Zadanie 6. (0–1)AI

W tym zadaniu punktowane jest wskazanie mitochondrium (1) oraz jądra komórkowego (4) – to jedyne struktury komórki zwierzęcej otoczone dwiema oddzielnymi błonami lipidowo-białkowymi. (Uwaga: w przytoczonym schemacie punktowania widać wklejony fragment z innego zadania, dotyczący denaturacji amylazy ślinowej pod wpływem wysokiej temperatury – nie ma on związku z polecaniem o organellach.)

Sens biologiczny podwójnej otoczki jest w obu przypadkach inny. Otoczka jądrowa to w istocie spłaszczony zbiornik będący ciągłością siateczki endoplazmatycznej: jej błona zewnętrzna przechodzi w błony ER i bywa opłaszczona rybosomami, a przestrzeń perinuklearna łączy się ze światłem siateczki. Otoczka jest przerwana porami jądrowymi z kompleksami porowymi, które kontrolują wybiórczy transport (import białek z sygnałem NLS, eksport mRNA i podjednostek rybosomów), a od strony nukleoplazmy podpiera ją blaszka jądrowa z lamin, rozkładana i odtwarzana podczas mitozy. Mitochondrium natomiast ma dwie błony o zupełnie odmiennym pochodzeniu i właściwościach: zewnętrzna jest przepuszczalna dzięki porynom, wewnętrzna – silnie pofałdowana w grzebienie, bogata w kardiolipinę, praktycznie nieprzepuszczalna dla jonów i wyposażona w specyficzne przenośniki oraz kompleksy łańcucha oddechowego i syntazę ATP. Ta szczelność jest warunkiem utrzymania gradientu protonowego i chemiosmotycznej syntezy ATP – gdyby błona wewnętrzna przeciekała, energia rozpraszałaby się jako ciepło (tak działa termogenina w brunatnej tkance tłuszczowej).

Najczęstsze błędy uczniów to wskazywanie siateczki endoplazmatycznej, aparatu Golgiego, lizosomów, pęcherzyków czy wakuoli – wszystkie te struktury ograniczone są tylko jedną błoną. Błędem jest też podawanie rybosomów, centriol, cytoszkieletu (struktury bezbłonowe) oraz mylenie „dwóch błon” z „podwójną warstwą lipidową”, którą ma każda błona biologiczna – to typowa pułapka terminologiczna. Zdarza się również dopisywanie chloroplastu, którego w komórce zwierzęcej nie ma. Warto pamiętać, że polecenie wymaga jednocześnie numeru i nazwy – brak jednego elementu odbiera punkt, a wypisanie więcej niż dwóch struktur (na zasadzie „może trafię”) skutkuje zwykle utratą punktu.

Zagadnienie łączy się z teorią endosymbiozy: dwubłonowa budowa mitochondriów i plastydów, ich własny kolisty DNA, rybosomy typu prokariotycznego, samodzielne podziały oraz wrażliwość na antybiotyki bakteryjne wskazują na pochodzenie od pochłoniętych bakterii – wewnętrzna błona odpowiada błonie komórkowej symbionta, zewnętrzna wywodzi się z błony pęcherzyka fagocytarnego gospodarza. Stąd dalsze powiązania: dziedziczenie pozajądrowe (matczyne) i choroby mitochondrialne, rola mitochondriów w apoptozie (uwalnianie cytochromu c), a w kontekście jądra – regulacja ekspresji genów przez kontrolę transportu czynników transkrypcyjnych oraz zmiany otoczki jądrowej w cyklu komórkowym. Przy powtarzaniu warto mieć gotową klasyfikację: bezbłonowe (rybosomy, centriole, cytoszkielet, jąderko), jednobłonowe (ER, aparat Golgiego, lizosomy, peroksysomy, wakuola) i dwubłonowe (jądro, mitochondrium, plastydy).