Bunka ako samostatný organizmus. RNDr. Martin Mrva, PhD.

Transkript

1 Bunka ako samostatný organizmus RNDr. Martin Mrva, PhD.

2 Štádiá jednobunkovcov trofozoit trofické štádium, aktívne sa vyživujúce, pohyblivé; v priaznivých podmienkach prostredia

3 Štádiá jednobunkovcov u parazitov (výtrusovce -Apicomplexa) špecifické formy aktívnych štádií: sporozoity vznikajú sporogóniou v oocystách infekčné štádium (malária, babezióza) schizonty (merozoit) vzniká schizogóniou (merogóniou) sporozoitov v hostiteľských bunkách (malária, babezióza) -schizont Plasmodium sp. v hepatocyte -schizont Plasmodium sp. v erytrocyte

4 hypnozoity kľudové štádiá sporozoitov v pečeni hostiteľa ookinet pohyblivá zygota u výtrusovcov (Apicomplexa)

5 pseudocysta štádium u akantaméb vznikajúce ako rýchla odpoveď na nepriaznivé podmienky prostredia - zmena zloženia glykokalyxu - krátkodobé prekonanie nepriaznivých podmienok - rýchlo schopné zmeniť sa na trofozoita

6 cysta štádium na dlhodobé prekonanie nepriaznivých podmienok, jedna-viac stien na povrchu cytoplazm. membrány -rozmnožovacie cysty u niektorých nálevníkov

7 oocysta štádium vznikajúce z ookinetu u niektorých výtrusovcov, v oocyste vznikajú sporocysty, v ktorých prebieha sporogónia, ktorou vznikajú sporozoity oocysta sporocysta spóra infekčné štádium v životnom cykle mikrosporídií (Microspora), v rôznej miere odolné voči vplyvom prostredia

8 Bunkové povrchy jednobunkovcov Pelikula jednotková cytoplazmatická membrána hrubá cca 7-10 nm často s rôzne hrubou vrstvou glykoproteínov = glykokalyx (bičíkovce, Amoebozoa)

9 Glykokalyx amorfný (a), filamentózny (b), glykostyly (c), vrstvený (d), šupinkovitý (e)

10 Kokolity šupinovité útvary na povrchu pelikuly -inkrustované Ca,často veľmi variabilných tvarov, presnej konštrukcie a usporiadania na povrchu bunky -sú produkované Golgiho aparátom -funkcia neznáma, možno ochrana pred predátormi -podríša Haptophyta Emiliania huxleyi Synura sp.

11 Bunkové povrchy súvisiace s cytoskeletom: Kortikálny cytoskelet, kortex Kortikálny cytoskelet tesne pod cytoplazm. membránou u Euglenozoa 1. Mikrotubulárny korzet u Trypanosomida (Trypanosoma) -mikrotubuly uložené tesne pod cytoplazm.m. a spojené sňou 2. Epiplazmatické lišty u Euglenida proteínové, navzájom kĺbovito spojené, prebiehajú po dĺžke celej bunky (Euglena) Lepocinclis sp.

12 Kortex u Alveolata Dinozoa (panciernatky) pod cytoplazm.m. vezikuly vyplnené skĺbenými celulózovými platničkami tvoriace pevný endoskelet -bunky sú rigidné, nepružné a majú hranatý tvar Apicomplexa (=Sporozoa, výtrusovce) pelikula z troch jednotkových membrán, druhá a tretia tvoria vrstvou alveol

13 Kortex u Alveolata Ciliophora (nálevníky) zložitý kortex s alveolami cília alveola

14 Na povrchu pelikuly žijú často ektosymbionty rôzne baktérie, často spirochéty (u symbioticky žijúcich bičíkovcov: Parabasalia, Oxymonadea, Diplomonadida) Mixotricha paradoxa (Parabasalia) Streblomastix strix (Oxymonadea)

15 Schránky štruktúry ochrannej funkcie vytvárané samotnou bunkou, zložené z: 1. cementóznej hmoty 2. cementóznej hmoty + idiozómy a xenozómy častice: idiozómy častice produkované bunkou (z GA) organické, s obsahom Ca, Si xenozómy častice vyhľadávané z prostredia rôzny charakter odumretá organická hmota (detrit), úlomky schránok rozsievok, drobné kamienky a pod.

