Buňka 1

BUŇKA PROKARIOTICKÁ

• vznik před 3,6 – 3,8 mld let

Stavba:

• protoplast = celý živý obsah buňky
• biogenní prvky – C,O,N,H,S,P
• jaderná hmota, ribozómy, cytoplazmatická membrána, buněčná stěna, slizový obal

Cytoplazma – je viskózní, koncentrovaný roztok mnoha malých i velkých molekul, vyplňuje prostor buňky

Jaderná hmota ( nulkeoid) – jediná do kruhu stočená šroubovice DNA , je jediným chromozomem

• jsou zde ribozómy – v klidovém stadiu několik set, v rostoucím až 30000

Cytoplazmatická membrána – izoluje vnitřní prostředí buňky od vnějšího, má polopropustné vlastnosti

Buněčná stěna – tuhý obal, uděluje buňce tvar a chrání ji před vlivy vnějšího prostředí

BUŇKA EUKARIOTICKÁ

= buňka živočivhů, rostlin a hub

Cytologie = nauka o buňce

CHEMICKÉ SLOŽENÍ BUNĚK

Funkce:

1. Konstrukční ( stavební)
   • bílkoviny, lipidy, polysacharidy
2. Metabolická
   • uskutečňují a regulují chemické procesy : AK, NK, biokatalizátory
3. Provozní
   • v buňce zpracovány a slouží zejména jako zdroj energie – cukry, tuky

Zastoupení chem. sloučenin:

b. živočišná – b. rostlinná

H O 60% – 75%

Min. látky 4% – 2%

Org. látky 36% – 23%

Z toho bílkoviny 18% – 4%

NK 1% – 1%

Tuky 11% – 1%

Cukry 6% – 17%

H O funkce:

• rozpouštědlo
• chem. Prostředí
• tvar buněk, tepelný vodič
• aktivátor různých chemických reakcí
• transport látek

Min. látky:

• prvky, které jsou v buňce, jsou prvky BIOGENNÍ = nezbytné pro život
• makrobiogenní – C,N,O,H,S,P
• mikrobiogenní – Mg, Fe, Na, K, Ca
• stopové prvky – Cu, Mn, Co, B

Bílkoviny:

složeny z AMK – spojeny peptidickou vazbou ( C, O, N, H) – peptidický řetězec

funkce: stavební, jsou základem enzymů, hormonů ( působí jako biokatalyzátory), protilátek

NK:

• DNA, RNA

základní jednotka ( složeny) NUKLEOTID – hydrogen fosf, cukr, dusíkatá báze

polynukleotidový řetězec – DNA – 2, RNA – 1

Funkce:

• RNA – syntéza bílkovin ( určije řazení)
  • tvoří se v jadérku as je v cytoplazmě a v ribozómech

• DNA – řídící, dědičná
  • je zejména v jádře, v plastidech, mitochondriích i volně v cytoplazmě

Lipidy:

estery vyšších mastných kyselin a glycerolu

Funkce:

• zásoba energie ( zdroj)
• stavební – fosfolipidy jsou součástí biomembrán
• součástí některých důležitých látek např.: STEROIDY ( hormony, vitamín D)

  barviva – karoteny, xantofyly

  vosků

  LANOLIN ( v ovčí vlně)

Cukry – sacharidy:

sloučeniny H O:

• monosacharidy – glukóza – zdroj energie
• oligosacharidy – škrob, glykogen – zásobní zdroj energie
• polysacharidy – celulóza, chitin, pektin – stavební funkce

STRAVBA EUKARIOTICKÉ BUŇKY

většinou mokroskopické

velké – vaječná buňka ptáků, nervová buňka – výběžky až 1m

obecná stavba: – obaly

• cytoplazma
  • organely
  • inkluze
  • vakuoly

CYTOPLAZMA

Složení:

• H O – 85 – 95%
• min. látky
• org. látky – bílkoviny, enzymy, cukrym tuky, barviva
• je u všech buněk

= koloidní roztok bílkovin

C

• GRANULOPLAZMA – zrnitá, kolem jádra
• HYALOPLAZMA – bezbarvá, celistvá, pod povrchem

CYTOSOL = CYTOPLAZMA

Funkce:

1. v cytoplazmě jsou uloženy všechny organely – prostředí pro organely
2. cytoplazma je v pohybu, umožňuje transport látek a pohyb organel
3. u některých buněk umožňuje ameboidní pohyb ( měňavka, bílé krvinky)
4. probíhají v ní důležité metabolické pochody ( přítomnost enzymů)

CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA

• není vůči cytoplazmě ohraničená – plynulý přechod
• je u všech buněk, je polotekutá
• polopropustná – propouští H O

