Table of Contents
Prokaryotní a eukaryotní buňka
Nebuněčné a buněčné formy života
- Nebuněčné formy života
- viry
- viroidy
- priony
- Buněčné formy života
- prokaryotní
- eukaryotní
Všechny živé orgnismy se skládají z buněk.
- Oranismus dělení podle počtu buněk
- jenobuněčné
- mnohobuněčné
Prokaryota
- buněčné organismy tvořené prokaryotním typem buňky
- stavba buňky je jednodušší než u eukaryot
- genetická informace je nesena nepravým jádrem tzv. nukleoidem
- nemá vnitřní prostorové členění v podobě buněčných kompartmentů jako eukaryota - je tvořena jediným membránami neoddělovaným prostorem
- na povrchu buňky nad cytoplazmatickou membránou je buněčná stěna
Nukleoid
- prokaryotický chromozom tvořený většinou krohovou dsDNA, ojediněle lineární dsDNA
- není oddělen od vlastní cytoplazmy membránou
- nedělí se mitoticky, ale binárním - příčným dělením
- je složen z 60% z DNA, dále z proteinů a RNA
Plazmidy
- molekuly kruhové dsDNA vyskytující se v cytoplazmě
- obsahují geny (např rezistenci buňky vůči antibiotikům)
Cytoplazma
- obsahuje ribozomy 70S, buněčné inkluze (síra, volutin, glykogen)
Buněčná stěna
- skládá se především z peptidoglykanu - charakteristické pro prokaryota
- složení je odlišné od eukaryot
Bakterie
- všudypřítomné organismy
- kolem 1-10μm
patogenní - původci onemocnění
simbionti - rody Lactobacillus, Escherichia coli - součást trávicího traktu člověka
Názvosloví
druh → rod → čeleď → řád → oddělení → třída
Mikroflora lidského těla
Mikroflora kůže
Mikroflora dýchycího ústrojí
Mikroflora trávicího ústrojí
Mikroflora močopohlavního (urotogenitálního) ústrojí
Eukaryota
- Jadérko
- Jádro
- Ribozom
- Vesicle
- Drsné Endoplazmatické retikulum
- Golgiho aparát
- Cytoskelet
- Hladké Endoplazmatické retikulum
- Mitochondrie
- Vakuola
- Cytosol
- Lysom
- Centriola
Eukaryotická buňka
- jádro (Nukleus) ohraničeno od cytoplazmy jadernou membránou
- cytoplazma obsahuje organely - útvary tvořící cytoskelet a buněčné inkluze
- membránový princip organizace buňky (organely a jádro jsou ohraničeny membránou)
- buněčná kompartmentace - členění buňky na různé reakční prostory
- průměrná velikost
- u rostlin 10-100 μm
- u živočichů 10-20 μm
Rozdíly mezi živočišnou, rostlinnou a buňkou hub
- rostlinná má narozdíl od živočišné buněčnou stěnu, plastidy a vakuoly
- buňky hub mají stejně jako rostlinné buněčnou stěnu a vakuoly, nemají plastidy
- buňky hub připomínají metabolismem spíše živočišnou buňku
Buněčná stěna
- neprotoplazmatická část buňky nad cytoplazmatickou membránou
- složené z amorfních matrix z polysacharidů
- základní strukturní kostru tvoří celulózy
- mechanická ochrana buňky
Cytoplazmatická membrána
- fosfolipidová dvouvrstva s proteinovými molekulami, které slouží k transportu specifických molekul
- hlavní funkce je oddělení a ohraničení vnitřních struktur buňky od okolního prostředí
- místo mezibuněčného přenosu informace
Cytoplazma
- homogenní až jemně zrnitá bezstrukturní hmota vyplňující buňku
- tvoří prostředí pro všechny buněčné organely a struktury
- 80% vody, 15-20% bílkovin, metabolity, ionty
- prostředí pro průběh reakcí buněčného metabolismu (např glykolýza)
Jádro
- poprvé popsal J.E.Purkyně v roce 1825
- hlavní funkcí jádra je přenos genetické informace, řízení činnosti všech cytoplazmatických struktur
- různé tvary podle typu buňky (kulový, oválný, čočkový), velikost 4-30μm
- Skládá se z
- jaderného obalu (jaderné membrány)
- chromatinu
- jadérka
- jaderného skeletu
- jaderných inkluzí
- karyoplazmy
Chromatin
- Komplex DNA a bílkovin
- je tvořen dvoušroubovicí DNA
