BIOLOGIA KOMÓRKI ( WYKŁAD 1, cz.1, BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA )

1. BIOLOGIA KOMÓRKI(WYKŁAD 1, cz.1, BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA) FORMY ŻYCIA BUDOWA KOMÓRKI • Organelle komórkowe i ich funkcje • Błony i receptory błonowe (w tym otoczki jądrowej) • Jądro komórkowe • Siateczka wewnątrzplazmatyczna • Rybosomy • Aparat Golgiego • Pęcherzyki wydzielnicze i wakuole • Lizosomy • Mitochondria • Cytoszkielet http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ • Aleksander L. Sieroń

2. JEDNOKOMÓRKOWE JEDNOKOMÓRKOWE POJEDYNCZA KOMÓRKA (JEDNOKOMÓRKOWE) WIELOKOMÓRKOWE WIELOKOMÓRKWE Arabidopsis thaliana Borelia burgorferi Salmonella enterica Actinosphaerium Escherichia coli Euglena viridis Pseudomonas aeruginosa BAKTERIE Amoeba proteus Chlamydomonas Sequoia RÓŻNE FORMY ŻYCIA KRYSZTAŁ Wirusa Mozaiki Tytoniu WIRUSY ROŚLINY ZWIERZĘTA Saccharomyces cerevisiae Cyanobacteria PROKARIOTA EUKARIOTA A.L. SIEROŃ

3. WYKŁAD 1, cz. 1(BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA) BUDOWA KOMÓRKI KOMÓRKI PROKARIOTYCZNE I EUKARIOTYCZNE KOMÓRKI ROŚLINNE I ZWIERZĘCE ORGANELLE KOMÓRKOWE INFORMACJA GENETYCZNEA NOŚNIKI DNA DWUNICIOWY JEDNONICIOWY RNA GENY PROKARIOTYCZNE EUKARIOTYCZNE REPLIKACJA TRANSKRYPCJA TRANSLACJA MITOZA A.L. SIEROŃ

4. Pseudomonas aeruginosa Amoeba proteus Chlamydomonas KOMÓRKA EUKARIOTYCZNA KOMÓRKA PROKARIOTYCZNA Polisomy (mRNA + rybosomy) Genofor Przestrzeń periplazmatyczna http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

5. WYKŁAD 1(BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA) BUDOWA KOMÓRKI KOMÓRKI PROKARIOTYCZNE I EUKARIOTYCZNE KOMÓRKI ROŚLINNE I ZWIERZĘCE ORGANELLE KOMÓRKOWE INFORMACJA GENETYCZNEA NOŚNIKI DNA DWUNICIOWY JEDNONICIOWY RNA GENY PROKARIOTYCZNE EUKARIOTYCZNE REPLIKACJA TRANSKRYPCJA TRANSLACJA MITOZA A.L. SIEROŃ

6. ZWIERZĘTA ROŚLINY http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

7. KOMÓRKA ZWIERZĘCA KOMÓRKA ROSLINNA http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

8. KOMÓRKI ROŚLINNE (PLANT CELLS ) BŁONA ZAWARTOŚĆ WODY NADMIERNA NORMALNA MAŁA ŚCIANA KOMÓRKOWA OTWORY W ŚCIANIE KOMÓRKOWEJ BUDOWA http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

9. PEŁNE PUSTE http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

10. BŁONA ZEWNĘTRZNA BŁONA WEWNĘTRZNA BLASZKI STROMY TYLAKOID STROMA SKROBIA/CUKRY http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

11. SŁOŃCE ENERGIA TYLAKOID CHLOROPLAST CUKIER TLEN WODA BLASZKI STROMALNE FOTOSYNTEZA (PHOTOSYNTHESIS) http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

12. KOMÓRKA ZWIERZĘCA KOMÓRKA ROSLINNA RÓŻNICE ŚCIANA KOMÓRKOWA NIE MA CHLOROPLASTY NIE MA WAKUOLE WODNICZKI http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

