Wszystkie komórki żywe zbudowane są podobnie. Ich ewolucyjny rozwój sprawił jednak, że niektóre z nich mogą się namnażać w bardziej zorganizowany sposób, wykonywać różne wyspecjalizowane funkcje, a łącząc się – tworzyć organizmy o niezwykłym stopniu skomplikowania.

Budowa komórki prokariotycznej i eukariotycznej

Terminu „komórka” po raz pierwszy użył Robert Hooker w połowie XVII w. Dziś określa on podstawową jednostkę strukturalną wszystkich organizmów żywych, jedno- i wielokomórkowych. Komórki są strukturami o mikroskopowej wielkości. U człowieka ich średnica sięga od kilku mikrometrów do 0,5 mm (komórka jajowa). Jednak ich wypustki (np. w przypadku neuronów) mogą osiągać długość przekraczającą 1 m.

Wspólną cechą wszystkich komórek jest obecność błony komórkowej, ograniczającej ich przestrzeń. W środku znajduje się cytoplazma, w której zachodzą wszystkie procesy życiowe. Utrzymuje ona stałe, niezbędne do życia środowisko. Odbywa się to przy udziale zawartych w cytoplazmie drobnych struktur, spełniających różne role w metabolizmie i namnażaniu.

W systematyce biologicznej komórki zostały podzielone na te zawierające jądro (eukariotyczne) i te, które nie mają jądra (prokariotyczne). Historycznie na ziemi jako pierwsze pojawiły się małe, proste w swej budowie i funkcjonowaniu komórki prokariotyczne. W późniejszym okresie powstawać zaczęły komórki zawierające jądro – kulistą strukturę, ograniczoną błoną jądrową, która zawiera materiał genetyczny.

Budowa wewnętrzna komórki prokariotycznej

Komórki prokariotyczne zwykle otoczone są sztywną warstwą – ścianą komórkową. Jest ona zbudowana z łańcuchowych, złożonych związków. Chroni mechanicznie wnętrze komórki, a także – jak izolator – stabilizuje środowisko wewnętrzne. Na powierzchni komórki mogą znajdować się pojedyncze lub mnogie rzęski, które umożliwiają organizmom jednokomórkowym poruszanie się.

Wnętrze komórki wypełnia cytoplazma – koloidowa wodna zawiesina białek. Pływa w niej swobodnie materiał genetyczny w postaci kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Stanowi on luźną strukturę nazywaną genoforem. Mniejsze skupienia tej substancji tworzą tzw. plazmidy. Są w nich zakodowane dodatkowe cechy komórek. Materiał genetyczny może być pomiędzy komórkami wymieniany (np. w zjawisku tzw. koniunkcji), co pozwala im ewoluować i modyfikować cechy.

We wnętrzu komórki obecne są też rybosomy. Stanowią one skupienie kwasu rybonukleinowego (RNA), który koduje strukturę białek. W niektórych komórkach pojawiają się chromatofory, będące miejscem fotosyntezy oraz inne struktury, pozwalające organizmom jednokomórkowym na przyjmowanie odpornej na wpływy zewnętrzne formy przetrwalnikowej.

Zobaczcie, czym charakteryzują się komórki macierzyste? Czy warto je pobierać i mrozić?

Budowa komórki eukariotycznej

Komórki eukariotyczne zawierają jądro. W przypadku roślin komórki mają ścianę komórkową, której dla odmiany nie obserwuje się u zwierząt.

Błona komórkowa zawiera wiele miejsc zwanych receptorami, gdzie osadzone są białka pozwalające na wymianę substancji z otoczeniem. Komórki mogą też mieć na zewnętrznej powierzchni rzęski albo wici umożliwiające im poruszanie się.

Wewnątrz komórki, w cytoplazmie, znajduje się siateczka śródplazmatyczna (retikulum). Dzieli ona komórkę na mniejsze przestrzenie. Dzięki temu może być w niej realizowane wiele procesów naraz. Na siateczce rozmieszczone są rybosomy syntezujące białka na podstawie informacji zawartych w RNA.

Charakterystycznym elementem komórki eukariotycznej są mitochondria – struktury, które odpowiadają za procesy energetyczne komórki. To w nich odbywa się wytwarzanie niezbędnych związków i energii. W pojedynczej komórce może ich być nawet kilkaset tysięcy i mogą się one namnażać w drodze samoreplikacji. W komórkach roślinnych znajdują się plastydy – ich odmianą są np. chloroplasty, odpowiedzialne za proces fotosyntezy. One również mają zdolność do mnożenia się.

W obrębie jądra wyróżnia się jąderko – strukturę zbudowaną z białek i kwasów nukleinowych, która spełnia istotną rolę m.in. w tworzeniu rybosomów. Dwie umieszczone w pobliżu jądra centriole w trakcie podziału komórki pełnią istotną rolę przy rozdziale materiału genetycznego na dwie połowy.

Inną strukturą komórkową jest aparat Golgiego, który odpowiada za segregację, przetwarzanie i dystrybucję białek w komórce. Bierze udział w tworzeniu lizosomów – pęcherzyków zawierających enzymy rozkładające wchłonięte przez komórkę pokarmy.

Budowa komórki jajowej i plemnika

Komórka jajowa i plemnik są komórkami rozrodczymi. Ich charakterystyczną cechą jest to, że podczas powstawania o połowę redukowana jest ilość materiału genetycznego – DNA. Dzięki temu, po połączeniu z komórką pochodzącą od innego osobnika, materiał genetyczny nosi w sobie cechy pochodzące od obojga dawców (rodziców), a w komórkach danego gatunku zachowywana jest stała ilość DNA.

Budowa komórki nerwowej

Komórka nerwowa ma charakterystyczną budowę, która umożliwia jej przewodzenie impulsów elektrycznych na duże odległości, a także tworzenie licznych połączeń z innymi neuronami. Dzięki temu układ nerwowy może osiągać wysoki stopień skomplikowania i czynnościowej doskonałości.

Błona komórkowa neuronów pozwala na szybkie przenoszenie po jej powierzchni impulsów elektrycznych. Efekt ten jest wykorzystany w wypustkach, które pozwalają na łączenie komórek znajdujących się w dużej odległości od siebie. Krótkie wypustki – dendryty – przyjmują informację. Pojedyncza długa wypustka – neuryt – przekazuje ją dalej, do kolejnego neuronu lub komórki efektorowej (np. mięśnia) na odległość, która może przekraczać nawet 1 m.

Budowa i działanie komórki są cały czas przedmiotem badań naukowców – cytologów, histologów, biochemików, genetyków. Dzięki ich pracy można poznać nie tylko sposób funkcjonowania organizmów, ale również odkryć mechanizm powstawania oraz sposoby zapobiegania i leczenia wielu groźnych chorób.