25 Organella komórkowe

Aksonema – kompleks mikrotubul, zbudowana jest z dwóch centralnie umiejscowionych mikrotubul, otoczonych przez 9 mikrotubularnych dubletów: tubula A i tubula B. Aksonema stanowi podstawowy aparat ruchowy komórki, od jej budowy zależy czy rzęska będzie prawidłowo wykonywać swoje funkcje. Strukturę aksonemy stanowi charakterystyczny układ mikrotubul "9+2", oznaczający 9 dubletów mikrotubul rozmieszczonych symetrycznie na obwodzie aksonemy otaczających parę pojedynczych mikrotubul znajdujących się w środku. Obwodowe dublety składają się z dwóch podjednostek: A – zbudowanej z 13 protofilamentów tubulinowych oraz B – zbudowanej z 10 protofilamentów tubulinowych, połączonych ze sobą przez wspólny odcinek ściany. Na każdej podjednostce A występują dwa ramiona dyneiny - wewnętrzne i zewnętrzne - skierowane do podjednostki B kolejnego dubletu zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Poszczególne dublety mikrotubul połączone są z sąsiednimi dubletami poprzez wiązania neksynowe oraz z otoczką centralną poprzez promienie łączące. Otoczka ta otacza dwie mikrotubule centralne.

Aparat Golgiego – organellum występujące powszechnie w komórkach eukariotycznych, służące chemicznym modyfikacjom wytwarzanych przez komórkę substancji, ich sortowaniu oraz dystrybucji w obrębie komórki. Składa się ze stosu spłaszczonych cystern. Organellum zostało odkryte przez Camilla Golgiego w roku 1898. Od nazwiska odkrywcy pochodzi nazwa struktury. Znane są dwie formy aparatu Golgiego, siateczkowa jest charakterystyczna dla komórek zwierząt kręgowych, druga nazywana łuskowatą albo diktiosomową występuje w komórkach roślinnych oraz w komórkach zwierząt bezkręgowych.

Centriola – organellum zbudowane z filamentów mikrotubulowych ułożonych w formę cylindra. Dwie ułożone prostopadle do siebie centriole, otoczone amorficzną substancją pericentrioralną, tworzą strukturę centrosomu. Centriole są obecne w komórkach zwierzęcych i ruchliwych komórkach roślinnych, ale nie ma ich w komórkach większości grzybów i roślin wyższych.

Centrosom, śródciałko, ciałko środkowe – niewielka, wyspecjalizowana struktura występująca w pobliżu jądra komórkowego zwierząt i plechowców. Składa się z pary centrioli (diplosomu) oraz amorficznej macierzy białkowej, z której podczas interfazy wyrastają liczne mikrotubule. W okresie poprzedzającym podział komórki centrosom ulega duplikacji. W rezultacie powstają dwa centrosomy, które rozsuwają się do przeciwległych biegunów komórki. Mikrotubula wyrastające z dwóch, rozmieszczonych biegunowo, centrosomów tworzą wrzeciono kariokinetyczne (podziałowe).

Ciałka Cajala – sferyczne inkluzje, ziarnistości dostrzegane w jądrach komórkowych komórek proliferujących, jak komórki nowotworowe, czy komórki wysoce aktywne metabolicznie, jak neurony. Występują u organizmów wyższych.

Cytoszkielet – sieć włóknistych struktur białkowych w komórce eukariotycznej, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytozolu, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca.

Glikosom – organellum otoczone pojedynczą błoną występujące u Kinetoplastida. W strukturze będących szczególną formą peroksysomów zlokalizowanych jest kilka szlaków metabolicznych, w tym podstawowe reakcji glikolizy.

Jądro komórkowe, nukleus – otoczone podwójną błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, z wyjątkiem tych, które wtórnie je utraciły w trakcie różnicowania, np. dojrzałe erytrocyty niektórych ssaków. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu długich, dwuniciowych łańcuchów DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagane jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów.

Karboksysomy – organelle występujące u niektórych bakterii wiążących dwutlenek węgla (CO2), przeprowadzających fotosyntezę lub chemosyntezę. Wewnątrz struktur znajdują się enzymy odpowiedzialne za asymilację węgla. Do struktur tych aktywnie transportowane są jony wodorowęglanowe, które następnie ulegają przekształceniu do CO2 przez obecną w karboksysomach anhydrazę węglanową, w efekcie dochodzi do lokalnego wzrostu stężenia CO2 i zwiększenia wydajności reakcji karboksylacji przeprowadzanej przez enzym Rubisco. Reakcja karboksylacji jest reakcją ograniczającą zachodzenie cyklu Calvina. Karboksysomy mają kształt wielościanów o średnicy od 80 do 140 nm i zbudowane są z białka.

