Eukaryotická buňka Milan Dundr
Buněčné jádro:
jaderný obal (jaderná blána, karyothéka) Buněčné jádro (BJ) =dvojitá membrána (nucleus, karyon) mezi 2 membránami je perinukleární prostor vnější jaderná membrána plynule přechází v ER jaderné póry
Chromozóm = nositel zakódované dědičné informace 2 chromatidy centromera primární konstrikce sekundární konstrikce satelit
Chromozóm
Chromozóm
Chromozóm
Telomery na obou koncích chromozómů umožňují kopírování DNA (replikaci) programovaný počet dělení?
Počet chromozómů haploidní (n) x diploidní (2n) viditelnost před dělením a při něm počet určuje druh: člověk (2n=46) kukuřice (2n=20) hrách (2n=14) moucha (2n=8) kapr (2n=104)
Počet chromozómů
= tekutá hmota (karyoplazma) vjádře s chromozómy Chromatin
Buněčné jádro řídící centrum buňky; syntéza DNA a RNA lze jej řadit mezi membránové organely
Jadérko (nucleolus) vjádře jedno nebo několik tvorba ribozómů (geny pro rrna) zproteinů importovaných z cytoplazmy vytvářeny podjednotky a transportovány zpět do cytoplazmy jadernými póry
Buněčné povrchy:
biomembrána BUNĚČNÉ POVRCHY: Plazmatická membrána =dvojvrstva fosfolipidů sproteiny a glykoproteiny součástí bývá i cholesterol fluidní mozaika
Kompartmentace buňky rozděluje eukaryotickou buňku do kompartmentů (podprostorů)
Plazmatická membrána reguluje příjem a výdej látek (přechody látek přes membránu) přijímá signály z okolí, předává signály ven
Plazmatická membrána tloušťka 5 nm (=asi 50 atomů) není vidět ve světelném mikroskopu prostoupena proteinovými kanály a pumpami, čidly
Plazmatická membrána polopropustná (semipermeabilní): obecně: čím menší a rozpustnější v oleji je molekula, tím snadněji projde malé nepolární molekuly (O 2, CO 2 ) rychle projdou
Plazmatická membrána polopropustná (semipermeabilní): nenabité polární molekuly jsou-li malé, také projdou: voda a ethanol projdou rychle glycerol projde pomaleji glukosa projde jen stěží
Plazmatická membrána polopropustná (semipermeabilní):
Plazmatická membrána polopropustná (semipermeabilní): ionty a nabité molekuly (K+, Na+) neprojdou větší molekuly (sacharidy, AK, proteiny, nukleotidy) procházejí příliš pomalu proto jsou transportovány membránovými proteiny
BUNĚČNÉ POVRCHY: Buněčná stěna (BS) jen u rostlinných buněk a buněk hub!! z polysacharidů celulosa u rostlin chitin u hub a z bílkovin pevná, určuje tvar buňky oboustranně propustná
Buněčná stěna vní: vlákna celulosy (buničiny) ve dřevě ligninová síť u hub chitin
Buněčná stěna
Buněčná stěna
Cytoplazma (=cytosol) = viskózní (vazký), koncentrovaný gelovitý roztok mnoha malých i velkých molekul natěsnaných blízko vedle sebe zcela vyplňuje prostor buňky
Cytoskelet (kostra buňky): u všech eukaryotických buněk tvoří soustavu trámů, nosníků, lan a motorů, která dodává buňce její mechanickou pevnost, ovlivňuje její tvar, pohání a řídí její pohyby
=vlákénka Cytoskelet: mikrofilamenta bílkoviny podobné svalovým buňkám tenká a pružná vbuňce tvoří svazky
zkracují se a natahují způsobují pohyb cytoplazmy uvnitř buňky i aktivní pohyb buněk (např. měňavkovitý) Cytoskelet: mikrofilamenta
v rostlinné buňce pohání organely (např. mitochondrie) po cytoskeletárních kolejích Cytoskelet: mikrofilamenta
= nejtlustší vlákna, která mají tvar dutých trubiček Cytoskelet: mikrotubuly
jsou v centrozómu podílejí se na vzniku dělicího vřeténka (centrozóm organizuje mikrotubuly do dělicího vřeténka) Cytoskelet: mikrotubuly
organizují vnitřek buňky umožňují vnitrobuněčný transport organely se pohybují podél mikrotubulů Cytoskelet: mikrotubuly
řasinky a bičíky obsahují stabilní mikrotubuly, které jim umožňují pohyb (9 + 2) Cytoskelet: mikrotubuly
Cytoskelet střední filamenta = pevná, odolná vlákna ochraňují buňky proti mechanickému stresu
BUNĚČNÉ ORGANELY:
