Autor: PhDr. Přemysl Štindl Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D.

Prezentace na téma: "Autor: PhDr. Přemysl Štindl Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D."— Transkript prezentace:

1 Autor: PhDr. Přemysl Štindl Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D.
1.2. Látkové složení buněk Autor: PhDr. Přemysl Štindl Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D.

2 Látkové složení buněk Prvky Sloučeniny
kvalitativně shodné s prvky v přírodě, ale v biosféře (org.) jsou některé častěji (hromadí se) – biogenní prvky – rozdíly kvantitativní Sloučeniny Anorganické (neústrojné) – voda, soli, plyny Organické (ústrojné) – komplexy:

3 1) Prvky makrobiogenní (mnoho) , až v 10kách %,
( C, H, O, N, P) „oligomerní“ (trochu) , desetiny až setiny % ( Ca, Mg, Fe, Na, K, Cl, S ) mikrobiogenní , (B, F, Br, Ar, Se, Si, Al, Mn, Li, Ti) ultramikrobiogenní , (Cd, Hg, Au, Ag, Cs) neplatí pro každou buňku (přeslička – SiO2)

4 Obr. 1) Periodická soustava prvků

5 2) Sloučeniny Anorganické (neústrojné)
voda, soli, plyny Organické (ústrojné) – komplexy: nízkomolekulární (samostatné) nadmolekulární vysokomolekulární Analýza: usušení (105C°) do konstantní váhy voda tvoří 70 – 80% metabolicky aktivní buňky Sušina – org. látky a popelovina (minerál. látky)

6 A) Anorganické (Neústrojné) látky
A1) Voda A2) Soli A3) Plyny Obr. 2) Obr. 3)

7 A1) Voda obecné rozpouštědlo (polární)
ionizační činidlo (soli a org. molekuly s polárními skupinami, molekula vody vytváří dipól, vytrhne částici z mřížky jako iont) vytváří tzv. micely (org. ionty se mohou spojovat a proplétat) vytváří reakční prostředí bky teplotně širokospektrá kapalina (0C°- 100C°) teplotní akumulátor vodič tepla (brání přehřátí, zamrznutí, moderátor teploty – pocení) velké povrchové napětí konečný produkt úplné oxidace organických látek zdroj elektronů a protonů pro metabolické reakce (fotosyntéza)

8 A2) Soli podoba iontů vázány na molekuly (i organické) či volné
pevné (inkrustující látky) – přeslička (rafidy=krystalky šťavelanu draselného) v podobě iontů – zajišťují osmózu zajišťují tok vody membránou (pasivní transport – koncentrační spád), el. a transportní procesy na membráně podílejí se na funkci makromolekul spoluvytvářejí ústojné roztoky (pufry) - (nikoliv ústrojné) komplex s makromolekulami

9 A3) Plyny i vzdušné (dusík, kyslík, oxid uhličitý)
rozpuštěny dle parciálních tlaků (= částečných) v cytoplazmě součástí pufrů (nárazníků) u člověka uhličitanový pufr

10 B) Organické (ústrojné) – komplexy
B1) Nízkomolekulární B2) Makromolekulární B3) Organické molekuly se zvláštními funkcemi B4) Nadmolekulární komplexy

11 B1) Nízkomolekulární Malé organické molekuly
Organické kyseliny (mastné jsou složkami tuků), aminokyseliny Monosacharidy, oligosacharidy

12 B2) Makromolekulární Bílkoviny (peptidy, aminokyseliny) Polysacharidy
Lipidy Nukleové kyseliny Organické molekuly se zvláštní funkcí

13 1) Bílkoviny I. struktura = poměrné zastoupení Ak a jejich sled
vytváří makromolekuly z alfa aminokyselin spojeny peptidickou vazbou (* peptidický řetěz – 10Ak = (oligo)peptidy; více = polypeptidy (proteiny) II. struktura = geometrické uspořádání peptid. řet. skládaný list pravotočivá šroubovice (alfahelix), H můstky III. stuktura globulární (klubkovité) – histony, albuminy, globuliny fibrilární (vláknitá) – fibrolin, kolagen, keratin (mechanická fce) IV. struktura = uspoř. podjednotek (=polypeptid. řetězce, které nejsou spojeny peptidic. vazbou)

14 Struktura bílkovin I. Primární struktura III. Terciální struktura
Obr. 4) I. Primární struktura III. Terciální struktura II. Sekundární struktura IV. Kvarterní struktura skládaný list šroubovice alfa helix

15 IV. Struktura bílkovin složení: + prostetická složka
fosfoproteidy – kys. fosforečná, (kasein, ovovitelin) glykoproteidy – sacharidy (mucin) lipoproteidy - tuky nukleoproteidy - NK chromoproteidy – barviva (hemoglobin, cytochromy) metaloproteidy

16 Význam bílkovin: strukturní základ
dynamické molekuly zajišť. katalýzu rcí (=enzymy, biokatalyzátory) regulátory (hormony) bílkoviny krevního séra – protilátky kontraktilní bílkoviny některé pomocné oporné, krycí fce (kolagen, sklerotin hmyzu) přenašeči reverzibilní a ireversibilní změny struktur (teplota aj...)

