maturitniotazky.cz > Biologie
2. Buňka základní stavební u funkční jednotka organismů
Buňka prokariotická
- vznik před 3,6 3,8 mld let
STAVBA
- protoplast = celý živý obsah buňky
- biogenní prvky C,O,N,H,S,P
- jaderná hmota, ribozómy, cytoplazmatická membrána, buněčná stěna, slizový obal
Cytoplazma je viskózní, koncentrovaný roztok mnoha malých i velkých molekul, vyplňuje prostor buňky
Jaderná hmota ( nulkeoid) jediná do kruhu stočená šroubovice DNA , je jediným chromozomem
- jsou zde ribozómy v klidovém stadiu několik set, v rostoucím až 30000
Cytoplazmatická membrána izoluje vnitřní prostředí buňky od vnějšího, má polopropustné vlastnosti
Buněčná stěna tuhý obal, uděluje buňce tvar a chrání ji před vlivy vnějšího prostředí
Buňka eukariotická
= buňka živočivhů, rostlin a hub
CYTOLOGIE = nauka o buňce
CHEMICKÉ SLOŽENÍ BUNĚK
Funkce: 1) Konstrukční ( stavební)
- bílkoviny, lipidy, polysacharidy
2) Metabolická
- uskutečňují a regulují chemické procesy : AK, NK, biokatalizátory
3) Provozní
- v buňce zpracovány a slouží zejména jako zdroj energie cukry, tuky
Zastoupení chem. sloučenin
b. živočišná b. rostlinná
H O 60% 75%
Min. látky 4% 2%
Org. látky 36% 23%
Z toho bílkoviny 18% 4%
NK 1% 1%
Tuky 11% 1%
Cukry 6% 17%
H O funkce:
- rozpouštědlo
- chem. Prostředí
- tvar buněk, tepelný vodič
- aktivátor různých chemických reakcí
- transport látek
Min. látky:
prvky, které jsou v buňce, jsou prvky BIOGENNÍ = nezbytné pro život
- makrobiogenní C,N,O,H,S,P
- mikrobiogenní Mg, Fe, Na, K, Ca
- stopové prvky Cu, Mn, Co, B
Bílkoviny:
- složeny z AMK spojeny peptidickou vazbou ( C, O, N, H) peptidický řetězec
- funkce: stavební, jsou základem enzymů, hormonů ( působí jako biokatalyzátory), protilátek
NK:
- DNA, RNA
- základní jednotka ( složeny) NUKLEOTID hydrogen fosf, cukr, dusíkatá báze
- polynukleotidový řetězec DNA 2, RNA 1
-funkce: - RNA - syntéza bílkovin ( určije řazení)
- tvoří se v jadérku as je v cytoplazmě a v ribozómech
- DNA - řídící, dědičná
- je zejména v jádře, v plastidech, mitochondriích i volně v cytoplazmě
Lipidy:
- estery vyšších mastných kyselin a glycerolu
funkce: - zásoba energie ( zdroj)
- stavební fosfolipidy jsou součástí biomembrán
- součástí některých důležitých látek např.: STEROIDY ( hormony, vitamín D)
barviva KAROTENY, XANTOFYLY
vosků
LANOLIN ( v ovčí vlně)
Cukry sacharidy:
- sloučeniny H O
- MONOSACHARIDY glukóza - zdroj energie
- OLIGOSACHARIDY škrob, glykogen zásobní zdroj energie
- POLYSACHARIDY celulóza, chitin, pektin stavební funkce
STRAVBA EUKARIOTICKÉ BUŇKY
- většinou mokroskopické
- velké vaječná buňka ptáků, nervová buňka výběžky až 1m
obecná stavba: - obaly
- cytoplazma
- organely
- inkluze
- vakuoly
CYTOPLAZMA
složení: - H O 85 95%
- min. látky
- org. látky bílkoviny, enzymy, cukrym tuky, barviva
- je u všech buněk
= koloidní roztok bílkovin
C - GRANULOPLAZMA zrnitá, kolem jádra
- HYALOPLAZMA bezbarvá, celistvá, pod povrchem
CYTOSOL = CYTOPLAZMA
Funkce: 1) v cytoplazmě jsou uloženy všechny organely prostředí pro organely
2) cytoplazma je v pohybu, umožňuje transport látek a pohyb organel
3) u některých buněk umožňuje ameboidní pohyb ( měňavka, bílé krvinky)
4) probíhají v ní důležité metabolické pochody ( přítomnost enzymů)
CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
- není vůči cytoplazmě ohraničená plynulý přechod
- je u všech buněk, je polotekutá
