Cytologia 5 - Cytoszkielet i cytoplazma- biologia matura poziom rozszerzony liceum

[Muzyka] Witam serdecznie w piątym odcinku działu cytologia jest to nowa wersja tego odcinka ponieważ poprzednia miała naprawdę złą jakość dźwięku Ale to były moje początki bycia youtuberką więc na tamten moment Lepiej być nie mogło W tym odcinku zajmiemy się cytoplazmą i cytoszkielet szczerze mówiąc głównie cytoszkielet o cytoplazmie powiemy sobie tylko kilka słów aby wiedzieć jak ona mniej więcej wygląda jak ją sobie wyobrażać a więc cytoplazma jest takim gęstym żelem w którym rozpuszczona jest lub zawieszona cała masa cząsteczek większych i mniejszych w cytoplazmie krążą przemieszczają się nieustannie organella Tak więc komórki nie powinniśmy sobie wyobrażać jako takiego basenik z wodą w którym zainstalowane są na stałe gdzieś różne organella i struktury tylko raczej jako taką gęstą dynamiczną zupę czy też kisiel którym wszystko non stop się przemieszcza i reorganize no i teraz w kwestii cytoszkieletu Bo to jest tak naprawdę dzisiaj na zas adzy temat komórkę zwykle przedstawia się tak jak tutaj pokazałam Na tym rysunku czyli jest błona ściana komórkowa cytoplazma jakieś organella Natomiast zwykle na tych rysunkach nie uwzględnia się cytoszkieletu No i w sumie nie ma w tym nic dziwnego bo wtedy ten rysunek musiałby wyglądać mniej więcej tak cytoszkielet tworzy taką właśnie bardzo gęstą sieć w całej komórce ten mój rysunek jest bardzo brzydki ale on ma charakter poglądowy żeby mniej więcej pokazać jak by to wyglądało gdyby próbować ten cytoszkielet uwzględnić i wydaje mi się że cytoszkielet pomija się nie tylko na rysunkach ale też że za bardzo on nie istnieje w naszej świadomości gdy myślimy o składzie komórki co się w komórce znajduje a tymczasem bez cytoszkieletu komórki nie mogłyby w ogóle funkcjonować komórki czy całe organizmy zanim przejdziemy do tego po co ten cały cytoszkielet w ogóle jest to powiedzmy sobie jeszcze tak nawiązując do nazwy jaki jest związek cytoszkieletu z prawdziwym szkieletem Jakie jest podobieństwa może Jakie są różnice generalnie cytoszkielet daje takie skojarzenie może że to jest taka sztywna konstrukcja tak jak nasz układ szkieletowy układ kostny który podtrzymuje nasze ciało ale nie do końca tak jest bo cytoszkielet jest to coś więcej niż tylko szkielet niż tylko rusztowanie owszem on pełni rolę takiego rusztowania i mechanicznego wzmocnienia komórki ale cytoszkielet jest znacznie bardziej dynamiczny niż taki szkielet kostny on się nieustannie reorganize nieustannie się przemieszcza i pełni rolę jakby nie tylko kości ale też mięśni czy układu krążenia czy innych układów umożliwiając ruch organ elii ruch samej komórki i różne procesy w ogóle zachodzące w komórce szkielet kostny też w jakimś stopniu się zmienia i przebudowuje w ciągu życia ale w tempie bez porównania po wolniejszym niż cytoszkielet cytoszkielet umożliwia między innymi gojenie się ran trafianie plemników do komórki jajowej wytrzymałość mechaniczną na skórka skórcze mięśni przemieszczanie się jednokomórkowy i wiele innych rzeczy za chwilę sobie jeszcze dokładniej o tym powiemy natomiast jeszcze jedna uwaga dla przypomnienia mimo że cytoszkielet rzeczywiście jest taki ważny i pełni Tak właśnie wiele różnych istotnych funkcji to przypominam że u prokariontów cytoszkieletu nie ma on jest tylko u eukariontów mówiliśmy że prokarionty mają jakby takie niezbędne minimum zawartości w swoich komórkach No i akurat