Porównanie komórki roślinnej i zwierzęcej na podstawie ich funkcji

Komórka jest podstawowym elementem strukturalnym i funkcjonalnym organizmów żywych. Jako pierwsze powstały małe, bez jądrowe komórki prokariotyczne, reprezentowane współcześnie przez bakterie. Komórki te charakteryzują się bardzo prostą budową i są około 10 razy mniejsze od komórek eukariotycznych (tych z jądrem). Niektóre rośliny i zwierzęta są jednokomórkowe, ale większość tworzą miliony komórek. Każda komórka jest mikroskopijną "fabryką", zawiera ona wszystkie związki chemiczne i struktury, których potrzebuje do pełnienia swojej roli w organizmie. Każdą z nich tworzy niewielka ilość galaretowatej substancji - PROTOPLAZMY - otoczonej błoną. Wszystkie komórki wytworzyły specyficzną barierę chroniącą je przed negatywnym wpływem środowiska - BŁONĘ KOMÓRKOWĄ - zbudowaną z białek i lipidów. Przez błonę cytoplazmatyczną może przenikać woda i związki chemiczne co umożliwia sąsiadującym ze sobą komórkom przekazywanie sobie substancji. Błona komórkowa występuje zarówno u zwierząt, jak i u roślin. U zwierząt na powierzchni błony występują przyłączone do niektórych białek reszty węglowodanowe, tzw. glikokaliks. Chronią one błonę przed enzymami trawiennymi, np. w jelitach, oraz pozwalają układowi odpornościowemu na odróżnienie komórek własnego organizmu od ciał obcych. Błona komórkowa nie jest strukturą statyczną, ulega ona ciągłym zmianom i przebudowom. Komórkę roślinną dodatkowo otacza gruba ŚCIANA KOMÓRKOWA, której nie posiadają komórki zwierzęce. Nadaje kształt komórce. Zbudowana jest z PEKTYNY i CELULOZY. Cząstki celulozy tworzą charakterystyczne łańcuchy, które nadają ścianie komórkowej określoną strukturę. Między nimi występuje woda i pektyna. Łańcuchy celulozowe tworzą wyższą jednostkę strukturalną zwaną MIKROFIBRYLLĄ.

W skład ściany komórkowej wchodzą 3 warstwy:
- Ściana pierwotna
- Ściana wtórna
- Blaszka środkowa

Ściana komórkowa w zależności od warunków środowiska i typu rośliny podlega pewnym modyfikacjom. Dzięki temu wyróżniamy ściany komórkowe:
- Zdrewniałe
- Skorkowaciałe
- Skutynizowane
- Zwoskowaciałe
- Zmineralizowane
- Ześluzowaciałe

