ZÁKLAD VŠECH ORGANISMŮ B U Ň K A ZÁKLAD VŠECH ORGANISMŮ

H i s t o r i e 1665 R. Hooke na příčném řezu korkem pozoroval strukturu mrtvých buněk (odtud cellulae – buňky) Anton van Leeuwenhoek poprvé pozoroval živé buňky nálevníků a bakterií 30. léta 19. stol. buněčná teorie (J. E. Purkyně, M. J. Schleiden a T. Schwann) znamenala zobecnění všech dílčích pozorování a stala se východiskem dalšího bádání

B u n ě č n á t e o r i e Základní organizační (strukturní i funkční) jednotka tkání, orgánů a organismů Roku 1839 ji definoval M.J.Schleiden, T. Schwann, J.E Purkyně Dělí se na prokaryotickou a eukaryotickou

J. E. Purkyně a buňka z kůry mozečku

R o z d ě l e n í Vznikly před 3,8 – 3,5 mld. lety PROKARYOTA Vznikly před 3,8 – 3,5 mld. lety Patří sem archebakterie a eubakterie – bakterie a sinice EUKARYOTA Vznikly před 1,7 mld. let Vznikly na základě symbiózy s prokaryoty, které pronikly do buněk Patří sem b. živočišná, rostlinná, hub

Z n a k y EUKARYOTA jednobuň. i mnohobuň. Organismy jádro je odděleno od cytoplazmy jadernou blanou jádro je tvořeno chromatinem (během mitózy se zahušťuje a vznikají chromozomy) dělení je mitotické všechny buňky obsahují mitochondrie PROKARYOTA jednobuň. organismy mají nukleoid, ribozomy, cytopl. membránu, buň. stěnu a cytoplazmu jádro není od cytoplazmy odděleno blanou a je tvořeno velkou mol.DNA (plní fci. Chromozomu a nemá volné konce) nikdy se nedělí mitoticky (jde o replikaci DNA)

Z n a k y obsahují ribozomy dvojího typu: a) cytoplazmatické b) mitochondriální přenos gen. Informace ve 2 drahách (rostliny ve 3): a) replikace DNA jaderných chromozomů b) replakace DNA mitochondrií přítomnost endopl. retikula, golgiho aparátu, lysozomů oddělených od cytoplazmy membránou bývají obaleny tuhou blanou (b. stěnou), její složení je jiné než u rostl. rozmnožují se příčným dělením ribozomy slouží k syntéze bílkovin někdy vytváří kolonie

P r o k a r y o t a EUBAKTERIE ARCHEBAKTERIE Jádro (tzv. nukleoid) není ohraničeno membránou a tvoří ho pouze DNA B. stěna z mureinu Riboromy jsou volně rozptýleny po cytoplazmě ARCHEBAKTERIE b. stěna z pseudomureinu nebo žádná (jen cytopl. membrána) přežívají velké tlaky a teploty žijí v různých prostředích i bez O2 dělí se na:metanové (produkují metan redukcí CO2, v horkých pramenech, rostouo jen v aerobních podnínkách) extrémně halofilní (k růstu vyžadují vysoké konc. solí) termofilní (v horkých sirných pramenech, rostou až při 100°C)

P r o k a r y o t n í b u ň k a Buněčná stěna Cytoplazmatická membrána Chromozom Ribozomy Cytoplazma Cytosol

P r o k a r y o t n í b u ň k a PROTOPLAST BUNĚČNÁ STĚNA živý obsah buňky BUNĚČNÁ STĚNA tuhý obal, mechanická ochrana PLAZMATICKÁ MEMBRÁNA izolace vnitřního prostředí od vnějšího polopropustná

P r o k a r y o t n í b u ň k a CYTOPLAZMA RIBOZOMY CHROMOZOM viskózní, velmi koncentrovaný roztok vyplňující zcela prostor buňky RIBOZOMY tělíska v cytoplazmě CHROMOZOM jaderná hmota, nukleoid kruhovitá DNA na bílkovinném nosiči

Schéma replikace bakteriálního chromozomu

Submikroskopická stavba buňky sinice Slizový obal Buněčná stěna Tylakoidy se zrníčky (fikobilizómy) asimilačních barviv Jaderná hmota Cytoplazmatická membrána (plazmalema)

E u k a r y o t n í b u ň k a

R o s t l i n n á b u ň k a Plazmatická membrána Golgiho aparát Endoplazmatické retikulum Jádro s jadérkem Mitochondrie Chloroplast Vakuola Cytoskelet Ribozómy Buněčná stěna plasmodesmy