- polopropustná - propouští H O
stavba: - patří mezi tzv- JEDNOTKOVÉ MEMBRÁNY ( někt. organely)
- bílkovinná vrstva není jednolitá póry
- na povrchu buněk, které nemají buň. stěnu jsou různé GLYKOPROTEINY, jejichž cukerná složka vytváří vrstvu GLYKOKALIX obsahuje receptory, jimiž buňka přijímá informace
funkce: - ochranná
- řídí průchod látek
- vytváří osmotickou bariéru buňky je zodpovědná za osmotické jevy v buňce
BUNĚČNÁ STĚNA
- je pouze u buněk rostlin a hub
funkce: ochrana, obal, udává tvar buňky
Složení buněčné stěny rostlinných buněk:
- celulóza ( zpočátku jen z celulózy), později tloustne
- do vrstev se ukládají - min. látky = INKRUSTACE
- organické látky = IMPREGNACE : hemicelulózy, lignin ( dřevo stromů) , pektin
( plody ovoce) , kutin ( vosky)
- buněčná stěna tloustne nerovnoměrně
- PLAZMODEZMY cytoplazmatická vlákna, spojují protoplazmu sousedních buněk
- buněčná stěna buněk hub je tvořena chininem
BUNĚČNÉ ORGANELY
- živé části buněk
2 typy: MEMBRÁNOVÉ tvořeny jednotkovými membránami ( na povrch membrán se váží enzym. komplexy funkční jev na membráně)
FIBRILÁRNÍ ( vláknité) tvořeny vlákny bílkovin
MEMBRÁNOVÉ ORGANELY
MITOCHONDRIE
- pohyblivé organely mění polohu a tvar
stavba: tvořeny dvěma jednotkovými ( plazmatickými) membránami
Vnější membrána propustná pro všechny mol. urč. velikosti - jeto umožněno kanálky v lipidové dvojvrstvě
Vnitřní membrána selektivně propustná
- enzymatické komplexy potřebné k oxidativní fosforizaci ( místem přenosu) , ATP syntéza, transportní proteiny
- je nejdůležitější v mitochondrii
- tvoří krysty a tím se zvětšuje plocha mitochondrie
funkce: - elektrárna buňky vyrábí energii = buněčné dýchání
= oxidace org. látek hlavně oxidace glukózy
+ chem. Energie, nelze buňkou využít, okládá se do makroergních fosfátových vazeb ADENOZINTRIFOSFÁTU (ATP) a ADENOZINDIFOSFÁTU ( ADP) přijme energii -) ATP, když buňka potřebuje energii, rozštěpením ATP na ADP ji získá.
K rozkladu glukózy může dojít i anaerobně, tvoří se méňe energie na tzv. kyslíkový dluh
ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM ( ER )
- je to soustava váčků, plochých cisteren a kanálků, je napojeno na jadernou membránu, která během dělení buňky přechází do ER, po rozdělení se z ER znovu vytváří.
ER - drsné ( s ribozomy)
hladké ( bez ribozomu)
funkce: drsné syntéza bílkovin
hladké syntéza tuků a cukrů
- nejrozsáhlejší systém
- bílkoviny, syntetizované na ribozómech vstupují do váčků, kanálků ER a jsou tam upravovány, kontroluje kvalitu proteinu
Proteiny z ER jdou do
GOLGIHO APARATU ( GA )
- je to soustava cisteren, váčků a kanálků
funkce: 1) Postsyntetická úprava bílkovin z ER ( např.: tvorba hormonů)
2) Syntéza polysacharidů materiálu buněčné stěny rostlinných buněk
3)Extreční rozvod mimo buňku ( výdej jiným buňkám)
LYSOZOMY
- 40 enzymů ve váčcích
- jen u živočišných buněk a u buněk hub
- jsou to kulovité váčky s enzymy
- vznikají oddělením z ER nebo GA
funkce.: 1) účast na buněčném trávení rozklad látek
2) trávení vlastních buněčných struktur ( přestárlé, poškozené)
3) po smrti buňky umožní její rozklad
- nejsou v rostlinných buňkách zde jsou nahrazeny vakuolami
PLASTIDY
- jsou pouze v rostlinných buňkách
a) LEUKOPLASTY neobsahují žádná barviva, jsou v podzemních částech rostlin
funkce:- zásobní, hromadí se v nich zásobní látky škrobová zrna
b) CHROMOPLASTY obsahují oranžová, červená a žlutá barviva XANTOFYLY ( do žluta)