Stavba: – patří mezi tzv- JEDNOTKOVÉ MEMBRÁNY ( někt. organely)

• bílkovinná vrstva není jednolitá – póry
• na povrchu buněk, které nemají buň. stěnu jsou různé GLYKOPROTEINY, jejichž cukerná složka vytváří vrstvu GLYKOKALIX – obsahuje receptory, jimiž buňka přijímá informace

Funkce:

• ochranná
• řídí průchod látek
• vytváří osmotickou bariéru buňky – je zodpovědná za osmotické jevy v buňce

BUNĚČNÁ STĚNA

• je pouze u buněk rostlin a hub

Funkce: ochrana, obal, udává tvar buňky

Složení buněčné stěny rostlinných buněk:

• celulóza ( zpočátku jen z celulózy), později tloustne

do vrstev se ukládají – min. látky = INKRUSTACE

• organické látky = IMPREGNACE : hemicelulózy, lignin ( dřevo stromů) , pektin

( plody ovoce) , kutin ( vosky)

• buněčná stěna tloustne nerovnoměrně
• PLAZMODEZMY – cytoplazmatická vlákna, spojují protoplazmu sousedních buněk
• buněčná stěna buněk hub je tvořena chininem

BUNĚČNÉ ORGANELY

• živé části buněk

2 typy: MEMBRÁNOVÉ – tvořeny jednotkovými membránami ( na povrch membrán se váží enzym. komplexy – funkční jev na membráně)

FIBRILÁRNÍ ( vláknité) – tvořeny vlákny bílkovin

MEMBRÁNOVÉ ORGANELY

MITOCHONDRIE

• pohyblivé organely – mění polohu a tvar

Stavba: tvořeny dvěma jednotkovými ( plazmatickými) membránami

Vnější membrána – propustná pro všechny mol. urč. velikosti – jeto umožněno kanálky v lipidové dvojvrstvě

Vnitřní membrána – selektivně propustná

• enzymatické komplexy – potřebné k oxidativní fosforizaci ( místem přenosu) , ATP syntéza, transportní proteiny
  • je nejdůležitější v mitochondrii
• tvoří krysty a tím se zvětšuje plocha mitochondrie

Funkce:

• elektrárna buňky – vyrábí energii = buněčné dýchání

= oxidace org. látek – hlavně oxidace glukózy

+ chem. Energie, nelze buňkou využít, okládá se do makroergních fosfátových vazeb ADENOZINTRIFOSFÁTU (ATP) a ADENOZINDIFOSFÁTU ( ADP) přijme energii -) ATP, když buňka potřebuje energii, rozštěpením ATP na ADP ji získá.

K rozkladu glukózy může dojít i anaerobně, tvoří se méňe energie na tzv. kyslíkový dluh

ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM ( ER )

• je to soustava váčků, plochých cisteren a kanálků, je napojeno na jadernou membránu, která během dělení buňky přechází do ER, po rozdělení se z ER znovu vytváří.

ER – drsné ( s ribozomy)

hladké ( bez ribozomu)

Funkce: drsné – syntéza bílkovin

hladké – syntéza tuků a cukrů

• nejrozsáhlejší systém
• bílkoviny, syntetizované na ribozómech vstupují do váčků, kanálků ER a jsou tam upravovány, kontroluje kvalitu proteinu

Proteiny z ER jdou do

GOLGIHO APARATU ( GA )

• je to soustava cisteren, váčků a kanálků

Funkce:

1. Postsyntetická úprava bílkovin z ER ( např.: tvorba hormonů)
2. Syntéza polysacharidů – materiálu buněčné stěny rostlinných buněk

3)Extreční – rozvod mimo buňku ( výdej jiným buňkám)

LYSOZOMY

• 40 enzymů ve váčcích
• jen u živočišných buněk a u buněk hub
• jsou to kulovité váčky s enzymy
• vznikají oddělením z ER nebo GA

Funkce:

1. účast na buněčném trávení – rozklad látek
2. trávení vlastních buněčných struktur ( přestárlé, poškozené)
3. po smrti buňky umožní její rozklad

• nejsou v rostlinných buňkách – zde jsou nahrazeny vakuolami

PLASTIDY

• jsou pouze v rostlinných buňkách

1. LEUKOPLASTY – neobsahují žádná barviva, jsou v podzemních částech rostlin

   funkce:- zásobní, hromadí se v nich zásobní látky – škrobová zrna

2. CHROMOPLASTY – obsahují oranžová, červená a žlutá barviva – XANTOFYLY ( do žluta)
   • KAROTEINY ( do červena)
   • hlavně v plodech, květech, kořenech
   • při fotosyntéze zachycují světelný elektron
3. CHLOROPLASTY – zelené barvivo chlorofyl, jsou v zelených částech rostlin
   • funkce.: FOTOSYNTEZA

