromosomach jąderkotwórczych)
BUDOWA I FUNKCJE RYBOSOMÓW
Rybosomy utworzone są z białka i RNA (ok. 50%, kwas rybonukleinowy), występują w cytoplazmie i są wolne, bądź przylegają do RE, również można je odnaleźć w jądrze. Zbudowane z 2 podjednostek o różnych stałych sedymentacji, mogą więc ulegać rozpadowi. Funkcją rybosomów jest synteza białka w procesie translacji. Rybosom przyłącza się mniejszą podjednostką do nici informacyjnego RNA (mRNA) i przesuwa się wzdłuż niej budując łańcuch białkowy, włączając kolejno aminokwasy dostarczone przez transportujący RNA (tRNA). Do jednej nici mRNA może być przyłączona większa liczba rybosomów tworząc łańcuchy polirybosomów (polisomów), przypominające sznur paciorków.
STRUKTURA, FUNKCJE I POCHODZENIE PLASTYDÓW
Jest to grupa organelli wykazujących wiele cech wspólnych z mitochondriami. Otoczone są podwójną błoną plastydową, zawierają DNA i RNA, części białek oraz aparat syntezy białek na rybosomach. Plastydy mają zdolność syntezy skrobi. Plastydy wypełnia gęste podłoże zwane tu stromą. Błona wewnętrzna przez wpuklenie się do środka może oddzielać nieliczne spłaszczone pęcherzyki. Zależnie od barw rozróżniamy 3 rodzaje plastydów: leukoplasty, chloroplasty, chromoplasty. Plastydy są obecne w każdej młodej komórce pod postacią leukoplastów
ziaren skrobi. Chloroplasty zawierają substancję zieloną zwaną chlorofilem. Jest to najważniejszy barwnik roślin. Istnieją dwa rodzaje chlorofilu a i b. Obok chlorofilu w chloroplastach występują dwa barwniki: karoteny i ksantofile, jednak są one maskowane przez chlorofil.
Chromoplasty mogą być rozmaicie zabarwione od żółtych do pomarańczowych, zawierają karoten i barwnik żółty, a także niewielkie ilości chlorofilu. Chromoplasty występują w tkankach o małej aktywności fizjologicznej. Ich pojawienie się w tkance jest często objawem starzenia się i degeneracji.
Plastydy mogą się dzielić przez cały okres życia komórki. Pochodzenie plastydów i mitochondriów wyjaśnia hipoteza endosymbiotyczna, polegająca na związku komórek eukariotycznych z bakteriami i sinicami.
Organizacja tkankowa w budowie pierwotnej i wtórnej korzenia i łodygi
W młodym korzeniu podobnie jak w łodydze wyróżniamy: skórkę (epidermę), korę pierwotną i walec osiowy zwany stelą, który obejmuje wiązki i łyko drzewne. Skórka utworzona jest z jednej warstwy komórek przy czym niektóre zmienione są na włośniki. Komórki skórki są cienkościenne - łatwo przepuszczają wodę. Brak tu szparek. Pod skórą znajduje się kora pierwotna, złożona z komórek miękiszowych, przeprowadzających wodę i sole mineralne zewnętrzna warstwa kory pierwotnej, granicząca z walcem osiowym to endoderma która zwykle ma pasemka Caspary'ego. Komórki endodermy tworzą pochwę dookoła walca osiowego. Podobnie wykształca się zewnętrzna warstwa kory pierwotnej - egzoderma, pełniąca funkcje ochronne. Pierwszą zewnętrzną warstwą walca osiowego stanowi okolnia (perycykl) warstwa tkanki miękiszowej, zdolna do wytworzenia merystemów wtórnych. Wiązki łyka i drewna tworzą pierścienie ułożone na przemian (w łodydze na przeciwko siebie). Jest to układ promienisty lub radialny. Protoksylem - najwcześniejsze komórki drewna znajduje się na zewnątrz od metaksylemu. Rozwój drewna jest więc dośrodkowy. Budowa wtórna korzenia kambium, podobnie jak w łodydze, powstaje między wiązkami drewna i łyka a więc tworzy linię falistą gdzie wiązki drewna znajdują się od wewnątrz a łyka na zewnątrz. Z czasem linia falista przekształca się w prawidłowy pierścień. Wskutek rozrastania się tkanek wtórnych endoderma rozrywa się a łyko pierwotne zostaje zgniecione. Miazga korkorodna w korzeniach drzew tworzy się w zazwyczaj w zewnętrznych