16 Schránky Organické bez štruktúry len organický cement - s idiozómami (Ca, Si) v cementóznej hmote Testacealobosia (loboschránkovce) Foraminifera (dierkavce) Silicofilosea (euglyfovce) Ciliophora (nálevníky) -lorika

17 S xenozómami Difflugia spp. (Testacealobosia - loboschránkovce)

18 Cytoplazma jednobunkovcov U jednobunkovcov sa člení na ektoplazmu (väčšinou sklovitá, priehľadná = hyaloplazma) a granulovanú endoplazmu s obsahom väčšiny organel (granuloplazma) ektoplazma endoplazma

19 Cytoskelet jednobunkovcov Mikrotubuly, mikrofilamenty, mikrofibrily Fibrilárny skelet meňavkových foriem aktín, myozín, tubulín, umožňujú meňavkový pohyb (Amoebozoa, Rhizaria)

20 Kortikálny cytoskelet bičíkovcov udržiava tvar bunky (vracia do pôvodného tvaru), umožňuje tzv. metabolický pohyb u Dinozoa udržuje tvar bunky Astasia sp. (Euglenida)

21 Axopodiálne mikrotubuly výstuž axopódií typ panôžok u Heliozoea (slncovky) a Radiolaria (mrežovce) Actinophrys sol (Heliozoea) Endoskelet z SrSO4 Acantharia (Radiolaria) Acanthometron cylindricum (Acantharia)

22 Endoskelet u Foraminifera (dierkavce) jedno až mnohokomôrkové schránky zložené z uhličitanu vápenatého, prípadne kremičitých solí, alebo solí s obsahom Mg, Al, Fe, zriedkavo aj organické funkcia najmä ochrana jadier

23 Endoskelet u Radiolaria (mrežovce) ponorený v cytoplazme, kremičitý, niekedy so stopami Ca, Mg, Cu, zložitá stavba a tvary geometricky presné, pokrýva organickú centrálnu kapsulu

24 Axostyl bičíkovcov tvorený špirálovito uloženými mikrotubulami, prepojený s kinetozómami (bazálnymi telieskami bičíkov), tvorí os bunky (Parabasalia, Diplomonadida, Oxymonadida) Trichomonas augusta (Parabasalia) Joenia sp. (Parabasalia)

25 Cytopharynx bičíkovcov a nálevníkov mikrotubulárny kôš (Retortamonada, Euglenozoa, Ciliophora) Chilomastix sp. (Retortamonada) Entosiphon sulcatum (Euglenida) Vasicola ciliata (Ciliophora) Golierik tentakúl vystužených mikrofilamentami u Choanozoa (Opisthokonta)

26 Bičíky a brvy bičíkovcov a nálevníkov 9 dvojíc + 2 centrálne mikrotubuly Blepharisma japonicum (Ciliophora) Mastigonémy bičíka fibrilárne štruktúry

27 Bičíky a brvy bičíkovcov a nálevníkov 9 dvojíc + 2 centrálne mikrotubuly - sú to vnútrobunkové štruktúry - bazálne teliesko (kinetozóm) v kortikálnej cytoplazme bunky - rozdiel bičíky + brvy - dĺžka - axonéma = 9+2; pri inej stavbe poruchy pohyblivosti - axozóma = kinetozóm okrajové triplety - povrch mastigonémy (jednoduché, vetvené) - diferenciácia bičíkov ťažné, vlečné - deriváty bŕv cirry, membranely Mastigonémy bičíka

28 Haptonéma u Haptophyta (Chromalveolata) 6-8 mikrotubúl usporiadaných v kruhu pohyblivá štruktúra, špirálovité kontrakcie prichytávanie o podklad Chrysochromulina sp.