- KAROTEINY ( do červena)
- hlavně v plodech, květech, kořenech
- při fotosyntéze zachycují světelný elektron
c) CHLOROPLASTY zelené barvivo chlorofyl, jsou v zelených částech rostlin
- funkce.: FOTOSYNTEZA
JÁDRO ( nucleus, kargon)
- obvykle jedno, ale i více mnohojaderné buňky
- PLAZMODIA vznikají opakovaným dělením jádra
- SYNCITIA splynutím buněk
funkce.: řídí činnost buňky ( metabolizmus), nositelem dědičné informace, účast na rozmnožování
Karyoplazma obsahuje tzv. CHROMATIN ( je tvořen NK a bílkovinou)
- EUCHROMATIN ( rozptýlené) částečně tvoří chromozómy
- HETEROCHROMATIN ( při dělení jádra se z něj tvoří chromozomy)
Jadérko = fibrilární organely ( vláknité)
Funkce.: nejasná
FIBRILÁRNÍ ORGANELY
Patří sem:
CYTOSKELET
CENTROZOM
DĚLÍCÍ VŘETÉNKO
JADÉRKO
BRVY, ŘASINKY, BIČÍKY
CYTOSKELET
- prostorová síť bílkovinných vláken v cytoplezmě
funkce.: - opora, kostra buňky
- umožňuje pohyb cytoplazmy, změnu tvaru buňky
vlákna.: 1) MIKROTUBULY ( trubicovitá vlákna)
- tvořená bílkovinou - tubulín
- pod cytoplazmatickou membránou pod povrchem buňky
- funkce: umožňuje pohyb cytoplazmy, kostra, tvoří se z nich vlákna dělícího vřeténka
2) MIKROFILAMENTA
- tvořená bílkovinou - aktin
3) VLÁKNA PŘECHODNÁ ( INTERMEDIARNI FILAMENTA)
- tvořená bílkovinami pro každou buňku jiné ( speciální)
- funkce: tvoří kostru buňky
- stejná vlákna jako cytoskelet tvoří BIČÍKY a ŘASINKY (brvy), jejich základem jsou dvojice centrálních mikrotubulů + 9 dvojic mikrotubulů po obvodu vše je obaleno membránou
CENTROZOM ( CYTOCENTRUM, DĚLÍCÍ TĚLÍSKO)
- uplatňuje se při dělení buňky
- pokud se buňka nedělí, nachází se v blízkosti jádra
tvořen: 2 centrioly
9 dvojic mikrotubulů v kruhu
- obaleno hustou cytoplazmou
- při dělení buňky se centrozom rozdělí, každý putuje na opačnou strany buňky, mezi nimi se tvoří dělící vřeténko -) u rostliných buněk se tvoří z plazmatických čepiček na pólech buňky
BUŇĚČNÉ INKLUZE
- neživé části buňky
= látky - odpadní ( soli, pigmenty)
zásobní ( bílkoviny, škrob, glykogen, kapky tuků)
strukturní ( celulóza)
VAKUOLY
- u rostlinných buněk, u buněk hub, výjimečně u živočišných ( jsou specializované) např. u prvoků
- vakuoly v rostl. buňkách:
soubor vakuol= VAKUUM
vakuola: - obal = tonoplast
- buněčná šťáva voda, soli, krystalky, cukr ( důležitý v buňkách kořenového systému)
- ve vakuolách barviva, enzymy funkce lysozomů
- v mladých buňkách více vakuol malé, splívají v jednu vyplní celou buňku, ostatní části zatlačeny k povrchu
ROZDÍLY MEZI ŽIVOČIŠNOU A ROSTLINOU BUŇKOU
1) u ŽB chybí buměčná stěna a plastidy
2) RB chybí lysozomy a dělící tělísko
3) jádro ŽB má více chromatinů
4) ŽB mívá povrchové organely
5) v ŽB mohutněji vyvinuto ER a GA
6) GA je mohutnější v okolí celého jádra, u RB často členěn na podjednotky DIKTIOZOMY
7) u ŽB více mitochondrií
ROZMNOŽOVÁNÍ BUNĚK
3 typy dělení:
1) AMITÓZA přímé dělení vzniknou 2 dceřinné buňky
2) MITÓZA nepřímé dělení
- součástí buněčného cyklu cyklus od jednoho dělení buňky k druhému
G1 fáze - presyntetická
- zaujímá (30 40%)
- " klidové období" po mitóze
S fáze - syntetická fáze ( antefáze)
- zaujímá ( 30 50%) buměčného cyklu
- zdvojnásobí se DNA v jádře
G2 fáze - postsyntetická
- (10 20%)
- " klidové období" před mitózou
M fáze - mitóza
- 4 části profáze, metafáze, anafáze, telofáze
CHROMOZÓM
- pentlicovitý vláknitý útvar, vzniká při mitóze v jádře
