Ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu człowieka odgrywają witaminy, enzymy, jak i hormony. Witaminy są to egzogenne związki chemiczne. Natomiast hormony należą do endogennych związków organicznych, które po przez koordynację funkcjonowania narządów, zapewniają homeostazę organizmów. Enzymy to związki, które katalizują wiele reakcji zachodzących w organizmie człowieka. Wszystkie wymienione przeze mnie związki pełnią różne role i w różny sposób wpływają na regulację procesów życiowych. Aby jednoznacznie wykazać rolę witamin, enzymów i hormonów, należy przeanalizować procesy, w których biorą one udział. ROZWINIĘCIE: A. Witaminy ˇ Mogą być wchłonięte tylko w postaci prostych związków organicznych, ˇ Podział ze względu na funkcje: a) prostetyczne- znajdują się we wszystkich komórkach i wchodzą w skład koenzymów. (witaminy z grupy B i witamina K), b) indukcyjne- nie uczestniczą w całokształcie metabolizmu, więc nie są równomiernie rozmieszczone w organizmie. (witaminy A, C, D, E), ˇ podział ze względu na rozpuszczalność: a) rozpuszczalne w tłuszczach- A, D, E, K b) rozpuszczalne w wodzie- witaminy z grupy B i witamina C ˇ źródłem witamin są różne pokarmy (warzywa, owoce), ˇ witaminy mogą także powstawać w organizmie z pobieranych substancji wyjściowych (prowitamin), ˇ brak lub niedobór witamin- AWITAMINOZA, ˇ nadmiar witamin- HIPERWITAMINOZA, ˇ awitaminoza może być skutkiem: ü zbyt małej podaży w pożywieniu, ü upośledzonego wchłaniania, ü zwiększonego działania lub działania związków chemicznych (antywitamin). Charakterystyka witamin :A, D, E, K, C, wszystkie B (patrz Hoser- s.128) B. Enzymy ˇ Spełniają funkcję katalizatorów, ˇ Działają w żywych komórkach (biokatalizatory), ˇ Białka, produkowane przez żywe komórki, ˇ Większość to białka złożone, inne wiążą się w sposób odwracalny z grupą niebiałkową (holoenzym= apoenzym [cz. białkowa] + koenzym [grupa niebiałkowa]) ˇ Enzym jest aktywny tylko wówczas, gdy oba komponenty są ze sobą połączone, ˇ Mogą być wielokrotnie wykorzystywane do katalizowania takich samych reakcji, ale JEDEN ENZYM KATALIZUJE JEDNĄ REAKCJĘ!!! (specyficzność enzymu względem substratu). ˇ Czynniki wpływające na aktywność enzymów: ü Temperatura: wzrost o każde 10 stopni zwiększa szybkość reakcji enzymatycznych- wyłącznie do poziomu powodującego denaturację białka, która powoduje trwałą utratę zdolności katalitycznej, obniżanie temperatury zmniejsza szybkość reakcji biochemicznych, ale nawet zamrożenie enzymu nie powoduje trwałego utracenia jego aktywności. ü Odczyn środowiska (pH): najszybciej działają w środowisku zbliżonym do obojętnego, pH ok.7- wyjątkiem są enzymy lizosomalne, zaś enzymy działające poza komórkowo charakteryzują się znacznym zróżnicowaniem optymalnych warunków kwasowości środowiska. ü Stężenie enzymu i substratu: w stałej temperaturze, w stałym pH i przy nadmiarze substratu, szybkość reakcji chemicznej jest wprost proporcjonalna do stężenia enzymu, w przypadku, gdy temperatura i pH oraz stężenie enzymu są na stałym poziomie, szybkość reakcji początkowo wzrasta, w miarę zwiększania się stężenia substratu, do pewnej wartości, a następnie ustala się na jednakowym poziomie. ü Inhibitory: substancje niskocząsteczkowe, które przyłączają się do enzymu w innym miejscu niż centrum aktywne, powodują zmianę struktury przestrzennej enzymu, czasem związek chemicznym mający podobną budowę do substratu, konkuruje z nim o związanie się z centrum aktywnym, przyłączenie takiego związku uniemożliwia dostęp właściwemu substratowi do centrum aktywnego, jeśli inhibitor występuje w dostatecznie dużym stężeniu, to może całkowicie zablokować reakcję. ü Aktywatory: pod wpływem różnych substancji, może nastąpić taka zmiana kształtu cząsteczki enzymu, która jest korzystna dla przebiegu katalizy enzymatycznej, odbywa się to na skutek przyłączenia aktywatora do centrum aktywnego i polepszenia w ten sposób wiązania substratu. ˇ Główne klasy enzymów: 1. HYDROLAZY- katalizują rozkład związków organicznych bardziej złożonych do prostszych z wykorzystaniem cząsteczki wody: a. Proteazy ( enzymy proteolityczne)- katalizują rozkład wiązań peptydowych: i. Endopeptydazy- „tną” łańcuch w środku- trypsyna, pepsyna, chymotrypsyna. ii. Egzopeptydazy- „tną” łańcuch na końcach uwalniając aminokwasy- karboksypeptydazy, aminopeptydazy. b. Enzymy amyloteliczne- katalizują rozkład wiązań w cukrowcach: amylaza, sacharaza, maltaza, laktaza. c. Lipazy (enzymy lipolityczne)- katalizują rozszczepienie wiązań estrowych w tłuszczowcach. d. Nukleazy- trawią kwasy nukleinowe: i. Endonukleazy, ii. Egzonukleazy: rybonukleazy, deoksyrybonukleazy. 2. OKSYDOREDUKTAZY- katalizują procesy utlenienia i redukcji, 3. TRANSFERAZY- katalizują przenoszenie grup np. aminotransferazy przenoszą grupę aminową, 4. LIAZY- katalizują reakcje eliminacji z utworzeniem podwójnego wiązania, 5. LIGAZY- katalizują tworzenie wiązań: C-O, C-N, C-C, z jednoczesnym rozszczepieniem ATP, 6. IZOMERAZY- katalizują przekształcenia wewnątrz cząsteczki. C. Hormony ˇ Powstają w gruczołach wewnątrz wydzielniczych, dokrewnych, ˇ Charakterystyczną cechą tych gruczołów jest brak przewodów wyprowadzających, a przez to hormony uwalniane są bezpośrednio do krwi, ˇ Hormony wpływają na wszystkie procesy życiowe- określa się je jako przenośniki informacji, działające raczej wolno, ale długotrwale, ˇ Wpływają na utrzymanie fizjologicznego poziomu glukozy, jonów i wody w płynach ustrojowych, ˇ Hormony i substancje hormonalne w zależności