Strukturalne podstawy biologii komórki

Nowoczesny i oryginalny podręcznik biologii komórki!

Na polskim rynku nie ma książki, która by w sposób tak doskonały dokumentowała różne aspekty zależności między strukturą a funkcją komórki. (Z przedmowy)

W książce opisano różne typy komórek roślinnych i zwierzęcych, ze zwróceniem szczególnej uwagi na powiązania strukturalnej organizacji ich cytoplazmy z biegnącymi w nich podstawowymi czynnościami fizjologicznymi.

Dwa pierwsze rozdziały zawierają podstawowe informacje na temat technik badawczych, którymi posługuje się współczesny cytolog. Wprowadzają również czytelnika w pojęcie komórki prokariotycznej i eukariotycznej, uwypuklając ich rożnice strukturalne, a także przedstawiają podstawowe typy tkanek.

Rozdziały 3-10 omawiają organizację i czynności poszczególnych przedziałów cytoplazmatycznych - organelli, uwzględniając molekularne podłoże przebiegających tam procesów chemicznych. Poruszają takie zagadnienia, jak:

    błona komórkowa

    organizacja cytoplazmy

    degradacja substratów w komórce

    transformatory energii - mitochondria i chloroplasty

    pierwotne utleniacze - peroksysomy

    cykl życiowy komórki i jej podział

    szkielet komórkowy

    teoria komórkowa i jej uniwersalność.

Tekst książki oparty jest na literaturze źródłowej. Jej wartość dydaktyczną podnosi elegancki i jasny styl wykładu.

Ważnym elementem publikacji są ilustracje, a szczególnie mikrofotografie elektronowe, obrazujące z dużą dokładnością topografię powierzchni komórek oraz morfologię ich wnętrza. Obszerny wybór kilkuset elektronogramów przedstawia niemal kompletny zestaw organelli komórkowych zwierzęcych, głównie kręgowców i najważniejsze struktury cytoplazmatyczne komórek roślinnych.

Zdjęcia z mikroskopu świetlnego przedstawiają charakterystyczny obraz podstawowych typów komórek oraz ich sposób organizowania się w tkanki. Niemal wszystkie wykorzystane w książce fotografie pochodzą ze zbiorów prywatnych autora.

Podręcznik przeznaczony jest dla studentów biologii (cytologia, biologia molekularna, biologia rozwoju, biochemia, biotechnologia) uniwersytetów, akademii rolniczych i pedagogicznych, a także studentów biotechnologii, medycyny, weterynarii i chemii, doktorantów, pracowników naukowych tych kierunków oraz nauczycieli i uczniów wyższych klas licealnych.

