Stavba buněk
BUŇKA I. (chemické složení, srovnání buňky rostlinné, živočišné, hub)
- Cytologie= věda, která se zkoumá buňky, stavbu a procesy, které v nich probíhají
- Buněčná teorie- 1838- M.J. Schleiden, T. Schwann
- Buňka (cellula) = základní stavební a funkční jednotka živých organismů
- Nejmenší živý útvar schopný samostatné existence, metabolismu a rozmnožování
- Každá má: genetický a proteosyntetický aparát a metabolický systém umožňující vytvářet a využívat energii
- Ohraničena membránou (reguluje pronikání látek dovnitř a ven)
CHEMICKÉ SLOŽENÍ BUŇKY:
- průměrné: voda 60-90% (65%), sušina 10-40% (org.látky 32%, anorganické 3%)
VODA
- nutná podmínka existence
- dobré rozpouštědlo- tvoří reakční prostředí
- má vysokou tepelnou kapacitu
- snadno disociuje- rozkládá se na protony a elektrony
- podílí se na udržení pH a osmotického tlaku
SUŠINA
- Anorganické látky:
- plyny, ionty, rozpustné látky, soli
- význam: ovlivňují osmózu, transport, udržují pH
- Organické látky:
- sacharidy, bílkoviny, lipidy, nukleové kyseliny
- fce: stavební- podílí se na stavbě buněčné struktury
- energetická- zdroj energie pro metabolické děje
- řídící- regulují průběh metabolismu
- makromolekuly= polysacharidy, proteiny, nukleové kyseliny, lipidy
- stavební kameny buňky: cukry (více- polysacharidy), mastné kyseliny (více- lipidy membrány), aminokyseliny (proteiny), nukleotidy (nukleové kyseliny)
BÍLKOVINY (proteiny) :
- = makromolekulární látky složené z aminokyselin spojených peptidickou vazbou
- AMINOKYSELINY = deriváty karboxylových kyselin obsahující aminoskupinu, např. alanin, leucin, glycin, serin, kyselina asparágová, cystein
- chemická různorodost AMK je dána postranním řetězcem
- význam:
- stavební látky (kolagen, keratin, elasten, aktin, myosin)
- funkční látky- a) katalytické- enzymy (pepsin)
- b) regulační- hormony (inzulin)
- c) obranou- protilátky (imunoglobulin)
- zásobní látky- v semenech luštěnin (při nedostatku tuků a sacharidů jsou využívány jako zdroj energie)
- dělení:
– jednoduché bílkoviny– obsahují pouze aminokyseliny
– složené– + nebílkovinová složka, např. fosfoproteiny, glykoproteiny,
lipoproteiny
SACHARIDY:
- sloučeniny z atomů C, H a O
- z chemického hlediska- polyhydroxyaldehydy nebo polyhydroxyketony
- význam: v buňce rychlým zdrojem energie (glukóza, škrob, glykogen) a jsou stavebními látkami buněk (celulóza, chitin)
- dělení:
- monosacharidy – tvořené jen jednou monosacharidovou jednotkou, rozpustné ve vodě a sladké (ribóza, glukóza, fruktóza, galaktóza-součást mateřského mléka)
- oligosacharidy– tvořené z 2-10 monosacharidů, příklady: maltóza- 2glukozy(vznik hydrolýzou cukrů), laktóza- mléčný cukr savců (glukóza+ galaktóza), sacharóza (řepný= třtinový= stolní, konzumní cukr, glukóza+ fruktóza)
- polysacharidy – více než 10 monosacharidů (škrob, glykogen, celulóza, chitin)
NUKLEOVÉ KYSELINY
- = makromolekulární látky (makromolekuly) tvořené řetězci vzájemně spojených nukleotidů (nukleotidy- tvořené molekulami cukru, fosfátu a dusíkaté báze- adenin (A), guanin (G), cytosin (C), thymin (T), uracil (U))
- jsou to nositelé genetických informací, slouží k uchování a přenosu dědičných znaků z generace na generaci
- dělení:
- dekarboxyribonukleová kyselina- DNA
(v buněčném jádře, cukr deoxyribóza, dusíkaté báze: A, G, C,T, molekula dvouvláknová stočená do pravotočivé šroubovice, vlákna spojena přes báze vodíkovými můstky podle principu komplementarity A-T-G-C, význam: přenos dědičných znaků do nových buněk)