od miejsca ich syntezy i sposobu oddziaływania można podzielić na: ü Gruczołowe-tworzone w gruczołach dokrewnych i roznoszone przez krew, ü Tkankowe- powstające w wyspecjalizowanych komórkach, niekiedy różnych tkanek i uwalniane do krwi lub innych płynów ustrojowych, ü Neurohormony- syntetyzowane przez komórki neurosekrecyjne układu nerwowego i roznoszone do komórek wykonawczych przez krew, zwykle drogą skróconą, ü Mediatory- wytworzone przez różne komórki i charakteryzujące się niewielkim zasięgiem działania, do nich należą neurotransmitery tworzone w ciele komórki nerwowej i wydzielane prze błonę komórkową zakończenia neurytu. ˇ Hormony mogą być pojedynczymi aminokwasami (tyroksyna), polipeptydami (insulina, glukagon, hormon wzrostu) lub sterydami (hormony płciowe, kory nadnerczy). ˇ Poprzez wydzielanie do krwi hormony oddziałują na siebie wzajemnie za na zasadzie dodatnich, bądź ujemnych sprzężeń zwrotnych. (OPISAC!!!- str. 303) ˇ Do najważniejszych gruczołów wydzielania wewnętrznego człowieka należą: przysadka mózgowa, tarczyca, przytarczyce, grasica, trzustka, nadnercza, jądra, jajniki. ˇ Charakterystyka hormonów→odatnich, bądź ujemnych sprzężeń zwrotŃCZENIE: Na pierwszy rzut oka, witaminy, enzymy i hormony to związki, które mają bardzo mało ze sobą wspólnego, a jednak wspólnie pełnią bardzo ważną rolę w organizmie człowieka. A mianowicie, pozwalają mu prawidłowo funkcjonować, dzięki regulacji procesów życiowych. Oczywiście, istnieją też negatywne skutki wpływu tych związków na organizm. Mogą spowodować dolegliwości, które nie muszą być zewnętrznie widoczne. Aczkolwiek, większość argumentów skupia się po pozytywnej stronie. Zawsze należy pamiętać, że przede wszystkim: witaminy warunkują zdrowie, enzymy- prawidłowe trawienie spożywanych pokarmów, a hormony- pozwalają na stosowanie wielu terapii, prowadzących do polepszenia stanu samopoczucia. CHOROBY GENETYCZNE Z medycznego punktu widzenia w genetyce człowieka największe znaczenie mają choroby genetyczne przekazywane dziedzicznie. Większość z nich stanowi istotny problem, ponieważ nie można ich trwale wyleczyć, a jedynie uczynić mniej groźnymi dla życia lub zdrowia następstwa genetycznych zaburzeń. Ciężka postać zaniku mięśni zwana też chorobą Kuchenne i powodowana genem recesywnym sprzężonym z chromosomem X. Postępujący zanik mięśni w coraz większym stopniu uniemożliwia poruszanie się, aż wreszcie człowiek ginie, np. wskutek uduszenia (nie pracują mięśnie oddechowe). Jest to najczęściej spotykana w Europie śmiertelna choroba sprzężona z chromosomem X - jej częstość wynosi 1 na 7000 urodzeń chłopców (u kobiet dotychczas zachorowania nie stwierdzono). Genetyczne upośledzenie produkcji pewnych enzymów może doprowadzić do niewłaściwego funkcjonowania krwinek. W sferocytozie wrodzonej krwinki czerwone przybierają kształt kuleczek i łatwo pękają pod wpływem różnych czynników, co doprowadza do niedokrwistości (anemii). Ciekawym przykładem choroby dziedzicznej człowieka jest anemia sierpowata. Jest ona determinowana przez gen recesywny. U homozygot krwinki przybierają postać półksiężyców półksiężyców szybko ulegają zniszczeniu (stąd nazwa: anemia sierpowata). Heterozygoty mają krwinki o normalnym kształcie, lecz w przypadku obniżenia ciśnienia parcjalnego tlenu (na przykład w warunkach górskich) stają się one sierpowate i ulegają rozpadowi. Homozygoty giną we wczesnym dzieciństwie z powodu anemii, natomiast heterozygoty nie mogą przebywać w górach; na nizinach nie różnią się od zdrowych ludzi. Anemia sierpowata rzadka jest w Europie, natomiast bardzo powszechnie występuje w Afryce równikowej. Do częstych chorób genetycznych zaliczamy hemofilię - przyczyną jej powstania jest brak jednego z białek osocza (tzw. czynnika VII) uczestniczących w krzepnięciu krwi. Objawem jest samoistne krwawienie; wykrwawić się można z powodu skaleczenia, bo krew nie tworzy skrzepów; zmutowany gen na chromosomie X. Leczy się podając czynnik krzepliwości krwi. Zastanawiamy się, skąd ta choroba się wzięła, a szczególnie wtedy gdy nikt wcześniej nie chorował na hemofilię w rodzinie. Nie zależy to przecież od stresów, alkoholu, leków zażywanych w czasie ciąży, czy też niewłaściwego zachowania. Jest to choroba dziedziczna, tak jak wrodzone są kolor włosów, czy oczu. Może się ona także pojawić samoistnie wtedy nawet, gdy nikt wcześniej nie chorował na nią w rodzinie. Na hemofilię w większości choruje płeć męska, tylko niektórzy mężczyźni ją dziedziczą. Nasze wrodzone cechy są zapisane w genach. W jądrach każdej komórki naszego ciała znajduje się od 50 do 100 tysięcy genów popakowanych w 46 specjalnych strukturach zwanych chromosomami. Geny są biochemicznym zwierciadłem naszego organizmu. Produkują one instrukcje, które wpływają na funkcjonowanie naszych organów, decydują jak będą rosnąć kości, jak będziemy wyglądać, jacy będziemy wysocy. Tymi instrukcjami są białka, które kierują większością procesów zachodzących w ludzkim organizmie, w tym i krzepnięciem krwi. Większość genów występuje w parach. 