Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Chemické složení živé hmoty Voda = základ všech organismů –až 90% hmotnosti těla Minerální látky – osmotická hladina –obvykle disociované –vazba kationtů.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Chemické složení živé hmoty Voda = základ všech organismů –až 90% hmotnosti těla Minerální látky – osmotická hladina –obvykle disociované –vazba kationtů."— Transkript prezentace:

1 Chemické složení živé hmoty Voda = základ všech organismů –až 90% hmotnosti těla Minerální látky – osmotická hladina –obvykle disociované –vazba kationtů na bílkoviny Organické látky – mnoho různých –sacharidy (cukry) –lipidy (tuky) –aminokyseliny – cca 200 –bílkoviny – složeny z dvaceti druhů aminokyselin

2 Sacharidy hydroxyaldehydy a hydroxyketony monosacharidy – základní stavební jednotky – 3-4 atomy uhlíku –glukóza, fruktóza, galaktóza…… disacharidy – 2 jednotky –sacharóza, maltóza, laktóza… oligosacharidy – několik jednotek polysacharidy – mnoho jednotek (tisíce) –celulóza, škrob, chitin…

3 Látky obsahující kyselou karboxylovou skupinu a zásaditou aminoskupinu postranní řetězce různé popsány stovky biologických aminokyselin jen 20 tvoří základní strukturu bílkovin – kódované aminokyseliny (jejich pořadí je zakódováno v DNA) Aminokyseliny H 2 NCHC CH 3 OH O

4 Bílkoviny Biopolymery složené z aminokyselin a nebílkovinných součástí Rozmanité struktury a funkce –stavební, katalytická, obranná… Primární struktura většiny bílkovin je zakódována v DNA Aminokyseliny jsou spojené peptidovou vazbou – peptidy –peptidy jsou základem bílkovin

5 Primární struktura – pořadí aminokyselin Sekundární struktura – uspořádání části peptidu do pravidelného motivu Terciární struktura – prostorové uspořádání peptidu Kvartérní struktura – spojení více peptidů do jednoho funkčního celku Bílkoviny

6 Lipidy Látky obvykle málo rozpustné ve vodě Mnoho různých chemických struktur –acylglyceroly, vosky, sfingomyeliny… Acylglyceroly = glycerol + mastné kyseliny H 2 C HC H 2 C O O O C C C O O O

7 Mikrobiální buňky Buňka = základní jednotka živé hmoty –nezávislá životaschopnost = jedna buňka může tvořit celý organismus –organizovanost = buňka vykazuje a udržuje uspořádaný stav –dědičnost = nese informaci o své struktuře a může ji předat potomkům –rozmnožování = zachování života –metabolismus = biochemické reakce k udržení životních funkcí –otevřený systém = buňka si s okolím vyměňuje látky a energii

8 Obecná charakteristika buněk Všechny živé buňky vykazují společné vlastnosti –od okolí ohraničené cytoplazmatickou membránou –většina buněk je navíc chráněná pevnou buněčnou stěnou –genetická informace je uložena v DNA –biochemické reakce jsou katalyzované enzymy (bílkovinné katalyzátory) –buňka si udržuje přibližně stálé vnitřní prostředí

9 Rozdělení buněk Dosud všechny známé živé buňky lze zařadit do dvou základních skupin –prokaryotické –eukaryotické

10 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

11 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

12 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

13 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

14 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

15 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

16 Buňky Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky  m) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~ bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky  m až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~ bp) Obvykle bez plasmidů

17 Cytoplazmatická membrána Zajišťuje oddělení vnitřního prostoru od vnějšího Často zprohýbaná Polopropustná Fosfolipidová dvojvrstva Fluidně mozaikový model Součástí bílkoviny (až 70%)

18

19 Fosfolipidy R 1, R 2 – zbytky mastných kyselin X – hydrofilní skupina CH 2 CH H 2 CO CR 1 O CR 2 OP O O O X

20 Fosfolipidy Lipidy, mající jednu mastnou kyselinu nahrazenou fosfátem Na fosfátu bývá navázána hydrofilní skupina (cholin, serin…) Fosfolipidy jsou povrchově aktivní látky (tenzidy) –část molekuly je hydrofilní (fosfát) –část je lipofilní (zbytky mastných kyselin) –ve vodném prostředí mají tendenci sdružovat se lipofilními konci a tvořit dvojvrstvu

21 Propustnost membrán Propustnost závisí na hustotě Hustotu zvyšují –nasycené mastné kyseliny (těsnější uspořádání) –steroly (cholesterol, ergosterol…) – jen u některých skupin organismů – výplň mezer Přes membránu mohou projít jen malé molekuly bez náboje, lipofilní a ploché molekuly snadněji Pro ostatní látky má buňka specializované bílkovinné přenašeče

