Komórka i poziomy organizacji komórkowej

Organizmy możemy podzielić ze względu na liczbę komórek. Organizmy jednokomórkowe (bakterie, niektóre protisty) składają się z pojedynczej komórki wykonującej wszystkie funkcje życiowe. Pomiędzy nimi a wielokomórkowcami istnieją formy kolonijne - zespoły komórek połączone ścianami lub galaretowatymi oczkami.

Organizmy wielokomórkowe dzielą się na plechowe (o ciele niezróżnicowanym lub słabo zróżnicowanym na tkanki) oraz tkankowe (z wyraźnie wyodrębnionymi tkankami). Do tkankowych należą rośliny lądowe i zwierzęta.

Komórki są małe, by zapewnić efektywną wymianę substancji. Im mniejsza komórka, tym większy stosunek powierzchni do objętości, co umożliwia sprawniejszą komunikację ze środowiskiem.

Ciekawostka: Gdy komórka o rozmiarze 1 cm ma stosunek powierzchni do objętości 6:1, to komórka o rozmiarze 2 cm ma ten stosunek już tylko 3:1, co oznacza dwukrotnie mniejszą efektywność wymiany substancji!

Komórki prokariotyczne

Komórki prokariotyczne (bezjądrowe) to najprostsze komórki, które występują u bakterii i archeowców. Ich chromosom bakteryjny to koliście zamknięta cząsteczka DNA związana z białkami podobnymi do histonów, zlokalizowana w cytozolu.

Komórki prokariotyczne mają kilka charakterystycznych cech. Otacza je błona komórkowa i sztywna ściana komórkowa zbudowana z mureiny, a niektóre posiadają dodatkowo otoczkę śluzową z polisacharydów. Niektóre gatunki mają też rzęski umożliwiające ruch.

W cytozolu znajdują się rybosomy (struktury uczestniczące w syntezie białek) oraz mogą występować plazmidy (małe, koliste cząsteczki DNA). Bakterie autotroficzne (jak sinice) posiadają dodatkowo tylakoidy - struktury zawierające barwniki fotosyntetyczne umożliwiające fotosyntezę.

Ważne: Wewnątrzkomórkowe wpuklenia błony komórkowej bakterii to miejsca, gdzie zachodzą procesy oddychania tlenowego - to odpowiednik mitochondriów w komórkach eukariotycznych.

Komórki zwierzęce

Komórki eukariotyczne (jądrowe) występują u roślin, zwierząt i grzybów. Ich główną cechą jest obecność jądra komórkowego zawierającego DNA oraz rozbudowany system błon wewnątrzkomórkowych.

Komórki zwierzęce mają charakterystyczną budowę. Ich zewnętrzną granicę stanowi błona komórkowa oddzielająca wnętrze od środowiska zewnętrznego. Wewnątrz znajduje się cytozol - wodny, koloidalny roztwór, w którym zawieszone są organella.

Najważniejsze organella to:

• Mitochondria - "elektrownie" komórki, gdzie zachodzi oddychanie tlenowe
• Siateczka śródplazmatyczna - gładka (synteza lipidów) i szorstka (z rybosomami - synteza białek)
• Aparat Golgiego - modyfikuje i sortuje białka
• Lizosomy - zawierają enzymy trawienne
• Peroksysomy - neutralizują reaktywne formy tlenu

Materiałem zapasowym w komórkach zwierzęcych jest glikogen. Komórki te mają też cytoszkielet zbudowany z białkowych włókien i mikrotubul, który nadaje im kształt i umożliwia ruch.

Ciekawostka: Lizosomy zawierają enzymy trawienne, które potrafią rozkładać nawet bakterie, dzięki czemu komórki mogą się bronić przed infekcjami!

Komórki roślinne i grzybowe

Komórki roślinne mają kilka cech odróżniających je od zwierzęcych. Posiadają sztywną ścianę komórkową zbudowaną z celulozy, która nadaje im kształt i chroni przed uszkodzeniami. Materiałem zapasowym jest skrobia.

Charakterystyczne dla komórek roślinnych organella to:

• Chloroplasty - przeprowadzają fotosyntezę, przekształcając energię słoneczną w chemiczną
• Leukoplasty - bezbarwne plastydy, które mogą magazynować skrobię
• Wakuola - duży pęcherzyk odpowiadający za stan uwodnienia komórki i magazynowanie różnych substancji

Komórki roślinne komunikują się ze sobą przez plazmodesmy - kanały w ścianach komórkowych umożliwiające wymianę substancji.

Komórki grzybowe łączą cechy komórek roślinnych i zwierzęcych. Mają ścianę komórkową zbudowaną z chityny (a nie celulozy jak u roślin), a ich materiałem zapasowym jest glikogen (tak jak u zwierząt). Poza tym ich budowa przypomina komórki zwierzęce.

Wszystkie rodzaje komórek (bakteryjne i eukariotyczne) mają pewne wspólne cechy: błonę komórkową, cytozol, DNA jako nośnik informacji genetycznej i rybosomy.

Zapamiętaj: Trzy główne typy komórek eukariotycznych różnią się składnikiem ściany komórkowej: rośliny - celuloza, grzyby - chityna, a zwierzęta w ogóle jej nie mają!

Komórki wyspecjalizowane

W organizmach wielokomórkowych komórki ulegają specjalizacji, by efektywnie pełnić określone funkcje. W ten sposób powstają komórki wyspecjalizowane o charakterystycznej budowie.

Wśród komórek zwierzęcych wyróżniamy m.in.:

• Neurony - wyspecjalizowane w przewodzeniu impulsów nerwowych, mają liczne wypustki pozwalające na tworzenie połączeń z innymi komórkami
• Krwinki czerwone - wyspecjalizowane w transporcie tlenu, mają charakterystyczny dwuwklęsły kształt zwiększający powierzchnię wymiany gazowej

W organizmach roślinnych również spotykamy wyspecjalizowane komórki:

• Człony rurek sitowych - przystosowane do przewodzenia asymilatów (produktów fotosyntezy), tworzą tkanki przewodzące łyka
• Człony naczyń - służą do przewodzenia wody z solami mineralnymi, tworzą tkanki przewodzące drewna

Specjalizacja komórek umożliwia organizmom wielokomórkowym wydajne funkcjonowanie jako całość, gdzie każda komórka wykonuje określone zadania na rzecz całego organizmu.

Ciekawostka: Dojrzałe krwinki czerwone człowieka nie mają jądra komórkowego, co pozwala im transportować więcej hemoglobiny i efektywniej przenosić tlen!