Stavba buněk, organely, buněčné typy BST2
Buňka Nejmenší částice protoplasmy schopná samostatné existence Prokaryotická buňka (nucleoid) Bakterie, (0,1 do 15μm). Nejmenší jsou bakterie rodu Mycoplasma (a příbuzný Ureaplasma) s průměrem buňky jen asi 0,1 0,3 μm (nemají buněčnou stěnu).největší známá bakterie Thiomargarita namibiensis (0,75 mm). Archea (0,1-15 μm)
Buňka Eukaryotická buňka (jádro) - prvoci, rostliny, houby, živočichové U člověka 10-20μm (5-150μm)
Membrána (používá se i termín biologická (příp.jednotková membrána) Funkce: selektivní bariéra, udržování gradientů, přenos vzruchu, buněčné rozpoznávání, komunikace s prostředím, receptory Tloušťka : 7,5 10 nm! Membránové specializace (apikální, bazální, laterální)
Membrána: Dvojvrstva fosfolipidů, proteiny Fosfolipidy - zevně fosfatidylcholin a sfingomyelin; uvnitř fosfatidylserin a fosfatidyletanolamin Cholesterol Proteiny (glykoproteiny) integrální, povrchové, asociované s membránou
Jádro (nucleus) Tvar dle tvaru buňky nebo specifický (neutrofil) Jaderná obálka dvě membrány a perinukleární prostor (cisterna) (40-70nm), jaderné póry 70 nm Karyoplasma (DNA, proteiny) - euchromatin, heterochromatin + nuclear veil Bazofilní (barvitelné hematoxylinem) a elektrondenzní (heterochromatin) Sex chromatin - Barrovo tělísko
Jaderná lamina Laminy pod jadernou obálkou udržuje tvar Progerie - mutace genu pro lamin A porucha jaderného obalu a skeletu (porucha tvaru jádra a dělení)
Jaderný pór Umožňuje kontakt mezi karyoplasmou a cytoplasmou Jaderný košík (nuclear basket) nucleoporiny8 proteinů Do cytoplasmy vybíhá 8 filament. Importiny, exportiny 3000-4000 pórů v savčím jádře
Jadérko Místo syntézy r-rna 1 µm Akrocentrické chromosomy NOR Pars amorpha fibrilární centrum (Fc) Densní fibrilární komponenta (Dfc) Pars granulosa
Cytoplasma Organely membránové struktury Buňce podobné mitochondrie a chloroplasty dvě membrány Odvozené od povrchové membrány endoplasmatické retikulum, Golgiho komplex, lyzosomy, granula a vakuoly Cytoskelet Inkluze Další struktury - ribosomy, proteasomy
Funkční systémy eukaryotických buněk Systém komunikační membrána, receptory, signální molekuly, buněčné kontakty Systém produkční proteosyntéza: ribosomy, ER, Golgi Systém energetický mitochondrie Systém degradační- lyzosomy, proteosomy Systém protekční (ochranný): stresové proteiny, peroxisomy, DNA repair Systém pohybový Cytoskeleton: mikrotubuly, intermediární filamenta, mikrofilamenta a molekulární motory Organely centriol, flagela, cilia
Komunikační systémy Membrána Volně prostupná pro malé molekuly O2, N, CO2, malé nepolární molekuly Neprostupná pro velké nepolární a všechny polární molekuly Iontové kanály a pumpy Přenašeče Receptory Enzymy Adhesivní molekuly
Systém produkční proteosyntéza Ribosomy GER (Nisslova substance, ergastoplasma) Golgiho komplex
Produkční systémy Ribosomy rrna a proteiny, 20x30nm, Ribo+m RNA= polyribosomy GER, granulární (drsné) endoplasmatické retikulum (membrána souvisí s jaderným obalem), segregace proteinů na export, též posttranslační modifikace. GA, Golgi komplex Cisterny a transportní vezikuly a kondenzační vakuoly. GA polarizovaný: cis- (konvexní, k GER), trans(konkávní, maturační povrch)
Proteosyntéza Začátek syntézy na ribosomech, signální sekvence + SRP (signal recognition particle) SRP receptor na GER (transmembránový protein) umožňuje vstup peptidu do cisterny Po odštěpení signálního peptidu uvolnění do cisterny folding, glykosylace Peptidy membrán zůstanou vázány v membráně GER
