Buňka – maturitní otázka (5)

 

Otázka: Buňka

Předmět: Biologie

Přidal(a): Hannyra

 

BUŇKA – ZÁKLADNÍ STAVEBNÍ A FUNKČNÍ JEDNOTKA VŠECH ORGANISMŮ

BUNĚČNÁ TEORIE

• Buňka je základní stavební a funkční jednotkou živých soustav
• Všechny organismy se skládají z jedné nebo více buněk nebo jsou na buňkách závislé (viry)
• Buňky vznikají z jiných buněk buněčným dělením
• Buňky nesou genetický materiál a při buněčném dělení jej předávají dceřiným buňkám.
• Všechny buňky mají jednotný princip stavby
• Chemické složení všech buněk je v zásadě stejné
• Uvnitř buněk se odehrávají v zásadě stejné energetické pochody (biochemické procesy, buněčný metabolismus)
• Buňky se vyskytují ve velké rozmanitosti diferenciovaných forem, jejichž tvar je dán jejich funkcí
• Velikost většiny buněk spadá do mikroskopické oblasti(0,3μm – 3mm)
• Buňka objevena Angličanem Robertem Hookem (17.st)
• Buněčnou teorii formulovali(19.st) – botanik Matthias Jakob Schleiden a fyziolog Theodor Schwann objevili, že rostlinné i živočišné buňky mají jádro => názor, že všechny živé soustavy jsou složeny z buněk a buňky mohou vzniknout jen z jiných už existujících buněk, mateřská buňka předává dceřiné buňce potřebnou děděnou informaci k reprodukci sebe sama ke své funkci.
• Základy buněčné teorie položil i J. E. Purkyně – první popis jádra živočišné buňky

 

STAVBA BUŇKY PROKARYOTICKÉ A EUKARYOTICKÉ

Buňka prokaryontní

• Prokaryotickou buňku mají bakterie a sinice
• Vyskytli se poprvé před 3,5 miliardy let=nejstarší organismus na Zemi!, je to nejjednodušší jednotka života na zemi
• Jednobuněčné organismy, je jednodušší než eukaryotická
• Uvnitř neobsahuje žádné organely ohraničené biomembránou, stavba velmi jednoduchá bez membránových struktur(jen cytoplazmatická membrána)
• Nemá intronové oblasti DNA, látka která je nositelkou dědičných vlastností (DNA) je u bakterii mnohem jednodušeji uspořádána, jednodušší je i organizace syntézy bílkovin.
• Prok.b je plnohodnotnou buňkou, je schopna samostatné existence a rozmnožování.
• Na prokaryotní úrovni se vyvinuly téměř všechny základní mechanismy, kterých využívá i eukary.b.
• Velikost řádově jednotky mikrometrů
• Kulovitá až protáhlá
• Dělí se replikací chromozomů(DNA)->zaškrcování buněčných obalů->nově vzniklé bunky jsou naprosto stejné
• výživa je autotrofní a heterotrofní

 

Všechny prokaryotické buňky vždy obsahují následující součásti:

• nukleoid – jaderná hmota, kruhovitá molekula DNA, která představuje jeden chromozom, představuje haploidní sadu n, řídí život
• cytoplazmatická membrána –fosfolipidová dvojvrstva, do nichž jsou včleněny bílkoviny i sacharidy, je výběrově propustná(semipermeabilní), je plastická( má fluidní strukturu-je tekoucí, části mohou měnit svoji pozici)
• buněčná stěna – odlišná struktura než buněčná stěna eukaryotických buněk, neobsahuje celulózu, obsahuje murein (peptidoglykan), je mohutná, pórovitá, permeabilní.
• Fce: ochrana (chem. i mech. ), udržení tvaru, antigenní vlastnosti
• Dělení bakterii -> podle barvitenosti
  • G plus – (gram pozitivní)-při obarvení buněčná stěna modrá – fialová, je silná – chemicky méně odolná
  • G minus – (gram negativní)-při obarvení červená, tenká, chemicky odolnější

// jako barvivo se využívá krystalová violet‘ s jodidem draselným //

• cytoplazma(cytosol) – bezbarvá tekutina neutrálního ph, prostor kde se vyskytují organely a pro veškerý metabolický život buňky
  • obsahuje organické, neorganické láky a inkluze (buněčný odpad)

• plazmidy – přídatné genetické info stočené do kruhu, kóduje nadstavbové fyziologické fce (ne takové nutné k životu= odolnost vůči antibiotikům)
  • využívá se v chemickém inženýrství

• ribozomy – Rna kyselinou tvořena, obsahuje malou a velkou podjednotku, syntéza bílkovin

 

