I - Stavba buňky
Maturitní otázka číslo 1 – BUŇKA
Buňka je základní stavební a funkční jednotkou všech živých organismů. = Tak zní hlavní myšlenka buněčné teorie z roku 1838, kterou vyřkli Schleiden a Schwan. Ve skutečnosti ale jako první viděl buňku anglický opilec (a biolog) Robert Huk (koukal se na všechno, i na svoje sperma, myslel si, že má parazity), první popis buňky udělal Holanďan Antony von Leeuwenhoek, a úplně první cokoli o buňce řekl Jan Evangelista Purkyně. Ovšem S+S byli první, kdo si to nechal patentovat, a objev tedy náležím jim.
Existují dva stavební modely – prokaryota a eukaryota (dělíme na základně sekvence rRNA na malých ribozomových podjednotkách)
Prokaryota
-vývojově starší
-bakterie (=bakterie + sinice – sinice mají chloroplasty) + archea
-jednobuněčné, netvoří tkáně
-chemické tvoření cca stejné
-nejsou dílčí prostory ani moc organel -> volné srážky molekul v cytoplasmě -> rychlý metabolismus
-PROKARYOTICKÉ JÁDRO, CYTOPLASMA, PLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
Jádro = nukleoid = jedna molekula dvouřetězcové DNA, která je kružnicová
-nese genetickou informaci, rozmnožuje se replikací DNA (= ne mitoticky)
-haploidní chromosomy
-nemá jadernou membránu, je to jen nepravé jádro
Buněčná stěna – z mureinu u bakterií, pseudomureinu u archeí
-propustná, určuje tvar, chrání buňku
-pokud je bakterie v ohrožení, vytvoří spory (=spolurace, encystace) -> vnitřek se zahuští a BS se smrskne, pak už bakterii nic nedokáže zničit; princip antibiotik – narušit BS
Cytoplasmatická membrána
-tvořená dvojitou vrstvou fosfolipidů, do níž jsou zanoženy bílkoviny = integrální bílkovina, přenašeč, transportní kanál. – každá buňka má speciální bílkovinné přenašeče, které poznají, zda se daná látka buňce hodí nebo ne + bílkoviny se do membrány syntetizují podle DNA
-na povrchu membrány jsou „stromečky“ ze sacharidů a glykolipidů – buňka se tím může při setkání s jinou buňkou osahat a zjistit, s kým má tu čest (např. bílá krvinka pozná, jestli má zabít nebo ne) = antigenní vlastnosti buněčné membrány
-hydrofilní a hydrofobní část
-fc: selektivní transport do buňky, místo metabolických dějů
-polotekutá, ale buňky jsou malé a blízko u sebe -> nevadí to
Ribosomy – jen v cytoplasmě, složeny z RNA a bílkovin, probíhá na nich proteosyntéza, ale mají jinou strukturu než ribosomy u eukaryotické buňky
Plazmidy
-kruhovité stočence DNA, nesou doplňkovou genovou informaci
-využívání ke tvorbě antibiotik, genovému inženýrství
-samy plazmidy vymýšlení rezistenci proti antibiotikům
Cytoplasma
-vnitřek buňky, směs koloidní roztoků organických a anorganických látek, 75% voda
Eukaryota
-složitější, mladší, více organel, pravé jádro, 3 domény – živočichové, rostliny, houby
-JÁDRO, CYTOPLAZMA, CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
Jádro
-většinou největší organela buňky, mozek, genetická informace, začíná zde proteosyntéza (transkripce)
-oddělenou dvojitou membránou – karyoplastem, která je pórovitá – aby z jádra mohly odcházet ribosomy a aby do jádra mohly přicházet živiny
-tvořeno chromatinem (hmota z nukelozomů = DNA + histony – DNA je zde „šňůrka“)