Cytoplazmatická membrána Ohraničuje protoplast Složená z fosfolipidů a proteinů Dynamická, neustále se mění (pohyb membránových molkeul)

Schéma buněčné membrány Glykolipid alfa-helix protein oligosacharidový boční řetězec Fosfolipid globulární protein hydrofobní část alfa-helix proteinu cholesterol

Molekula fosfolipidu a stavba plazmatické membrány

Schéma funkce bílkovinných přenašečů v membráně

G o l g i h o a p a r á t Složen z plochých váčků a kanálků Odškrcují se z něho váčky diktyozómy Obsahují látky, kt. b. použije při tvorbě nové b. stěny, ochranných pouzder, … Slouží k postsyntetické úpravě bílkovin vytvořených v ER

Endoplazmatické retikulum Soubor cisteren, které v mnoha vrstvách obklopují jádro Na část cisteren přisedají ribozómy Složitá soustava vnitřních membrán Výrazná syntetická funkce Lipidy (hladké ER) Proteiny (drsné ER) Důležitý transportní systém Nově syntetizovaný materiál se zde nehromadí, ale putuje k jiným membránovým organelám (Golgiho komplex)

Schéma funkce ER a Golgiho systému

Jádro s jadérkem Ústřední banka genetické informace Na povrchu dvojitá membrána s póry Uvnitř chromatin (DNA + bílkoviny) Euchromatin – rozptýlený v jádře, geny aktivní Heterochromatin – nerozptýlený, geny neaktivní Jadérko = RNA + bílkoviny k tvorbě ribozomů Chromozomy jen v dělícím se jádře Tvořeny spiralizovaným chromatinem

M i t o c h o n d r i e Podlouhlé, kulovité Na povrchu dvě membrány, vnitřní žebrovitě vychlípena, tvoří kristy Aerobní dýchání spojené s rozkladem organických látek na vodu a CO2 Tvorba ATP

Stavba mitochondrie a výměna látek

C h l o r o p l a s t fotosynteticky aktivní v zelených částech rostlin dvě membrány thylakoidy s fotosyntetickými barvivy (chlorofyl) na vnitřní membráně grana - nad sebou umístěné thylakoidy stroma - vnitřní výplň chloroplastu (fotosyntéza)

Stavba chloroplastu a výměna látek

V a k u o l a Tonoplast – polopropustná membrána ohraničující vakuolu až 90 % obj. buňky Buněčná šťáva Zásobní látky - cukry, bílkoviny Meziprodukty metabolismu (aminokyseliny, organické kyseliny)

C y t o s k e l e t Vnitřní oporný systém buňky Složky cytoskeletu: Mikrotubuly (z tubulinu) Mikrofilamenta (jemná vlákna) Z mikrotubulů se stávají vlákna achromatického vřeténka při mitóze

Mikrotubuly a jejich uspořádání v buňce

Mikrofilamenty a jejich uspořádání v příčně pruhovaném svalstvu

R i b o z o m y Volné i na ER jsou tvoření rRNA a bílkovinami Skládají se ze dvou podjednotek Větší Menší Funkce: syntéza bílkovin

B u n ě č n á s t ě n a ohraničuje rostlinnou buňku ochrana protoplastu základní složkou je celulóza hemicelulózy (často zásobní funkce) Pektiny transportní dráha appoplast impregnace, inkrustace lignifikce (dřevnatění) kutin, suberin, vosky

Ž i v o č i š n á b u ň k a Jadérko Hladké endoplazmatické retikulum Vakuola Mitochondrie Centrioly Lyzozom Golgiho aparát Jádro Hrubé endoplazmatické retikulum cytoplazma

Ž i v o č i š n á b u ň k a Vždy eukaryotická Tvarová rozmanitost a specializace V zásadě shodná stavba s rostlinnou buňkou, ale odlišnost: V biochemické aktivitě Chybí buněčná stěna, plastidy a vakuola Zpravidla mimořádně malé (do 20 μm); výjimka neurony Tendence k uniformitě Jedno jádro (mimo bezjaderných erytrocytů; b. chrupavek a jaterní dvě jádra; osteoklasty až 100 jader) Plazmodium, syncitium Nukleocytoplazmový poměr – stálý poměr hmoty jádra k hmotě cytoplazmy

Tvary živočišných buněk Buňka hladkého svalu Bazofilní granulocyt Erytrocyt (skokan) Histiocyt Osteocyt Buňky kubického epitelu Purkyňova buňka z kůry mozečku