Buňka

Buňka buňka (celulla) – základní organizační (stavební (strukturní) a funkční) jednotka živých soustav cytologie – věda zabývající se výzkumem buněk

b u n ě č n á teorie 1634 - J. E. Purkyně – objev protoplazmy (živý obsah buněk) a buněčného jádra 1686 - R. Hooke – objevil buňky tvořící tělo rostliny (pozoroval korek) 1686 - M. Malpigi – pozoroval buňky živočišných tkání 1683 - A. van Leeuwenhoek – sestavil 1. mikroskop; objev bakterií, prvoků a spermií 1839 - Schleiden a Schwann – položili základ buněčné teorie

e v o l u c e buněk koacerváty - podbuněčné organismy bílkovinného charakteru v nichž probíhá metabolismus => eobionti

eobionti - první živé soustavy vznikají o b l a n ě n í m koacervátů stavba podobná prokaryotické buňce anaerobní, heterotrofní (neměli plastidy – redukční atmosféra)

Prokaryota X Eukaryota prokaryotická buňka – byla 1., téměř žádné organely eukaryotická buňka – vznikla vcestováním prokaryotické buňky do předchůdce eukaryotické buňky procesem endosymbiózy

e n d o s y m b i ó z a proces v z n i k u e u k a r y o t i c k é buňky vcestováním bakterie => m i t o ch o n d r i e vcestováním sinice => ch l o r o p l a s t

společné vlastnosti buněk mnoho- a jednobuněčných organismů stejné chemické složení stejný způsob rozmnožování stejný princip struktury stejné základní biochamické procesy

s t r u k t u r a buňky Mikroskopická Submikroskopická možno sledovat světelným mikroskopem pozorujeme: tvar, buněčnou stěnu, vakuoly, jádro  Submikroskopická elektronovým mikroskopem detaily všech buněčných organel

t v a r buňky prokaryotické - oválné, kulovité, rozvětvené eukryotické (živočišné) – větší rozmanitost eu.- červená krvinka (dvojvydutá okrouhlá), vajíčko (kulovité), neuron (nejdelší buňka – až 1 m, protažená, rozvětvená), lýková vlákna rostlin (až 30 cm), buňky vláknitých řas

v e l i k o s t buňky prokaryotické – nm - µm (nejmenší mykoplazma) eukaryotické i 50 µm (vajíčko až 200 µm)

t y p y buněk z hlediska kyslíku anaerobní – pro svůj metabolismus nepotřebují O2 striktně anaerobní – kyslík je pro ně jedovatý fakultativně (příležitostně) anaerobní – v přítomnosti O2 jej využívají, jinak probíhá metabolismus anaerobně aerobní – pro svůj metabolismus nutně potřebují O2

Typy buněk z hlediska počtu chromozomu haploidní – v jádře nesou jednu sadu chromozómů (1n); pohlavní buňky vznikající meiózou (23 chromozómů u člověka) diploidní - v jádře nesou dvě sady chromozómů (2n); somatické buňky vznikající mitózou (23 párů chromozómů u člověka)

rostlinná – obsahuje proti živočišné buněčnou stěnu (celulóza), chloroplast, centrální vakuolu, zásobní látku škrob živočišná – bez BS, c. vakuoly, plastidů; zásobní látka glykogen buňka hub – BS (chitin), vakuola, zásobní látka glykogen, tukové zrno,

ch e m i c k é s l o ž e n í buňky Prokaryota anorganická složka (biogenní prvky) – C, O, H, N, P (97-98% sušiny) organická skožka – proteiny (bílkoviny), polysacharidy, NK, lipidy,   Eukaryota  60-90% voda 10-40% sušina (zbyde po odpaření vody) - anorganické l. - organické l.

anorganické látky ve složení buňky biogenní prvky - C, O, H, N, P, S – 99% sušiny (makroelementy) - Fe, Si, I, Al, Cu, B, Co, Cl, Na – 1% sušiny (mikroelementy) H2O - 60-90% hmotnosti organismu (obsahu buněk) - mladší buňky jí obsahují více, starší méně (hlavně v rostlinné buňce) - hlavní anorganické r o z p o u š t ě d l o - prostředí pro biochemické reakce - disociuje (rozkládá na ionty) některé látky - akumuluje tepelnou energii - tepelný izolátor, špatně vede teplo - potrava přijímána ve formě roztoku (živiny)

CO2 - spolu s vodou základní sloučenina pro průběh fotosyntézy - živina pro autotrofní organismy - konečný produkt biologických oxidací organických látek NH3 - výchozí i konečný produkt metabolismu dusíkatých látek - význam pro přeměnu vzdušného dusíku na jeho organickou formu - autotrofní organismy ho ho vyzžívají k syntéze aminokyselin a tím i bílkovin a NK