-euchromatin – místo aktivní transkripce (světlý, rozvolněný)
-heterochromatin – „housekeeper“ (tmavý, nahuštěný)
-před N fází se chromatin spiralizuje do chromosomů
-jadérko – z RNA a proteinů; granula – zde dozrávají ribosomy
-ne všechny buňky mají jádro, ale ty, které jej nemají, brzy zemřou (př. erytrocyty)
Cytoplazmatická membrána
viz. prokaryota
Cytoplazma
viz. prokaryota
Cytoskelet
-opěrná a pohybová soustava buňky
-tvořena mikrotubuly (z bílkoviny tubulínu), mikrofilament (z aktinu) a středními vlákny
-rozděluje buňku na dráhy, takže každá látka ví, kde je její místo
-vzniká zde dělící vřeténko, které vše drží na místě
-mikrofilamenty – „proteinový motor“ – vozí molekuly/lysosomy na místo
Mitochondrie
-kulovité organely, energetické centrum buňky – probíhají zde metabolické pochody jako citrátový cyklus, Krebsův cyklus, B-oxidace mastných kyseliny -> buněčné dýchání + vznik ATP
-ohraničeny dvojitou membránou, kruhovitá vlastní DNA, umí se samy dělit
-vnitřní hmota – mitochondriální matrix (krysty)
-semiautonomní organely
Endoplazmatické retikulum
-syntetické centrum buňky; systém plochých váčků
-DRSNÉ (granulární) – na jeho povrchu jsou ribosomy, probíhá zde tedy syntéza bílkovin
-HLADKÉ (agranulární) – syntéza lipidů a glykopidů; NE proteinů, protože nemá ribosomy L
(neurony mají veliké endoplazmatické retikulum, protože váčky-vezikuly – musí popraskat, aby se vytvořil vzruch, musí si tedy pořád vyrábět nové)
Golgiho aparát
-z plochých cisteren a váčků
-probíhá zde dokončení modifikace produktů syntetizovaných buňkou (= vlastně dokončí práci po endoplazmatickém retikulu)
-vznikají zde správné fosfolipidy, které jsou potřeba v endoplazmatickém retikulu – tedy je to u nich naopak, normálně retikulu posílá látky do G.aparátu, ale fosfolipidy posílí aparát retikulu
-má „vchod a východ“ – látka přijde vchodem, je upravena, pak nastoupí na transportní váček a ten ji odveze na místo, kde je daná látka potřeba
-odškrcením od něj vznikají lysosomy
Ribosomy
-z proteinů a RNA, vznikají v jadérku, poté odcházejí do cytoplazmy nebo na endoplazmatické retikulum
-místem PROTEOSYNTÉZY (translace)
-dvě podjednotky – malá a velká
-malá – naváže se mRNA
-velká – vznine peptidová vazba
CO MÁ NAVÍC ŽIVOČIŠNÁ BUŇKA
Lysozomy
-probíhá na nich nitrobuněčné trávení, protože obsahují hydrolytické enzymy
-vznikají odštěpením od Golgiho aparátu (= primární lysosomy)
-sekundární lysosomy – ty, které už tráví
-skladují se zde tuky a voda -> mohou vznikat nemoci, až apoptóza
-mohou být specializované (oxisomy, peroxisomy, fagosomy… apod)
-dopravují látky vzniklé pinocytózou (endocytóza – do buňky přišla cizí látka. Buňka si ji obalí vlasní membránou) na Golgiho aparát, kde se látka upraví a je poslána na místo určení (opakem endocytózy je exocytóza)
CO MÁ NAVÍC ROSTLINNÁ BUŇKA
Buněčná stěna
-z celulózy (+ xyloglukany a peptiny)
-střední lamela, po ní primární a sekundární stěna (sekundární stěna má pravidelnou strukturu vláken, primární ji má cikcak)
-fuknce: stabilita buněk, propustná membrána (pro vodu), dálkový transport, kutikula – syslí vodu, ochrana….