17 Funkce bílkovin: zásobní transportní (hemoglobin)
ochranné (imunoglobulin) kontraktilní (myozin) regulační – hormony (inzulin); regulace genet. aktivity – represory toxiny (hadí jedy) strukturní (stavební, opěrné, krycí), v membr., enzymy informační (role signálů, receptory, templáty – spouštějí či zastavují řadu procesů

18 2) Sacharidy, polysacharidy
polyhydroxyderiváty aldehydů nebo ketonů dělení: dle funkčních skupin na aldozy, ketozy dle počtu C na triozy, tetrozy pentozy, hexozy, heptozy stavební látky a zdroje energie nejrozšířenější biopolymery obsahují 11 a více monosacharidů mezi polysacharidy patří: škrob, glykogen, celulóza, glykoproteiny

19 Obr. 5) Struktura celulózy

20 3) Lipidy estery vyšších mastných kyselin a glycerolu
nerozpustné ve vodě zdroj energie v rostlinných i živočišných tucích fosfolipidy tvoří součást biomembrán lipidy vylučované žlučí napomáhají při emulgaci tuků ve střevě

21 Obr. 6) Struktura fosfolipidu

22 4) Nukleové kyseliny stavební jednotka nukleotid (=nukleosidfosfát) = fosforylované nukleosidy (=báze + pentóza) polynukleotidové řetězce pořadí bází kódováno I. strukturou bílkovin (sled aminokyselin) DNA, RNA – liší se v cukerné složce i bázi RNA (rRNA, i,mRNA, tRNA, aj.) Ústřední dogma molekulární biologie Funkce: nositel genetické informace

23 Struktura nukleové kyseliny
I. - sled nukleosidů (nukleotidů) II. - dvouvláknitá, H vazby mezi bázemi III - dvojitá šroubovice stočená do superhelixu Obr. 7) Watson a Crick při sestavování modelu DNA Obr. 8) I. a II. struktura DNA

24 Obr. 9) Struktura chromosomu

25 B3) Organické molekuly se zvláštními funkcemi
Regulační komunikace (buněčná, mezibuněčná, meziorganismová) Malé molekuly Vyskytují se samostatně Pohyblivé Význam: kompletují makromolekuly (bílk.) pro enzymatickou či regulační fci Nukleotidové koenzymy: ATP, NAD+, NADP+, FAD, CoA, cAMP Hormony, fytohormony, steroidy, prostaglandiny, feromony

26 B4) Nadmolekulární komplexy
Biomembrány Lipidy a bílkoviny, základem membránová jednotka silná asi 7nm Ribozomy tvořeny rRNA a bílkovinami, dvě podjednotky Nukleozomy Tvořeny DNA a bílkovinami V buněčném jádře Necelé 2 otočky vlákna DNA kolem 8 molekul bílkovin Nukleozomy základem chromatinu Bílkovinné komplexy Útvary tvořené bílkovinami – vytvářejí základní strukturu buňky (cytoskelet) takový komplex ve formě vláken (fibril) také vytváří nejhojnější bílkovina savců - kolagen Víceenzymové systémy Mikrotubulární a fibrilární struktury

27 Ribosom Obr. 11) dle Cooper (1997) Obr. 10) Model membrány Obr. 12) Schéma nukleosomu (dle Hayese, Pazdera, 2008) Obr. 13) Vizualizace cytoskeletu pomocí fluorescenčního mikroskopu (dle Alberts, 1998)

28 Literatura: Alberts B. a kol. (1998): Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústí nad Labem, s.11 obr.1-11 a,b, s.210, s.470, obr b. Berger J. (1996): Buněčná a molekulární biologie. Tobiáš, Havlíčkův Brod. Dostál P., Řeháček Z., Ducháč V. (1994): Kapitoly z obecné biologie. SPN, Praha. Jelínek J., Zicháček V. (1999): Biologie pro gymnázia. Nakladatelství Olomouc. Kubišta V. (1992): Obecná biologie. Fortuna, Praha.

29 Loewy a kol. (1991): Cell Structure and Function
Loewy a kol. (1991): Cell Structure and Function. Saunders College Publishing, USA, s.59 obr.2-16, s.65 obr.2-26 b, s.67 obr.2-30. Romanovský A. a kol. (1983): Obecná biologie. SPN, Praha. Rosypal S. a kol. (1998): Přehled biologie. Scientia, Praha, s. 61 – 78. Rosypal S. a kol. (2003): Nový přehled biologie. Scientia, Praha. Villee C. a kol. (1989): Biology. Saunders college Publishing, USA. Wallace R., Sanders G., Ferl R. (1996): Biology. H. Collins College Publishers, USA, s.89 obr.4.18.

30 Zdroje obrázků: Obr.1) lide.uhk.cz/pdf/student/psopatp1/parchemuzit.htm Obr. 2) Obr. 3) Obr. 4) Obr. 5) celulozu---uzitecny-biotechnologicky-nastroj/ Obr. 6) Obr. 7) ulty/farabee/BIOBK/BioBookDNAMOLGEN.html Obr. 8) Obr. 9) Obr. 10) 02_v1/hesla/membrana_biologicka.html Obr. 11) Cooper, G., M. (1997): The Cell-a molecular approach. ASM Press, Washington D.C. Obr. 12) Obr. 13)

31 12/08 Autor: PhDr. Přemysl Štindl
Konec 12/08 Autor: PhDr. Přemysl Štindl