RNDr. Zdeňka. Chocholouškov

Transkript

1 Srovnání rostlinné a živočišné buňky RNDr. Zdeňka Chocholouškov ková, Ph.D.

2 Rostlinná buňka Buněčná stěna Vakuola Plastidy Plazmodezmy Živočišná buňka Lyzozóm

3 Nebuněč ěčné živé soustavy (viry, viroidy a virusoidy) = nukleoproteinové částice schopné infikovat hostitelské buňky ky,, v nichž se pomnožuj ují. Nejmenší živé soustavy. Translace při p i vzniku nových proteinů zcela závisí na hostitelské buňce ce. Schopné aktivní reprodukce (závisl vislé na hostitelské buňce) a dědid dičnosti.

4 Velikost: Desítky až stovky nm, většina anizometrických (až mnoho set nm většinou submikroskopické, nelze je rozlišit optickým mikroskopem (od 170nm)

5 Virion = virová částice - jedna molekula NK (DNA n. RNA) Nese veškeré geny viru zajišťuje jeho reprodukci a genetickou kontinuitu genom viru (4 až několik set genů) Nukleokapsid - kapsida = bílkovinný b pláš ášť Obaluje a chrání NK

6 + někdy další složky nasedající na kapsidu jaderné a obalové tzv. obalené viry (rostlinné, živočišné i bakteiální) Virová infekce = vniknutí jeho NK do hostitelské buňky 5 způsobů: 1. Latentní infekce virus n. virový genom v buňce přetrvává, aniž by se replikoval Perzistentní infekce virus se v hostitelské buňce nepatrně pomnožuje bez škodlivých důsledků pro ni 2. Provirus (profág u baktérií) virový genom (DNA) se začleňuje do genomu buňky a stává se tak jeho součástí. 3. Provirus ovlivní funkce buňky a způsobí její základní změny = transformuje ji (např. v buňku nádorovou). 4. Lyze buňky zánik buňky. Virus je buňkou pomnožován destrukce a zánik. 5. Nelytická infekce virus je buňkou pomnožen a po uvolnění jeho potomstva se buňka uzdraví.

7 Rozdělen lení virů na základz kladě jejich interakce s různými r druhy buněk Viry jsou specifické jsou schopné napadat jen určit ité buňky, vážív se na specifickou molekulárn rní strukturu na povrchu buňky (membrány n. buněč ěčné stěny) = receptor viru 1. Viry živočišné schopné interakce s živočišnými buňkami 2. Viry rostlinné schopné interakce s rostlinnými buňkami 3. Viry bakteriální = bakteriofágy schopné infikovat baktérie 4. Viry cyanobaktérií = cyanofágy

8 Struktura a tvar virionu Kapsid tvořen kapsomerami (proteinová makromolekula n. jejich soubor, charakteristická pro určitou skupinu virů) Kapsomery jsou syntetizovány ny hostitelskou buňkou a autoagregací se z nich vytváří kapsid.. Výstavba kapsidu připomíná krystalizaci.

9 Symetrie kapsidy Helikáln lní tyčinkovit inkovité viriony rosltinného viru mozaiky tabáku (TMV). Kapsid 2130 kapsomer šroubovicově uspořádaných + RNA)

10 Ikozaedráln lní (dvacetistěnová) většina živočišných virů

11 Binárn rní bakteriofágy hlavička ka obsahující NK s ikozaedrální symetrií a bičík s helikální symetrií Několik typů bakteriofágů: Fágy s dlouhým rigidním (tuhým) a kontraktilním (stažlivým) bičíkem (př. fág Escherichia coli T4. Fágy s dlouhým ohebným, nekontraktilním (nestažlivým) bičíkem Fágy s krátkým nekontraktilním bičíkem Fágy bez bičíku Bičík neslouží k pohybu má funkci injekční jehly

12 NK viru DNA či RNA jednořetězcováči dvouřetězcová Lineární n. kružnicová Jednořetězcová RNA - +/- (pozitivní/negativní)

13 Reprodukce virů v hostitelských buňkách 1. Vazba virionu na povrch buňky 2. Proniknutí (penetrace) do buňky 3. Uvolnění NK z kapsidu 4. Replikace virové NK 5. Syntéza virových proteinů 6. Zrání (maturace) virionů 7. Jejich uvolnění z buňky

14 Mezi proniknutím virionu do buňky (stupeň 2) a vznikem prvních virionů (stupeň 6) fáze eklipsy = zralý virus nelze v buňce prokázat (charakteristická pro jednotlivé viry př.. virus neštovic hod.)

15 Rozmnožov ování bakteriáln lních virů a) Připojení bakteriofága k receptoru bičíkovými vlákny b) Bazální ploténka se dostává do přímého kontaktu s povrchem bakteriální stěny c) Zkrátí se kontraktilní pochva bičíku a z hlavičky bakteriofága je vstříknuta jeho NK d) Bakteriofág vnutí baktérii svůj biosyntetický program e) Maturace (zrání) bakteriofágových virionů f) Fágové viriony se hromadí v buňce g) Enzym lyzozym (uložený na koncích bičíkových vláken fágových virionů) narušuje buněčnou stěnu a baktérie se rozpadá (zlyzuje) Celý reprodukční cyklus bakteriofága T4 (z původního virionu vznikne 300 nových 30 min).