46 chromosomów to 22 pary chromosomów autosomalnych i 1 para chromosomów płciowych, zwanych tak dlatego, że zawierają informację decydującą o płci. Gen odpowiedzialny za powstanie hemofilii znajduje się na chromosomie X. W związku z tym, choroby takie, jak hemofilia spowodowane defektami chromosomu płciowego X, wykazują bardzo specyficzny sposób dziedziczenia i występowania. Poczęcie dziecka następuje w momencie połączenia się komórek rozrodczych plemnika i komórki jajowej. Te komórki rozrodcze posiadają tylko po jednym chromosomie z danej pary. Komórka jajowa matki ma tylko 23 chromosomy, które decydują o połowie jej cech, plemnik ojca oczywiście też 23 chromosomy, które warunkują za jego indywidualne cechy. Połączenie tych dwóch komórek mających po 23 chromosomy daje jedną mającą komplet 46 chromosomów. Komórka ta dzieli się na wiele następnych tworząc embrion, a z czasem płód. Każda komórka maleństwa zawiera te powstałe 46 chromosomów. Ponieważ matka jak wszystkie kobiety posiada dwa chromosomy X, każda komórka jajowa będzie zawierała chromosom X, podczas gdy plemnik albo chromosom X albo Y. Matka zawsze daje potomstwu chromosom X, wobec tego płeć dziecka będzie zależała od plemnika taty. Dziewczynka się urodzi wtedy, gdy tata odda swój chromosom X, a chłopiec wtedy, gdy będzie to chromosom Y. Gen odpowiadający za produkcję czynnika VIII i IX znajduje się na chromosomie X. Jego defekt powoduje powstawanie nieprawidłowej instrukcji i krew nie krzepnie prawidłowo. Matka będąca nosicielką posiada nieprawidłowy jeden gen, ale drugi jest prawidłowy. Ten drugi produkuje prawidłową instrukcję krzepnięcia krwi i przejmuje obowiązki uszkodzonego. To dlatego matka nosicielka ma prawidłową krzepliwość, a jednocześnie może przekazać hemofilię swoim dzieciom. Chłopczyk, który otrzymał chromosom X od swojej mamy nosicielki, będzie niestety chorował na hemofilię. Postać hemofilii - ciężka, umiarkowana, łagodna jest także zależna od stopnia uszkodzenia genu. Poziom czynnika syna nie zmieni się w ciągu życia, a jego bracia, wujkowie i kuzyni będą również wykazywać podobny stopień niedoboru. Gdy syn dorośnie i będzie miał dzieci, przekaże on im swój chromosom X lub Y. Każdy jego chromosom X zawiera nieprawidłowy gen, dlatego wszystkie córki chorego na hemofilię będą nosicielkami. Każdy chromosom Y jest prawidłowy, wobec tego wszyscy jego synowie będą zdrowi. Jeśli będzie miał on tylko synów - hemofilia zniknie bezpowrotnie z rodziny. W bardzo rzadkich przypadkach, tata z hemofilią, gdy ożeni się z nosicielką może mieć córkę chorującą na hemofilię, ponieważ istnieje prawdopodobieństwo, iż odziedziczy ona obydwa nieprawidłowe geny. W przybliżeniu połowa komórek jajowych matki nosicielki będzie posiadało prawidłowy chromosom X podczas, gdy druga połowa ma nieprawidłowy gen czynnika VIII. Dlatego też matka nosicielka, jeśli urodzi syna, będzie miała 50% prawdopodobieństwo, iż syn będzie miał hemofilię, natomiast w przypadku córki, to podobnie, prawdopodobieństwo, iż będzie ona nosicielką wynosi 50%. Choroby genetyczne są praktycznie nieuleczalne. Tkanki roślinne i zwierzęce Tkanka okrywająca ? zbudowana jest z żywych, prostokątnych komórek, ściśle przylegających do siebie. Występuje tam zgrubiała ściana komórkowa czyli kutykula, aparaty szparkowe poprzez, które odbywa się wymiana gazowa, włoski mechaniczne, które chronią roślinę przed zjadaniem łodygi i liści przez zwierzęta oraz chroni rośliny przed przegrzaniem i nadmiernym wyparowywaniem wody. Tkanka ta zabezpiecza organizmy przed działaniem czynników zewnętrznych oraz utratą wody. Tkanka miękiszowa ? zbudowana jest z żywych, owalnych, cienkościennych komórek, luźno ułożonych względem siebie. Miękisz zawiera chloroplasty. Wyróżniamy miękisz: spichrzowy ? magazynuje wodę i substancje zapasowe, palisadowy i gąbczasty. Przewodzi wodę z solami mineralnymi ze skórki do tkanki przewodzące, przeprowadza proces fotosyntezy. Tkanka przewodząca ? drewno ? długie, martwe, grubościenne komórki, które przewodzą wodę i sole mineralne z korzeni do liści. Łyko ? zbudowane jest z cienkościennych, żywych rurek sitowych, dostarcza wytworzony w liściach pokarm komórkom tkanek korzenia. Cewki ? u roślin nagonasiennych przenoszą wodę i substancje mineralne. Zbudowane są z zwężających się na końcach, zachodzących na siebie komórek, połączone są ze sobą wieloma jamkami. Tkanka wzmacniająca ? twardzica ? komórki martwe o grubych ścianach, tworzą czasem bardzo długie włókna. Zwarcica ? komórki żywe, wydłużone, z nierównomiernie rozłożonymi zgrubieniami. Obie tkanki umożliwiają wzrost rośliny w górę, chronią przed urazami mechanicznymi oraz warunkują jej elastyczność i sztywność. Tkanka wydzielnicza - zbudowana jest z włosków wydzielniczych, które wytwarzają substancje odstraszające zwierzęta roślinożerne oraz miodników, które produkują nektar zwabiający owady. Tkanka nabłonkowa ? może być jedno- lub wielowarstwowa, komórki ściśle przylegają do siebie. Tworzy naskórek zwierząt, okrywa i wyściela narządy od wewnętrzne, uczestniczy w budowie narządów zmysłów, ułatwia poruszanie się. Wyróżniamy nabłonek płaski ? chroni ciało bezkręgowców, migawkowy ? występuje w układzie oddechowym, oczyszcza drogi oddechowe, gruczołowy ? wydziela pot itd., cylindryczny (walcowaty) ? wyściela ciało od wewnątrz. Tkanka mięśniowa ? gładka ? wydłużony kształt, jądro ułożone centralnie, komórki ściśle przylegają do siebie. Wolno się kurczą, też wolno się męczą, budują nogę ślimaka, żołądek człowieka, ruch komórek tego mięśnia jest niezależny od naszej woli. Poprzecznie prążkowana - długie, cylindryczne włókna, buduje mięśnie szkieletowe, pracuje szubko i szybko się męczy, ruchy zależne od naszej woli. Serca - budowa podobna do mięśnia poprzecznie prążkowanego, rozgałęzione komórki, jądra umieszczone centralnie. Funkcja podobna do mięśnia gładkiego, ruchy niezależne od naszej woli. Tkanka nerwowa ? zbudowana jest z jądra, ciała neuronu, dendrytów, aksonu (neurytu) i osłonki. Wyróżniamy tkanki czuciowe, ruchowe oraz pośredniczące. Tkanka nerwowa odbiera i przewodzi informacje z otoczenia oraz narządów wewnętrznych organizmu. Tkanka łączna ? stała: kostna ? zbudowana jest z kanału, komórek kostnych, substancji międzykomórkowej w postaci blaszek, nasyconych solami wapnia, fosforu i magnezu. Komórki kostne tworzą koncentryczne pierścienie dookoła kanału, w którym przebiega naczynie krwionośne, zaopatrujące komórki w pokarm i tlen, dzięki nasyconym blaszkom kość jest bardzo twarda i odporna na złamania. Chrzęstna ? zbudowana jest z komórek chrzęstnych oraz substancji międzykomórkowej, w której są włókna, którym zawdzięcza swą elastyczność. Tkanka ta tworzy chrząstki żebrowe, powierzchni stawowych, nosa ucha. Płynna: krew i limfa pełnią funkcję transportującą i obronną. Substancja międzykomórkowa krwi to osocze, w którym są czerwone i białe krwinki oraz płytki krwi. Osocze to woda (93%) z rozpuszczonymi w niej białkami, glukozą, tłuszczami, witaminami, hormonami, solami mineralnymi, mocznikiem i przeciwciałami. Czerwone krwinki czyli erytrocyty, zawierają czerwony barwnik ? hemoglobinę, dzięki której mogą przenosić tlen. Białe krwinki czyli leukocyty bronią organizm przed drobnoustrojami. Płytki krwi czyli trombocyty są odpowiedzialne za krzepnięcie krwi. Limfa różni się od krwi tym, że nie zawiera czerwonych krwinek dlatego ma kolor żółtawy. Komórka - podstawowa jednostka życia Na początku XIX wieku, dzięki udoskonaleniu mikroskopów pojęcie komórki stało się podstawą jednego z najważniejszych uniwersalnych praw dotyczących istot żywych. Wszystkie organizmy żyją albo jako pojedyncze komórki, mnożące się niezależnie w swoim środowisku, albo jako spójne zbiorowiska komórek. Bakterie to pojedyncze komórki i podczas wzrostu w zasadzie każda komórka może funkcjonować niezależnie od innych. Natomiast rośliny i zwierzęta, jako organizmy złożone, zbudowane są z tysięcy, milionów, miliardów lub bilionów komórek o rozmaitych rozmiarach i kształtach. W takich organizmach odmienne typy komórek pełnią odmienne funkcje. Często komórki określonego rodzaju łączą się w bardziej złożone struktury, takie jak tkanki, które z kolei tworzą wątrobę, mózg albo liść. Tkanki pełnią specyficzne funkcje, określone właściwościami komórek wchodzących w ich skład. Jednym z ważniejszych osiągnięć biologii XIX wieku było wykazanie, że nowe komórki powstają jedynie przez podział komórek już istniejących. Niektóre komórki, na przykład ikra ryb lub żabi skrzek, są dość duże, ale większość można oglądać tylko pod mikroskopem. Rozwój optyki mikroskopowej i nowe metody barwienia materiałów biologicznych umożliwiły bardziej szczegółowy opis komórek i ich wnętrza. Chociaż komórki bardzo różnią się kształtem, każdą z nich można traktować jako określony zestaw cząsteczek biologicznych wewnątrz woreczka zamkniętego warstewką białkowo-lipidową zwaną błoną komórkową. Materiał wewnątrz komórki, czyli cytoplazma zawiera wiele odrębnych i łatwo odróżnialnych struktur. Każda z tych struktur jest związana z określonymi procesami komórkowymi. W komórkach zwierzęcych i roślinnych mitochondria odpowiadają za produkcję energii potrzebnej do reakcji chemicznych, ruchu i wzrostu, siateczka śródplazmatyczna i aparat Golgiego transportują cząsteczki z jednego miejsca do drugiego wewnątrz komórki lub wydzielają je do jej otoczenia. Wysoko wyspecjalizowane komórki mają charakterystyczne struktury przeznaczone do pełnienia specjalistycznych funkcji. Dobrym przykładem takich struktur są chloroplasty występujące w komórkach roślin zielonych. Są to organelle (dosłownie: małe narządy), w których energia słoneczna jest przekształcana w energię chemiczną, wykorzystywaną przez rośliny i w końcu przez żywiące się nimi zwierzęta. Oprócz wielu elementów strukturalnych komórka zawiera wodę, w której rozpuszczone są różnorakie cząsteczki: od prostych soli po złożone cukrowce i białka. Najbardziej widoczną i zazwyczaj największą strukturą wewnątrz komórek zwierzęcych i roślinnych jest jądro komórkowe, które także wyglądem przypomina woreczek. Największymi strukturami widocznymi w jego wnętrzu są jąderka. Zdjęcia i przekroje typowej komórki zwierzęcej i roślinnej Obecnie w zależności od tego, czy komórki zawierają jądra komórkowe, czy nie, organizmy żywe dzielimy na dwie grupy. Organizmy wielokomórkowe, których komórki zawierają jądra, takie jak rośliny i zwierzęta, a także niektóre organizmy jednokomórkowe, jak drożdże i pierwotniaki, są nazywane eukariontami (Eukaryota). Druga grupa to te, które nie mają jąder, czyli prokarionty (Prokaryota); należą do niej jedynie jednokomórkowe bakterie. (Nazwy te pochodzą od greckiego słowa karyon ? co oznacza jądro, przedrostek pro- znaczy przed, zaś eu- dobry, właściwy. Zatem komórki organizmów eukariotycznych zawierają ?właściwe? jądra, a prokariotycznych ? nie). Komórki organizmów eukariotycznych są większe i bardziej złożone niż prokariotycznych i z zasady zawierają więcej informacji genetycznej. Co więcej, eukarionty są zdolne do rozmnażania płciowego i dla wielu z nich jest to jedyny sposób wydania potomstwa. Wirusy, mające swoje własne geny, nie są komórkami, nie mogą więc powielać się niezależnie. Aby się powielić, muszą wniknąć do żywych komórek, w których ich geny produkują nowe wirusy, w rezultacie czego zainfekowane komórki często giną. Po sformułowaniu teorii komórkowej podjęto trzy kierunki badań istot żywych: analizę statystyczną dziedziczenia się