22 Buněčná stěna Z pevného materiálu, obvykle sacharidu –Bakterie, Archea – peptidoglykan –Rostliny – celulóza –Houby – chitin –Živočichové – bez stěny Dává buňce tvar Ochrana před osmotickým šokem, ale jen do určité míry Buňka s odstraněnou stěnou = protoplast

23 Osmóza Zapříčiněná polopropustností biologických membrán Přes membránu projde voda a malé molekuly bez náboje Ostatní látky neprojdou Snaha dosáhnout rovnováhy = stejné koncentrace látek uvnitř a vně buňky Odlišná koncentrace látek se vyrovnává přesunem vody

24 Hypotonické prostředí

25 H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2OH2OH2OH2OH2O H2OH2O H2OH2O

26

27 Hypertonické prostředí

28 H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2O H2OH2O

29

30 Hypotonické prostředí

31 H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2OH2OH2OH2OH2O H2OH2O H2OH2O

32

33 Hypertonické prostředí

34 H2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2O H2OH2OH2OH2OH2OH2O H2OH2O

35

36 Cytoplasma Polotekutá výplň buňky Bílkoviny, lipidy, sacharidy, minerály, voda, meziprodukty metabolismu… Lokálně uspořádaná

37 Genetická informace Genetická informace buněk je uložena v DNA 1 molekula DNA = chromozóm V buňce může být více chromozómů –bakterie a archea = obvykle jeden chromozóm –eukarya = obvykle více chromozómů (i desítky)

38 Genetická informace Ploidie = počet kopií všech chromozómů –haploidní buňka = 1 sada chromozómů –diploidní buňka = 2 sady chromozómů (eukarya) Homologní chromozómy – tvoří pár –geny pro stejnou věc na stejných místech –různá konkrétní forma genu (alela) –např. funkční a nefunkční gen, různá barva apod.

39 Další obecné součásti buněk Bílkoviny –enzymy (katalýza biochemických reakcí) –stavební funkce (cytoskelet = vnitřní podpora buňky) –informační funkce (přenos signálů) –obranná funkce (toxiny, protilátky…)

40 Další obecné součásti buněk Ribozómy – kuličky složené z bílkovin a RNA –průměr cca 20 nm –zajišťují syntézu polypeptidových řetězců –množství kolísá podle potřeby buňky tvořit bílkoviny –u prokaryot

41 Další obecné součásti buněk Inkluze – váčky obalené membránou Zásobní látky – polysacharidy, lipidy, polykyseliny… Nízkomolekulární látky –meziprodukty metabolismu –signální látky –odpadní látky –…

42 Strom života Společný předek Bacteria Archea Eukarya Rostliny Houby Živočichové

43 !!! 3 základní domény života, ale jen 2 základní typy buněk !!! Složení mikrobiálních buněk DoménaTyp buňky BacteriaProkaryotická ArcheaProkaryotická EukaryaEukaryotická

44 Bakteriální buňky

45 Chemické složení bakteriálních buněk LátkaObsah Voda70-90% Bílkoviny40-80% sušiny RNA10-30% sušiny DNA2-3% sušiny Sacharidy5-20% sušiny Lipidy5-10% sušiny Popel (fosfáty, sírany, Mg, K, Na, Ca…) 5-10% sušiny

46 Velikost a tvar bakteriálních buněk Tvarová variabilita není velká –tyčinky –koky (kulovité bakterie) –vibria (zahnuté tyčinky) –spirální –pleomorfní (proměnlivé tvary) Časté je neúplné oddělení více bakteriálních buněk –shluky –vlákna (pseudomycelia) –tvar shluků závisí na způsobu dělení

47 Kruhové bakterie - koky KokDiplokokTetráda Sarcina StafylokokStreptokok

48 Staphylococcus epidermidis

49 Streptococcus sp.

50 Oválné bakterie OválnéTyčinkovité Diplobakterie Palisády Streptobacily

51

52

53

54 Velikost bakteriálních buněk Značná variabilita ve velikosti –nejmenší bakterie nm v průměru (Mycoplasma) –průměr v řádu  m (0,5-2 x 1-10  m) –největší bakterie délka až 0,5 mm

55

56

57 Bičíky Orgány pohybu bakterií –spirálovité, otáčí se jako lodní šroub Bičík = flagelum (mn.č. flagela) Různý počet bičíků (0-1-desítky) Různá délka, až 20  m (tj. cca 10x delší než buňka) Bílkovina flagelin – samouspořádání Ukotvené v cytoplazmatické membráně Nejsou viditelné ve světelném mikroskopu, jen v elektronovém

