Komórka prokariotyczna to fabryka, eukariotyczna to metropolia!

„Aby objąć umysłem obraz życia odsłaniany przez biologię molekularną, musielibyśmy powiększyć komórkę miliardy razy, w wyniku przypominałaby ogromny sterowiec, który mógłby nakryć całą metropolię wielkości Londynu czy Nowego Jorku. Naszym oczom ukazałby się wtedy nadzwyczaj złożony obiekt o wielkich zdolnościach przystosowawczych. Na jego powierzchni dostrzeglibyśmy miliony otworów, wyglądających niczym iluminatory w olbrzymim statku kosmicznym, otwierających się i zamykających, by wciąż mógł wpływać do środka i wypływać stamtąd strumień różnych substancji.

Gdybyśmy weszli przez jeden z tych otworów, znaleźlibyśmy się w świecie najwspanialszej techniki, w świecie oszałamiającym swą złożonością. Ujrzelibyśmy znakomicie poprowadzoną, bezkresną sieć korytarzy i kanałów biegnących od zewnętrznej powłoki komórki i rozgałęziających się we wszystkich kierunkach, prowadzących między innymi do centralnego banku danych w jądrze oraz do różnych montowni i przetwórni. Samo jądro byłoby ogromną kulistą salą — mającą ponad kilometr średnicy i zbudowaną na ażurowej konstrukcji nośnej — wewnątrz której zobaczylibyśmy kilometry spiralnie skręconych łańcuchów cząsteczek DNA starannie pogrupowanych w uporządkowane struktury.

Do różnych montowni znajdujących się w peryferyjnych rejonach komórki, a także z tych montowni byłyby transportowane licznymi kanałami w bardzo uporządkowany sposób najrozmaitsze surowce i produkty.„Zastanawiałoby nas, jak się udaje sterować ruchem tak wielu towarów tak licznymi, bezkresnymi niemalże kanałami, odbywającym się bez najmniejszych nawet zakłóceń. Wszędzie wokół siebie dostrzegalibyśmy najróżniejsze automaty. Zauważylibyśmy, że cząsteczki białka, czyli najprostsze z funkcjonalnych składników komórki, są zadziwiająco złożonymi elementami molekularnej maszynerii — każda zbudowana jest z około 3000 atomów ułożonych w bardzo skomplikowaną strukturę przestrzenną.

Jeszcze większe zdziwienie ogarnęłoby nas, gdybyśmy się przyjrzeli zdumiewająco celowemu działaniu tych niesamowitych urządzeń molekularnych, a zwłaszcza gdybyśmy sobie uświadomili, że pomimo nagromadzonej wiedzy z fizyki i chemii zaprojektowanie choćby jednego z nich — to znaczy jednej cząsteczki białka mającej spełniać określone funkcje — jest zadaniem zdecydowanie przekraczającym nasze obecne możliwości i prawdopodobnie pozostanie niewykonalne przynajmniej do początku przyszłego stulecia. A przecież życie komórki zależy od współdziałania ze sobą tysięcy — z pewnością dziesiątek tysięcy, a może nawet setek tysięcy — różnych białek”

Biolog molekularny Michael Denton; Evolution: A Theory in Crisis.

https://www.youtube.com/watch?v=ZFWgQFmea_I

Nie każdy jest biologiem molekularnym i ma możliwość osobiście badać żywe komórki. Jednak nowoczesna technika pozwala nam wejrzeć do ich wnętrza w inny sposób. Umożliwiają to robione przez naukowców animacje odzwierciedlające prawdziwe procesy biochemiczne. Zapraszam wszystkich do fascynującej podróży do wnętrza żywej komórki!

– Pierwszy film prezentuje rożne aspekty funkcjonowania żywej komórki:

https://www.youtube.com/watch?v=B_zD3NxSsD8&t=239s

– Na drugim można zobaczyć animacje różnych procesów molekularnych. Pakowania materiału genetycznego w wyniku czego powstaje chromatyna (skondensowane chromosomy):

https://www.youtube.com/watch?v=gbSIBhFwQ4s&t=7s

https://www.youtube.com/watch?v=xsrH050wnIA

https://www.youtube.com/watch?v=DwAFZb8juMQ

https://www.youtube.com/watch?v=ZeW8HaCUtOQ

https://bioslawek.wordpress.com/2014/03/04/jak-mogl-wyewoluowac-konserwatywny-histon-h4/