Ribozómy = místo syntézy bílkovin buď volné v cytoplazmě nebo vázané na ER drsné ER
Ribozómy ze 2 podjednotek (menší a větší) obsahují rrna a více než 50 druhů proteinů
Ribozómy prokaryotická buňka klidová jich - několik set rostoucí - 30 000 i více obě podjednotky - menší hmotnosti než u eukaryotické buňky eukaryotická buňka v cytoplazmě miliony ribozómů
Ribozómy vznikají vjádře (resp. v jadérku) transportovány do cytoplazmy jadernými póry (každá podjednotka zvlášť)
Ribozóm obě podjednotky se spojují na mrna syntetizují podle ní protein po ukončení syntézy se opět oddělí
v eukaryotické buňce jeden ribozóm připojí k rostoucímu řetězci 2 AK za minutu v bakteriální buňce ještě asi 10x rychlejší Ribozóm
zodpovídá za nasednutí trna na kodóny mrna Ribozóm malá podjednotka
katalyzuje vznik peptidové vazby mezi AK a polypeptidový m řetězcem Ribozóm velká podjednotka
Endoplazmatické retikulum (ER) z biomembrány (nejrozsáhlejší membránový systém v eukaryotické buňce)
Endoplazmatické retikulum (ER) =systém navzájem propojených zploštělých měchýřků (kanálků); nepravidelný labyrint buněčných prostorů; obklopují jádro a pronikají do celé buňky
Endoplazmatické retikulum (ER) ploché váčky se nazývají cisterny (i jaderný obal je jednou cisternou) vnější jaderná membrána plynule přechází v ER
Endoplazmatické retikulum připojeny ribozómy syntéza bílkovin drsné
Endoplazmatické retikulum syntéza glykolipidů syntéza některých hormonů detoxikace řady molekul (včetně alkoholu v jaterních buňkách) hladké
Endoplazmatické retikulum místo vzniku většiny složek buněčné membrány ukládá a transportuje produkty syntetizované buňkou vznikají vněm materiály určené pro export zbuňky
Golgiho aparát (G. systém) = stohy zploštělých membránových váčků znich se odškrcují malé váčky
Golgiho aparát (G. systém) základní útvar ze 6 paralelně uspořádaných cisteren = diktyozóm Golgiho komplex může být tvořen větším počtem prostorově vzdálených diktyozómů diktyozóm
Golgiho aparát (G. systém) obvykle poblíž jádra přijímá a mění molekuly vyrobené v ER (proteiny a lipidy) poté je směřuje do okolí buňky (sekrece) nebo do různých jejích částí
Golgiho aparát (G. systém)
Lysozomy =malé nepravidelné organely v nich vnitrobuněčné trávení odbourávají nežádoucí molekuly pro recyklaci nebo vyloučení malé membránové váčky s trávicími enzymy
Lysozomy odbourávají opotřebované organely i makromolekuly a částice, které buňka pohltila při endocytóze u poškozené buňky (nebo po její smrti) způsobí autodestrukci nejsou v rostlinných buňkách, kde jejich funkci plní vakuoly
Vakuoly =velké membránové měchýřky naplněné vodným roztokem nejrůznějších látek (zásobní a odpadní látky, trávicí enzymy) obsah se nazývá buněčná šťáva biomembrána = tonoplast
především u rostlinných buněk (u živočišných pouze trávicí, vylučovací a pulsující vakuoly) Vakuoly
Vakuoly mladé buňky více menších vakuol staré buňky jedna velká vakuola cytoplazma a buněčné jádro zatlačeny k okraji jádro často zploštělé
Peroxizomy = malé organely s jednoduchou membránou je jich asi 400 v jedné buňce
Peroxizomy obsahují enzymy odbourávají lipidy ničí toxické molekuly (oxidací) odbourávají nebezpečný H 2 O 2
Bičík u Prokaryot =tenké (14 nm) spirálně stočené vlákno delší než buňka zakotveno v plazmatické membráně v bílkovinném prstenci, který je jakýmsi ložiskem, vněmž se bičík otáčí (další ložisko je vbuněčné stěně)
pohyb bakterie se uskutečňuje otáčením polotuhého bičíku buňka tak spotřebovává energii Bičík u Prokaryot
Bičík u Eukaryot asi nemá vývojově nic společného sbičíkem prokaryot 250 nm v průměru na povrchu membrána, která je pokračováním plazmatické membrány
Bičík u Eukaryot uvnitř mikrotubuly (9 + 2) pohyb bičíku = klouzání mikrotubulů po sobě spotřeba ATP (dodán z cytoplazmy) prvoci, spermie apod.
