Z Buchanan et al. 2000

Transkript

1 Průběh buněčného cyklu Z Buchanan et al. 2000

2 Změny v uspořádání mikrotubulů v průběhu buněčného cyklu A interfáze, kortikální mikrotubuly uspořádané v cytoplasmě pod plasmalemou B konec G2 fáze, mikrotubuly tvoří preprofázový prstenec C metafáze, mikrotubuly tvoří mitotické vřeténko D počátek telofáze, mikrotubuly tvoří soudečkovitý fragmoplast mezi dceřinými jádry, uvnitř fragmoplastu začíná vznikat přepážka E pokročilá telofáze, mikrotubuly tvoří prstencovitý fragmoplast, mezi jádry vzniká přepážka, F dvě dceřiné buňky v interfázi s kortikálními mikrotubuly skripta., obr. 42

3 A B C D Mitosa v buňkách kořenové špičky cibule A profáze, B metafáze, C raná E anafáze, D pozdní anafáze, E telofáze, F tvorba buněčné desky, F dvě dceřiné buňky

4 Profáze P t fá 1 mikrotubuly dělícího vřeténka, 2 zbytek preprofázového prstence, 3 mizející jadérko, 4 jaderný obal, 5 chromosomy na počátku spiralizace Prometafáze 6 zbytky jaderného obalu, 7 vrchol dělícího vřeténka, 8 spiralizované chromosomy s rozdělenými rameny a připojenými mikrotubuly Z Buchanan et al. 2000

5 Metafáze 1 mikrotubuly připojené ke kinetochoru, 2 mikrotubuly nepřipojené ke kinetochoru, 3 - ekvatoriální rovina vřeténka se seřazenými chromosomy Anafáze 1 mikrotubuly připojené ke kinetochoru, 2 mikrotubuly nepřipojené ke kinetochoru, 4 dceřiný chromosom Z Buchanan et al. 2000

6 Telofáze 1 - despiralizující chromosom, 2 - vznikající jaderný obal, 3 buněčná deska, kolem mikrotubuly fragmoplastu. Dvě dceřiné buňky 4 nově vzniklé jadérko, 5 dvě dceřiné buňky, 6 nově vzniklý jaderný obal Z Buchanan et al. 2000

7 Maximálně spiralizovaný chromosom v metafázi mitosy Snímek zs skenovacího elektronového mikroskopu, C - centromera Z Buchanan et al. 2000

8 J BD J BS F F PBS SL Dělení rostlinné buňky A mezi vznikajícími dceřinými jádry (J) vznikl soudečkovitý fragmoplast (F vlevo), uvnitř fragmopastu vzniká odstředivě buněčná deska (BD), BS je stěna mateřské buňky B buněčná deska roste k okrajům mateřské buňky, mikrotubuly fragmoplastu ve středu mizí a nové se tvoří na okrajích, fragmoplast zaujímá prstencovitý tvar C totéž jako v B, pohled shora, J jádro, F - fragmoplast D dělení buňky je ukončeno, buněčná deska se přeměnila na střední lamelu (SL), na celý vnitřní povrch stěny obou dceřiných buněk se ukládá nově primární stěna (PBS) E zvětšení velikosti dceřiných buněk Z Esau 1977

9 Kinetochorové proteiny Část chromosomu na počátku profáze Část chromosomu na konci profáze Mikrotubuly vřeténka připojené ke kinetochoru Anafáze, rozchod chromatid (dceřiných chromosomů) Nahoře vlevo dva elektronmikroskopické snímky částí chromosomů v profázi, Nahoře vpravo část chromosomu v profázi z oblasti centromery s kinetochorovými proteiny Uprostřed chromosom v metafázi, v oblasti centromery se ke kinetochorům připojily mikrotubuly vřeténka Dole dceřiné chromosomy v anafázi s kinetochory a připojenými mikrotubuly Z Buchanan et al. 2000

10 Buněčná deska Začátek dělení buňky (cytokinese) Začátek dělení buňky (cytokinese) Nahoře a dole jsou vidět chromosomy v telofázi, buněčná deska (červená šipka) je na počátku vzniku, tvořena váčky oddělovanými od diktyosomů Z Esau 1977

11 Buněčná deska Detail z předchozího obrázku Jsou vidět některé z mikrotubulů fragmoplastu

12 sl pbs pbs Detail vzniku přepážky při dělení buňky A začátek tvorby přepážky, mt mikrotubuly fragmoplastu, SV sekreční váčky, fm střed fragmoplastu, váčky jsou zatím oddělené, na několika místa se začínají spojovat a tvoří trubicovité útvary B postupné spojování váčků, vzniká síťovitá struktura s velkými oky C růst buněčné desky k okrajům buňky, a posun mikrotubulů fragmoplastu D buněčná deska dorostla k okraji buňky a membrána obalující buněčnou desku (vzniklá z membrán váčků) se spojuje s plasmalemou mateřské buňky (pm), pbs primární buněčná stěna E buněčná deska se přeměnila na střední lamelu (sl), na ni se uložila vrstva primární buněčné stěny (pbs) Z Evert 2009 sl

13 Nově ě vznikající í buněčná deska je tvořena ř polysacharidem kalosou Dole (C a D) modře zbarvená kalosa v buněčné desce, N buněčná jádra Nahoře zeleně zbarvené enzymové komplexy pro tvorbu kalosy, A pohled shora, B pohled z boku, N buněčná jádra