JÁDRO ( nucleus, kargon)

• obvykle jedno, ale i více – mnohojaderné buňky
  • PLAZMODIA – vznikají opakovaným dělením jádra
  • SYNCITIA – splynutím buněk

Funkce: řídí činnost buňky ( metabolizmus), nositelem dědičné informace, účast na rozmnožování

Karyoplazma – obsahuje tzv. CHROMATIN ( je tvořen NK a bílkovinou)

– EUCHROMATIN ( rozptýlené) – částečně tvoří chromozómy

– HETEROCHROMATIN ( při dělení jádra se z něj tvoří chromozomy)

Jadérko = fibrilární organely ( vláknité)

Funkce: nejasná

FIBRILÁRNÍ ORGANELY

Patří sem:

CYTOSKELET

CENTROZOM

DĚLÍCÍ VŘETÉNKO

JADÉRKO

BRVY, ŘASINKY, BIČÍKY

CYTOSKELET

• prostorová síť bílkovinných vláken v cytoplezmě

Funkce: – opora, kostra buňky

– umožňuje pohyb cytoplazmy, změnu tvaru buňky

vlákna.:

1. MIKROTUBULY ( trubicovitá vlákna)

• tvořená bílkovinou – tubulín
• pod cytoplazmatickou membránou pod povrchem buňky

Funkce: umožňuje pohyb cytoplazmy, kostra, tvoří se z nich vlákna dělícího vřeténka

2. MIKROFILAMENTA

• tvořená bílkovinou – aktin

3. VLÁKNA PŘECHODNÁ ( INTERMEDIARNI FILAMENTA)

• tvořená bílkovinami pro každou buňku jiné ( speciální)

Funkce: tvoří kostru buňky

• stejná vlákna jako cytoskelet tvoří BIČÍKY a ŘASINKY (brvy), jejich základem jsou dvojice centrálních mikrotubulů + 9 dvojic mikrotubulů po obvodu – vše je obaleno membránou

CENTROZOM ( CYTOCENTRUM, DĚLÍCÍ TĚLÍSKO)

• uplatňuje se při dělení buňky
• pokud se buňka nedělí, nachází se v blízkosti jádra

tvořen: 2 centrioly

9 dvojic mikrotubulů v kruhu

• obaleno hustou cytoplazmou
• při dělení buňky se centrozom rozdělí, každý putuje na opačnou strany buňky, mezi nimi se tvoří dělící vřeténko -) u rostliných buněk se tvoří z plazmatických čepiček na pólech buňky

BUŇĚČNÉ INKLUZE

• neživé části buňky

= látky

• odpadní ( soli, pigmenty)
• zásobní ( bílkoviny, škrob, glykogen, kapky tuků)
• strukturní ( celulóza)

VAKUOLY

• u rostlinných buněk, u buněk hub, výjimečně u živočišných ( jsou specializované) např. u prvoků
• vakuoly v rostl. buňkách:

soubor vakuol= VAKUUM

vakuola:

• obal = tonoplast
• buněčná šťáva – voda, soli, krystalky, cukr ( důležitý v buňkách kořenového systému)
• ve vakuolách barviva, enzymy – funkce lysozomů
• v mladých buňkách více vakuol – malé, splívají v jednu – vyplní celou buňku, ostatní části zatlačeny k povrchu

ROZDÍLY MEZI ŽIVOČIŠNOU A ROSTLINOU BUŇKOU

1. u ŽB chybí buměčná stěna a plastidy
2. RB chybí lysozomy a dělící tělísko
3. jádro ŽB má více chromatinů
4. ŽB mívá povrchové organely
5. v ŽB mohutněji vyvinuto ER a GA
6. GA je mohutnější v okolí celého jádra, u RB často členěn na podjednotky – DIKTIOZOMY
7. u ŽB více mitochondrií

ROZMNOŽOVÁNÍ BUNĚK

3 typy dělení:

1. AMITÓZA – přímé dělení – vzniknou 2 dceřinné buňky
2. MITÓZA – nepřímé dělení

• součástí buněčného cyklu – cyklus od jednoho dělení buňky k druhému

G1 fáze – presyntetická

– zaujímá (30 – 40%)

– „ klidové období“ po mitóze

S fáze – syntetická fáze ( antefáze)

– zaujímá ( 30 – 50%) buměčného cyklu

– zdvojnásobí se DNA v jádře

G2 fáze – postsyntetická

– (10 – 20%)