- v každé tělní somatické buňce je 2n chromozómů
- člověk má 46 chromozomů v každé buňce
- 2 ramena podélně rozdělené na chromatidy
- CHROMONEMY vlákna rozlišujeme je podle barvitelnosti
- EUCHROMATIN - EUCHROMATINOVÉ ÚSEKY dobře barvitelné, obsahují DNA
- HETEROCHROMATIN - -,,- - špatně barvitelné - RNA
- počet chromozomů je stálý pro určitý druh
- v somatických buňkách je diploidní počet chromozomů 2n
- v pohlavních buňkách je haploidní počet chromozomů - n
MITÓZA
PROFÁZE nejprve dochází ke zvětšení buň. jádra, zvětšení cytocentra ( centrozomu)
- rozpad jadérek
- z chromatinové hmoty se tvoří dlouhé vláknité útvary, zkracují se -) CHROMOZOMY
- chromozomy se rozštěpí mezi chromatidami, ale v místě centromery zůstávají spojeny
- končí rozpadem jaderné membrány
METAFÁZE - seřazení chromozomů do EKVATORIALNI ROVINY rovina kolmá na osu vřeténka
- zachycení chromozomů trakčnímy vlákénky na vlákně dělícího vřeténka
ANAFÁZE - chromozomy se rozdělí i v oblasti centromery
- dochází k rozestupu chromozomů k pólům buňky
TELOFÁZE - dochází k rekonstrukci dceřiných buněk
- chromozómy se shlukují, rozplétají se, rozpadnou se na chromatin
- kolem se tvoří jaderná membrána jadérka
- rozpadne se dělící vřeténko -) vznik dvou dceřiných buněk se stejným počtem chromozomů, jako měla mateřská buňka
- tvoří se přepážka
- na konci telofáze se buňka rozdělí na 2 dceřinné
- při telofázi se buňka protahuje a tvoří se přepážka:
u ŽB do středu buněk CENTRIPETÁLNÍ RŮST
u RB od středu buněk CENTRIFUGÁLNÍ RŮST
DĚLENÍ JADER = KARYOKINÉZE
DĚLENÍ BUNĚČNÉHO JÁDRA = CYTOKINEZE
- začíná už před profází buňka ztrácí povrchové organely dostává kulový tvar
CHROMOZOMY
- párové ( stejné) HOMOLOGNÍ
- různých párů HETEROLOGNÍ
CROSSING OVER = možnost vyměnit si části nesesterských chromatid, tj. chromatid jednoho a druhého párového chromozómu
MEIOZA
- redukční dělení
- dochází k redukci chromozomů na 1/2 -) z buněk prapohlavních 2a vznikají buňky pohlavní n
PRVNÍ ZRACÍ DĚLENÍ
PROFÁZE I. - rozpustí se jaderná membrána a jadérko
- chromozómy se stávají vyditelnými
- homologické chromozomy se přikládají svými centromerami k sobě = chromatidové tetrády
METAFÁZE I. - tetrády se svými centromerami uspořádají v centrální rovině buňky
ANAFÁZE I. - nastává oddělení tetrád
- zkracující se mikrotubuly dělícího vřeténka táhnou chromozomy k opačným koncům buňky
- každý chromozom sestává ze dvou chromatid
TELOFÁZE I. - mateřská buňka se rozdělí na dvě dceřiné haploidní buňky
DRUHÉ ZRACÍ DĚLENÍ
- klasická mitóza
- výsledkem meiozy jsou 4 kvalitativně odlišné haploidní buňky
DOPLNĚNÍ
- za správné rozdělení chromozómů během mitózy je zodpovědné DĚLÍCÍ ( MITOTICKÉ ) VŘETÉNKO, tvořeno převážně mikrotubuly
- na konci PROFÁZE se na každé centromeře vytváří dvě trakční vlákna ( KINETOCHORY) směřují na opačné strany a na ně se naváží mikrotubuly dělícího vřeténka
- za cytokinezi u ŽB je odpovědný KONTRAKTILNÍ PRSTENEC AKTINOVÁ a MIOZINOVÁ vlákna vzniká na konci mitózy pod plazmatickou membránou v ekvatoriální rovině buňky. Prstenec se stahuje a táhne plazmatickou membránu dovnitř.
- za CYTOKINEZI u RB je zodpovědný FRAGMOPLAST tvoří se ze zbytků mikrotubulů starého vřeténka, je základem buněčné stěny
- k FRAGMOPLASTU jsou transportovány váčky s polysacharidy a glykoproteiny, zde se slévají =) buň. stěna roste, kolem ní se tvoří plazmatická membrána