14 Možné způsoby vzniku buněčné stěny při dělení buňky A periklinální, nová stěna je rovnoběžná s povrchem orgánu B antiklinální, nová stěna je kolmá na povrch orgánu C příčná neboli transversální Skripta, obr. 43

15 Růst rostlinné b ňk Růst rostlinné buňky Během růstu se zvětšuje vakuola a roste buněčná stěna, obsah cytoplasmy se významně nezvyšuje Skripta, obr. 44

16 Možnosti růstu rostlinné buňky Možnosti růstu rostlinné buňky Tečky ukazují značky na povrchu a jejich vzdalování během růstu Nahoře apikální růst, buňka se zvětšuje pouze na špičce (vyskytuje se pouze u omezeného počtu buněk, např. u kořenových vlásků) Dole difusní růst, buňka se zvětšuje rovnoměrným růstem (běžný typ růstu) Skripta, obr.48

17 Vliv orientace celulosových mikrofibril ve stěně na charakter difusního růstu Nahoře mikrofibrily jsou orientovány nepravidelně a buňka se zvětšuje ve všech směrech Dole mikrofibrily jsou orientovány rovnoběžně a buňka roste kolmo na směr jejich orientace Skripta, obr. 47

18 xyloglukan Oddělování xyloglukanu od mikrofibrily na počátku růstu stěny Celulosové mikrofibrily Schéma růstu buněčné stěny Nahoře uvolňování vazeb (vodíkových můstků) mezi hemicelulosami (xyloglukany) a celulosovými mikrofibrilami Uprostřed počátek oddalování mikrofibril Dole mikrofibrily yjsou vzdálené, v nové pozici Z Buchanan et al. 2000

19 Celulosová mikrofibrila Xyloglukan (hemicelulosa) Pektiny vlevo PGA spojená Ca můstky, Vpravo RG s postranními řetězci extenxin Část buněčné stěny před počátkem difusního růstu Vlevo od červené čáry zakresleny pouze celulosové mikrofibrily s xyloglukany, vpravo přidány pektiny Část buněčné stěny po skončení růstu Došlo k oddálení celulosových mikrofibril a k uložení proteinu extensinu, který ukončuje další růst Vlevo od červené é čáry zakresleny pouze celulosové l mikrofibrily s xyloglukany, vpravo přidány pektiny a extensin

20 Celulosová mikrofibrila Možné uložení extensinu a celulosové mikrofibrily Mikrofibrila je proříznuta příčně, v červeném obdélníku je znázorněna vazba mezi dvěma molekulami tyrosinu v řetězcích extensinu extensin Molekula extensinu Část buněčné stěny s celulosovými mikrofibrilami propojenými p řetězci extensinů Propojené řetězce extensinů Celulosová l mikrofibrila il plasmalema

21 A B C Syntéza celulosy Buněčná stěna Řetězce celulosy Nahoře vlevo, A enzym celulosa syntáza vytvářející jednu molekulu celulosy, B komplex šesti enzymů tvořících jednu část rozety, C rozeta Nahoře vpravo elektronmikroskopický snímek rozet, k jedné směřuje červená šipka Plasmalema Dole uložení komplexu v plasmalemě Komplex syntázy celulosy glukosa sacharosa protoplast Z Buchanan et al. 2000

22 Syntéza necelulosních složek stěny Žlutě je označen diktyosom, místo syntézy necelulosních polysacharidů (např. pektinů a hemicelulos) a místo úprav stěnových proteinů, polysacharidy i proteiny jsou dopravovány ve váčcích Hnědě je označeno endoplasmatické retikulum, místo syntézy strukturních proteinů stěny a stěnových enzymů Růžově je označena plasmalema, místo syntézy celulosy a také polysacharidu kalosy Z Buchanan et al. 2000

23 Různé typy rostlinných buněk A buňka apikálního meristému, B parenchymatická buňka z primární kůry stonku, C buňka palisádového parenchymu listu, D dvě svěrací buňky průduchu, E článek cévy, F článek sítkovice, G buňka kolenchymu, H sklereida, I hvězdicovitá parenchymatická buňka z aerenchymu Obr. 49, skripta

24 Možnosti přeměn rostlinných buněk A buňky apikálního meristému, 1, 2, 3, přeměna meristematických buněk v různé typy buněk trvalých pletiv (označené B, C, D), 4 rediferenciace, buňka trvalého pletiva se změní v jiný typ buňky, aniž by došlo k dělení, 5 remeristemisace, i buňka trvalého pletiva se začíná opět dělit Obr.50, skripta

25 List begonie s mladými rostlinami vzniklými na naříznutých částech listu (nahoře). Dole detail vzniku, A epidermis (1) s dělící se buňkou (remeristemisace), B další dělení vedoucí ke vzniku adventivního pupenu Obr. 51, skripta

26 Vývoj rostliny mrkve (Daucus carota) z jediné buňky parenchymu z oblasti floému A kořen mrkve, B řez kořenem mrkve, C jednotlivé buňky získané z floémového parenchymu a jejich kultivace, D izolovaná buňka parenchymu, E jednotlivé buňky se začínají dělit, F z dělících se buněk vzniká embryoid (embryu podobný útvar), G mladá rostlinka vzniklá z embryoidu, H dospělá kvetoucí rostlina Skripta, obr.52

27 Příklad rediferenciace rostlinných buněk Vlevo izolované buňky listového mesofylu s chloroplasty l Vpravo tracheidy vzniklé z mesofylových buněk