– „ klidové období“ před mitózou

M fáze – mitóza

• 4 části – profáze, metafáze, anafáze, telofáze

CHROMOZÓM

• pentlicovitý vláknitý útvar, vzniká při mitóze v jádře
• v každé tělní somatické buňce je 2n chromozómů
• člověk má 46 chromozomů v každé buňce
• 2 ramena – podélně rozdělené na chromatidy
• CHROMONEMY – vlákna – rozlišujeme je podle barvitelnosti
  • EUCHROMATIN – EUCHROMATINOVÉ ÚSEKY – dobře barvitelné, obsahují DNA
  • HETEROCHROMATIN – -,,– – špatně barvitelné – RNA
• počet chromozomů je stálý pro určitý druh
• v somatických buňkách je diploidní počet chromozomů – 2n
• v pohlavních buňkách je haploidní počet chromozomů – n

MITÓZA

PROFÁZE

• nejprve dochází ke zvětšení buň. jádra, zvětšení cytocentra ( centrozomu)
• rozpad jadérek
• z chromatinové hmoty se tvoří dlouhé vláknité útvary, zkracují se -) CHROMOZOMY
• chromozomy se rozštěpí mezi chromatidami, ale v místě centromery zůstávají spojeny
  • končí rozpadem jaderné membrány

METAFÁZE

• seřazení chromozomů do EKVATORIALNI ROVINY – rovina kolmá na osu vřeténka
  • zachycení chromozomů trakčnímy vlákénky na vlákně dělícího vřeténka

ANAFÁZE

• chromozomy se rozdělí i v oblasti centromery
• dochází k rozestupu chromozomů k pólům buňky

TELOFÁZE

• dochází k rekonstrukci dceřiných buněk
• chromozómy se shlukují, rozplétají se, rozpadnou se na chromatin
• kolem se tvoří jaderná membrána jadérka
• rozpadne se dělící vřeténko -) vznik dvou dceřiných buněk se stejným počtem chromozomů, jako měla mateřská buňka
• tvoří se přepážka
• na konci telofáze se buňka rozdělí na 2 dceřinné

• při telofázi se buňka protahuje a tvoří se přepážka:

u ŽB – do středu buněk – CENTRIPETÁLNÍ RŮST

u RB od středu buněk – CENTRIFUGÁLNÍ RŮST

DĚLENÍ JADER = KARYOKINÉZE

DĚLENÍ BUNĚČNÉHO JÁDRA = CYTOKINEZE

začíná už před profází – buňka ztrácí povrchové organely – dostává kulový tvar

CHROMOZOMY

párové ( stejné) – HOMOLOGNÍ

různých párů – HETEROLOGNÍ

CROSSING OVER = možnost vyměnit si části nesesterských chromatid, tj. chromatid jednoho a druhého párového chromozómu

MEIOZA

• redukční dělení
• dochází k redukci chromozomů na 1/2 -) z buněk prapohlavních 2a vznikají buňky pohlavní n

PRVNÍ ZRACÍ DĚLENÍ

PROFÁZE I.

• rozpustí se jaderná membrána a jadérko
• chromozómy se stávají vyditelnými
• homologické chromozomy se přikládají svými centromerami k sobě = chromatidové tetrády

METAFÁZE I.

• tetrády se svými centromerami uspořádají v centrální rovině buňky

ANAFÁZE I.

• nastává oddělení tetrád
• zkracující se mikrotubuly dělícího vřeténka táhnou chromozomy k_opačným koncům buňky
• každý chromozom sestává ze dvou chromatid

TELOFÁZE I.

• mateřská buňka se rozdělí na dvě dceřiné haploidní buňky

DRUHÉ ZRACÍ DĚLENÍ

• klasická mitóza

• výsledkem meiozy jsou 4 kvalitativně odlišné haploidní buňky

DOPLNĚNÍ

za správné rozdělení chromozómů během mitózy je zodpovědné DĚLÍCÍ ( MITOTICKÉ ) VŘETÉNKO, tvořeno převážně mikrotubuly

na konci PROFÁZE se na každé centromeře vytváří dvě trakční vlákna ( KINETOCHORY) – směřují na opačné strany a na ně se naváží mikrotubuly dělícího vřeténka

za cytokinezi u ŽB je odpovědný KONTRAKTILNÍ PRSTENEC – AKTINOVÁ a MIOZINOVÁ vlákna – vzniká na konci mitózy pod plazmatickou membránou v ekvatoriální rovině buňky. Prstenec se stahuje a táhne plazmatickou membránu dovnitř.

za CYTOKINEZI u RB je zodpovědný FRAGMOPLAST – tvoří se ze zbytků mikrotubulů starého vřeténka, je základem buněčné stěny

k FRAGMOPLASTU jsou transportovány váčky s polysacharidy a glykoproteiny, zde se slévají =) buň. stěna roste, kolem ní se tvoří plazmatická membrána