Organické látky v buňce bílkoviny (proteiny) makromolekulární látky (biopolymery) stavební funkce syntetizují se v ribozomech (r-RNA; 2 podjednotky, 2 místa) spojováním proteinogenních aminokyselin (20; 8 esenciálních, 12 neesenciálních) do polypeptidového řetězce peptidovou vazbou (-CO-NH-) vlastnosti závisí na počtu a pořadí aminokyselin podíl na stavbě biomembrán (cytoplazmatická membrány; integrované a penetrující bílkoviny) podílí se na aktivním transportu látek z buňky a do buňky – tzv. přenašeče tvoří enzymy (biokatalyzátory), hormony, protilátky

Nukleové kyseliny charakteristika biomakromolekulární látky nejvýznamnější složky živých soustav – v molekule je uchováná genetická informace  výskyt buněčná jádra (nukleus = jádro) v mitochondriích v centriolách v chloroplastech

Nukleové kyseliny základní stavební jednotkou je n u k l e o t i d odštěpením H3PO4 vzniká n u k l e o s i d kyselina trihydrogenfosforečná kyselá složky ve formě jejího zbytku purinová či pyrimidinová báze zásaditá složka purinové báze - adenin, guanin pyrimidonové báze – cytosin, uracil, thymin

sacharidy mono: glukosa, fruktosa di: maltosa, laktosa, sacharosa poly: škrob - v leukoplastech - zahuštěním vzniká škrobové zrno (jednoduché v mouce, složité v rýži) glykogen - zásobní látky živočichů celulosa – součást buněčné stěny u RB chitin – buněčná stěna hub

lipidy estery vyšších mastných karboxylových kyselin a alkoholu glycerolu zásoba energie (vysoké spalné teplo) důležitá složka buněčných membrán (zajišťují heterogenitu prostředí v buňce) molekuly mají polární (hydrofilní) i nepolární (hydrofobní) část

fosfolipidy – stavební l fosfolipidy – stavební l., tvoří plazmatickou membránu (dvojitá vrstva); (obsahují esterově vázanou kyselinu fosforečnou) glykolipidy – lipidy + sacharidy (glukosa či galaktosa) karetonoidy

PROKARYOTA nemá organely, pouze buněčné elementy značně menší a jednodušší než eukaryotická buňka nemá mitochondrie ani plastidy

Stavba prokaryotické buňky jaderná hmota nukleoid - nepravé jádro – bakteriální ch r o m o z ó m (haploidní, jeden chromozóm) - volně v cytolazmě - nemá jaderné obaly - kruhová dvojšroubovice DNA, netvoří komplex s histony (bílkoviny)

Plazmidy plazmidy - kruhové přídatné molekuly DNA - menší než jaderný chromozóm - zdroj d o p l ň k o v é g e n e t i c k é informace (od 2 – několik 100 genů) - pokud se nezačlení do jaderného chromozómu (pří konjugaci nebo transformaci), replikují se nezávisle na jaderné DNA - význam pro sexuální rozmnožování – mají schopnost přecházet do jiné buňky => vzniká buňka, která má jiný genotyp - fertilitní plazmidy (ne všechny plazmidy) – plazmidy schopné přesunu do jiné buňky - zajišťují například rezistenci bakterií proti antibiotikům, schopnost vytvářet vlastní antibiotika, určují patogenitu bakterií

cytoplazmatická membrána prokaryot semipermeabilní = vliv na příjem a výdej látek buňkou dvojitá vrstva fosfolipidů + bílkoviny (přenašeče + aktivní transpost) u některých druhů vytváří klubíčkovitý útvar mezozóm

buněčná stěna permeabilní = nemá vliv na příjem a výdej látek z buňky do buňky grampozitivní bakterie - murein → – na lipoproteinovou membránu přisedá mohutná buněčná stěna, jejíž typickou složkou je p e p t i d o g l y k a n m u r e i n gramnegativní bakterie tato BS je tenká a na její vnější straně je ještě druhá lipoproteinová membrána

BS u sinic sinice – BS podobná jako u bakterií bakterie a sinice – často mají na svém povrchu vytvářejí ještě slizové obaly (pouzdra)

tylakoidy volné v cytoplazmě, nikoli pravý plastid u fotosyntetizujících bakterií a sinic vzniká systém tylakoidů vchlípením a odškrcením od povrchové (plazmatické) membrány plní fotosyntetickou funkci u eukar. buněk součástí chloroplastu

Cytoplazma a ribozomy až 30 000 ribozomu volně v cytoplazmě menší než u eukaryot volné nebo přisedlé zevnitř k povrchové membráně důležité pro s y n t é z u b í l k o v i n 2 podjednotky

granula – buněčné inkluze z á s o b n í látka (glykogen, volutin) pohybové organely pohyblivé b i č í k y – podstatně se liší od bičíků eukaryot f i m b r i e – nepohyblivé organely (sexfimbrie – ke konjugaci)