29 Mitochondrie Väčšinou klasickej eukaryotickej stavby U parazitických často chýbajú (napr. Entamoeba histolytica, Giardia intestinalis...) Kinetoplast zhrubnutá časť trubicovitej mitochondrie u Trypanosomida so zmnoženým mitochondriálnym genómom (Trypanosoma spp.) kinetoplast

30 Apikoplast Zvyšok po fotosyntetizujúcom endosymbiontovi u Apicomplexa, je to nefotosyntetizujúci plastid Toxoplasma gondii schéma

31 Evolúcia apikoplastu: Vznikol sekundárnou endosymbiózou Fotosyntetizujúca sinica (cyanobaktéria) bola fagocytovaná eukaryotickou bunkou (pravdepodobne Dinozoa) a stala sa jej endosymbiontom. Táto primárna euk. bunka bola ďalej fagocytovaná ďaľšou euk. bunkou. Postupne v dvoch fázach došlo k prechodu väčšiny NK do jadra primárneho euk. a z neho do sekundárnej euk. bunky. Stratil schopnosť fotosyntézy. Genóm apikoplastu sa zredukoval na minimum (35 kb) - väčšina prešla do jadra hostiteľa. Súčasná funkcia málo preskúmaná, súvisí so schopnosťou parazita invadovať hostiteľskú bunku

32 Sekrécia Golgiho aparát niekedy chýba, často je rôzne modifikovaný: Parabazálny aparát u Parabasalia (symbionty v tráviacom trakte prežúvavcov napomáhajú tráveniu celulózy) sekrécia enzýmov na trávenie celulózy Golgiho aparát schéma

33 Apikálny komplex Apicomplexa polárny prstenec + konoid + rhoptrie + mikronémy Funkcia: sekrécia látok na oslabenie imunitnej odpovede proti parazitovi, oklamanie hostiteľskej bunky považuje parazita za vlastnú organelu (napr. Toxoplasma, Plasmodium,...)

34 Extrusómy - vystreľovacie organely syntetizované v ER a GA, vystrelia obsah na podnet mechanický, chemický Ciliophora, Dinozoa, niektoré Rhizaria, Amoebozoa mukocysty amorfný mucinózny obsah, tvorba cýst, palmelové štádiá (Euglenozoa), lov koristi (Dinozoa) Euglena gracilis palmelové štádium Noctiluca miliaris

35 diskobolocysty typ mukocýst kde na prednom konci mucinózneho obsahu je proteínový disk (bičíkovce) trichocysty tyčinkovité, ich obsah je vystrelený až do 8- násobku ich dĺžky, ochranná funkcia (bariéra), Dinozoa, časté u Ciliophora Paramecium trichocysty

36 ejektozómy typ trichocýst u Cryptophyta toxicysty tubulárna stavba, obsahujú toxíny, u predátorov (Heliozoea, Ciliophora) Goniomonas sp. - ejektozómy Didinium sp. (Ciliophora) - toxicysty

37 nematocysty + taeniocysty zložitá stavba (ampula s vystreľovacími filamentami) - podobné knidoblastom Cnidaria vyskytujú sa u niektorých Dinozoa funkcia neznáma pexicysty u dravých Ciliophora: prichytenie koristi (Dinozoa) haptocysty na tentakulách Suctoria (Ciliophora): adherovanie a imobilizácia koristi

38 Exkrécia Kontraktilná vakuola u väčšiny Protista, u morských chýba Rhizamoeba sp. Paramecium sp. kontraktil. vakuoly s prívodnými kanálikmi pusula rozmerná organela u Dinozoa

39 Jadro Jedno jadro - u väčšiny bičíkovcov (Euglenozoa, Chloroplastida...) Viac jadier Diplomonada, Preaxostylata, Opalinata, Ciliophora, Rhizaria... granulárne jadro vezikulárne jadro jadro s periferálnymi endozómami jadro s komplexným jadierkom

40 chromozomálne jadro kondenzované chromozómy v interfáze Dinozoa (dinokaryon) Gymnodinium sp. - dinokaryon Hematodinium sp.

41 Skupina Archamoebae karyomastigont - bičíkatý cytoskeletálny systém - systém mikrotubulov) obklopuje jadro Mastigamoeba sp. - Mastigamoeba jeden karyomastigont, - Pelomyxa stovky karyomastigontov, narušená štruktúra axonémy bičíkov

42 Jadrový dualizmus (Foraminifera, Ciliophora) = dva morfologicky aj fyziologicky odlišné typy jadier: makronukleus (Ma) zväčša polyploidný, fyziologická funkcia mikronukleus (Mi) diploidný, rozmnožovacia funkcia (pohl. rozmn.) Počet Ma aj Mi je rôzny, často viacero Ma aj Mi Ma Ma Mi Mi Ma Paramecium bursaria Tetrahymena thermophila Eudiplodinium negelectum