- v kondenzovaném stavu tvoří chromozomy, ty vytváří molekulární komplexy zvané Nukleozomy
Nukleozomy
- tvoří charakteristickou strukturu připomínající šňůru perel
- jejich skládáním vzniká solenoid, který je v chromatinových vláknech
Chromatinová vlákna
- mají různý stupeň kondenzace
- ve spiralizovanem stavu při jaderném dělení tvoří chromozomy eukaryotních buněk
- heterochromatin - vysoká denzita ,euchromatin - nízká denzita
Jaderná membrána
- hlavní funkcí je oddělení nukleoplazmy a struktury jádra v období interfáze od cytoplazmy
- ve světelném mikroskopu vypadá jako tenká linie ohraničující jádro
- obsahuje jaderné póry, kterými je zajištěn transport látek mezi jádrem a cytoplazmou
- jaderný obal se skládá ze dvou membrán, které jsou odděleny perinukleárním prostorem
- vnější membrána - je na cytoplazmatické straně pokryta rybozómy
- vnitřní membrána
- je napojena na membránový systém buňky přes membrány endoplazmatického retikula
Ribozomy
- účastní se procesu syntézy polypeptidů (proteiny) - proteosyntézy
- jejich hlavní funkcí je tvorba proteinů
- dělí s na dvě podjednotky - větší a menší
- nacházejí se ve velkém počtu v cytoplazmě buněk
Jadérko
- drobná kulovitá organela, pozorovatelná v jádře buňky
- velikost 1-5μm
- jádro obsahuje obvykle 1-3 jadérka
- hlavní funkcí je syntéza, dozrávání a shromažďování rRNA
- nemá membránu
- mizí v období dělení jádra a znovu se objevuje až v nových jádrech
Mitochondrie
- základní funkcí je buňěčné dýchání, spojené s rozkladem glukózy na CO2 a vodu a vznikem energeticky bohatého ATP (adenosintrifosfát)
- také v nich probíhají procesy oxidace mastných kyselin a metabolismu AMK
- oválné, semiautonomní organely ohraničené dvojitou membránou
- nevznikají de novo, ale dělením
- mají vlastní kruhovou DNA a ribozomy odlišné od eukaryotické buňky
Matrix
* Uvnitř mitochondrie se nachází matrix, hustá hmota s obsahem vody méně než 50%, velice bohatá na bílkoviny.
Plastidy
Chloroplasty
- ohraničeny dvojitou membránou
- nevznikají de novo, ale dělením
- značně nezávislé - semiautonomní
- obsahují pigmenty označované jako chlorofyly, které zachycují světelnou energie ze slunce a přeměńují ji na organické látky
Leukoplasty a amyloplasty
- plastidy, které mají zásobní funkci
Chromoplasty
- obsahují barviva, tzv. karotenoidy a xnatofyly (karoteny, karetonoidy, xantofyly)
Endoplazmatické retikulum
- vyskytuje se v cytoplazmě ve většině eukaryotických buněk
- je to soubor plochých cisteren či trubic, tvořený biomembránou
Drsné (granulární) ER
- na povrchu jsou vázány ribozomy
- účastní se procesu proteosyntézy
Hladké ER
- je místem syntézy membránových a zásobních lipidů a lipofilních sloučenin
- propojuje ER a GK a zajišťuje transport makromolekul mezi těmito systémy
Golgiho aparát (komplex)
- je to systém plochých k sobě přiložených cisteren, které se označují jako dyktyozóm, z dyktyozómu se oddělují zrna, tyčinky a váčky
- hlavní funkcí je úprava a přechovávání produktů syntetizovaných na drsném ER (glykozylace - navazování nebílkoviných částí)
- dále pak transport upravených látek mimo buňku, nebo na jiné místo buňky
Lisozómy
- organely živočišné buňky, obsahující enzymy sloužící k hydrolýze bílkovin, NK, cukrů a lipidů
- vnitřní kyselé prostředí obsahuje zhruba 40 hydrolytických enzymů
- funkci lysozómů v rostlinné buňce plní vakuola
Peroxizómi
- membránové organely obsahující enzymy, které katalyzují vznik a rozpad reaktivního peroxidu vodíku
Vakuola
- organela vyskytující se především u rostlinných buněk a buněk hub
- od základní cytoplazmy ohraničena membránou - tonoplastem