cytoszkielet nie należy do tego niezbędnego minimum i teraz Tak jeśli chodzi o cytoszkielet ianie go jest stosunkowo proste on się składa z trzech rodzajów takich nierozgałęziony prostych włókien białkowych łańcuchów białkowych w trzech rozmiarach można powiedzieć że to jest s m i l od najmniejszego największego jeśli chodzi o średnicę i to co powinniście zapamiętać to Jak są zbudowane te włókna Czym się różnią i jakie funkcje pełnią te poszczególne rodzaje i teraz będziemy je omawiać po kolei zaczynając od tego rozmiaru S czyli tych najcieńszych i są to tak zwane filamenty aktynowe zwane też mikrofilament Tami i mikrofilamenty to są takie dość cienkie poskręcane łańcuchy zbudowane tylko z jednego rodzaju białka tak zwanej aktyny i ta aktyna jest właśnie połączona w takie nici które się skręcają jeszcze względem siebie tutaj dodam dla wyjaśnienia bo bardzo wiele osób pod tą pierwszą wersją filmiku nie zrozumiało tego co to jest takie coś takie coś to jest skala na rysunku to jest skala Czyli chodzi o to że ten odcinek ma 25 nanometr więc możecie sobie porównać że jeżeli to jest 25 nanom No to taki filament ma średnicę dużo mniejszą pewnie z 1/3 tego albo coś takiego okej także to to ma temu służyć dobra więc wracając do mikrofilament cieniutkie łańcuchy jest ich strasznie dużo w komórkach one najczęściej występują w postaci różnych pęczków połączeń z innymi białkami i te łańcuchy aktowe mogą się montować demontować reorganized są są bardzo dynamiczne Jeżeli chodzi o ich rozmieszczenie w komórce to głównie występują pod powierzchnią komórki jakby pod błoną komórkową chociaż nie tylko ale to jakby jest Główne miejsce ich występowania No i teraz przejdźmy do funkcji tych mikrofilament Ich akurat jest sporo nie przerażaj się w przypadku mikrofilament jest ich najwięcej pozostałe elementy cytoszkieletu nie będą miały aż tylu funkcji i tak pierwszą funkcją to są skórcze mięśni tutaj słabo to widać ale tutaj miały być te filamenty aktynowe w tym bicepsie i chodzi o to że nasze mięśnie szkieletowe ale nie tylko właściwie wszystkie nasze mięśnie są zbudowane z pęczków właśnie aktyny i drugiego białka czyli miozyny i one są bardzo regularnie poukładane w takie podjednostki i wzajemne oddziaływania tej aktyny i miozyny powodują skurcz mięśnia i w efekcie ruch naszego ciała ruch naszych narządów i tak dalej dokładny mechanizm Jak to się dzieje będziemy to jeszcze omawiać przy okazji omawiania tkanki mięśniowej układu mięśni więc na razie tego nie rozwijam podaję to po prostu jako Jedną z funkcji filamentów aktynowych następna funkcja to ruch pełzakowaty komórek w ten sposób poruszają się niektóre jednokomórkowce głównie ameby ale też niektóre komórki w naszych organizmach na przykład makrofagi w układzie odpornościowym to są takie duże komórki żerne które właśnie pełzają po naszych tkankach patrolujący co by tam zeżreć niebezpiecznego i jak to się dzieje tutaj przedstawiłam to w taki może marny sposób ale się starałam chodź to że te włókna aktynowe zaznaczone na czerwono tak jak mówiłam one się stale mogą skracać wydłużać są takie bardzo dynamiczne i generalnie to jest tak że one tutaj kumulują się w jednym miejscu wypychają błonę tworząc tą tak zwaną niby nóżkę i ta niby nóżka się wyciąga wyciąga przyczepia się do podłoża też za pomocą innych białek i potem jakby ściąga resztę komórki za pomocą innych włókien białkowych ściąga w tym kierunku tej nóżki no i tak to pełzanie postępuje mniej więcej