Przeczytaj
Czym są kompartmenty wewnątrzkomórkowe?
Błona biologiczna to membrana zbudowana z dwóch warstw fosfolipidów. Może otaczać komórkę – wtedy nazywamy ją błoną komórkową – lub tworzyć system błon rozdzielających poszczególne struktury w jej wnętrzu. Błona komórkowa oddziela wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego, umożliwiając jednocześnie transport niektórych substancji. Błony wewnętrzne występują w komórkach eukariotycznych, w których tworzą tzw. kompartmentykompartmenty w postaci błoniastych organelli.
W komórce eukariotycznej wyróżniamy następujące organelle zbudowane z błon wewnętrznych:
siateczka śródplazmatycznasiateczka śródplazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne);
aparat Golgiegoaparat Golgiego;
wakuolewakuole;
lizosomylizosomy;
peroksysomyperoksysomy;
wszystkie pozostałe pęcherzyki wewnątrzkomórkowe.
Wymienione błoniaste organelle pełnią rozmaite funkcje w komórce. Mogą odpowiadać za syntezę, transport i modyfikację potranslacyjną białek, metabolizm i transport tłuszczów czy też neutralizację toksyn. Błony tych organelli, wraz z błonami otaczającymi mitochondria i chloroplasty, tworzą wewnątrz komórki przedziały, czyli kompartmenty. Umożliwiają one prowadzenie różnych, często przeciwstawnych, reakcji chemicznych. W ten sposób procesy metaboliczne zachodzące w komórce są bardziej wydajne.
Rola kompartmentacji w metabolizmie komórki
Kompartmentacja zwiększa efektywność procesów wewnątrzkomórkowych. Dzieje się tak za sprawą koncentracji niezbędnych substratów i enzymów czy utrzymaniu odpowiedniego pH. Istnienie w komórce przedziałów umożliwia zachodzenie przeciwstawnych, wzajemnie wykluczających się procesów, takich jak reakcje syntezy i rozkładu.
Innym przykładem są reakcje wymagające odmiennego odczynu środowiska: pH cytoplazmy jest bliskie obojętnemu i wynosi 7,2, podczas gdy wnętrze lizosomu – organelli odpowiedzialnej za trawienie wewnątrzkomórkowe – ma niższe pH, ok. 5. Takie warunki są niezbędne do działania lizosomalnych kwaśnych hydrolaz, enzymów rozkładających m.in. białka, węglowodany czy tłuszcze. Jednocześnie dzięki kompartmentacji rozkład ten odbywa się w sposób bezpieczny dla pozostałych struktur komórkowych.
Organelle mogą się przemieszczać w obrębie komórki. Dzięki temu produkt danej reakcji może zostać dostarczony tam, gdzie jest potrzebny. Przykładem jest wędrówka mitochondriów do tych części komórki, w których występuje zapotrzebowanie na ATP. Podobnie pęcherzyki z neuroprzekaźnikami są transportowane wzdłuż aksonu z ciała komórki nerwowej do jej zakończenia.
Kompartmentacja umożliwiła specjalizację komórek, a w konsekwencji – powstanie organizmów wielokomórkowych.
Wewnątrzkomórkowy szlak pęcherzykowy
Wszystkie błony w komórce zbudowane są z dwuwarstwy fosfolipidowej. Umożliwia to łatwe oddzielanie się pojedynczych pęcherzyków od organelli komórkowych (m.in. aparatu Golgiego czy retikulum endoplazmatycznego) i ich równie łatwą fuzję z tymi strukturami. Mechanizm ten zapewnia komunikację pomiędzy organellami a błoną komórkową. Za pomocą pęcherzyków substancje mogą być transportowane z jednego miejsca komórki do drugiego, na przykład z siateczki śródplazmatycznej do aparatu Golgiego. Dzięki obłonionym pęcherzykom komórka może także pobierać cząstki z zewnątrz w procesie endocytozyendocytozy lub je wydalać w procesie egzocytozyegzocytozy.
Słownik
organella komórkowa w postaci systemu spłaszczonych, obłonionych woreczków (cystern) oraz towarzyszących im pęcherzyków i wakuol, występująca w cytoplazmie większości komórek eukariotycznych; ma budowę biegunową: strona wklęsła (trans) zwrócona jest w stronę błony komórkowej, a strona wypukła (cis) w stronę siateczki śródplazmatycznej; pojedyncza podjednostka aparatu Golgiego nosi nazwę diktiosomu
(gr. éxō – na zewnątrz, kýtos – komórka) proces transportu i uwalniania przez komórki eukariotyczne do przestrzeni pozakomórkowej zawartości pęcherzyków; podczas egzocytozy są uwalniane m.in. produkty aktywności syntetycznej komórki (np. wydzielane z pęcherzyków synaptycznych), szkodliwe lub trujące produkty przemiany materii (np. zawarte w wodniczkach tętniących) oraz niestrawione resztki pokarmowe (np. usuwane z wakuol pokarmowych); w procesie egzocytozy pęcherzyki są transportowane w kierunku błony komórkowej, ich błony łączą się z błoną komórkową, a zawartość pęcherzyków jest uwalniana poza komórkę
(gr. éndon – wewnątrz, kýtos – komórka) proces wprowadzania (pochłaniania) do wnętrza komórki ze środowiska zewnętrznego związków chemicznych, wirusów oraz komórek i ich fragmentów przez wpuklenie błony komórkowej i utworzenie pęcherzyków endocytarnych
cząsteczka zawierająca do kilkudziesięciu procent sacharydów połączonych z białkiem wiązaniem glikozydowym
wyodrębniony pod względem strukturalnym i funkcjonalnym obszar w komórce, oddzielony od pozostałych części komórki błoną białkowo‑lipidową
organella komórkowa; pęcherzyk zawierający enzymy hydrolityczne (kwaśne hydrolazy) służące do rozkładu substancji pokarmowych lub zużytych organelli wewnątrzkomórkowych
(ang. hydrogen peroxide – nadtlenek wodoru); drobne pęcherzyki otoczone pojedynczą błoną białkowo‑lipidową, występujące w komórkach roślinnych i zwierzęcych; zawierają enzymy uczestniczące w reakcjach utleniania różnych substratów
pęcherzyk powstały w wyniku endocytozy, np. cząstki pokarmowej, związków chemicznych, wirusów, komórek czy ich fragmentów
sieć obłonionych, spłaszczonych cystern i kanalików występująca w cytoplazmie komórek eukariotycznych; na błonach szorstkich znajdują się rybosomy – w nich przebiega synteza białek przeznaczonych na wydzielenie z komórki; błony pozbawione rybosomów (gładkie) tworzą system kanalików i przestrzeni, w których odbywa się synteza lipidów i hormonów steroidowych
pęcherzykowata, charakterystyczna organella komórek roślin i grzybów oddzielone od cytoplazmy pojedynczą błoną (zwaną tonoplastem) i wypełnione sokiem komórkowym; utrzymuje w komórkach właściwy turgor