pojedynczych cech, badania struktury i własności chromosomów oraz badania związków chemicznych wchodzących w skład jądra i cytoplazmy. Te trzy rozwijające się równolegle nurty legły u podstaw ważnych i niezależnych dyscyplin naukowych, zanim w połowie obecnego stulecia połączyły się w jedną ? genetykę. Zdjęcia i przekrój typowej komórki bakteryjnej Definicje komórki: a) 1965 ? definicja Bernola: - ?komórka jest żywym układem o potencjalnej zdolności do samoodtwarzania się, układem otwartym, w sensie termodynamicznym i obejmującym ciąg powiązanych ze sobą reakcji organicznych, przebiegających w stałej temperaturze (izotermicznie) i przy udziale swoistych biokatalizatorów, które są wytwarzane przez ten układ? b) XIX w. (Schleiden, Schwann) ? teoria komórkowa budowy organizmów żywych: - ?wszystkie organizmy, bez względu na budowę, składają się z komórek będących ich strukturalnymi i funkcjonalnymi jednostka? - ?jako najmniejsza postać żywej materii, komórka jest zdolna do niezależnego istnienia w otoczeniu materii nieożywionej i do funkcjonowania w sensie metabolicznym, wykazując czynności biosyntezy molekuł, rozmnażania i oddziaływania na bodźce środowiskowe? Komórka ? podstawowa jednostka życia Komórka podstawowy element budowy organizmów. Istnieją organizmy zbudowane z jednej k. (jednokomórkowce) lub z wielu (wielokomórkowce, czyli tkankowce). Człowiek jest wielokomórkowcem, którego ciało zbudowane jest z wielu miliardów k. Komórka zbudowana jest z cytoplazmy, w której znajduje się jądro komórkowe (z zawartą w nim chromatyną i jąderkiem) oraz liczne organelle komórkowe; otacza ją błona komórkowa, u roślin także ściana komórkowa; komórki nowe powstają przez podział k. macierzystej. Na powierzchni k. znajduje się warstwa glikoproteidów, tworząca strukturalną całość z błoną komórkową. Warstwa ta osłania błonę komórkową, wiąże substancje pobierane do wnętrza komórki, nadaje właściwości antygenowe powierzchniom komórkowym. K. specjalizują się w zależności od swej budowy, czynności fizjologicznych i biochem. oraz składu chem. i łącząc się tworzą tkanki. Badaniem k. zajmuje się cytologia. Metabolizm = przemiana materii i energii ? procesy chemiczne i fizyczne zachodzące w komórkach, warunkujące ich życie, a więc życie całego organizmu. Są to procesy syntezy, inaczej asymilacji albo anabolizmu oraz rozkładu, czyli dysymilacji albo katabolizmu. Organizmy jednokomórkowe zbudowane są tylko z jednej komórki ? w jej obrębie odbywają się wszystkie procesy życiowe. Organizmy wielokomórkowe mogą mieć ciało składające się z jednakowych komórek, ale częściej komórki o tej samej budowie, pełniące tę samą funkcję, tworzą tkanki, z których zbudowane są narządy, a te z kolei budują układy narządów. 1. Komórka jest to najmniejsza część budowlana i funkcjonalna organizmu. 2. Większość komórek jest widoczna tylko pod mikroskopem: a) mikroskop świetlny wykorzystuje wiązkę promieni świetlnych i powiększa do 1500 razy b) mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązkę elektronów i powiększa do 500.000 razy Komórki bakteryjne i zwierzęce. 1. Budowa komórki bakteryjnej: a) komórka bakterii otoczona jest błoną komórkową i ścianą komórkową, a wnętrze wypełnione jest cytoplazmą. b) Wewnątrz komórki znajduje się materiał genetyczny, w cytoplazmie znajdują się zaś rybosomy 2. Rola składników komórki: a) cytoplazma - zachodzą w niej wszystkie procesy życiowe i przechowuje materiał genetyczny b) materiał genetyczny - zawiera zapis budowy i funkcji wszystkich komórek c) rybosomy - ziarnistości cytoplazmy, gdzie wytwarzane są cząsteczki białek. 3. Organelle komórkowe są to pewne rejony cytoplazmy wyodrębnione błonami cytoplazmatycznymi, które są wyspecjalizowane do pełnienia określonych funkcji w organizmie, np. jądro, mitochondrium, chloroplasty, wakuola. 4. Porównanie budowy komórek bakteryjnych, roślinnych i zwierzęcych: a) komórka bakterii otoczona jest ścianą komórkową i błoną komórkową, a w środku wypełniona jest cytoplazmą zawierającą rybosomy. Nie posiada organelli, ani jądra komórkowego. b) komórka roślinna otoczona jest ścianą i błoną komórkową, a wypełniona cytoplazmą. Posiada organelle komórkowe, jądro komórkowe i ciałka zieleni. Jej wakuole są duże, ale jest ich mało. c) komórka zwierzęca otoczona jest błoną komórkową i wypełniona cytoplazmą. Nie posiada ściany komórkowej i ciałek zieleni. Posiada organelle komórkowe i jądro komórkowe. Jej wakuole są małe, ale jest ich dużo. Organelle komórkowe. 1. Podstawową rolą błony komórkowej jest kontrola ruchu cząsteczek do wnętrza i na zewnątrz komórki. Przez nią docierają też do komórki wszelkie sygnały z otoczenia. 2. Rolą ściany komórkowej jest nadanie komórkom, a w wypadku roślin również zbudowanym z tych komórek tkankom większą wytrzymałość. 3. Budowa jądra komórkowego i jego funkcje: a) otoczone jest otoczką jądrową, w której znajdują się pory jądrowe umożliwiające swobodny ruch cząsteczek. b) podczas podziału jądra materiał genetyczny dzieli się na partie zwane chromosomami c) jądro komórkowe przekazuje rybosomom informacje o białkach, jakie mają w nich powstać. 4. Funkcje mitochondriów: a) utleniając związki organiczne wytwarzają niezbędną komórce energię. 5. Funkcje chloroplastów: a) występują wyłącznie u organizmów roślinnych i niektórych protistów b) mają zdolność pochłaniania energii słonecznej, z której w procesie fotosyntezy wytwarzają energię chemiczną. 