Spis treści

Wstęp 11

ROZDZIAŁ I. Podstawowe techniki badawcze 13

1.1. Przyrządy optyczne – mikroskopy świetlne i elektronowe 13

1.2. Przyrządy pomocnicze dla mikroskopów 24

1.2.1. Mikrotomy i ultramikrotomy 24

1.2.2. Aparat Balcersa, aparat Anderssona i napylarki próżniowe 26

1.3. Podstawowe techniki badawcze stosowane do obserwacji komórek i tkanek 29

1.3.1. Wybrane techniki histochemiczne 29

1.3.2. Wykrywanie hydrolaz i dehydrogenaz 30

1.3.3. Immunohistochemia 31

1.3.4. Hodowla komórek i tkanek in vitro 33

1.3.5. Zasady autoradiografii 34

1.3.6. Frakcjonowanie komórek 35

1.3.7. Elektroforeza żelowa 37

ROZDZIAŁ II. Podstawowe typy komórek i tkanek 40

2.1. Struktura komórek 40

2.1.1. Komórki nabłonków (pokrywowych i gruczołowych) 44

2.1.2. Tkanka łączna i jej komórki 48

2.1.3. Komórki mięśni szkieletowych, mięśni gładkich i mięśnia sercowego 51

2.1.4. Komórki nerwowe i glejowe 55

2.1.5. Komórki krwi 60

ROZDZIAŁ III. Błona komórkowa 67

3.1. Podstawowe właściwości błony komórkowej 68

3.1.1. Podstawowe składniki błony komórkowej 70

3.1.2. Struktura i topografia lipidów błony komórkowej 70

3.1.3. Fizykochemiczne właściwości lipidów błonowych 75

3.1.4. Białkowe składniki błony komórkowej 80

3.1.5. Cukrowe składniki błony komórkowej 85

3.2. Specjalizacja i wytwory błony komórkowej 87

3.2.1. Polaryzacja strukturalno-czynnościowa 87

3.2.2. Połączenia międzykomórkowe 92

ROZDZIAŁ IV. Organizacja cytoplazmy 103

4.1. Przedziały wewnątrzkomórkowe – kompartmentacja i transport 103

4.2. Jądro komórkowe 105

4.2.1. Macierz jądrowa 106

4.2.2. Struktura chromatyny. Euchromatyna i heterochromatyna 108

4.2.3. Nukleosomowa budowa chromatyny 113

4.2.4. Sposób upakowania chromatyny w jądrze 114

4.2.5. Osłonka jądrowa 116

4.2.6. Jądra dodatkowe 123

4.2.7. Jąderko 124

4.2.8. Zwielokrotnienie (amplifikacja) genu rybosomowego RNA 127

4.3. Siateczka śródplazmatyczna 130

granulosum) 130

4.3.2. Rola siateczki śródplazmatycznej ziarnistej w procesie syntezy białek 135

4.3.3. Glikozylacja białek w siateczce śródplazmatycznej ziarnistej 136

4.3.4. Formowanie się białek w błonie siateczki śródplazmatycznej 137

4.3.5. Siateczka śródplazmatyczna gładka (reticulum cytoplasmaticum agranulosum) 140

4.3.6. Siateczka sarkoplazmatyczna 141

4.4. Transport pęcherzykowy 146

4.5. Aparat Golgiego 152

4.5.1. Udział aparatu Golgiego w dojrzewaniu prekursorowych form białek 159

ROZDZIAŁ V. Degradacja substratów w komórce 160

5.1. Układ endosomowy i lizosomy 160

5.1.1. Endocytoza 160

5.1.2. Endocytoza fazy płynnej (pinocytoza) 162

5.1.3. Endocytoza receptorowa 167

5.1.4. Fagocytoza 169

5.1.5. Egzocytoza 169

5.2. Lizosomy 172

5.2.1. Struktura błony lizosomowej 173

5.2.2. Hydrolazy lizosomowe 173

5.2.3. Synteza hydrolaz i napełnianie lizosomów 174

5.3. Udział układu lizosomowego w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu 176

5.3.1. Rola układu lizosomowego w metamorfozie płazów i owadów 177

5.3.2. Rola lizosomów w modyfikacji substancji biologicznie czynnych 177

5.3.3. Zaburzenia i nieprawidłowości w funkcjonowaniu hydrolaz lizosomowych 178

5.3.4. Lizosomowa rola systemu wakuolarnego w komórkach roślin 179

5.4. Proteasomowa degradacja białek 180

5.4.1. Udział ubikwityny w procesach sygnałowej degradacji białek 181

ROZDZIAŁ VI. Transformatory energii (mitochondria i chloroplasty) 182

6.1. Struktura mitochondriów 184

6.1.1. Formy i topografia mitochondriów 185

6.1.2. Ultrastrukturalna organizacja mitochondriów 189

6.1.3. Główne procesy metaboliczne przebiegające w mitochondriach 191

6.1.4. Mechanizmy transportu przez błony mitochondrialne 196

6.1.5. Import białek i fosfolipidów 198

6.1.6. Mitochondria jako jednostki samoreplikujące się – biogeneza i pochodzenie 200

6.2. Chloroplasty jako transformatory energii 203

6.2.1. Zarys struktury komórki roślinnej 205

6.2.2. Struktura chloroplastów 206

6.2.3. Fotosynteza 211

6.2.4. Wiązanie węgla przez chloroplasty w roślinach typu C4 i CAM 219

6.2.5. Biogeneza i pochodzenie chloroplastów 222

ROZDZIAŁ VII. Pierwotne utleniacze – peroksysomy 225

7.1. Struktura i rola peroksysomów w komórkach zwierzęcych 226

7.2. Peroksysomy roślinne – glioksysomy 229

7.2.1. Rola glioksysomów w komórkach roślinnych 230

7.3. Hydrogenosomy 233

7.4. Glikogenosomy 233

7.5. Transport białek do peroksysomów 234

7.6. Podsumowanie funkcji peroksysomów w komórkach 234

ROZDZIAŁ VIII. Cykl życiowy komórki i jej podział 236

8.1. Cykl komórkowy 237

8.1.1. Fazy cyklu komórkowego 237

8.1.2. Regulatory cyklu komórkowego 240

8.1.3. Starzenie się i śmierć komórki 244

8.2. Podział komórki – mitoza 245

8.2.1. Cytokineza 249

8.2.2. Podział redukcyjny – mejoza 252

8.2.3. Fazy podziału redukcyjnego 254

8.3. Struktura chromosomów 264

8.3.1. Chromosomy olbrzymie 270

8.4. Organizacja wrzeciona podziałowego 274

8.4.1. Elementy strukturalne wrzeciona podziałowego 274

8.4.2. Typy wrzecion podziałowych 276

8.4.3. Rola mikrotubul w rozdziale chromosomów podczas anafazy 277

8.5. Śmierć komórki 281

8.5.1. Morfologiczne cechy apoptozy 282

8.5.2. Nekroza 285

ROZDZIAŁ IX. Szkielet komórkowy 287

9.1. Elementy cytoszkieletu 287

9.1.1. Struktura i dynamika mikrotubul 288

9.1.2. Centriole jako pierwotne struktury mikrotubul 295

9.2. Rzęski i wici 299

9.3. Udział mikrotubul w transporcie wewnątrzkomórkowym (dyneina i kinezyna) 307

9.3.1. Rola dyneiny i kinezyny w kierowaniu transportem 309

9.3.2. Struktura filamentów aktynowych 314

9.3.3. Struktura filamentów pośrednich 321

9.3.4. Miozyna i filamenty miozynowe 328

9.3.5. Wyspecjalizowane układy aktynowo-miozynowe 332

ROZDZIAŁ X. Teoria komórkowa 356

Piśmiennictwo pomocnicze i uzupełniające 361

Indeks 362