Řasinky (brvy, cilie): = vláskovité výběžky buněčného povrchu; průměr kolem 250 nm uvnitř svazek mikrotubulů jako u eukaryotického bičíku
Řasinky (brvy, cilie): svazek mikrotubulů vyrůstá z bazálního tělíska vcytoplazmě; povrch řasinky je kryt membránou též uspořádání 9 + 2
Centriola není vbuňkách vyšších rostlin = světlolomné tělísko poblíž jádra tvořeno svazečkem mikrotubulů
Centriola okolo je dvůrek světlolomné cytoplazmy = centrosféra spolu s centriolou tvoří centrozóm
před dělením buňky se centrozóm zdvojí (diplozóm) a vytváří dělící vřeténko (organizuje mikrotubuly) Centriola
Centriola
SEMIAUTONOMNÍ ORGANELY: předpokládá se, že vznikly endosymbiózou Lynn Margulis (nar. 1938) americká bioložka znaky: mají dvojitou membránu, vlastní DNA (kruhovou), množí se dělením; mají i vlastní ribozómy (velikostí odpovídají prokaryotickým) a syntetizují vlastní bílkoviny
Lynn Margulis
mitochondrie plastidy SEMIAUTONOMNÍ ORGANELY:
Mitochondrie ve všech eukaryotických buňkách v 1 buňce až několik tisíc
Mitochondrie dvojitá biomembrána, vnitřní silně zřasená (přepážky, kristy, cristae zvětšený povrch) nebo až trubičkovitá uvnitř hmota matrix
Mitochondrie
Mitochondrie vyvinuly se endosymbiózou z bakterií pohlceny předkem dnešních eukaryotických buněk vnější membrána je obal hostitelské buňky
Mitochondrie mají vlastní mitochondriální DNA (mtdna) množí se dělením
Mitochondrie = energetické centrum buňky spotřebováván kyslík, uvolňuje se oxid uhličitý buněčné dýchání
Mitochondrie - ATP energie skladována v chemické formě: ATP = adenosintrifosfát nukleotid RNA adenosinmonofosfát + dva fosfáty připojené makroergními /energeticky bohatými/ vazbami
Mitochondrie - ATP vznik ATP v mitochodriích = oxidační (oxidativní) fosforylace ADP + P (fosfát) + energie ATP AMP + P-P (bifosfát) + energie ATP ATP ADP + P + energie ATP AMP + P-P + energie
Endosymbióza
Plastidy: Chromoplasty Chloroplasty Leukoplasty
Chromoplasty obsahují červená a žlutá asimilační barviva nerozpustná ve vodě karotenoidy xanthofyly v červeně, žlutě a oranžově zbarvených květech a plodech
Chloroplasty dvojitá membrána teorie endosymbiózy vyvinuly se ze sinic pohlceny ranou eukaryotní buňkou jen u rostlin, řas a rostlinných bičíkovců
Chloroplasty zploštělé membránové měchýřky thylakoidy grana granární thylakoidy stupňovitě nad sebou uložené uvnitř hmota (bílkovinná plazma) stroma v ní stromatární thylakoidy
Chloroplasty mají vlastní DNA množí se dělením
Chloroplasty fotosyntéza fotosyntéza vytvářejí molekuly potravy (sacharidy) a kyslík vznik ATP při fotosyntéze v chloroplastech = fotosyntetická fosforylace (fotofosforylace)
Chloroplast
Chloroplasty
Leukoplasty v neosvětlených částech rostlin (kořeny, oddenky, vnitřní části stonků) hromadí se v nich zásobní látky škrob bílkoviny lipidy
Buněčné inkluze volně uvnitř rostlinných buněk např.: škrobová zrna mikrokapénky tuků
Buněčné inkluze krystalky šťavelanu vápenatého (Dieffenbachia, šťavel, suché suknice cibule) silice (miříkovité, hluchavkovité aj.)
Rostlinná x živočišná buňka
Co má rostlinná buňka (ale nemá živočišná buňka): buněčnou stěnu plastidy vakuoly
Co má živočišná buňka (ale nemá rostlinná buňka): lysozómy centriolu nemají vyšší rostliny