6. Role wakuol: a) w komórkach roślinnych są duże, ale jest ich mało, a w komórkach zwierzęcych jest ich dużo, ale są małe b) zawierają różne substancję, np. chroniące przed roślinożercami. Transport przez błony. Przez błonę komórkową przenikają swobodnie: a) nienaładowane cząsteczki wody b) rozpuszczone w wodzie gazy - tlen i dwutlenek węgla c) powstający w przemianach komórkowych mocznik Różne typy komórek. 1. Komórka może być samodzielnym organizmem (np. pantofelek, ameba) lub wchodzić w skład organizmów wielokomórkowych (np. komórka chrzęstna, kostna, mięśniowa). 2. Kształt komórki zależy od pełnionej przez nią funkcji. Podział komórki. 1. Podział komórki rozpoczyna się podziałem jądra komórkowego poprzedzonym replikacją, czyli podwojeniem materiału genetycznego znajdującego się w chromosomach. 2. Jądro komórkowe może dzielić się na dwa sposoby: a) mitoza? powstają dwie komórki potomne z jądrami komórkowymi, których liczba chromosomów jest taka sama jak w komórce rodzicielskiej b) mejoza? powstają cztery komórki potomne mające o połowę mniejszą liczbę chromosomów niż w komórce macierzystej. Chemiczne składniki komórki? woda. 1. Znaczenie wody w komórce: a) jest rozpuszczalnikiem licznych substancji, b) zachodzą w niej reakcje chemiczne c) woda wchodzi w reakcje z innymi substancjami 2. Węglowodany ? zbudowane są z węgla, tlenu i wodor i są podstawowym surowcem energetycznym komórki. 3. Do węglowodanów należą również skrobia i glikogen ? są to substancje zapasowe i one są magazynowane w mięśniach i wątrobie. 4. Celuloza i chityna są materiałami podporowymi, celuloza jest podstawowym składnikiem ścian komórkowych komórek roślinnych. Tłuszcze zbudowane są z atomów węgla, wodoru i tlenu. W cząstkach tłuszczów stosunek zawartego w nich tlenu do węgla i wodoru jest o wiele mniejszy niż w cząsteczkach węglowodanów. Tłuszcze są odkładane jako materiał zapasowy. Głównym składnikiem błon plazmatycznych są cząsteczki chemiczne o budowie podobnej do tłuszczów. Białka stanpwią podstawowy element budulcowy komórki. Są one odpowiedzialne za funkcjonowanie komórki. Białka zbudowane są z aminokwasów (zwykle 20 różnych rodzajów). 11 z tych rodzajów człowiek potrafi samodzielnie wytworzyć, natomiast pozostałe 9 człowiek musi otrzymać w diecie. Białka, które potrafią zwiększać szybkość reakcji chemicznych to enzymy. Wiekszość enzymów ginie w temperaturze powyżej 40°C, gdyż struktura białek ulega zniszczeniu w wysokiej temperaturze. Przemiana materii są to wszystkie reakcje chemiczne, które zachodzą w komórce. Procesom zachodzącym w komórkack pomagają enzymy, które przyspieszają przebieg reakcji chemicznych. O tym, jakie związki chemiczne powstają w komórce decydują obecne w niej enzymy. Przemiana energii jest to uwalnianie i wykorzystywanie energii przez komórkę. Rośliny wykorzystują cukier wytworzony w procesie fotosyntezy do: a) tworzenia celulozy do budowy ścian komórkowych, b) wytworzenia skrobii jako materiału zapasowego c) syntezy aminokwasów, które budują białka d) syntezy tłuszczów (które tworzą błony plazmatyczne) e) zostają utlenione i dostarczają energię Komórka Komórka podstawowa forma organizacji materii żywej; wszystkie żywe istoty (z wyjątkiem wirusów) są zbud. z k. (rośliny i zwierzęta tkankowe) albo są pojedynczymi k. (bakterie, pierwotniaki, niektóre glony i grzyby); każda k. powstaje przez podział k. macierzystej, a organizm wielokomórkowy ? w wyniku fuzji dwóch k. rozrodczych (gamet) zapoczątkowującej kaskadę podziałów komórkowych. Pierwszy obserwował k. i nadał im tę nazwę R. Hook (1665), przekonanie o powszechności komórkowej budowy organizmów ugruntowali M. Schleiden (1838) i T. Schwann (1839), a zasadę, że k. powstają zawsze z innych k. ? R. Virchow (1858). Rozmiary k. zwierzęcych przeważnie wynoszą od kilku do kilkudziesięciu ?m, a roślinnych i u pierwotniaków mogą sięgać do kilkuset ?m; k. jest otoczona błoną, która zapewnia względną izolację jej wnętrza, a także wymianę materii i sygnałów ze środowiskiem; wnętrze jest wypełnione cytoplazmą złożoną z roztworu jonów i cząsteczek (cytozolu) oraz struktur (organelli), które pełnią funkcje fizjol. komórki; wnętrze zawiera także kwasy nukleinowe (DNA i RNA), które kierują i przekazują informację genet. komórkom potomnym. Nośnik informacji genet. (DNA) w k. eukariotycznych (eukarionty) jest ulokowany w obłonionym jądrze komórkowym; jedynie ewolucyjnie od nich starsze k. prokariotyczne (sinice i bakterie) nie mają wyodrębnionego jądra, a skupienie DNA (genofor) jest bezpośrednio zanurzone w cytoplazmie. Zewnętrzna powierzchnia k. roślinnych jest otoczona ścianą komórkową zbud. z polisacharydów, gł. celulozy; powierzchnia k. zwierzęcych natomiast luźno się wiąże i reaguje z tzw. macierzą pozakomórkową (zawierającą polisacharydy i białka), która wypełnia przestwory międzykomórkowe w tkankach; właściwa błona komórkowa jest zbud. z podwójnej warstwy lipidów i zanurzonych w niej białek, które mogą przemieszczać się w jej płaszczyźnie; białka te m.in. pełnią rolę receptorów zewn. bodźców (np. hormonów i in. czynników regulacyjnych), a także tworzą kanały dla czynnego transportu jonów, podtrzymując różnice stężeń i potencjałów bioelektrycznych po obu stronach błony. Błona komórkowa może tworzyć pęcherzyki (endosomy) wchłaniane do cytoplazmy, a pęcherzyki obecne we wnętrzu mogą wracać na powierzchnię; w ten sposób k. pobiera substancje z otoczenia (fagozytoza i pinocytoza) lub je wydala (egzocytoza). Cytoplazma k. eukariotycznych zawiera wiele rodzajów organelli zbud. z błon lub otoczonych błonami; najbardziej