następna funkcja mikrofilament czyli filamentów aktynowych to jest endocytoza udział w procesie endocytozy pamiętacie mam nadziej endocytozą substancji z otoczenia poprzez pęcherzyki powstające z błony komórkowej No i właśnie Te pęcherzyki nie powstają jakoś tak magicznie same tylko z udziałem tych włókien aktynowych ja to starałam się mniej więcej narysować jak to wygląda chodzi o to że te włókna aktynowe tworzą sieć ale nie same tylko w połączeniu z innymi mniejszymi białkami tutaj zaznaczonymi jako te punkciki i możecie to sobie wyobrazić w ten sposób że jak te białka zmieniają kształt to te filamenty aktynowe jakby zmieniają położenie w sensie wyginają się zmienia się kształt całej tej sieci i następuje właśnie na przykład wpuklenie takiej błony i tworzenie tego pęcherzyka Nie musicie znać tego mechanizmu dokładnie jak to się dzieje Ja to przedstawiam trochę żeby można sobie to było jakoś lepiej wyobrazić Jak to jest możliwe że te włókna biorą udział w tej w tej fagocytozie No i Następna sprawa to jest akurat dość proste chodzi o to że włókna aktynowe tworzą tak zwany pierścień kurczliwy przy podziale komórki to się dzieje w komórkach Gdzie nie ma ściany komórkowej czy głównie w komórkach zwierzęcych gdy następuje podział całej komórki to tworzy się taki pierz kurczliwy on się zaciska zaciska zaciska aż przedzielić to myślę Nie ma w tym nic specjalnie skomplikowanego No i teraz jeszcze jedna funkcja to jest to że filamenty aktynowe stanowią rusztowanie dla mikrokosmków czyli takich małych kosmków które występują na przykład na błonk naszego jelita cienkiego tak naprawdę w jelicie cienkim jest tak że komórki mają na swojej powierzchni kosmki i na powierzchni tych kosmków co tutaj już nie jest narysowane ale możecie sobie wyobrazić że na powierzchni każdego takiego kosmka jest jeszcze cała masa Mikrokosmos i jakby rusztowanie tych mikrokosmków stanowią właśnie te mikrofilamenty czy filamenty aktynowe które wypychają te błonę komórkową i nadają właśnie kształt tym koskom mikrokosmkami rodzaj włókien czyli te w rozmiarze M czyli pośrednie i one się nazywają pośrednie No bo mają właśnie średnice pomiędzy tymi najcieńszy Mii czyli aktynowy i pomiędzy tymi najgrubszym o których za chwilę powiemy z nimi jest o tyle trudniej że one nie są zbudowane tak jak aktyna z jednego rodzaju białka tylko to mogą być różnego rodzaju białka fibrylarne to jest tak zwana rodzina białek fibrylarnych czyli takich włóknistych i na przykład w naskórku takim białkiem dominującym będzie keratyna filamenty pośrednie przypominają taką skręconą linę tak jak tutaj widać jeśli chodzi o rozmieszczenie to one są rozmieszczone pod otoczką jądrową tu mamy jądr komórkowe otoczka jądrowa to jakby od wewnętrznej strony tej otoczki jądrowej i ogólnie są tak poroz mieszczan tworząc sieć właściwie w całej komórce i tak jak powiedziałam one przypominają trochę taką linę grubą po części dlatego też że się tak wyginają Ale z drugiej strony Jeżeli chodzi o funkcję to trochę bardziej przypominają tak zwane pręty zbrojeniowe ja akurat znam się na budownictwie jak krowa na gwiazdach ale prędyś że wiem do czego służą one wzmacniają konstrukcji od wewnątrz Czyli jeżeli powiedzmy mamy budynek to nie są tylko betonowe ściany ale te ściany jeszcze od są wzmocnione takimi właśnie prętami zbrojeniowymi i trochę taką funkcję pełnią te filamenty pośrednie i tu jest taki przykład dobrze to obrazujący To jest zdjęcie z książki biologia