- obsahuje buněčnou šťávu, kterou tvoří koncentrovaný vodný roztok různých látek (iontů, cukrů, bílkovin, AMK, org. kyselin)
- v nezralých nebo mladých rostlinných buňkách se vyskytuje větší množství malých vakuol (provakuol), které se s růstem buňky zvětšují až se vzájemně sloučí a vytvoří centrální vakuolu, tam může zaujímat i více než 80% objemu buňky. Cytoplazma s ostatními organelami je zatlačována k buněčné stěně a tvoří tzv. nástěnný protoplast
- provakuoly vznikají z membrán ER a váčků GA
- jsou v ní hromaděny látky ze sekundárních metabolitů, jedná se o barviva rozpustná ve vodě (hydrochromy)
Buněčné inkluze
- inkluze jsou látky vznikající metabolickou činností buňky, nebo látky, které se do buňky dostaly z vnějšího prostředí
- jsou to látky zásobní a odpadní
- Charakteristické zásobní látky jsou
- pro živočišnou buňku: tukové krůpěje, glykogenová zrna, krystaly bílkovin, pigmenty, exkrety a sekrety buňky
- pro rostlinonu buňku: škrob, inulin, šťavelan vápenatý, uhličitan vápenatý, tukové kapénky
Cytoskelet
- je dynamický systém proteinových vláken a tubulů, jejichž hlavní funkcí je transport látek a buněčných komponent, opora buňky a účast na jejím dělení (u živočichů za vytvoření tzv. dělícího vřeténka).
Cytoskelet se skládá ze tří složek: mikrotubulů, mikrofilament a středních filament (též intermediální filamenta).
Mikrofilamentum
- je cytoskeletální proteinové vlákno podílející se zásadně na udržování tvaru a vnitřní organizace buňky
- jsou velmi důležitá i pro vnitrobuněčný transport
- základní stavební jednotkou mikrofilament jsou jednotlivé molekuly proteinu aktinu
Mikrotubuly
- jsou jedny z vláken cytoskeletu, která slouží především k transportu různých struktur a látek po buňce
- skládají se z tubulinu
Střední (intermediální) filamenta
- jsou součástí cytoskeletu. Jejich velikost je mezi mikrofilamenty a mikrotubuly, proto střední
- jsou složeny z několika rozdílných proteinů
- tato vlákna mají velkou pevnost v tahu a jsou to nejpevnější a nejodolnější ze všech tří typů vláken v cytoskeletu
- intermediální filamenta především poskytují buňce mechanickou pevnost
Rostlinná buňka
- živý protoplast je na povrchu kryt buněčnou stěnou, která je považována za neživou část a řazena k neprotoplazmatickým součástem buňky spolu s obahem vakuoly, buněčnými inkluzemi, vnitřními fázemi ER, GA a prostory mezi vnější a vnitřní membránou plastidů a mitochondií
- živý protoplast pak tvoří: základní cytoplazma, membránové systémy (ER,GA), cytoskelet, ribosomální partykule a další organely
Vakuola
- organela vyskytující se předevšám u rostlinných buněk a buněk hub
- funkce
- udržení homeostázy cytoplazmy (např. regulace pH)
- zásobní
- odpadní (detoxikační)
- funkce lysozomálního kompartmentu
- interakce mezi rostlinnou buňkou a vnějším prostředím
- vodní hospodářství
- růst buňky
Plazmodezma
- (množ. č. plazmodezmata nebo plazmodezmy) je mikroskopický kanál na buněčné úrovni v rostlinných pletivech. Jeho funkcí je transport a komunikace mezi sousedními buňkami přes jejich buněčné stěny.
Živočišná buňka
- od okolního prostředí je živočišná buňka ohraničena cytoplazmatickou membránou
- v základní cytoplazmě, stejně jako u rostlinné nacházíme organely (jádro, jadérko, mitochondrie)
- na rozdíl od rostlinné jsou v ní organely označované jako lysozómy obsahující enzymy sloužící k hydrolýze bílkovin, nukleonových kyselin, cukrů a lipidů (funkci lysozomu v rostlinné buňce plní vakuola)
- pozorování živočišné buňky je ve srovnání s rostlinnou obtížnější díky nepřítomnosti buněčné stěny , která ohraničuje tvar buňky, a nepřítomnosti organel obsahujících barviva (proto musíme většinou barvit)