rozległa jest siateczka śródplazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne) ? sieć błonowych kanalików przenikających cytoplazmę, która prawdopodobnie pełni rolę w transporcie substancji wewnątrz k.; połączony z nią aparat Golgiego jest ośr. biosyntezy nowych błon, skąd są one przenoszone do miejsc przeznaczenia; różnych rozmiarów pęcherzyki błonowe zawieszone lub wędrujące w cytoplazmie k. zwierzęcych, młodych k. roślinnych i u pierwotniaków są ogólnie nazywane wakuolami; wśród nich lizosomy zawierają enzymy trawienne; wyłącznie dojrzałe k. roślinne mogą mieć olbrzymią wakuolę centr., która wypełnia je prawie całkowicie (cytoplazma jest w nich rozłożona cienką warstwą pod błoną powierzchniową); wysokie stężenie jonów w soku komórkowym wakuoli centr. wytwarza ciśnienie osmotyczne, które podtrzymuje turgor k. i tkanek roślinnych. W k. eukariotycznych centrami transformacji energii i jej akumulacji w ATP są mitochondria zbud. z 2 warstw błon; ich silnie rozbud. i sfałdowana błona wewn. jest wysoko wyspecjalizowana: zawiera ona specyficzne przenośniki różnych jonów i cząsteczek oraz kompleksy enzymów oddechowych; k. roślinne zawierają niewiele mitochondriów, charakteryzują się natomiast obecnością plastydów, szczególnie chloroplastów, w których zachodzi fotosynteza; chloroplasty są także otoczone podwójną błoną, a ich błony wewn. są wyposażone w enzymy. System błon i błonowych organelli dzieli obszar cytoplazmy na przedziały, których wzajemne kontakty są kontrolowane; dzięki temu w k. mogą jednocześnie przebiegać reakcje chem. wykluczające się nawzajem lub wymagające różnych warunków, a produkty reakcji są oddzielane od materiałów wyjściowych oraz mogą być przenoszone w inne miejsca. K. eukariotyczne zawierają cytoszkielet zbud. z polimerów białek fibrylarnych (gł. tubuliny i/lub aktyny) tworzących sieci podbłonowe oraz wiązki włókien; tubulina tworzy mikrotubule, które stabilizują kształt k. i transportują pęcherzyki błonowe w cytoplazmie; współdziałanie aktyny z miozyną jest podstawą ruchów opartych na kurczliwości: funkcjonowania mięśni oraz migracji k. pierwotniaków i k. zwierzęcych. Do ruchów migracyjnych są zdolne w dorosłym organizmie zwierzęcym k. układu odpornościowego wędrujące ku ogniskom zapalnym oraz k. tkanek łącznych i nabłonkowych, szczególnie w toku ich naprawy; ruchliwe stają się także k. nowotworowe, co przyczynia się do powstawania przerzutów; migracje k. są powsz. w embriogenezie zwierząt; k. roślinne są niezdolne do ruchu; w trakcie rozwoju i wzrostu rośliny k. zostają na stałe tam, gdzie zostały wytworzone z tkanki twórczej (merystemu). K. prokariotyczne są pozbawione wewn. organelli błonowych i cytoszkieletu, a większość enzymów i in. składników ich maszynerii metabolicznej jest ulokowana w błonie komórkowej, a więc na granicy środowiska zewn. i wewnętrznego. Jądro kontroluje budowę i funkcjonowanie całej k., kierując syntezą wszelkich obecnych w niej białek; w obłonionym jądrze k. eukariotycznych znajdują się chromosomy zawierające DNA, w którym jest zapisana informacja genet. (geny); sekwencja danego genu jest kopiowana do innego kwasu nukleinowego (RNA przekaźnikowego), który niesie ten wzorzec poza jądro do rybosomów; w rybosomach następuje synteza tego białka, które odpowiada przyniesionemu wzorcowi. Przed podziałem komórkowym (mitozą) w jądrze zachodzi podwojenie liczby chromosomów, co tworzy 2 identyczne zestawy informacji genet. (genomy) dla obu k. potomnych; rozdział genomów (kariokineza) następuje zawsze wskutek ruchu chromosomów wzdłuż mikrotubul; cytokineza w k. pierwotniaków i k. zwierzęcych polega na przewężeniu i rozdzieleniu ich przez pierścień kurczliwy (zbud. gł. z aktyny); w k. roślinnych mikrotubule i pęcherzyki błonowe budują przegrodę międzykomórkową; wszystkie k. jednego osobnika otrzymują i przekazują w toku podziałów taki sam kompletny genom, ale nie wszystkie geny są zawsze czynne; na kolejnych etapach rozwoju, w rozmaitych tkankach oraz w odpowiedzi na sygnały spoza k., dochodzi do ekspresji jednych genów, a wstrzymania ekspresji innych, co prowadzi do zróżnicowania komórek. Tkanki Tkanki zwierzęce, zespół komórek wywodzących się z jednego listka zarodkowego, mających jednolity charakter i spełniających w organizmie specyficzne funkcje. Wśród tkanek zwierzęcych wyróżniamy: 1) tkankę nabłonkową (pokrywową, zmysłową, gruczołową i rozrodczą), 2) tkankę nerwową, 3) tkankę mięśniową (gładką, prążkowaną i sercową), 4) tkankę łączną (stałą: tkanka zarodkowa, tkanka łączna właściwa, tkanka kostna, tkanka chrzęstna, tkanka krwiotwórcza i płynną: krew i chłonka) 5) tkankę glejową. Tkanka nabłonkowa, nabłonek, tkanka zwierzęca, najbardziej pierwotna tkanka organizmu, stanowi pokrycie ciała, wyściela narządy wewnętrzne i ściany jamy ciała. Zbudowana jest ze ściśle przylegających komórek, pozbawiona przestworów i substancji międzykomórkowej. Wyróżniamy: 1) Nabłonek jednowarstwowy - występujący u bezkręgowców i strunowców oraz nabłonek wielowarstwowy charakteryzujący wyłącznie zwierzęta strunowe. 