Vakuola
-POZOR – mají ji i některé živočišné buňky (př. tukové)
-z endomembrány; vznikají v Golgiho komplexu rostlin
-stavební a růstová funkce, zásobárna -> hromadí odpadní látky
-membrána = tonoplast – je nepropustný, má jinou strukturu a funkci než obyčejná membrána (nepřenáší na základě koncentračního spádu) – nemůže do vakuoly pouštět látky z buňky, musí udržet její stálé prostředí
Plastidy
-chroloplasty (chlorofyl), aminoplasty (škrob), leukoplasy, chromoplasty (karoten, xantofyl)
-kružnicová DNA, dvojitá membrána, semiautonomní, tylakoidy
-z glykolipidů a galaktózy
-chroloplasty – FOTOSYNTÉZA
Endosymbiotická teorie
= mitochondrie a plastidy jsou původně prokaryotické buňky, které byly pohlceny eukaryotní buňkou a staly se tak jejími endosymbionty
Důkazy:
-vlastní kružnicovitá DNA (jako u prokaryot)
-vlastní ribosomy -> umí se sami dělit, nepotřebují k tomu „povolení“ od jádra (=semiautonomní organely)
-dvojitá membrána
-mitochondrie – stavba podobná bakteriiím (krysty), plastidy – stavba podobná sinicím (tylakoidy)
(Oprin a Miller – autoři)
SROVNÁNÍ ŽIVOČIŠNÉ, ROSTLINNÉ A HOUBOVÉ BUŇKY
ROSTLINNÁ |
HOUBOVÁ |
ŽIVOČIŠNÁ |
Má buněčnou stěnu |
Má buněčnou stěnu |
Nemá buněčnou stěnu |
Membrána – z celulózy |
Membrána – z chitinu |
Membrána – z cholesterolu |
Zdroj E – plastidy, mitochondrie |
Zdroj E – mitochondire, mikorhíza |
Zdroj E – mitochondrie |
Zásobní látka - ŠKROB |
Zásobní látka – GLYKOGEN |
Zásobní látka - GLYKOGEN |
+ vakuoly, BS, plastidy |
+ vakuoly, lyzosomy, BS |
+ lyzosomy |
JEDNOBUNĚČNÉ ORGANISMY |
MNOHOBUNĚČNÉ ORGANISMY |
1 buňka se stará o všechno |
Buňky se specializují na určité funkce a tvoří diferenciované tkáně |
Mikroorganismy pozorovatelné mikroskopem |
Mohou být veliký jak plejtvák |
Bakterie, sinice – prokaryota Houby, Řasy, prvoci - eukaryota |
Eukaryota |
Volně/parazitují |
|
Heterotrofní (musí si najít zdroj uhlíku)/autotrofní (umí fotosyntetizovat) |
|
Jednobuněčné organismy:
Bakterie: viz jejich otázka
-fototrofní – energii mají ze slunce
-chemotrofní – energii mají z redukované látky
-autotrofní – umí se živit samy (uhlík si vezmou z oxidu uhličitého -> umí fotosyntézu)
-hetetotrofní – musí něco zbaštit, aby měly uhlík
-chemoautotrofní –
-chemolitotrofní – umí si trošku rozložit z látek jako sulfan, železo, amoniak…
-chemoorganotrofní – rozkládají si z organických sloučenin
Sinice – viz jejich otázka
Řasy, Houby – viz jejich otázka
Prvoci:
rozmnožování:
nepohlavně - dělení (podélné i příčné – mezi dvěma jádry), pučení, schizogonie (mnohonásobné dělení)
pohlavně - gamogonie (vytváření gamet - spór), konjugace
Bičíkovci:
rostlinní i živočišní bičíkovci (krásnoočko zelené), mají bičík
- trypanozóma spavičná – spavá nemoc, přenáší moucha tse-tse
- bičenka poševní – zánět pochvy
- lamblie střevní – průjem
Kořenonožci:
tvorba panožek, různého tvaru, často pevná schránka
- měňavka velká, měňavka úplavičná (měňavková úplavice)
Výtrusovci:
endoparazité
- kokcidie (jaterní, střevní), toxoplasma gondi – způsobuje toxoplasmozu
- zimnička tropická – původce malárie, přenašeč komár anopheles
Hmyzomorky: útočí na včelky
Nálevníci:
vývojově nejpokročilejší, pohyb brvami, vystřelovací vlákénka k lovu (někdy)
příčné dělení, konjugace
- trepka velká
- vířenka (přisedlá)
- slávinka obecná