BUŇKA
ŽIVOČIŠNÁ BUŇKA mitochondrie ribozom hrubé endoplazmatické retikulum cytoplazma plazmatická membrána mikrotubule lyzozom hladké endoplazmatické retikulum Golgiho aparát jádro jadérko chromatin volné ribozomy centrioly
ROSTLINNÁ BUŇKA chloroplast mikrotubule plastid mitochondrie vesikl vnější membrána vnitřní membrána Chloroplast Golgiho aparát centrální vakuola stroma lamela thylakoid hladké endoplazmatické retikulum stroma mezimemránový prostor hrubé endoplazmatické retikulum plasmodesma buněčná stěna granum plazmatická membrána jádérko Plasmodesma chromatin plazmatická membrána hladké endoplazmatické retikulum ribozomy cross linking glykan pektin střední lamela volné ribozomy mikrofibriální celuloza primární buněčná stěna desmotubule
Jádro 10 μm vnitřní membrána Vnější membrána Interakce mezi jádrem a cytoplazmou Nukleoplazma jadérko Cytoplazma póry Jadérko Replikace DNA Euchromatin Heterochromatin DNA,RNA, histony nehistonové proteiny Transkripce DNA N N A 45SRNAs hnrnas pretrnas NAD Syntéza Syntéza trnas rrnas mrnas Ribosomální podjednotky Polysomy Translace N N A NMN NAD Ribosomální proteiny histony nehistonové proteiny
Mikrotubuly, mikrofilamenty Mikrotubule asociované stabilizačním proteinem konce Sekreční vesikly Jádro Stabilní konce konec rostoucího nebo kratšího Jádro Centrosom Mitochondrie migrující mezi mikrotubuly
Endoplazmatiké retikulum a Golgiho aparát Morfologické struktůry Biochemické procesy Jádro 1. Transport 1. RER 2. Syntéza proteinů a tvorba signálních peptidů štěpení tvorba disulfidpvých vazeb oligomerizace Nglykosilace 2. transportní vesikly 3. Golgiho komplex 4. Lysozom cis medial trans transgolgiho síť Membránový protein 3. cis: fosforylace medial: štěpení sacharidů Adice GlcNAc Adice Gal a NeuAc transgolgiho síť řazení 4. Hydrolýza makromolekul 5. Sekreční vesikly 5. Proteolýza 6. Exocytóza 6. Cytoplazmatická memrána
Mitochondrie 2 μm Metabolické funkce vnitřní membrána Pyruvát Acyl CoA karnitinový kanál Mezimembránový prostor vnější membrána Cytoplazmatické ionty Ca Pyruvat Acyl CoA Močovinový cyklus Ca 2 β oxidace NH3 Močovina kristy Ca 2 matrix Acetyl CoA HCO3 A P P ADP mezimembránový prostor CO2 CO2 Citratový cyklus N A ETF H2O Respirační řetězec A P P P H A P P P A P P P ATP Vnitřní membrána H ATP syntéza H H H Vnější membrána O2
Složení bakteriální buňky Proteiny (17%, 3 000) RNA (8%) DNA (1%) Cukry (1%, 250) ionty (1%, 20) Voda (70%, 1) Lipidy (1%, 50) Nukleotidy (0,4%, 100) Aminokyseliny (0,4%, 100) Další organické molekuly (0,2%, 300)
Struktura biomembrán polární (hydrofilní) hlava Cholin Fosfát Glycerol 1 2 CH3 N (CH3)3 CH3 O O P O O CH CH3 O O C O C O nepolární (hydrofobní) řetězec CH3 CH CH CH3 Fosfatidylcholin hydrofilní hlavy cholin fosfát glycerol hydrofóbni řetězce mastné kyseliny Polární hydrofilní Hlavice Nepolární hydrofoní řetězce Polární hydrofilní Hlavice Fosfolipidová dvojvrstva základní struktura plazmatických membrán
Chemické složení membrán membránové komponenty relativní zastoupení lipidů Nervová buňka: plazmatická membrána Erytrocyt: plazmatická membrána Jaterní buňka: plazmatická membrána Kardiolipin Vnitřní membrána Mitochondrie Vnitřní a vnější membrána Lipidy Cukry Proteiny Fosfolipidy Fosfatidylcholin Fosfatidylserin Fosfatidylethanolamin Sfingomyelin Glykolipidy Cholesterol Další lipidy
Funkce membrány S AB CD Rozhraní Regulace transportu metabolitů Příjem a přenos signálu Enzymové reakce Spojení s dalšími buňkami Kotvení pro cytoskelet
Permeabilita membrány Malé molekuly Nepolární O2,N2 benzen Glukóza polární elektroneutrální Volná difúze H2O močovina glycerol CO2, NH3 Uniport U Glukóza Velké molekuly polární elektroneutrální např. glukóza Na Symport S Ionty H, Na, K, Mg 2, Ca 2, NH4, HCO3, Cl, H2PO4, neprůchoné přes membránu Cl Cl Amino kyseliny Nukleotidy HCO3 Antiport A HCO3
Pasivní a aktivní transport Elektrochemický gradient Vysoká koncentrace Proteinový kanál Transportér Konformační změna Transport ATPasy Konformační změna P P Nízká koncentrace a a Volná difuze Póry Usnadněná difuze P P P P P Pasivní transport P Aktivní transport Existují dva typy transportních procesů: nespescifická permeace a zprostředkovaný transport Nespecifická permeace se dá popsat formalismem prosté difuze. Naproti tomu zprostředkovaný transport probíhá díky činnosti specifických transportních proteinů. Tyto proteiny mají různé názvy: permeázy, portery, translokázy, translokátory a transportéry membránové přenašeče. 1) Pasivní zprostředkovaný transport usnadněná difuze při které specifické molekuly proudí z oblasti o vyšší koncentraci do oblasti o nižší koncentraci, aby vyrovnaly svůj koncentrační gradient 2) Aktivní transport při kterém jsou specifické molekuly přenášeny z oblasti o nižší koncentraci do oblasti o vyšší koncentraci, tj. proti jejich koncentračnímu spádu.
Tato publikace je spolufinancována z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky. Byla vydána za podpory projektu OP VK CZ.1.07/2.2.00/28.0302 Inovace studijních programů AF a ZF MENDELU směřující k vytvoření mezioborové integrace.