2) Ze względu na kształt, tkanka nabłonkowa dzieli się na: a) nabłonek płaski (pokrywa powierzchnię skóry i wyściela początkowy i końcowy odcinek układu pokarmowego), b) nabłonek sześcienny (wyściela drogi moczowe, układ moczowy), c) nabłonek cylindryczny (wyściela żołądek i jelita, a także drogi oddechowe, układ oddechowy), 3) Ze względu na pełnione funkcje wyróżniamy: a) nabłonek powierzchniowy (pokrywający powierzchnię ciała i wyścielający jamy ciała), b) nabłonek gruczołowy (przystosowany do wytwarzania i wydzielania różnych substancji, gruczoły), c) nabłonek zmysłowy (uczestniczący w budowie narządów zmysłowych: węchu, słuchu, wzroku, smaku), d) nabłonek rozrodczy (stanowiący część składową gonad, układ rozrodczy Tkanka nerwowa, tkanka zwierzęca powstała z ektodermy (listki zarodkowe), jej zadaniem jest przyjmowanie bodźców nerwowych, a następnie przewodzenie ich w postaci impulsów. Jej podstawową jednostką strukturalną jest neuron- zbudowany z ciała komórki(perikarionu), oraz dwóch rodzajów wypustek nerwowych za pomocą których komórki nerwowe kontaktują się ze sobą: licznych dendrytów - przyjmujących impulsy - i jednego neurytu (aksonu) - przekazującego impulsy do następnego neuronu lub narządu końcowego (zakończenia nerwowe). Wypustki komórek nerwowych mogą tworzyć włókna nerwowe, osłonięte często dwiema osłonkami: wewnętrzną - mielinową i zewnętrzną - osłonką Schwanna. Osłonki te stanowią izolację elektryczną włókna nerwowego, połączenia między wypustkami komórek nerwowych noszą nazwę synaps Tkanka mięśniowa, tkanka zwierzęca zbudowana z wydłużonych cylindrycznych lub wrzecionowatych komórek mięśniowych, zawierających kurczliwe włókienka mięśniowe zwane miofibrylami. Miofibryle zbudowane są z dwóch głównych białek - aktyny i miozyny, dzięki którym tkanka mięśniowa może kurczyć się i rozkurczać, umożliwiając wszelkie ruchy zwierząt. Ze względu na budowę wyróżnia się: 1) tkankę mięśniową gładką - zbudowaną ze ściśle ułożonych, jednojądrowych komórek kształtu wrzecionowatego, występującą w narządach układu pokarmowego, oddechowego, moczowego, rozrodczego (macica, pochwa, jajowody) oraz w niektórych innych organach wewnętrznych (np.: mięśniach poruszających gałką oczną, naczyniach krwionośnych) 2) tkankę mięśniową poprzecznie prążkowaną - zbudowana z włókien wielojądrowych, wykazujących charakterystyczne prążkowania widoczne pod mikroskopem, zbudowane są z niej mięśnie szkieletowe, 3) tkankę sercową - zbudowaną z wielojądrowych włókien prążkowanych, tworzących rozgałęzienia łączące się z sąsiednimi włóknami (mięsień sercowy, serce). Tkanka łączna, tkanka zwierzęca, której cechą jest obecność obfitej substancji międzykomórkowej i stosunkowo rzadko rozsianych w niej elementów komórkowych, jej zadaniem jest przede wszystkim łączenie i powiązanie innych tkanek, utrzymywanie kontaktu między nimi i transport wewnątrz organizmu. Wyróżnia się kilka rodzajów tkanki łącznej: 1) tkanka łączna właściwa - dzieląca się na: a) tkankę wiotką znajdującą się np. w skórze właściwej b) tkankę zbitą, budującą przede wszystkim więzadła i ścięgna, c) tkankę siateczkową d) tkankę tłuszczowę - zbudowaną z komórek o kulistym kształcie, gromadzących tłuszcze. 2) tkanka łączna chrzęstna(szklista, włóknista, sprężysta) - tworząca elementy szkieletowe, zbudowana z komórek zwanych chondrocytami. 3) tkanka łączna kostna(zbita, gąbczasta) - tworząca szkielet u większości kręgowców, charakteryzująca się dużą twardością i odpornością, zbudowana z komórek zwanych osteocytami. 4) tkanka zarodkowa (mezenchymatyczna, galaretowata). 5) tkanka krwiotwórcza (mieloidalna, limfatyczna). 6) krew i chłonka. Tkanka glejowa, specjalna tkanka zwierzęca powstała z mezodermy (listki zarodkowe), zbudowana z nienerwowych komórek gwiaździstych, otaczających akson wewnątrz ośrodkowego układu nerwowego. Jej funkcją jest przede wszystkim ochrona tkanki nerwowej i zaopatrywanie jej w substancje odżywcze (np. glukozę). Nowotworami wywodzącymi się z tkanki glejowej są glejaki. W zależności od wielkości komórek glejowych, ich pochodzenia i charakteru wypustek nerwowych rozróżniamy następujące rodzaje tkanki glejowej: 1) glej wielokomórkowy - zbudowany z astrocytów - dużych komórek gwieździstych - które pełnią funkcje podporowe i pośredniczą w odżywianiu komórek i włókien nerwowych, 2) glej drobnokomórkowy, którego komórki mają zdolność poruszania się i fagocytozy, co pozwala na pełnienie funkcji regeneracyjnej, 3) glej skąpokomórkowy - pełni rolę odżywczą w stosunku do komórek nerwowych (neuron), buduje osłonkę mielinową włókien nerwowych, 4) glej nabłonkowy - zbudowany jest z komórek wyścielających korę mózgową od wewnątrz Pantofelek Pantofelek (Paramecium), pierwotniak z rodzaju zaliczanego do typu orzęsków, charakteryzujący się wydłużonym ciałem o asymetrycznym kształcie przypominającym obrys ludzkiej stopy. Pantofelki osiągają długość ciała 0,05-0,3 mm. Pokryte są rzędami rzęsek, których ruchy umożliwiają im poruszanie się w określonym kierunku, jak również zdobywanie pokarmu. Z boku ciała pantofelka znajduje się prowadzący do cystostomu perystom - tworzy on zagłębienie ciała powodujące jego asymetrię. Pokarm pobrany tą drogą trawiony jest przez poruszające się w cytoplazmie wodniczki pokarmowe (wodniczki), nie strawione resztki wydalane są przez otwór zwany cytopyge. Pożywienie pantofelka stanowią bakterie. W przedniej i tylnej części ciała pantofelka znajdują się wodniczki tętniące, które poprzez układ 5 promieniście ułożonych kanalików wydalają wodę z komórki. Pantofelki są pospolicie spotykane w niewielkich zbiornikach słodkowodnych całej kuli ziemskiej. Znanych jest kilka gatunków, spośród których m.in. Paramecium caudatum ze względu na łatwość hodowli jest obiektem badań naukowych np. z zakresu genetyki, etologii i fizjologii. W cytoplazmie pantofelka Paramecium bursaria stwierdzono obecność glonów jednokomórkowych, które przeprowadzają proces fotosyntezy.