Błony lipoproteidowe

Błony lipoproteidowe, w których umiejscowiona jest większość enzymów komórkowych (ok. 80%), zapewniają możliwość przestrzennego uporządkowania różnych związków chemicznych budujących komórki oraz możliwość kontroli mikrośrodowiska poszczególnych procesów metabolicznych zachodzących w określonych organellach komórkowych. W strukturach zbudowanych z błon zachodzą procesy oddychania tlenowego, fotosyntezy, syntezy białek. Dalszy postęp w badaniach nad funkcjami struktur komórkowych wymaga szczegółowego określenia ich składu chemicznego. Już dziś wiemy np., że inne enzymy występują w plazmalemmie, a inne w błonach reticulum endoplazmatycznego, mimo że obrazy tych struktur na mikrofotografiach uzyskanych za pomocą mikroskopów elektronowych wyglądają podobnie. Wykazano także, że chociaż plazmalemma różnych typów komórek ma podobną budowę, to jej skład chemiczny i szereg własności fizyko-chemicznych zależy od charakteru komórki, będąc w przypadku komórek zwierząt wyższych cechą tkankową, a u organizmów jednokomórkowych cechą gatunkową.

Chociaż w organizacji różnych typów komórek istnieje szereg zasadniczych podobieństw, komórka typowa jako taka w rzeczywistości nie istnieje. Komórki budujące tkanki organizmów wyższych, specjalizując się w pełnieniu różnorodnych funkcji, ulegają równocześnie zróżnicowaniu morfologicznemu. Również pierwotniaki zwierzęce i rośliny jednokomórkowe odpowiadające funkcjonalnie raczej całym organizmom tkankowym niż ich poszczególnym komórkom wykształciły charakterystyczne cechy swojej budowy. Zilustrujemy to poniżej na kilku przykładach omawiając komórki o nieco innej, niż podana dotychczas, organizacja budowy.

Jak już wspomniano, najmniejszymi tworami komórkowymi zdolnymi do życia w środowisku pozakomórkowym są organizmy z grupy Mycoplasmatales. Morowitz i Tourtellotte opisali budowę komórek jednego z gatunków zaliczanych do tej grupy, wywołującego choroby dróg oddechowych drobiu i nazwanego Mycoplasma gallisepticum. Komórki te okazały się nie tylko najmniejszymi ze znanych organizmów, ale również ich budowa odznacza się znacznymi uproszczeniami. Cytoplazma komórki, ograniczona plazmalemmą o podobnym obrazie mikroskopowym do plazmalemmy innych komórek, nie zawiera żadnych struktur odpowiadających organellom komórkowym. Brak jest zatem w tych komórkach jądra komórkowego, mitochondriów, reticulum i lizosomów, a kwasy dezoksyrybonukleinowe w postaci jednej podwójnej spirali oraz luźne rybo omy zawieszone są bezpośrednio w cytoplazmie. Cytoplazma stanowi wodny roztwór białek, węglowodanów, lipidów i elektrolitów, który mimo uproszczeń budowy komórki nie odbiega pod względem składu chemicznego od cytoplazmy innych komórek. Duży procent cholesterolu i jego estrów jest cechą charakterystyczną raczej dla komórek zwierzęcych niż bakteryjnych. Jak to wykazali Morowitz i Tourtellotte, komórki Mycoplasma gallisepticum zawierają nie więcej niż dwanaście tysięcy makrocząsteczek, a przebiega w nich prawdopodobnie ponad sto różnych reakcji enzymatycznych, z których czterdzieści zidentyfikowano.

W przeciwieństwie do większości komórek zwierzęcych i roślinnych także bakterie i sinice (jednokomórkowe organizmy roślinne) nie mają wykształconych typowych jąder komórkowych, mitochondriów, plastydów i aparatu Golgiego. W komórkach tych substancje obecne zwykle w jądrach komórkowych nie są jednak rozproszone w cytoplazmie w sposób chaotyczny, ale gromadzą się w określonych regionach ciała komórki. Ze względu na brak błony jądrowej ograniczającej te zgrupowania nukleoproteidów nie można mówić o obecności jąder w komórkach bakteryjnych. Dlatego na oznaczenie tych struktur komórki bakterii, zawierających DNA i funkcjonalnie odpowiadających jądru, za Kellenbergerem używamy terminu: nukleoplazma. Podobnie jak i inne komórki roślinne, bakterie oprócz plazmalemmy wytwarzają ściany komórkowe, zbudowane przede wszystkim z węglowodanów i polipeptydów, ale zawierające także lipidy i białka. Szczególnie dużo lipidów występuje w ścianach komórkowych bakterii Gram-ujemnych (np. Escherichia coli), tzn. bakterii nie barwiących się odczynnikiem Grama. W ścianach bakterii Gram-dodatnich obecny jest natomiast kwas rybonukleinowy barwiący się fioletem krystalicznym i jodyną. Wykazano, że podczas trawienia enzymami litycznymi ścian komórkowych bakterii uwalniają się z nich protoplasty bakteryjne, które nie są zdolne do podziałów i odtwarzania nowych ścian komórkowych.

Podobne wpisy