Wszystkie komórki (pomijając martwe komórki, np. komórki tworzące ksylem) zawierają cytoplazmę będącą swoistym środowiskiem wewnątrzkomórkowym.CYTOPLAZMA jest roztworem białek (np. enzymatycznych, strukturalnych), lipidów i cukrów, jonów (np. Na+, Mg2+, K+, P+), kwasów tłuszczowych oraz innych związków, w którym woda stanowi fazę rozpuszczającą. Cytoplazma fizycznie jest ciągliwą, lepka, elastyczna, galaretowata masa mająca charakter koloidu. Znajduje się ona w nieustannym ruchu. W cytoplazmie występują różne struktury zwane organellami cytoplazmatycznymi (komórkowymi). W jej obrębie znajdują się także włókniste struktury białkowe: mikrofilamenty i mikrotubule. Mikrofilamenty są to włókienka długości 5-16 nm, zbudowane z aktyny lub z miozyny. Posiadają zdolność kurczenia się, na przykład w mięśniach, a także odgrywają istotną rolę w ruchach cytoplazmy, a nawet całych komórek, na przykład ameba. Mikrotubule to proste rureczki długości 5 – 30 nm, zbudowane z białka tubuliny. Odgrywają zasadniczą rolę w czasie podziałów komórki, tworząc wrzeciono podziałowe. Biorą także udział w ruchu cytoplazmy i stanowią sztywny element mikroszkieletu cytoplazmatycznego. Najważniejsze z organelli komórkowych występujące w komórkach roślinnych i zwierzęcych, odgrywające decydującą rolę w przekazywaniu cech dziedzicznych i przebiegu przemiany materii to JĄDRO KOMÓRKOWE. Otoczone jest podwójną błoną jądrową, zaopatrzoną w pory zapewniające kontakt z treścią komórki, w środku wypełnione jest nukleoplazmą (karioplazmą), w której wyróżnić można chromatynę, będącą siedliskiem informacji genetycznej (kwasy nukleinowe), jąderko i sok jądrowy (kariolimfa). Główne procesy zachodzące w jądrze komórkowym to samopowielanie DNA (replikacja DNA) zawartego w chromatynie oraz przekazywanie informacji genetycznej na RNA (transkrypcja). Bardzo istotnym elementem jądra komórkowego jest chromatyna, rozmieszczona w kariolimfie w postaci delikatnej, splątanej niteczki. W trakcie podziału jądra chromatyna organizuje się w struktury zwane chromosomami. Kolejnym ważnym organellum komórkowym jest MITOCHONDRIUM, ponieważ to centrum energetyczne komórki, w którym zachodzi utlenianie biologiczne. Występuje zarówno w komórkach zwierzęcych jak i roślinnych. Zawiera własne DNA i RNA w związku z czym należy do autonomicznych organelli komórki. Oprócz kwasów nukleinowych występują tu białka, lipidy i cukry. Wymiary mitochondrium są bardzo niewielkie, wahają się od 0,5 do 3 mm. Najwięcej mitochondriów znajduje się w tych narządach, w których zapotrzebowanie energetyczne jest największe, na przykład komórki mięśnia sercowego zawierają bardzo dużo mitochondriów, natomiast komórki tkanki tłuszczowej mało. Największą liczbę mitochondriów znaleziono u ameby – 500 tysięcy, natomiast najmniejszą w plemniku – 23. Utrzymywanie turgoru, czyli jędrności - stanu napięcia komórki, przechowywanie substancji zapasowych, gromadzenie wydalin i wydzielin, a także przechowywanie substancji toksycznych to podstawowe funkcje WAKUOLI. Jest ona organem, który występuje w obu komórkach, jednak w każdej z nich różni się trochę budową, ilością i funkcjami. W komórkach zwierzęcych występuje wiele małych wodniczek (wakuol), natomiast w roślinnych jedna lub kilka dużych. Wodniczki powstają z różnych struktur błoniastych w komórce, między innymi z błon siateczki śródplazmatycznej, struktur Golgiego, w komórkach roślinnych powstają przez podział dużych wakuoli na mniejsze. Wodniczka, podobnie jak ściana komórkowa zaliczana jest do martwych składników komórki. Wakuola jest to wydzielona przestrzeń w cytoplazmie wypełniona sokiem komórkowym (wakuolarnym), zawierającym przede wszystkim wodę, a także wiązki nieorganiczne, jak np. sole, związki organiczne jak np. cukry i aminokwasy, barwniki antocyjany