13. WYKŁAD 1(BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA) BUDOWA KOMÓRKI KOMÓRKI PROKARIOTYCZNE I EUKARIOTYCZNE KOMÓRKI ROŚLINNE I ZWIERZĘCE ORGANELLE KOMÓRKOWE INFORMACJA GENETYCZNEA NOŚNIKI DNA DWUNICIOWY JEDNONICIOWY RNA GENY PROKARIOTYCZNE EUKARIOTYCZNE REPLIKACJA TRANSKRYPCJA TRANSLACJA MITOZA A.L. SIEROŃ

14. BŁONY KOMÓRKOWE I RECEPTORY PLAZMATYCZNA OTOCZKI JĄDROWEJ MITOCHONDRIALNE LIZOSOMALNE GOLGIEGO SIATECZKI WEWNĄTRZPLAZMATYCZNEJ GŁADKIEJ SZORSTKIEJ A.L. SIEROŃ

15. Fosfolipidy „filowy” „fobowy” „filowy” KOMÓRKA ZWIERZĘCA A.L. SIEROŃ

16. Domena zewnątrz-komórkowa Np.: integryny Domena śrdbłonowa Domena śrdbłonowa Np.: ankyryny Domena cytoplazmatyczna Domena zewnątrz-komórkowa Np.: receptory dimeryzujące Domena śrdbłonowa Domena zewnątrz-komórkowa Np.: receptory dimeryzujące lub pompy jonowe (np. Na+/K+) Domena śrdbłonowa Domena cytoplazmatyczna PÓŁPŁYNNA MOZAIKA Z PODWÓJNEJ WARSTWY FOSFOLIPIDOWEJ I BIAŁEK Domena zewnątrz-komórkowa Np.: kanały jonowe Domena śrdbłonowa Domena cytoplazmatyczna http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ • Aleksander L. Sieroń

17. BŁONY KOMÓRKOWE I RECEPTORY PLAZMATYCZNA OTOCZKI JĄDROWEJ MITOCHONDRIALNE LIZOSOMALNE GOLGIEGO SIATECZKI WEWNĄTRZPLAZMATYCZNEJ GŁADKIEJ SZORSTKIEJ A.L. SIEROŃ

18. Domena cytoplazmatyczna Domena śrdbłonowa Np.: transport mRNA Domena jądrowa Domena cytoplazmatyczna (rozwijanie białka) Np.: transport białek Domena śrdbłonowa PÓŁPŁYNNA MOZAIKA Z PODWÓJNEJ WARSTWY FOSFOLIPIDOWEJ Z BIAŁKAMI Domena jądrowa zwijanie białka http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ • Aleksander L. Sieroń

19. BŁONY KOMÓRKOWE I RECEPTORY PLAZMATYCZNA OTOCZKI JĄDROWEJ MITOCHONDRIALNE LIZOSOMALNE GOLGIEGO SIATECZKI WEWNĄTRZPLAZMATYCZNEJ GŁADKIEJ SZORSTKIEJ A.L. SIEROŃ

20. Np.: enzymy łańcucha odde-chowego PÓŁPŁYNNA MOZAIKA Z PODWÓJNEJ WARSTWY FOSFOLIPIDOWEJ Z BIAŁKAMI http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ • Aleksander L. Sieroń

21. BŁONY KOMÓRKOWE I RECEPTORY PLAZMATYCZNA OTOCZKI JĄDROWEJ MITOCHONDRIALNE LIZOSOMALNE APARATU GOLGIEGO SIATECZKI WEWNĄTRZPLAZMATYCZNEJ GŁADKIEJ SZORSTKIEJ A.L. SIEROŃ

22. WYKŁAD 1, cz. 2(BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA) BUDOWA KOMÓRKI KOMÓRKI PROKARIOTYCZNE I EUKARIOTYCZNE KOMÓRKI ROŚLINNE I ZWIERZĘCE ORGANELLE KOMÓRKOWE INFORMACJA GENETYCZNEA NOŚNIKI DNA DWUNICIOWY JEDNONICIOWY RNA GENY PROKARIOTYCZNE EUKARIOTYCZNE REPLIKACJA TRANSKRYPCJA TRANSLACJA MITOZA A.L. SIEROŃ

23. Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Jąderko (Nucleolus) http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

24. CHROMATYNA CHROMOSOMY http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

25. Szorstka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Jąderko (Nucleolus) Gładka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Smooth endoplasmic reticulum) A.L. SIEROŃ

26. RETIKULUM WEWNĄTRZPLAZMATYCZNE (ER) JEST GŁADKIE... (IT'S SMOOTH...) I SZORSTKIE. (AND ROUGH.) SZORSTKIE R.E. JĄDRO PĘCHERZYKI BŁONA KOMÓRKOWA PRACA SZORSTKIEGO RETIKULUM http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

27. RYBOSOM 2 PODJEDNOSTKI A.L. SIEROŃ

28. Szorstka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum Aparat Golgiego (Golgi Aparatus) Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Jąderko (Nucleolus) Pęcherzyk wydzielniczy po uwolnieniu zawartości (secretory vessicle after releasing its content) Gładka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Smooth endoplasmic reticulum) A.L. SIEROŃ

29. Pęcherzyki wydzielnicze Błona komórkowa Pęcherzyki przejściowe CYTOPLAZMA ZEWNĄTRZ http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

30. Szorstka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum Aparat Golgiego (Golgi Aparatus) Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Mitochondrium Jąderko (Nucleolus) Pęcherzyk wydzielniczy po uwolnieniu zawartości (secretory vessicle after releasing its content) Gładka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Smooth endoplasmic reticulum) http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

31. WCHŁANIANIEPRZEZ TRAWA ENERGIA KOMÓRKI ŻOŁĄDEK BŁONA ZEWNĘTRZNA BŁONA WEWNĘTRZNA MACIERZ A.L. SIEROŃ

32. Szorstka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum Aparat Golgiego (Golgi Aparatus) Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Mitochondrium Lizosom (Lysosome) Jąderko (Nucleolus) Pęcherzyk wydzielniczy po uwolnieniu zawartości (secretory vessicle after releasing its content) Gładka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Smooth endoplasmic reticulum) http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

33. SCHEMATBUDOWYLIZOSOMU TRAWIENIE Pokarmów Organelli Komórek Blona Białka/Enzymy http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

34. Szorstka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum Aparat Golgiego (Golgi Aparatus) Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Mitochondrium Lizosom (Lysosome) Jąderko (Nucleolus) Pęcherzyk wydzielniczy po uwolnieniu zawartości (secretory vessicle after releasing its content) Gładka siateczka wewnątrz- plazmatyczna (Smooth endoplasmic reticulum) Mikrofilament (Microfilament) Mikrotubula (Microtubule) http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

35. SPOCZYNEK Aktyna Miozyna Aktyna SKURCZ Aktyna Miozyna Aktyna http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

36. SZKIELET KOMÓRKOWY (CYTOSKELETON) mikroFILAMENTY (microFILAMENTS) A.L. SIEROŃ

37. KOMÓRKI NABŁONKA KOMÓRKI ŚRÓBŁONKA KOMÓRKI NERWOWE KOMÓRKI ZWIERZĘCE http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ A.L. SIEROŃ

38. BIOLOGIA KOMÓRKI(BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIYZKA MEDYCZNA) INFORMACJA GENETYCZNA (jądrowa i mitochondrialna) • Organizacja i jej wykorzystanie • Budowa chromatyny • Budowa genów prokariota i eukariota • Regulacja replikacji DNA u prokariota i eukariota • Regulacja transkrypcji - elementy regulatorowe cis i trans • Translacja i jej regulacja – modyfikacje potranslacyjne http://biolmolgen.slam.katowice.pl/ • Aleksander L. Sieroń

39. WYKŁAD 1; c.d.(BIOLOGIA Z GENETYKĄ; KIERUNEK: FIZYKA MEDYCZNA) INFORMACJA GENETYCZNA NOŚNIKI DNA JEDNONICIOWY DWUNICIOWY RNA GENY PROKARIOTYCZNE EUKARIOTYCZNE REPLIKACJA TRANSKRYPCJA TRANSLACJA MITOZA • Aleksander L. Sieroń