– Można też zobaczyć jak skomplikowanym procesem jest podział chromosomów do komórek potomnych i ile maszyn molekularnych (białek motorycznych) bierze udział w funkcjonowaniu wrzeciona podziałowego:

https://www.youtube.com/watch?v=R_WG_ZRbIXI&feature=youtu.be

https://youtu.be/EHcyEPReoP8

https://bioslawek.wordpress.com/2014/01/06/kinetochory-nieredukowalnie-zlozone-urzadzenia-ktore-umozliwiaja-wedrowke-chromosomow-do-potomnych-jader-komorkowych/

– Replikacja DNA:

https://www.youtube.com/watch?v=pgLEnjkNNlA&t=8s

https://www.youtube.com/watch?v=zrOS1TEIlpI&t=3s

Helikazy

https://bioslawek.wordpress.com/2019/03/19/helikazy-dna-u-bakterii-archeonow-i-eukariotow-sa-niehomologiczne/

– Na kolejnym filmie jest świetne animacje obrazujące proces transkrypcji (przepisywania) genu na matrycowe RNA (mRNA):

https://www.youtube.com/watch?v=qzV9LrIEiPs&t=6s

https://www.youtube.com/watch?v=5MfSYnItYvg&t=7s

https://www.youtube.com/watch?v=WsofH466lqk

https://www.youtube.com/watch?v=JOBwqwxgJqc

– Kolejny film pokazuje jak się odbywa proces translacji (tłumaczenia) mRNA na białko. Świetnie jest pokazana praca rybosomu, maszyny która umożliwia komórce syntezę białek. Ciekawa informacja: rybosomy są najbardziej skomplikowanymi maszynami występującymi w żywych komórkach:

https://www.youtube.com/watch?v=1pJk_pQm1tg&t=6s

https://www.youtube.com/watch?v=Jml8CFBWcDs&t=11s

https://www.youtube.com/watch?v=kmrUzDYAmEI&t=5s

https://www.youtube.com/watch?v=morl5e-jBNk

https://pl.wikipedia.org/wiki/Rybosom

– Syntaza ATP i łańcuch transportu elektronów:

https://www.youtube.com/watch?v=dEv-9yewQ8U&t=5s

https://www.youtube.com/watch?v=K5vO3O9HJx4&t=2s

– Mitochondria fabryki energii:

https://www.youtube.com/watch?v=RrS2uROUjK4&t=11s

https://www.youtube.com/watch?v=39HTpUG1MwQ&t=4s

https://www.youtube.com/watch?v=vkYEYjintqU&t=131s

https://www.youtube.com/watch?v=u5nMhAEKuUk

https://bioslawek.wordpress.com/2019/02/02/skad-sie-wzial-transport-pecherzykowy-w-chloroplastach-niektorych-roslin-skoro-nie-ma-go-u-bakterii-i-nie-bylo-u-wspolnego-przodka-wszystkich-glonow-i-roslin/

Zobacz też

https://pl.wikipedia.org/wiki/Eukarionty

„Eukarionty, eukariota, eukarioty, organizmy eukariotyczne (Eukaryota, Eukarya), określane też jako jądrowce, jądrowe, organizmy jądrowe, karioty, kariota (Karyobionta) – organizmy zbudowane z komórek posiadających jądro komórkowe z chromosomami, co jest jednym z elementów odróżniających je od prokariontów. Jądro komórkowe odgraniczone jest od cytoplazmy podwójną błoną białkowo-lipidową. Nazwa naukowa pochodzi od greckich słów ευ („dobry”, „prawdziwy”) i κάρυον („orzech”, „jądro”).”

Łańcuch transportu elektronów i synteza ATP.

Łańcuch oddechowy

https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%81a%C5%84cuch_oddechowy

Syntaza ATP

https://pl.wikipedia.org/wiki/Syntaza_ATP

Syntaza ATP, (EC 3.6.3.14[1]) – enzym z grupy syntaz katalizujący reakcję wytwarzania ATP z ADP i fosforanu nieorganicznego Pi. Energia niezbędna do syntezy pochodzi z gradientu elektrochemicznego i przekształcana jest w energię wiązań chemicznych podczas transportu protonów przez syntazę ATP.

Enzym katalizuje reakcję:

ADP + Pi → ATP

Syntaza ATP znajduje się w wewnętrznej błonie mitochondriów, w błonach tylakoidów wewnątrz chloroplastów oraz w błonach komórkowych organizmów prokariotycznych. Enzym bierze udział w kluczowych procesach uzyskiwania energii przez organizmy żywe fosforylacji oksydacyjnej będącej głównym źródłem ATP wytwarzanego podczas oddychania komórkowego oraz fosforylacji fotosyntetycznej będącej źródłem ATP powstającego w fazie jasnej fotosyntezy.

Inhibitorem syntazy ATP wykorzystywanym w badaniach biologicznych jest antybiotyk – oligomycyna.

#ciekawostki #biologia #nauka