43 Štruktúry súvisiace s príjmom potravy fagocytóza bez diferencovaného cytostomu bičíkovce, (plazmatický golierik u Choanozoa), meňavkovité formy (Amoebozoa, Rhizaria) Choanozoa Amoeba proteus - fagocytóza

44 cytostoma permanentná diferencovaná depresia na povrchu bunky; Ciliophora, Preaxostylata, Dinozoa... Trepomonas sp. (Retortamonadea) Pyrsonympha sp. (Preaxostylata) Paramecium caudatum

45 Mikropóry Apicomplexa Colpodella sp.

46 Prichytávacie organely stopky pevné alebo kontraktilné Choanozoa Vorticella sp. kontr. stopka (Ciliophora) Tokophrya sp. (Ciliophora)

47 Prísavkovité organely u parazitov (Diplomonada, Ciliophora) Giardia intestinalis (Diplomonada) ventrálny adhezívny disk vystužený mikrotubulami Trichodina pediculus (Ciliophora) - prísavka

48 epimerit Gregarina (Apicomplexa)

49 Pohyb pseudopódie Amoebozoa, Rhizaria lobopódie lalokovité, zaoblené Amoeba proteus Rhizamoeba sp. Naegleria fowleri

50 lamelipodium plochá široká panôžka niektorých Amoebozoa Vannella aberdonica Vannella ebro Hyalodiscus sp.

51 retikulopódie mnohonásobne rozvetvené, tvoria komplexy sietí (Rhizaria) Ammonia tepida (Foraminifera) Allogromia laticollaris (Foraminifera) Reticulomyxa filosa (Foraminifera)

52 filopódie tenké, nikdy sa nerozvetvujú (Rhizaria) Nuclearia simplex Euglypha sp.

53 axopódie priame, neohybné vystužené mikrotubulami (axonéma) u Rhizaria (Heliozoea, Radiolaria) Acanthocystis sp. Actinophrys sol

54 subpseudopódie výbežky na lobopódii niektorých Amoebozoa; funkcia neznáma Mayorella sp.- konopódie Acanthamoeba sp.- akantopódie Korotnevella stella - daktylopódie

55 uroid štruktúra na zadnom konci tela u Amoebozoa, funkcia nedostatočne objasnená (adherovanie k podkladu; pohyb...) Morulovitý uroid Leptomyxa reticulata adhezívny uroid

56 Tok cytoplazmy u Amoebozoa: Monoaxiálny jeden prúd v smere pohybu (napr. Saccamoeba) Polyaxilány niekoľko nezávislých prúdov v smere pohybu (Napr. Thecamoeba)

57 meňavkový pohyb Amoebozoa 2 hypotézy: Hypotéza hydraulického tlaku sťahy aktinomyozínového komplexu v zadnej časti bunky (uroid) pohyb cytoplazmy dopredu Hypotéza kontrakcie frontálnej zóny - koniec pseudopódie = miesto zmeny cytoplazmy zo stavu sol do stavu gel (vznik kontrakcie). Ektoplazma gel, mení sa na sol až pri uroide

58 - bičíky (ťažné, vlečné; niektoré majú mastigonémy výbežky na zefektívnenie pohybu) - Axostyl otáčavý pohyb - Haptonéma prichytávanie, špirálovité kontrakcie axostyl

59 - undulujúca membrána -plazmatický lem medzi bičíkom a bunkou, typický pre parazitické bičíkovce pohybujúce sa v hustejšom prostredí (v krvnej plazme Trypanosoma spp., v prostredí pošvy Trichomonas vaginalis) Trichomonas vaginalis Trypanosoma rhodesiense undulujúca membrána

60 - cílie (brvy) (Ciliophora) stavebne rovnaké ako bičíky; často v pásoch = kinety, synchrónne kmitanie - ciry splynutím bŕv, funkcia: pohyb - membrány, membranely vznikajú splývaním bŕv; pohyb, priháňanie potravy k cytostomu ciry adorálna zóna membranel cílie

61 Kĺzavý pohyb Gregarina (Apicomplexa) pomalý a ťažko pozorovateľný Hypotéza vylučovania slizu pohyb sekréciou hlienovitých výlučkov Hypotéza undulácie pelikulárnych záhybov vlnením záhybov na pelikule Pelikulárne záhyby Gregarina cuneata