Proteosyntéza Golgiho komplex transport, přechovávání a úpravaposttranslační modifikace + směřování proteinů Zaobalení a adresování proteinů -vesikuly nebo sekreční granula
Syntéza lipidů: HER (Mitochondrie s tubulárními kristami) GER a Golgi lipoproteiny Kapénky lipidů Multi-lamelární granula (např.surfaktant)
Hladké endoplasmatické retikulum Syntéza lipidů Odbourávání glykogenu Detoxikace xenobiotik Sarkoplasmatické retikulum tubuly a cisterny skladování Ca++
Pohybový Mikrofilamenta (6nm) aktin myofibrily, buněčný kortex, upínají se do adhesivních spojení (zonula adherens a fokální adhese), kontraktilní prstenec (cytokinese)- (faloidin,cytochalazin) Intermediární (12nm): cytokeratiny, desmin, vimentin, neurofilamenta, gliální fibrilární protein typická pro určitý buněčný typ- užití jako marker Mikrotubuly (25nm) - MTOC, podjednotky A a B tubulin 13 fibril 9x2 + 2 řasinky, 9x3 centrioly, (kolchicin, taxany)
Buněčný kortex Aktin-globulární G aktin polymeruje na fibrilární F aktin Myosin molekulární motor štěpením ATP dodává energii pro pohyb Pohyb buněk diapedesa Soudržnost - kohese
Mikrotubuly 13 fibril Alfa a beta tubulin Dynamická instabilita Kinesin+ Dynein
Centrosom Centrosom: centriol, centrosféra a astrosféra. Dvojice centriolů kolmo k sebe (diplosom) Dělící vřeténko Kinocilie
Energetický Mitochondrie Beta oxidace mastných kyselin Citrátový cyklus Dýchací řetězec Oxidativní fosforylace ATP
Lyzosomy Velikost 0,05 0,5um Intracelulární trávení (hydrolýzu) obsahu transportovaného endosomy primární, sekundární, reziduální tělíska (pigment z opotřebování lipofuscin obaleny biomembránou (2 protekce proti autodigesci: membrána a nízké ph pro aktivitu hydrolytických enzymů) Vznikají na GA Peroxisomy, 0,2 1um, sférická, membránou ohraničená tělíska, obsahují oxidázy k degradaci dlouhých mastných kyselin (nad 18C), za vzniku H2O2, který je okamžitě degradován katalázou: k detoxikaci (oxidaci) k některých nox, např. etanolu nebo je štěpen na H2O a O2. Syntéza na volných ribo
Lyzosomy Hydrolytické enzymy- aktivní při kyselém ph Kyselá fosfatáza, RNAsa, DNAsa, proteásy, lipásy, sulfatásy, β-glukuronidáza Časté v buňkách se schopností fagocytozy (neutrofily, makrofágy) U buněk, které žijí dlouho, pro likvidaci poškozených organel nestrávený zbytek -pigment z opotřebení lipofuscin (v neuronech, kardiomyocytech)
Ochranný Peroxisomy obsahují aminooxidásy, peroxidásurozkládá peroxid vodíku na vodu a kyslík (likvidace ROS) HSP (chaperony) Proteasom - ubiquitin Mikrosomy - HER a cytochrom P450 (hepatocyty, ledviny)
Inkluse Zásobní látky: -kapénky lipidů (tukové buňky) -glykogen zásobárna glukosy granula v jaterních buňkách a svalech Pigmenty: melanin, lipofuscin
Reparace a obnovovací systémy Kmenové buňky součást reparačních systémů Omezená reparace postmitotické buňky-g0 fáze srdeční a kosterní sval,neurony, buňky chrupavky
Kmenové buňky Totipotentní zygota a blastomery Pluripotentní embryoblast Multipotentní i v dospělosti (např. hemopoetické bb) Unipotentní progenitorová buňka Prekursorová buňka již nemá sebeobnovující potenciál
Typy eukaryotických buněk Epitheliocyty: cytokeratiny, neurofilamenta epitelové buňky a buňky nervové tkáně intercelulární kontakty Mechanocyty: vimentin, desmin pojiva a svalové buňky- důležitá je mezibuněčná hmota a připojení buněk k ní. Amebocyty volně pohyblivé buňky lyzosomy (krvinky)
Buněčný cyklus Délka buněčného cyklu u člověka Blastomery 6-8 hodin Enterocyt (5-7 dní) Spermiogenese (64 dní- meiosa) Keratinocyty epidermis (15-30 dní) Erytrocyt (120 dní) Jaterní buňka (1 rok) Vajíčko (až 40 let)