- ribonukleová kyselina- RNA
(v cytoplazmě buněk, cukr ribóza, dusíkatá báze A, G, C, U, molekula jednovláknová, 3 typy: rRNA (ribozomální, součástí ribozomů), mRNA (mediátorová=informační, nese informaci pro syntézu bílkovin), tRNA (transferová= přenosová, spojuje se s AMK a přenáší je k ribozomům), význam: zajišťuje tvorbu nových bílkovin, každý typ RNA zajišťuje určitou fázi syntézy)
OBRÁZEK KOMPLEMENTARITY BÁZí
OBRÁZEK PROTEOSYNTÉZY
LIPIDY
- = estery alkoholů (např. glycerolu) a vyšších mastných kyselin (organické kyseliny s 12 až 24 uhlíky)
- = stavení látka buněčných membrán, zdroj energie
- vytvářejí prostředí pro vstřebávání některých látek (např. vitaminů nebo barviv)
- tvoří tepelnou izolaci a mechanickou ochranu některých orgánů
- dělení:
- jednoduché lipidy (tvořené pouze estery)- tuky, vosky
- složené lipidy ( obsahují ještě další složku)- glykolipidy, fosfolipidy
TYPY BUNĚK:
PROKARYOTICKÁ BUŇKA (u prokaryotických organismů, tj. bakterie, sinice, prochlorfyta)
EUKARYOTICKÁ BUŇKA (u eukaryotických organismů, rj. rostlin, hub a živočichů)
PROKARYOTICKÁ BUŇKA
- od eukaryotické se liší uspořádáním (jednodušší stavba) i velikostí(asi 1-10 mikrometrů)
STAVBA:
- Buněčná stěna
- = tuhý obal udělující buňce tvar
- ochraňuje buňku před vlivy vnějšího prostředí, u bakterií tvořena především vrstvou peptidoglykanů
- Cytoplazmatická membrána
- izoluje vnitřní prostředí od vnějšího
- selektivně propustná (= tvoří selektivní bariéru mezi buňkou a okolím a reguluje přenos látek z okolního prostředí do buňky a naopak- pouze pro ionty a molekuly některých látek, např. H2O)
- STAVBA:
- dvojvrstva fosfolipidů uspořádaných tak, že řetězce mastných kyselin (hydrofobní konce) směřují k sobě a fosfátové části (hydrofilní konce) směřují od sebe
- molekul bílkovin zčásti nebo úplně zanořených do dvojvrstvy fosfolipidů
- Cytoplazma
- = viskózní koncentrovaný roztok
- obsahuje molekuly organických i anorganických látek
- vyplňuje obsah buňky (často obsahuje kapénky nebo krystalky odpadních nebo zásobních látek, tzv. buněčná inkluze)
- cytosol= tekutá složka cytoplazmy
- protoplazma= veškerý obsah buňky, karyoplazma (plazma buněčného jádra) + cytoplazma, pozn. Termín zavedl Jan Evangelista Purkyně v roce 1839
- Jaderná hmota (nukleoid, bakteriální chromozom)
- uložena volně v cytoplazmě, neohraničená
(u bakterií jí tvoří jediná do kruhu stočená dvoušroubovice molekuly DNA (oba konce DNA jsou na rozdíl od euk. buňky spojeny), u sinic tvoří více molekul DNA tzv. nukleoplazmu)
- Ribozomy
- = tělíska v cytoplazmě, menší než v euk. buňce
- probíhá v nich tvorba bílkovin
- buď volné, nebo přisedlé k membráně
(rostoucí buňka- až desetitisíce ribozomů)
- Plazmidy
- = malé, do kruhu uzavřené molekuly DNA
- obsahují geny, které nesou nezbytné pro přežití, např. geny nesoucí informace o rezistenci vůči antibiotikům nebo pro tvorbu toxinů
- některé buňky:
- Kapsuly(pouzdra)– slizovitý obal
- Fimbrie– nepohyblivá vlákna na povrchu
- Bičíky– pohyblivá vlákna (odlišná stavba než u E buněk)
EUKARIOTICKÁ BUŇKA
- velikost 10-100 mikrometrů
- od prokaryotické se liší strukturou jádra, jaderných chromozomů a obsahem membránových organel
- buňky hub spojují znaky rostlinných i živočišných, mají buněčnou stěnu, její hlavní chemickou složkou- chitin, neobsahuje plastidy
STAVBA:
- Cytoplazmatická membrána
- izoluje vnitřní prostředí od vnějšího, stejná struktura jako u P.B.
