Emil Rudolf.

Transkript

1 BUŇKA

2 Emil Rudolf

3 Buněčná teorie Buňka = základní jednotka života Všechny živé organismy se skládají z buněk Definice života a smrti

4 Typy buněk Prokaryotické bakterie, archaea Eukaryotické rostliny, houby, živočichové (eu = dobrý, opravdový, karyon = jádro)

5 PROKARYONTA Dominují biosféře (biomasa předčí váhu eukaryot 10-násobně) Známo asi druhů Výskyt téměř ve všech prostředích Menšina způsobuje závažná onemocnění; většina je benigní či prospěšná (recyklace látek v ekosystémech; symbióza) Většina jednobuněčná, některé tvoří kolonie či se dočasně seskupuje

6 PROKARYONTA velikost 0,3-2,0 m, délka 1-7 m nukleoid - jedna kruhová molekula DNA (bakteriální chromozom) plazmidy z ostatních organel jen ribozomy 70S mezosomy pili, fimbrie, bičíky spory

7 ARCHEBAKTERIE buněčná stěna obsahuje pseudomurein (peptidoglykan obsahující L-aminokyseliny) u některých obal z vrstvy bílkovin metabolismus aerobní i anaerobní podobají se eukaryontním buňkám: geny složeny z exonů a intronů proteosyntéza začíná methioninem

8 metanové archebaktérie - žijí v anaerobním prostředí, produkují metan (horké prameny, na dně moří, sedimenty odpadních a stojatých vod)

9 extrémně halofilní - v prostředí s vysokým obsahem solí až 15 % NaCl (slaná jezera, mořská voda) termofilní - horké sirné prameny při teplotách až 100 C, produkují sirovodík

10 EUBAKTERIE buněčná stěna tvořená mureinem = peptidoglykan z kyseliny muramové a D- aminokyselin dělí se na 2 podříše: sinice (fotoautotrofní, chlorofyl a) bakterie (heterotrofní, autotrofní - bakteriochlorofyl)

11 EUBAKTERIE MORFOLOGIE tyčinky (bacily) sféroidy (koky) spirály (spirily)

12 GRAMPOZITIVNÍ BAKTÉRIE buněčná stěna silná asi 20 nm je tvořena mohutnou vrstvou mureinu obvykle neobsahuje lipidy a bílkoviny při barvení podle Grama jsou tmavě fialové až modročerné

13 GRAMNEGATIVNÍ BAKTÉRIE buněčná stěna je tenčí - asi 10 nm je méně hmotná, ale složitější stavby: tvořena tenkou vrstvou peptidoglykanu a nad ní je tzv. vnější membrána; k peptido-glykanu je kotvena molekulami lipopro-teinu, zevní stranu tvoří lipopolysacharidy

14 SAPROFYTICKÉ BAKTÉRIE kůže ve vlhkých místech ústa dýchací cesty tlusté střevo

15 PATOGENNÍ BAKTÉRIE vzdušná cesta alimentární cesta přímý kontakt pohlavním stykem nepřímý kontakt

16 CHOROBY ČLOVĚKA G- černý (dávivý) kašel tularemie kapavka syfilis cholera tyfus, paratyfus salmonelózy

17 G- BAKTÉRIE úplavice mor Stapyhlococcus aureus Streptococcus pyogenes S. pneumoniae antrax botulismus tetanus tuberkulóza

18 Chlamydie psitakóza, ornitóza - prachem kontaminovaným výkaly nemocných ptáků, přímý kontakt s ptákem, jeví se jako vleklá chřipka, atypická pneumonie, hepatitida, myokarditida, někdy nausea, zvracení, průjem, inkubace 7-14 dní trachom - endemická oblast (tropy, subtropy), zde nejčastější příčina slepoty za let od infekce (chronický zánět spojivek, kontrakcí jizev dojde k otočení víčka, při mrkání se řasami poškozuje rohovka), rezervoárem děti, přenos přímým kontaktem, mouchami

19 Rickettsie skvrnitý tyfus (R. prowazeki) - rezervoárem člověk, přenašečem veš šatní, horečky, bolesti hlavy, svalů, kloubů, nechutenství, vyrážka, komplikacemi jsou myokarditida či krvácení do mozku

20 Eukaryotická buňka Pravé jádro, ohraničené jadernou membránou Více molekul DNA chromozómy Složité buněčné dělení Rozčlenění vnitřního prostoru Systém membránových organel, specializované funkce Cytoskelet

21 EUKARYA vs. PROKARYA Velikost: µm; 1mm (sépie, žáby) Vyšší organizovanost (specializace a diferenciace) Komunikace a hierarchie (tkáně..) Specifická buněčná smrt Pravé jádro + exprese genetické informace Membránové struktury (organely) Cytoskelet Dělení mitózou Sexuální dělení (meióza) specializované buňky