warstwach okólnicy. Drewno wtórne korzenia zawiera mniej sklerenchymy niż łodyga więc słoje roczne są mniej wyraźne. Włókna są dłuższe. Elementy przewodzące są silniej rozwinięte, mają cieńsze ścianki wskutek czego drewno jest bardzo giętkie, bardziej porowate i lepiej przewodzi wodę. Silniej rozwinięte są też tkanki spieluzowe, miękisz drzewny i promienie drzewne. Budowa pierwotna łodygi. Powierzchniowa tkankę młodej łodygi stanowi skóra powstała z praskórki. Pomiędzy skórką a walcem osiowym jest kora pierwotna zbudowana z komórek miękiszowych, a także czasem sklerenchymy i kolchymy. Wewnętrzna część kory pierwotnej to endoderma. kora pierwotna otacza walec osiowy. Zewnętrzna jego część to okolnica zbudowana z miękiszu. Zasadniczym elementem walca osiowego są tkanki przewodzące - ksylem i floem ułożone naprzeciwlegle. Łyko znajduje się na zewnątrz, a drewno od wewnątrz wiązki są rozmieszczone wokół rdzenia zbudowanego z miękiszu. Budowa wtórna łodygi jest wynikiem działalności dwóch bocznych mersystemów: kambium i felogenu. Merystemy te wytwarzają nowe tkanki przewodzące oraz okrywające (korek). Kambium w obszarach między łykiem a drewnem pierwotnym pochodzi wprost od zachowanych tam niezróżnicowanych pasm prekambialnych. W obszarach międzywiązkowych kambium powstaje przez zróżnicowanie komórek miękiszowych promieniowo rdzeniowych leżących na przedłużeniach kambium wiązkowego. W ten sposób powstaje ciągły cylinder tkanki merystematycznej. W trakcie przyrostu wtórnego zanikaw większości przypadków wiązkowy układ tkanek przewodzących, tworzy się ciągły cylinder łykodrzewny. Jedynie na małych odcinkach tworzą się promienie łykodrzewne. Felogen tworzy wtórną tkankę okrywającą. Na zewnątrz odkłada się korek a do środka feloderma.
Rodzaje i funkcje tkanek merystematycznych roślin nasiennych
Merystemy to grupa komórek cienkościennych zdolnych do podziału w wyniku czego powstają tkanki dojrzałe. W zależności od rozmieszczenia merystemów w roślinie możemy podzielić je na: wierzchołkowe, boczne, interkalarne. Wierzchołkowe powodują wzrost organów na długość. Merystemy boczne to kambium oraz fellogen. Ułożone są warstwowo równolegle do obwodu pędu. Zadaniem fellogenu jest wytworzenie tkanki wtórnej okrywającej – korka na zewnątrz, oraz miękiszowej – felodermy do wewnątrz. Merystemy interkalarne, czyli wstawowe, występują między dojrzałymi tkankami jako wstawki i sprawiają że łodygi mogą się bardzo szybko wydłużać (trzciny, trawy).
40. Organizacja komórkowa wierzchołka pędu i korzenia
Na wierzchołku korzenia znajduje się czapeczka utworzona zwykle z komórek żywych. Zewnętrzne jej warstwy ulegają ścieraniu. Czapeczka chroni komórki merystematyczne. Właściwy merystem wierzchołkowy obejmuje protomerystem oraz strefę wzrostu na długość gdzie różnicują się komórki. W skład protomerystemu wchodzą komórki inicjalnej ich najbliższe pochodne. Ułożone są w 1-3 pięter, a ich pochodne tworzą wyraźne warstwy, odpowiadające późniejszym tkankom. Za protomerystemem jest strefa wzrostu gdzie można już wyróżnić : praskórkę, pramiękisz, prakorę oraz prakambium tworzący walec środkowy. Merystemy wierzchołkowe pędu mają zwykle kształt kopulasto zaokrąglony, często stożkowaty. Biorą z nich początek tkanki, łodygi, liście a także kwiaty. Tak jak inne merystemy składa się z komórek inicjalnych. Wraz z tymi najbliższymi pochodnymi tworzy protomerystem. Komórki szczytowe, dzielące się antyklinalnie, tworzą tkankę. Rejon merystemu położony za protomerystemem może być nazwany rejonem organogenetycznym, gdzie pojawiają się zawiązki liści i pąków. Za tym rejonem układ komórek w merystemie staje się zgodny z późniejszym układem tkanek.