58 Bičíky Atricha = bez bičíků

59 Bičíky Monotricha = jeden bičík

60 Bičíky Lofotricha = více bičíků na pólech

61 Bičíky Peritricha = mnoho bičíků po celé buňce

62

63 Slizovitý obal Jen u některých bakterií Obvykle z polysacharidů nebo polypeptidů Dodatečná ochrana buňky –proti vysušení –proti chemickým látkám –pojivo s prostředím popř. ostatními buňkami Pomáhá přijímat živiny

64

65 Fimbrie Též pili (j.č. pilus, mn.č. pili) Jen u některých bakterií Dlouhá dutá úzká vlákenka složená z bílkoviny pilinu –průměr 3-10 nm –délka až několik  m Různá funkce –„sexuální“ – výměna genetické informace (konjugace) – jen u některých G- bakterií –přilnavá (přichycení k povrchu)

66

67 Nukleoid Nepravé bakteriální „jádro“ Obvykle kruhová DNA –malé množství bílkovin –obal z polyaminů sperminu a spermidinu Vazba na cytoplasmatickou membránu Bakteriální DNA bývá cca 1000x delší než délka buňky – nutné efektivní smotání

68 Plazmidy Malé kruhové DNA Obvykle nezávislé na hlavním chromozómu Nejsou pro bakterii nezbytné Nesou geny pro doplňkové metabolické dráhy, rezistenci k antibiotikům apod.

69 Buněčné inkluze Malé kapénky látek obvykle viditelné ve viditelném mikroskopu po různém obarvení Některé volně v cytoplazmě, jiné obalené membránou Zásobní –poly-  -hydroxymáselná kyselina (PHB) –granulóza (polysacharid) –glykogen –zrníčka síry Barviva

70 Mesozómy Vchlípeniny cytoplasmatické membrány Neznámá funkce –někdy blízko septa, místa dělení bakterie –někdy blízko nukleoidu –možná transportní procesy –možná jen vedlejší produkt barvení při mikroskopování

71

72

73 Gramovo barvení 1884 Christian Gram Barvení mrtvých bakteriálních buněk krystalovou violetí a odbarvení ethanolem –Grampozitivní (G+) – violeť se neodbarví (fialové) –Gramnegativní (G-) – violeť se odbarví – dobarvení např. safraninem (červené) Rozdíly způsobeny stavbou buněčné stěny Mnohé bakterie nezařaditelné nebo tzv. gram-labilní

74 Escherichia coli (G-) 1000x zvětšeno

75 Staphylococcus aureus (G+) 1000x zvětšeno

76 Buněčná stěna bakterií Základem tzv. peptidoglykan = murein Dvě základní součásti –Polysacharid (N-acetylglukosamin, N-acetylmuramová kyselina) –Peptidy – tri- až pentapeptidy - prokřižují sacharidy – pevnější struktura

77 Grampozitivní bakterie Silný peptidoglykan (20-80 nm) Vyztužen teichoovou kyselinou –polyglycerolfosfát, polyribitolfosfát –navázané aminokyseliny a sacharidy –až 50% sušiny buněčné stěny Na povrchu další polysacharidy –složené hlavně z glukózy, manózy, galaktózy –specifické pro taxonomické skupiny –antigeny (vyvolávají imunitní reakce)

78 Grampozitivní bakterie Cytoplasma

79 Grampozitivní bakterie Cytoplazmatická membrána

80 Grampozitivní bakterie Peptidoglykan

81 Grampozitivní bakterie Polysacharidy

82 Gramnegativní bakterie Slabší peptidoglykan 1-3 nm Tzv. vnější membrána –fosfolipidy –proteiny –lipopolysacharidy –póry Periplazmatický prostor mezi stěnou a vnější membránou

83 Gramnegativní bakterie Cytoplasma

84 Gramnegativní bakterie Cytoplazmatická membrána

85 Gramnegativní bakterie Peptidoglykan

86 Gramnegativní bakterie Vnější membrána

87 Gramnegativní bakterie Periplazmatický prostor

88 Shrnutí G+ a G- VlastnostG+G- Peptidoglykan20-80 nm1-3 nm Vnější membránaneano Periplasmatický prostor neano Teichoová kyselinaanone Odolnost k tenzidůmnižšívyšší Imunitní reakce na… polysa- charidy lipopoly- sacharidy

89 Organely eukaryotické buňky Jádro – nese genetickou informaci Mitochondrie – buněčná energetika Endoplazmatické retikulum – syntéza polymerů Golgiho aparát (komplex) – kompletace a transport bílkovin Chloroplasty – fotosyntéza Vakuoly – zásobní a odpadní látky