komórki i tu Świetnie właśnie widać wybarwione są na zielono te filamenty pośrednie To są komórki na skórka i jak widzicie te filamenty tworzą taką sieć łączącą ze sobą te poszczególne komórki i to właśnie nadaje naszemu naskórki taką niesamowitą odporność na rozciąganie między innymi to także na skórek No pomyślcie sobie o kobietach w ciąży tak jak ten brzuch Się rozciąga po prostu 50 razy i ten na skórek nie pęka to właśnie zawdzięczamy filamentem pośrednim także jak widzicie naprawdę cytoszkielet ma bardzo znaczące funkcje więc ogólnie można podsumować że filamenty pośrednie ich funkcją jest wzmacnianie mechaniczne tutaj jest łatwiej tutaj nie ma 15 różnych funkcji przede wszystkim wzmocnienie mechaniczne komórek i możecie sobie też zapamiętać że filamenty pośrednie są takimi właśnie najbardziej wytrzymałymi elementami komórki takim wzmocnieniem mechanicznym przypominającym nasz własny szkielet gdy weźmiecie pod uwagę fakt że jeżeli potraktujemy komórkę detergentem to wszystko w komórce ulega zniszczeniu ale ten cytoszkielet filamentów pośrednich zostanie to jest trochę tak jak w filmach na przykład jak był film Rewers i był tam taki motyw że główna bohaterka Zresztą grana przez Agatę Buzek zamordowała głównego bohatera zresztą granego przez Marcina dorocińskiego i żeby jakoś zutylizować jego zwłoki to one wraz z matką rozpuszczał te zwłoki w kwasie w jakiejś wannie na strychu to na szczęście nie było bezpośrednio pokazane na filmie No ale po takim rozpuszczaniu w kwasie właśnie też zostaje sam szkielet tak jak po komórce wypranej w detergencie zostaje sam szkielet z filamentów pośrednich są one niesamowicie wytrzymałe na różne warunki Mam nadzieję że ten drastyczny obraz pozwoli wam zapamiętać jeszcze lepiej że to właśnie filamenty pośrednie są tymi najmocniejszymi elementami cytoszkieletu pełniącymi funkcje mechaniczne i ostatni rodzaj włókien cytoszkieletu to mikrotubule i one się znacznie różnią od pozostałych elementów cytoszkieletu Ponieważ to nie są łańcuchy ale takie tuby albo rurki które są strukturami pustymi w środku i mikrotubule z kolei składają się z dimerów białka zwanego tubulin jest tubulina alfa i tubulina beta i one się zawsze łączą ze sobą w taki dimer i te te dimery łączą się liniowo taki sznur i potem 13 takich linii takich sznurów zbudowanych z tych dimerów układa się tak po obwodzie także tworzą właśnie taką rurkę i te rurki mogą się dynamicznie wydłużać i skracać przez dołączanie i odłączanie tych podjednostek tubuliny do jednego i do drugiego końca i to jest bardzo ważne dla funkcji tych mikrotubul za chwilę o tym powiemy Jeszcze jedna ważna rzecz dla funkcji to jest to że te mikrotubule są polaryzowane więc nie są ustawione jakoś losowo tylko w ten uporządkowany sposób i w związku z tym zawsze na jednym końcu jest wyeksponowana tubulina Beta a na drugim tubulina alfa i wtedy ten jeden Koniec ten z tubulin Alfa się nazywa minus a ten z tubulin beta się nazywa plus Nie musicie tego tak szczegółowo zapamiętywać chodzi Po prostu o to że te mikrotubule mają jakby dwa wyraźne końce różniące się od siebie i jakie to ma znaczenie powiemy sobie za chwilę Jeśli chodzi o rozmieszczenie to mikrotubule nie występują w komórce w postaci jakieś takiej gęstej sieci zdecentralizowanej tak jak te poprzednie elementy cytoszkieletu tylko w typowej komórce zwierzęcej mikrotubule wyrastają z takiej niewielkiej struktury znajdującej się w pobliżu jądra komórkowego zwanej centrosom