Kinetochor – białkowa struktura w kształcie warstwowej płytki, znajdująca się po obu stronach centromeru chromosomu. Do kinetochoru przyczepiają się włókna (mikrotubule) wrzeciona kariokinetycznego, łącząc go z biegunem wrzeciona, co umożliwia przemieszczanie się chromosomów w metafazie i anafazie podziału komórkowego.

Liposomy, pęcherzyki fosfolipidowe – struktury powstające samoistnie z fosfolipidów. Mają postać pęcherzyków wypełnionych wodą, a otoczonych podwójną warstwą lipidową o grubości ok. 5 nm. Otoczka liposomów jest zbudowana analogicznie do błon biologicznych. Liposomy występują w organizmach żywych, np. we krwi oraz są produkowane przemysłowo.

Lizosom – organellum wytwarzane przez aparat Golgiego, występujące licznie w komórkach eukariotycznych (typowo w komórkach zwierzęcych), natomiast nieobecne w komórkach prokariotycznych. Są to niewielkie pęcherzyki o średnicy ok. 0,5 μm (rzadko 0,1–1 μm), otoczone pojedynczą błoną lipidowo-białkową o grubości ok. 7 nm. Zawierają kwaśne hydrolazy rozkładające białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i tłuszcze. pH wewnątrz lizosomu ma wartość optymalną dla występujących w nim enzymów, równą około 5. Dzięki przystosowaniu enzymów do kwaśnego środowiska, ich przypadkowe wydostanie się do cytoplazmy (pH ≈ 7,2) nie stanowi większego zagrożenia dla komórki, jednak wyciek z dużej liczby lizosomów może zniszczyć komórkę poprzez jej samostrawienie się. Niskie pH zapewnia wbudowana w błonę lizosomu H+-ATPaza, pompująca protony do wnętrza lizosomu. W lizosomach odbywa się rozkład pochłoniętych na drodze endocytozy substancji i usuwanie obumarłych części cytoplazmy (trawienie wewnątrzkomórkowe). Lizosomy wykorzystują również swoje enzymy w celu odzyskania przez komórkę materiału organicznego (przeprowadzają autofagię).

Miofibryle – włókienka kurczliwe, makrokompleksy filamentów w postaci minipałeczek. Filamenty ułożone w nich są bardzo regularnie, zachodzą na siebie w układzie sześciokątnym. W ich budowie wyróżnia się:filamenty cienkie, w skład których wchodzą następujące białka: aktyna, tropomiozyna i troponina, filamenty grube, w skład których wchodzi potężne białko miozyna.

Mitochondrium – otoczone błoną organellum, obecne w większości komórek eukariotycznych. Organella te mają różną wielkość, przeważnie od 2 do 8 μm, mogą też szybko zmieniać swój kształt i rozmiary. Są one miejscem, w którym w wyniku procesu oddychania komórkowego powstaje większość adenozynotrifosforanu (ATP) komórki, będącego jej źródłem energii. Oprócz tego mitochondria są zaangażowane w wiele innych procesów, takich jak sygnalizacja komórkowa, specjalizacja, wzrost i śmierć komórki, czy też kontrola cyklu komórkowego. Nazwa pochodzi od greckiego μίτος (mítos) – "nić" oraz χονδρίον (chondríon) – "ziarenko".

Mitosom – organellum występujące u niektórych jednokomórkowych eukariontów. Jest struktura pochodząca od typowych mitochondriów o znacznie zmodyfikowanej budowie oraz funkcjach. Początkowo organellum określane było nazwą "Crypton".

Oleosom, sferosom – specyficzne organellum występujące w komórkach roślinnych magazynujące tłuszcze, zwykle triacyloglicerole. Kropla tłuszczu otoczona błoną o połowę cieńszą niż błona komórkowa, składająca się z jednej warstwy białek i fosfolipidów, których końce hydrofilowe skierowane są w stronę cytozolu. Organella te występują w komórkach bielma albo liścieni nasion, a także w komórkach mezokarpu olejowca gwinejskiego oraz owocach awokado. W komórkach tkanek magazynujących tłuszcze może występować do kilkuset tysięcy oleosomów. Występują one również w komórkach mezofilu, gdzie stwierdza się od 1 do 15 sztuk na komórkę oraz w komórkach pyłku i tapetum pylników. Metodami inżynierii genetycznej doprowadzono do powstania oleosomów w komórkach grzybów z gatunku Yarrowia lipolytica.