90

91

92

93 Jádro Nucleus Ochrana genetické informace Obalené dvěma membránami s póry pro průchod RNA chromatin = komplex sbalené DNA se specializovanými bílkovinami (histony) –v klidovém stavu je chromatin rozptýlený –při mitóze kondenzuje do viditelných spiralizovaných chromozómů

94 Spiralizované chromozómy chromatidy centromera

95 Lidské chromozómy (páry)

96

97 Mitochondrie „Buněčná elektrárna“ –buněčné dýchání, citrátový cyklus, oxidace mastných kyselin, produkce ATP V buňce až několik tisíc mitochondrií Vlastní DNA s neúplnou genetickou informací Rozmnožování dělením Obalená dvěma membránami –vnější dost propustná –vnitřní velmi nepropustná a hodně zprohýbaná (kristy) Matrix = vnitřní část mitochondrie –velmi hustá, mnoho bílkovin (enzymů)

98

99

100

101

102

103

104 Endoplasmatické retikulum Soustava membrán a bílkovin Často propojuje jádro a cytoplazmatickou membránu Produkce látek Drsné ER –nese vázané ribozómy –syntéza membránových bílkovin Hladké ER –nenese ribozómy –syntéza lipidů a glykogenu

105

106 Golgiho komplex = Golgiho aparát Soustava membrán a membránových váčků Kompletace bílkovin Transport bílkovin na místo určení Výměna látek s ER pomocí membránových váčků

107

108 Vakuoly Velké membránové vaky Zásobní funkce U prvoků i trávení, vylučování atd.

109 Cytoskelet Bílkovinná kostra buňky Soustava vláken (filament) a trubiček (tubulů) Různé funkce –opěrná –transportní –dělení jádra

110 Další organely Chloroplasty – rostlinná fotosyntéza –mají také vlastní DNA a syntézu bílkovin –rozmnožují se dělením Lysozómy – rozklad bílkovin a fagocytovaných částic

111 Vznik eukaryotických buněk Eukaryotické buňky jsou nejpokročilejší známé buňky Jen u domény Eukarya Základní znaky stejné jako u prokaryotických buněk  společný původ Společné i odlišné znaky s archeálními buňkami  společný vývoj, později oddělení Endosymbiotická teorie vzniku mitochondrií a chloroplastů

112 Endosymbiotická teorie Argumenty pro –2 membrány –Vlastní DNA podobná prokaryotické –Podobná proteosyntéza –Porovnání sekvencí rRNA Argumenty proti –Součástí organel jsou i bílkoviny kódované v jádře

113 Endosymbiotická teorie Mitochondrie a chloroplasty se vyvinuly pravděpodobně z bakterií po jejich pohlcení větší buňkou Možná několikrát nezávisle sinice  chloroplast proteobakterie  mitochondrie Druhotný přenos „hotových“ organel v pozdější fázi evoluce mezi eukaryotickými buňkami

114 Strom života Společný předek Bacteria Archea Eukarya Rostliny Houby Živočichové

115 Strom života Společný předek Bacteria Archea Eukarya Rostliny Houby Živočichové Chloroplast Mitochondrie

116 Těla mikroskopických hub Většina hub mnohobuněčných –výjimka – kvasinky Houbové tělo = stélka (thalus) Základem stélky jsou vlákna = hyfy Spleť hyf = mycelium (podhoubí) Někdy se hyfy nahustí těsně k sobě = sklerocium Plodnice = útvary vzniklé z mycelia specializované na pohlavní rozmnožování

117

118 Mycelium Dva typy mycelia –přehrádkované (septované) – jednotlivé buňky jsou výrazně odděleny –nepřehrádkované – jednotlivé buňky nejsou odděleny – mycelium je prakticky jedna mnohojaderná buňka I v přihrádkovaných myceliích jsou buňky spojeny pomocí pórů –výměna látek mezi buňkami – možné čerpání živin na dlouhé vzdálenosti –výměna buněčných organel –výměna jader

119

120 Kvasinky a plísně Technologické skupiny MO vymezené tradičně Kvasinky – převážně jednobuněčné houby obvykle s kvasnými schopnostmi –někdy tvorba pseudomycelia (falešného mycelia), kdy se buňky po pučení neoddělí, chybí ale propojení buněk –některé houby tvoří za určitých podmínek jednobuněčná kvasinková stádia Plísně – mikroskopické vláknité houby, obvykle s negativním technologickým dopadem


Stáhnout ppt "Chemické složení živé hmoty Voda = základ všech organismů –až 90% hmotnosti těla Minerální látky – osmotická hladina –obvykle disociované –vazba kationtů."

Podobné prezentace


Reklamy Google