Pochodzenie plastydów- hipoteza endosymbiotyczna dla mitochondriów i plastydów; mitochondria z bakterii purpurowych, plastydy z sinic.
Najmniej zróżnicowaną formą plastydu jest proplastyd, zawiera własne, koliste DNA oraz kompleks enzymów i rybosomy 70s, samodzielne rozmnażanie.
proplastyd {światło}chloroplast plastyd {ciemno}leukoplast, etioplast, chromoplast
chlorofil, leukoplast{starzenie}chromoplast leukoplast{światło}chloroplast
Proplastyd- 2x błona nie pofałdowana w środku, zazw. w komórkach merystematycznych, z niego różnicują się inne plastydy.
Chloroplasty (ciałka zieleni) - u glonów przybierają różne kształty i są duże, u roślin wyższych mniejsze, elipsoidalne, silnie rozwinięty wew. system błon(tylakoidów):tylakoidów gran (fotosynteza, ułożone nad sobą), tylakoidy stromy (transport w plastydzie) w tylakoidach faza świetlna fotosyntezy (zawierają chlorofil a, b karotenoidy oraz enzymy), w stromie faza ciemna (enzymy), przy intensywnej fotosyntezie mogą przejściowo pojawiać się ziarna skrobi.
Feoplasty- brązowe, u brunatnic, chlorofil maskowany przez brązowe kartenoidy
Rodoplasty- czerwone, u krasnorostów, chlorofil maskowany przez czerwoną fikoerytrynę, niebieski fikocyjan, żółte fikobiliny
Etioplasty- w komórkach potencjalnie zdolnych do fotosyntezy, lecz pozbawionych światła; na świetle przekształca się w chloroplast
Chromoplasty- posiadają barwnik, lecz już nie fotosyntetyzują, barwniki karotenoidowe (ksantofil- żółty, pomarańczowy) w płatkach, owocach, oznacza starzenie się organu, barwnik w plastoglobulach, tubulach, lub kryształy(marchew), występują w tkankach o małej aktywności fizjologicznej
Leukoplasty- bez barwnika, nieczynne w fotosyntezie, syntetyzują i gromadzą skrobię w formie wielowarstwowych ziaren, gdzie nie ma światła(korzeń),substancje zapasowe; gdy całkowicie wypełnione skrobią- amyloplasty
Posiada własne DNA, enzymy do syntezy DNA i RNA, rybosomy 70s, samodzielnie się rozmnaża. Centra energetyczne komórki, produkują ATP w końcowym stadium oddychania komórkowego, otoczony 2 błonami(zewn. łatwo przepuszczalna, wew. przep. tylko przez tzw. kanały jonowe), wypełnia matrix, zawiera enzymy potrzebne do procesu utl., wew. błona tworzy zgrubienie mitochondrialne, zwiększając powierzchnię utleniania i syntezy ATP; skład: białko 60%, lipidy 35% , Białka enzymatyczne 40%, strukturalne 60%.
Białka histonowe leżą u podstaw wielu procesów dziedziczenia epigenetycznego. Białka te mogą ulegać modyfikacjom posttranslacyjnym polegającym na przyłączeniu różnych dodatkowych cząsteczek lub grup funkcyjnych (takich jak grupa metylowa, acetylowa, fosforanowa, białko ubikwityna) do aminokwasów: lizyny i argininy. Modyfikacje takie mogą być sygnałem dla białek przebudowywujących chromatynę. Chromatyna może być kondensowana (heterochromatynizacja) w miejscu gdzie występuje taka modyfikacja, co zatrzymuje ekspresję genów. Przykładem może być metylacja histonu H3 na dziewiątym aminokwasie (lizyna), która u wielu organizmów powoduje zmniejszenie ekspresji genów. Znane są modyfikacje histonów powodujące rozluźnienie struktury chromatyny i zwiększenie poziomu ekspresji genów. Warto zauważyć, że wpływ modyfikacji posttranslacyjnych histonów na stopień kondensacji chromatyny i ekspresję genów nie zależy tylko od rodzaju modyfikacji (metylacja, acetylacja, fosforylacja itp.), ale także od miejsca wystąpienia takiej modyfikacji na białku histonowym. Metylacja lizyny 9 histonu H3 może powodować zupełnie inny efekt niż metylacja lizyny 4. Jedna cząsteczka histonu może być modyfikowana w wielu miejscach, co dodatkowo utrudnia badania.