- Cytoplazma
- podobné složení a funkci jako P.B.
- Jádro (nukleus, karyon)
- ohraničeno od okolní cytoplazmy dvojitou jadernou membránou s póry
- vnitřek- polotekutá hmota (=karyoplazma) v nichž jsou vlákenité útvary- chromozomy obsahující DNA
- jedno nebo více jadérek (v jadérku dochází k syntéze ribozomové RNA)
- Endoplazmatické retikulum
- membránový systém plochých váčků a kanálků
- membrány endoplazmatického retikula navazují na obal jádra (je jeho součástí):
- drsné endoplazmatické retikulum má na některých svých membránách připojeny ribozomy a je místem syntézy bílkovin
- hladké endoplazmatické retikulum je bez ribozomů a syntetizují se v něm glykolipidy
- Ribozomy
- = bílkovinná tělíska obsahující ribozomovou RNA (rRNA)
- volné nebo vázané na endoplazmatické retikulum
- složeny ze dvou nestejných podjednotek
- účastní se syntézy bílkovin (proteosyntézy)
- Golgiho aparát
- = soustava měchýřků propojených kanálky
- probíhají v nich biochemické reakce upravující látky vytvořené v ER
- syntetizují se zde některé komponenty buň. stěny (u rostlinných buněk)
- souvislý X nesouvislý (nesouvislý- u rostlinné buňky, tvořen z jednotlivých Golgiho tělísek, tzv. diktyozomů)
- Mitochondrie
- = tyčinkovité až oválné útvary s vlastní DNA a proteosyntetickým aparátem
- mají dvě biomembrány- vnitřní obklopuje prostor vyplněný hmotou matrix a tvoří záhyby= kristy, na nichž se uskutečňuje buněčné dýchání
- Cytoskeletální systém (cytoskelet)
- tvoří kostru buňky
- složen z vláken- mikrofilament a trubiček- mikrotubulů, + mikrotubulární aparát- dělící vřeténko
- tvoří svazky, které se mohou zkracovat a prodlužovat > umožňují tak pohyb struktur uvnitř buňky
ŽIVOČIŠNÉ BUŇKY
- v nich jsou navíc obsaženy:
Lysozomy
= měchýřky tvořené biomembránou, obsahují trávicí enzymy, v rostlinných buňkách plní fci lysozomů vakuoly
ROSLINNÉ BUŇKY
- v nich jsou navíc obsaženy:
Buněčná stěna
- =tuhý obal buňky
- uděluje tvar a mechanicky ji ochraňuje, její hlavní chemickou složkou je celulóza (buničina)
Plastidy
- oválná tělíska uzavřená obalem ze dvou membrán
- patří mezi ně zelené chloroplasty, barevné chromoplasty a bezbarvé leukoplasty
- mají vlastní DNA a proteosyntetický aparát:
- chloroplasty- uvnitř bílkovinná plazma- stroma (matrix), v ní síť plochých váčků- tylakoidů, které obsahují chlorofyl a další fotosyntetická barviva. Tylakoidy mohou být seskupené do sloupců a vytvářet tzv.
- chromoplasty- obsahují červená a žlutá barviva. karotenoidy a xantofyly, jsou hojně obsaženy v červeně, žlutě a oranžově zbarvených plodech, květech a listech
- leukoplasty- jsou zvláště v neosvětlených částech rostlin (kořeny, oddenky, vnitřní část rostliny), hromadí se v nich zásobní látky (škrob, bílkoviny, lipidy)
Vakuoly
- měchýřky obalené jednou membránou= tonoplastem
- vnitřek naplněn roztokem nejrůznějších látek (např. odpadní látky, enzymy), tzv. buněčnou šťávou
- mladší buňky mají více malých vakuol, starší jednu zatlačující jádro a cytoplazmu ke kraji buňky (jádro může zůstat zavěšené na cytoplazm. vláknech)