16 Rozmnožov ování rostlinných virů Převážně jednořet etězcové pozitivní RNA Infekce: viriony pronikají pinocytózou buněč ěčnou stěnou celé!!!, včetně svého kapsidu Maturace rostlinného viru většina kopií jeho RNA se obklopuje kapsidem Hostitelská buňka se rozpadá a uvolněné virové potomstvo můžm ůže e infikovat buňky sousední v pletivu vzniká nekrotické ložisko Celá rostliny jeví chorobné příznaky chlorotickéči hnědé mozaikovité skvrny na listech či i květech, deformace listů využit ití ve šlechtitelství

17 Virus žluté mozaiky salátu Virus žluté zakrslosti bramoru Virus mozaiky tabáku (Tobamovirus)

18 Rozmnožov ování živočišných virů 1. Pronikání (penetrace) viru - Specifičtější než rostlinné - Celý proces trvá hodin - Obalené viry např.. herpes jejich obal splyne s plazmatickou membránou a fúzuje f do buňky 2. Reprodukční cyklus viru různé způsoby a) Viry s dvouřet etězcovou DNA (př. herpesviry) DNA se replikuje a přepisuje p do virové mrna produktivní infekce, lyze buňky.

19 b) Viry s pozitivní jednořet etězcovou RNA podle ní se syntetizují komplementárn rní negativní řetězce RNA, a podle nich jsou syntetizovány ny +RNA řetězce. Lyze buňky. c) Viry obsahující jednořet etězcovou RNA se zpětnou transkripcí podle +RNA je syntetizována na komplementárn rní DNA (retroviry) tento přepis p je katalyzován virovou zpětnou transkriptázou zou. Koplementárn rní DNA se včlenv lení do chromozómov mové DNA hostitelské buňky a podle nín se syntetizují virové RNA.

20 Příznaky: Tkáňov ové buňky se poškozuj kozují a zpravidla zcela zničí viriony pak infikují sousední buňky v napadené tkáni (orgánu) vzniká nekrotické ložisko

21 Neproduktivní infekce Perzistentní infekce buňka nelyzuje, replikační cyklus je v různých r fázích f zablokován 2 skupiny 1. Chronické virové infekce (př. herpetickými viry) v infikované tkáni lze virus prokázat, aniž by působil p chorobné příznaky. Může e však v vyvolat nádorovou n transformaci: př. p herpetický virus 4 (virus Epsteina a Barrové) způsobuje Hodgkinův lymfom (nádor lymfatické tkáně a rakovinu nosohltanu, virus hepatitidy B primárn rní rakovinu jater = onkogenní působení virů. 2. Latentní virové infekce virový genom setrvává v hostitelské buňce, ale nereplikuje se, nelze v buňce prokázat, může být přenášen pohlavními buňkami z rodičůna potomky. Může se změnit na produktivní infekci.

22 Adenoviridae působí onemocnění sliznic dýchacích cest, zažívac vacího a urogenitáln lního traktu i očních spojivek Papovaviridae papilomavirus člověka vyvolává bradavice na kůžk ůže e a kondylomy na sliznici genitáli lií (obvykle spontánn nně ustupují,, mohou přechp echázet v rakovinné nádory)

23 Picornaviridae +RNA poliovirus virus dětské obrny, virus rýmy, virus slintavky a kulhaky skotu Obalené viry s jednořet etězcovou RNA př. Flaviviridae viry encefalitid, žluté zimice - Rhabdoviridae virus vztekliny Obalené RNA viry se zpětnou transkriptázou př.. HIV

24 Priony = specifické infekční proteiny (bez příměsi p NK), kódované strukturním m genem hostitelského organismu. - V buňkách savců a nižší ších hub (kvasinek). - Smrtelné choroby - Creutzfeldtova-Jakobova choroba postupná demence s poruchami všech v psychických funkcí - Kuru Papua-Nov Nová Guinea ochrnutí,, paralýza a smrt - BSE bovinní spongiformní encefalopatie tzv. nemoc šílených krav

25 Mitóza Dělení buněč ěčného jádraj U somatických buněk předávání chromozomů z mateřských buněk k do dceřinných Fáze: 1. Profáze kondenzace chromozomů 2. Metafáze tvorba dělicd licího vřetv eténka, na něžn se upínaj nají chromozomy 3. Anafáze podéln lné rozštěpen pení centromer,, vznik dceřinných chromozomů 4. Telofáze vznik dceřinných jader ze shluků dceřinných chromozomů

26 Meióza = redukční dělení buněč ěčného jádra, j snížen ení diploidního počtu chromozomů na haploidní U gamet (pohlavních buněk) Dva cykly: 1. Meióza I heterotypické dělení 2. Meióza II homeotypické dělení

27 Meióza I heterotypické dělení Profáze - Vznik bivalentů podélným přiklp ikládáním m párových p homologických chromozomů - Crossing-over over výměna částí nesesterských chromatid podstata genetických rekombinací Dále se k pólům p m buňky rozcházej zejí nerozštěpen pené dvouchromatidové chromozomy z bivalentů. V dceřinných buňkách je tedy pouze poloviční počet chromozomů.

28 Meióza II homeotypické dělení Shodné s mitózou Probíhá v jádrech j s již sníženým (haploidním) počtem chromozomů Vznikají tedy dceřinn inná jádra s jednou chromozomovou sadou

29 Výsledek meiózy zy: Čtveřice gamet s haploidními buněč ěčnými jádry (meiotick( meiotická tetráda)

30 Buněč ěčný cyklus Sled dějůd probíhaj hajících ch buňce od skončen ení jedné mitózy do konce mitózy následující M mitóza G 1 předsyntetická fáze S syntéza DNA G 2 postsyntetická fáze Trvá různě dlouho př.. u buněk k kořenov enové špičky Faba vulgaris 19 hod.