i flawony nadające barwę kwiatom, garbniki (związki organiczne wykorzystywane do garbowania skóry), alkaloidy (związki nadające gorzki i cierpki smak). Otoczona jest pojedynczą błoną lipidowo-białkową, tzw. tonoplastem. W komórkach roślinnych znajduja się PLASTYDY, są to autonomiczne organelle o podwójnej błonie lipidowo – białkowej znajdujące się w cytoplazmie. Pełnią podstawowe funkcje metaboliczne. Wyróżniamy ciałka barwne: chloroplasty (zawieraja chlorofil nadający zielona barwe liściom, łodygom), chromoplasty (bogate barwniki karoteinowe nadające barwę pomarańczowo-czerwoną owocom pomidora, marchwi, róży; zawieraja ksantofil nadający żółtą barwę ziarnom zbóż, kwiatom słonecznika) i ciałka bezbarwne tzw. leukoplasty. kmórkach zwierzęcych natomiast występują CENTRIOLE (bardzo rzadko w komórkach roślinnych, wcale nie wsytępuję w komórkach roślin wyższych). Są to cylindryczne twory, zbudowane z 9 zespołów mikrotubul. Biorą udział w wytwarzaniu wici i rzęsek oraz tworzeniu się wrzeciona podziałowego (najnowsze badania wskazują, że centriole determinują jedynie położenie wrzeciona podziałowego, nie biorąc bezpośrednio udziału w jego tworzeniu). Podczas podziału komórki dookoła nich powstaje kulista centrosfera z odchodzącymi od niej promieniście włókienkami i w ten sposób tworzy się tzw. centrosom, czyli śródciałko (centrum komórkowe). Kolejnym organellum, które posiada i komórka zwierzęca i roślinna jest RETIKULUM ENDOPLAZMATYCZNE (ER) zwane również siateczką śródplazmatyczną. Jest to błoniasty system kanalików, pęcherzyków lub cystern biorących udział w transporcie wewnątrzkomórkowym różnych substancji, w syntezie białek (retikulum szorstkie - posiada rybosomy), izolacji przeciwstawnych procesów metabolicznych zachodzących w różnych obszarach cytoplazmy, w przemianach węglowodanowych, lipidowych (retikulum gładkie - nie posiada rybosomów) oraz w obronie przed toksycznym działaniem związków chemicznych, np. leków. APARAT GOLGIEGO to kolejny organ wspólny i dowodzący podobieństwa komórek roślinnej do zwierzęcej. Ma postać błoniastych struktur (struktury Golgiego), od których oddzielają się małe pęcherzyki lub wakuole wypełnione produktami komórkowymi, zlokalizowanych zwykle w pobliżu jądra komórki. Aparat Golgiego gromadzi produkty białkowe przed wydzieleniem na zewnątrz komórki. W komórkach zwierzęcych w aparacie Golgiego zachodzi kondensacja produktów syntezy cząsteczek białkowo-cukrowych przebiegającej w retikulum endoplazmatycznym. W komórkach roślinnych aparat Golgiego uczestniczy w tworzeniu niektórych węglowodanów, np. celulozy, służących do budowy ścian komórkowych. Aparat Golgiego pozostaje w ścisłym związku z retikulum endoplazmatycznym, lizosomami oraz plazmolemą. Również w obu komórkach, tj. i roślinnej i zwierzęcej występują LIZOSOMY. Są to drobne pęcherzyki wytwarzane w aparacie Golgiego. Otoczone pojedynczą błona o wymiarach od jednego do kilku mikrometrów, zawierają w swoim wnętrzu ok. 20 enzymów hydrolitycznych, które uaktywniają się w środowisku kwaśnym. Ze względu na różnice biochemiczne u roślin lizosomy noszą nazwę sferosomów.

Komórki roślinna i zwierzęca z pewnością nie są takie same, jednak dzięki różnicom jakie występują między nimi każda z komórek jest odpowiednio przystosowana do funkcjonowania w środowisku w jakim żyje.

Zgodnie z teorią Lwoffa dotyczącą jedności wszystkich organizmów na poziomie komórkowym, możemy stwierdzić, że podstawowe składniki komórki takie jak jądro, wakuole i mitochondrium występują w obu tych eucayrotach. Podobnie jest z funkcjami, gdyż podstawowy metabolizm i czynności życiowe są w nich takie same. Także, jak twierdził Lwoff, wszystkie komórki składają się z tych samych, podstawowych makromolekuł, a te zaś składają się z takich samych jednostek niższego rzędu.