centrosom to jest z definicji właśnie centrum organizacji mikrotubul i stąd te mikrotubule rozprzestrzeniają się ku krańcem kom No i teraz funkcje Pierwsza funkcja jest bardzo ważna i to jest tworzenie tak zwanego wrzeciona podziałowego wrzecion podziałowe to jest struktura która powstaje w czasie podziału komórki mikrotubule przyczepiają się wtedy do chromosomów czyli do naszego materiału genetycznego upakowanie pałeczkowate struktury No i te mikrotubule Właśnie przyczepiają się do tych chromosomów i się skracają odciągając te chromosomy do bieg komórki więcej o tym jak to się dzieje Dlaczego i w ogóle o podziałach komórkowych powiemy sobie pod koniec działu komórka także tam będzie więcej szczegółów tutaj tylko ta funkcja że mikrotubule tworzą właśnie to Wrzeciono podziałowe następna funkcja to jest transport substancji i organelli w obrębie komórki mikrotubule przez to że właśnie się tak rozprzestrzeniają od jednego końca komórki do drugiego tworzą takie jakby szlaki transportowe wzdłuż których przemieszczają się pęcherzyki organella inne składniki komórki Oczywiście ten transport nie zachodzi za pomocą ciuchci tak jak na tym obrazku Chociażby to było super zabawne Ale biorą w tym udział takie specjalne białka transportujące które sobie tak jakby chodzą po tych mikrotubula w jedną i w drugą stronę i tu właśnie ma znaczenie to że te mikrotubule są spolaryzowane Czyli że mają ten koniec Plus i minus ponieważ te białka transportowe Niektóre są właśnie przystosowane do tego żeby chodzić od Plusa do minusa a inne przeciwnym kierunku i dzięki temu ten transport może zachodzić w taki uporządkowany sposób jak po dwupasmowej drodze gdzie wiadomo co ma iść w którą stronę także ta polaryzacja jest naprawdę ważna No i poza tym tego jakoś nie rysowałam specjalnie osobno ale mikrotubule odpowiadają też za odpowiednie rozmieszczenie organelli w komórce tak jak filamenty aktynowe odpowiadały w dużej mierze za ruch organelli Czy ruch całej cytoplazmy to mikrotubule mają bardziej taką funkcję porządkową czyli odpowiadają za odpowiednie rozmieszczenie transport właśnie za to Wrzeciono podziałowe za że tak powiem za porządek w komórce żeby wszystko się znajdowało tam gdzie trzeba następna funkcja to jest taka i to już będzie ostatnia odmienna od tych trzech pozostałych to jest budowanie rzęsek i wici rzęski i wici tu mamy wić tu mamy rzęski i tak naprawdę to jest to samo tylko rzęsek jest dużo krótkich A Wi jest jedna Długa ale pod względem budowy one są takie same takie rzęski i wici występują u różnych jednokomórkowych eukariontów ale też Wici mamy u plemników i rskie są stabilne one się tak nie skracają nie wydłużają tak jak te mikrotubule w komórce No jeszcze Różnica jest taka że mikrotubule tworzące rzęski i wici nie wyrastają z tego centrosomu tylko wyrastają z takiej struktury zwanej ciałkiem podstawny albo ciałkiem podstawowym jest to generalnie to samo w zależności od podręcznika może Trę nazywać chodzi Po prostu o to że to jest taka struktura która leży sobie u podstawy takiej rzęski czy wici i z niej jakby wyrastają te mikrotubule które tworzą taką rzęska czy wić w zależności od tego czy to jest orzęsek czy wiciowiec o orzęski wiciowca będzie mowa w odcinku O protistach i to by było na tyle jeśli chodzi o cytoszkielet ja was Zapraszam serdecznie do następnego odcinka z działu teologia w którym z kolei będziemy mówić o mitochondriach i chloroplastach dziękuję wam za uag i do usłyszenia