Budowa i funkcje mikrotubul i mikrofilamentów – cytoszkielet
Cytoszkielet - sieć włóknistych struktur białkowych w komórce eukariotycznej, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytoplazmie, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca.
Cytoszkielet tworzą włókienka (filamenty) aktynowe, czyli mikrofilamenty, mikrotubule zbudowane z innego białka, a mianowicie tubuliny oraz filamenty pośrednie. Filamenty aktynowe są strukturami statycznymi, zaś mikrotubule są tworami dynamicznymi, kurczącymi się i wydłużającymi dzięki działalności białek motorycznych.
Szkielet komórki wcale nie jest sztywny, tylko elastyczny - potrafi się szybko przebudowywać zgodnie z potrzebami komórki.
Mikrotubule- mikrorureczki, rurkowate włókienka zbudowane z tubuliny, występują pojedyńczo lub w pasemkach w cytoplaźmie, tworzą wrzeciono podziałowe, wchodzą w skład centriol (9 tripletów połączonych mikrofilamentami), znajdują się w wiciach i rzęskach (9 par zewnętrznych + 1 para w środku otoczone bł. kom. +ciałko podstawowe, ruch powodowany „ślizganiem się” mikrotubul względem siebie)
Funkcje - przy podziale komórki (wrzeciono podziałowe z centriol), ruch (wici, rzęski), tworzy cytoszkielet, transport.
Mikrofilamenty - włókna zbudowane z kurczliwej aktyny, nadają kształt komórce, możliwość ruchu. Funkcje - naprężeniowe(kształt komórki), ruch cytoplazmy i organelli, fałdowanie się błony kom.
Rola translacji
Biosynteza białka - proces prowadzący do wytworzenia cząsteczek białka. Proces ten zachodzi we wszystkich żywych komórkach, a także jest możliwy do przeprowadzenia in vitro.
Biosynteza białka może być rozumiana jako pełny proces w którym informacja zapisana w sekwencji DNA jest w procesie transkrypcji przepisywana na cząsteczki RNA, a powstałe w ten sposób cząsteczki RNA są wykorzystywane przez rybosomy jako źródło informacji potrzebnej do syntezy białka w procesie translacji. U organizmów eukariotycznych cząsteczki RNA powstałe w procesie transkrypcji są zwykle poddawane procesowi splicingu polegającemu na wycinaniu intronów.
Termin biosynteza białka jest czasami używany jako synonim procesu translacji odbywającego się w rybosomach. Często do procesu biosyntezy białka zaliczana jest także biosynteza aminokwasów.
4. Właściwości strukturalne cytoplazmy podstawowej.
cytoplazma podstawowa (macierz, matrix) – stanowi środowisko dla innych składników komórki, koloid o strukturze żelu, 60 – 90% wody, w suchej masie: 50% białka, 12 – 25% tłuszcze, 15 – 20% węglowodany drobnoziarniste, zawiera wiele enzymów uczestniczących w glikolizie, syntezie cukrów, aminokwasów itp., lepka, ciągliwa, elastyczna, w ciągłym ruchu (ruchy rotacyjne, cyrkulacyjne, pulsacyjne)
5. Budowa i funkcje plazmalemmy
reticulum endoplazmatyczne (siateczka wewnątrzplazmatyczna) – system kanalików i cystern, zbudowane z błony elementarnej (białkowo-lipidowej), nie jest stałe, może się przemieszczać, na stałe połączone z błoną jądrową, zawiera liczne enzymy, syntetyzuje składniki błon (białka i lipidy), umożliwia transport w komórce
a) re. szorstkie – synteza białek za pomocą rybosomów doczepionych do błon od zewnątrz. Rybosomy mogą również syntetyzować bez połączenia z błoną re. tworząc polirybosomy
b) re. gładkie – synteza lipidów, transport
Polirybosom, polisom, informosom - zespół rybosomów związanych z jedną cząsteczką mRNA i prowadzących jej translację, czyli syntezę białek. Odkryte i opisane w 1963r. przez ...
larissa10