Organellum – każda oddzielona od cytozolu błoną plazmatyczną struktura występująca w cytoplazmie komórki, wyspecjalizowana do pełnienia określonej funkcji. Komórka prokariotyczna nie zawiera organellów komórkowych, co odróżnia ją od komórki eukariotycznej. Genofory (nukleoidy) i rybosomy nie są organellami, gdyż nie są oddzielone od otoczenia błoną komórkową. Komórki eukariotyczne zawierają podstawowy zestaw organellów błonowych.

Peroksysom – organellum komórki eukariotycznej o średnicy 0,2–1,8 μm, otoczone jedną błoną, o kształcie owalnym bądź sferycznym. W komórce roślinnej peroksysomy znajdują się w bezpośrednim kontakcie z chloroplastami i mitochondriami i stykają się z powierzchniami ich błon.

W biologii komórki, pęcherzyki to niewielkie, zamknięte kompartmenty, ograniczone od otoczenia co najmniej jedną dwuwarstwą lipidową. Te otoczone pojedynczą błoną, nazywa się pęcherzykami jednowarstwowymi, a otoczone większą ilością błon wielowarstwowymi. Błona pęcherzyków w komórce zapewnia oddzielenie wnętrza pęcherzyka od otoczenia, za czym może iść stworzenie zupełnie odrębnych warunków biochemicznych. W pęcherzykach są przechowywane, transportowane, trawione lub modyfikowane, wydzielane i wchłaniane przeróżne substancje uczestniczące w funkcjonowaniu komórek żywych. Odpowiednie zespoły pęcherzyków są podstawą organizacji transportu komórkowego, zarówno substancji rozpuszczalnych w cytozolu, jak i tych związanych bezpośrednio z samą błoną. Transport pęcherzykowy zapewnia też możliwość sortowania transportowanych substancji zależnie od ich przeznaczenia, a zatem jest jednym z mechanizmów wpływających na asymetrię czy też polaryzację komórek żywych.

Rafidy – kryształy szczawianu wapnia obecne w wakuolach komórek roślinnych, w kształcie igieł złożonych w pęczki. Kryształy mają około 50 μm długości oraz około 850-250 nm szerokości w przekroju. Kryształy o kształcie igieł występują powszechnie w komórkach roślin wyższych.

Rybosom – kompleks białek z kwasami nukleinowymi służący do produkcji białek w procesie translacji. Rybosomy zbudowane są z rRNA i białek. Katalityczna aktywność rybosomu związana jest właśnie z zawartym w nim rRNA, natomiast białka budują strukturę rybosomu i działają jako kofaktory zwiększające wydajność translacji.

Rzęski – cienkie wypustki cytoplazmatyczne, osadzone na ciałkach podstawowych i pełniące w zasadzie jedną zasadniczą funkcję: ruchową. Występują w niektórych komórkach eukariotycznych. Pod względem budowy niewiele różnią się od wici, są jednak od nich proporcjonalnie krótsze i inny jest mechanizm ich ruchu. Jednakże w przeciwieństwie do wici organizmów prokariotycznych, które są wytworem cytoplazmy, ale powstają na powierzchni komórki, rzęski są wypustkami cytoplazmy. Wewnątrz wypustek znajdują się mikrotubule o wzorze 9*2+2, to znaczy, że dwie mikrotubule znajdują się w centrum rzęski a 9 dwójek w części peryferycznej. Mikrotubule połączone są między sobą białkiem neksyną lub nektyną. Dyneina pełni funkcje motorowe.

Siateczka śródplazmatyczna, retikulum endoplazmatyczne, siateczka wewnątrzplazmatyczna – wewnątrzkomórkowy i międzykomórkowy system kanałów odizolowanych od cytoplazmy podstawowej błonami (membranami) biologicznymi. Tworzy nieregularną sieć cystern, kanalików i pęcherzyków.

Wakuole, wodniczki – struktury komórkowe występujące u roślin i niektórych pierwotniaków oraz w komórkach grzybów. W komórkach grzybów występuje wiele małych wodniczek (wakuol), natomiast w roślinnych jedna lub kilka dużych. U pierwotniaków występują wodniczki tętniące, odpowiedniki wakuoli, ale są one od wakuoli o wiele mniejsze. Zajmują do 90% komórki. Ze starzeniem się komórki zachodzi proces rozrośnięcia się i zamienienia wakuoli w jedną wodniczkę.

Wić – organellum ruchu wyrastające z powierzchni komórki u niektórych mikroorganizmów, bakterii, pierwotniaków, niektórych grzybów, niższych roślin i komórek zwierząt, np. u wiciowców, młodocianych korzenionóżek, promienionóżek, komórek kołnierzykowo-biczykowatych gąbek, plemników.