22 PRINCIPY EUKARYOT 1. MEMBRÁNOVÝ 2. CYTOSKELETÁLNÍ 3. GENETICKÝ (INFORMAČNÍ)

23 Jednoduchá eukaryotická buňka - kvasinka Jádro Buněčná stěna mitochondrie

24 Eukaryotická buňka mikrotubulus Centrosom s párem centriol Chromatin (DNA) Jaderný pór Extracelulární matrix Jaderná membrána Váčky lysosom Mikrofilamentum peroxizóm Ribozómy v cytoplazmě Golgiho aparát Střední filamenta jadérko Plazmatická membrána jádro Endoplazmatické retikulum mitochondrie

25 Poměr velikostí různých buněk a struktur Rostlinná buňka Živočišná buňka Baktérie Virus Ribozóm Globulární protein Malá molekula atom

26 DIFERENCIACE BUNĚK Totipotence buňka obsahuje kompletní genetickou výbavu a je schopna ji realizovat (rostlinná b. či zygota, embryonální b.???)

27 Pluripotence buňka obsahuje kompletní genetickou výbavu a je schopna ji do určité míry realizovat (embryonální či tzv. kmenová b.)

28 Diferenciace (terminální diferenciace) proces získání strukturní i funkční specializace (v lidském těle 200 různých typů buněk) diferencované buňky mají stejnou genetickou výbavu ALE liší se v expresi genetické informace!!!!! (různé regulační mechanismy spouštějí nebo inhibují expresi určitých genů)

29 Rozdíly mezi diferencovanými buňkami stavba a složení membrány - zastoupení různých lipidů a membránových proteinů (receptory, přenašeče) enzymatická výbava - speciální enzymy podle funkce specializovaných buněk morfologie buňky - velikost a tvar buněk, - kvantitativní zastoupení různých organel, - speciální struktury (kolagenní fibrily fibroblastů, bičíky u spermií) eliminace některých organel - u savců bezjadernost erytrocytů a trombocytů

30 Diferenciace a dediferenciace diferenciace je trvalá a nevratná někdy částečná dediferenciace - při regeneraci tkání po poranění - při nádorovém zvratu (malignizace) - u buněk pěstovaných in vitro trvalá dediferenciace - nádorový zvrat

31 STÁRNUTÍ BUNĚK 1) na úrovni mnohobuněčných organismů smrt chápána jako opak života, smrt je nevyhnutelná 2) na úrovni jednotlivé buňky je smrt mnohdy fyziologicky žádoucí

32 stárnoucí buňky - obsah vody až o 15% STÁRNUTÍ BUNĚK - viskozita cytosolu - zpomalení buněčných pochod (transport, intenzita metabolismu) - hromadění odpadních látek (lipofuscin, melanin) - hromadění chyb v DNA a signálních drahách

33 nervové buňky - stejně staré jako organismus epiteliální buňky, erytrocyty - velmi mladé i ve starém organismu buňky se nemohou množit neomezeně dlouho každá buňka má geneticky naprogramovaný počet cyklů (lidské asi generací) - tzv. HAYFLICKŮV LIMIT některé buňky jsou tzv. nesmrtelné: - jednobuněčné organismy - pohlavní buňky (gamety) - buňky transformované (nádorové)

34 FYZIOLOGICKÁ SMRT BUNĚK proces geneticky naprogramovaný, přesně regulovaný, zákonitý v embryogenezi - nadprodukce bb. - eliminace chybně zapojených buněk - tvorba dutin a přepážek (vývoj prstů ruky) eliminace nebezpečných buněk (nádorové b., viry infikované b., autoreaktivní lymfocyty) zánik starých a opotřebovaných buněk (obnova kůže, střevního epitelu) zánik již dále nepotřebných buněk - (pro organismus je energeticky výhodnější likvidace buněk než jejich výživa)

35 APOPTÓZA charakteristické morfologické změny kondenzace chromatinu fragmentace jádra svraštění buňky (apoptotická tělíska) membrána je zachována nevzniká zánět okolními buňkami je fagocytována

36 APOPTÓZA biochemické změny spuštění proteolytické kaskády (štěpení proteinů změna je nevratná) poškození mitochondrií porucha koordinace energetického metabolismu aktivace endonukleáz - štěpí DNA na fragmenty bp

37 LYSOZOMÁLNÍ SMRT je typická pro buňky epiteliální tkáně (např. mléčná žláza) zvětšování počtu lysozomů v buňce tvorba autofagických vakuol později kondenzace chromatinu, fragmentace jádra a štěpení DNA proteosyntéza a syntéza ATP probíhá téměř do konce smrti buňky

38 NEKRÓZA - nefyziologická smrt není geneticky naprogramována je důsledkem působení nepříznivých vnějších vlivů (teplota, záření, toxiny) základem je poškození membrán porucha distribuce iontů, energetic. metabolismu bobtnání bb., dilatace organel (ER, mitochondrie) tvorba vakuol, tvorba hernií rozpad organel denaturace proteinů autolýza zánětlivá reakce okolních buněk rozpad DNA na libovolně dlouhé fragmenty (nevzniká DNA žebříček )