40. Jądro komórkowe (Nucleus) KOMÓRKA ZWIERZĘCA Jąderko (Nucleolus) • Aleksander L. Sieroń

41. Chromatyna Skupiska ziarnistości interchromatynowych Wycinek obrazu jądra komórkowego w mikroskopie elektronowym transmisyjnym. Widoczne są wyraźne skupiska ziarnistości interchromatynowych (IGC). Michael J. et al. 1998, MBC, 9: 2491-2507

42. Chromatyna najbardziej zagęszczona Organizacja DNA w jądrze fibroblastów. Cyfrowo opracowane skrawki mikroskopowe przygotowane niezależnie do barwienia DNA i SC35, czynnika składania mRNA. Pokazane rozmieszczenie DNA (barwnik zielony) i SC35 (barwnik czerwony). Dwa pierwsze zdjęcia, to skrajne skrawki powierzchniowe. Ostatnie zdjęcie to powierzchnia jądra komórkowego najbliższa zakotwiczenia komórki. Duże strzałki – obszary pozbawione chromatyny. Małe strzałki - najbardziej zagęszczone obszary chromatyny. Brak chromatyny SC35 DNA 10mm Michael J. et al. 1998, MBC, 9: 2491-2507

43. WYKŁAD 1; c.d.(BIOLOGIA Z GENETYKĄ, KIERUNEK FIZYKA MEDYCZNA) INFORMACJA GENETYCZNA NOŚNIKI DNA JEDNONICIOWY DWUNICIOWY RNA GENY PROKARIOTYCZNE EUKARIOTYCZNE REPLIKACJA TRANSKRYPCJA TRANSLACJA MITOZA • Aleksander L. Sieroń

44. DNA JEDNONICIOWY CUKIER DEZOKSYRYBOZA ZASADA AZOTOWA PIRYMIDYNA ZASADA AZOTOWA PURYNA RESZTA KWASU FOSFOROWEGO MAJĄ GO NIEKTÓRE WIRUSY TYPU DNA • Aleksander L. Sieroń

45. DNA DWUNICIOWY CUKIER DEZOKSYRYBOZA MAJĄ GO WSZYSTKIE EUKARIOTA, BAKTERIE I WIĘKSZOŚĆ WIRUSÓW TYPU DNA ZASADA AZOTOWA PIRYMIDYNA ZASADA AZOTOWA PURYNA RESZTA KWASU FOSFOROWEGO C G A T • Aleksander L. Sieroń

46. RNA JEDNONICIOWY CUKIER RYBOZA ZASADA AZOTOWA PIRYMIDYNA ZASADA AZOTOWA PURYNA RESZTA KWASU FOSFOROWEGO MAJĄ GO WIRUSY TYPU RNA (RETROWIRUSY) URACYL ZA TYMINĘ • Aleksander L. Sieroń

47. DNA może „kształtować siebie” na różne sposoby aby „osiągnąć własne cele w życiu”. Struktura krystaliczna połączeń między dwiema jego formami dostarcza informacji o tym jak DNA może osiągać te „akrobatyczne” figury. wypchnięta T wypchnięta A Nowy skręt. Struktura połączenia dwóch form B–Z opracowana przez Ha et al. (Ha, S. C., Lowenhaupt, K., Rich, A., Kim, Y. G. & Kim, K. K. Nature 437, 1183–1186 (2005). Obszar lewoskrętny Z-DNA łączy się z prawoskrętną strukturą B-DNA poprzez złącze, w którym jedna para zasad jest wykręcona na zewnątrz lub wystaje z heliksu DNA. (Ryc. zmodyfikowana z Sinden, NATURE, 437, 2005)

48. Upakowanie DNA w nukleosomie (około 200 par zasad/nukleosom) histony 2x [H2A, H2B, H3 i H4] (niebieskie i zielone) H1 (żółty) DNA 146 pz DNA między nukleosomami około 60 pz

49. Schemat upakowania DNA w nukleosomie

50. Nić DNA Włókno Nukleosomalne Solenoid Supersolenoid Chromatyda Chromosom