Kromě základních struktur může mít ještě další struktur

• Kapsula– slizovitý bílkovinny obal nad buněčnou stěnou zvyšující její odolnost
• Glykokalyx-sacharidová sít‘ na povrchu buňky, umožnuje přichycování k povrchům
• Chromatofory – nosiče barviv, dá se srovnávat s tylakoidem

// nejvýznamnějším barvivem je bakterio chlorofyl //

• Plynové váčky-umožnují bakterii stoupat nebo klesat ve vodním sloupci
• Fimbrie– krátké nepohyblivé vlákna, slouží k přichycování k povrchům
• bičíky –  umožňují bakteriím šroubovitý pohyb,  bývají delší a pohyblivé, tvořena bílkovinou flagelinem

 

Buňka eukaryotní

• eukaryotickou buňku mají rostliny, živočichové, houby, prvoci
• velikost řádově desítky mikrometrů
• vývoj začal cca před 1,8–1,5 mld. let (prokaryota před 3,5 mld. let)
• větší složitost a velikost oproti buňce prokaryotické( šroubovice DNA zabudované do složitějších struktur a i syntéza bílkovin probíhá složitěji než u prokaryot
• Obsahují řadu vnitřních struktur-organely, má složitě organizované jádro, oddělené od cytoplazmy
• Dělení-mitóza

 

Eukaryotní buňka obsahuje:

• Buněčné obaly – BS, CM
• Organely – membránové, fibrilární
• Cytoplazma
• Inkluze

 

BUNĚČNÉ OBALY (CM, BS):

• buněčná stěna (permeabilní = plně propustná)
  • pružná a elastická
  • pouze u rostlin a hub
  • Funkce: udržuje tvar buňky, ochranná vrstva proti nepříznivým vlivům, komunikace s vedlejšími buňkami, příjem a výdej látek
• Chemické složení:
  • hlavní složkou u rostlin je Celulóza (polysacharid)
  • hlavní složkou u hub je Chitin
  • u rostlin může být navíc vyztužena organickými (lignin, kutin, vosky) => impregnace
    • Impregnace->látky zabraňují smáčivosti, odolnost vůči roztržení a rozlomení.. lignin je podstatnou součástí dřevnatění
    • Inkrustace->ukládání různých anorganických látek (Ca)
• plasmodezmy-vláknité kanálky
  • fce: transport a komunikace mezi sousedními buňkami přes jejich buněčné stěny
• cytoplazmatická membrána
  • všechny eukaryotické buňky
  • plastická, polopropustná (semipermeabilní)-nepropustí všechny látky ale pouze ty, které potřebuje
  • fce: chrání buňku, umožňuje komunikaci mezi sousedními buňkami (jen u ŽB),udržuje tvar buňky
  • složení – základem je dvojitá vrstva fosfolipidů
  • dýchací plyny projdou skrz CM, ale bílkovinné hormony se musí navázat
  • Proteiny – 2 typy – periférní (povrchové) slouží ke komunikaci, integrální (umožňují přenos, prostupují celou dvojitou vrstvou)
  • Sacharidy – oligosacharidy a cholesterol
  • cytoplazma – 70 % je přítomna voda a 30% tvoří organické a anorganické látky (Ca, P, Mg)
    • heterogenni (nestejnorodý) roztok
  • inkluze – neživý obsah buňky, odpadní látky v buňce, které nepotřebuje
    • Jde o různé látky, které se nachází rozptýleny volně v cytoplazmě, bez membránového ohraničení. Mohou to být kapénky lipidů, shluky sacharidů nebo třeba různé pigmenty.

 

Membránové organely

• uzavřené váčky, oddělují obsah těchto váčků od základní cytoplazmy=cytozolu
• rozměrnější ploché váčky se nazývají cisterny(např. jaderný obal)
• jádro – (Nukleus, Karion)
  • od cytoplazmy je ohraničeno dvojitou biomembránou=Jaderný obal(karyolema) s malými póry (otvůrky pro komunikaci jádra s okolím), uvnitř obsahuje molekuly DNA a pomocné bílkoviny (hmota chromatin)
  • při dělení Chromatin se spiralizuje (dělí se buňky) a vytvářejí se chromozomy-23 párů
  • každá tělní buňka má 23 párů chromozomů(46)! a každá pohlavní buňka má 23 chromozomů
  • Fce – rozmnožovací, metabolitická, uchování gen info. v podobě DNA
  • řídící centrum buňky
• jadérko – malé tělísko uvnitř jádra (může jich být i více), zde se tvoří ribozomy, skládá se z bílkovin a RNA
• endoplazmatické retikulum – síť kanálků a malých dutinek uvnitř buňky ohraničených biomembránou, vzniká vchlípením cytoplazmatické membrány a slouží především k tvorbě a transportu různých látek uvnitř buňky
  • drsné – obsahuje ribozomy, těsné spojení s jádrem, probíhá syntéza Bílkovin
  • hladké – nenese ribozomy, probíhá syntéza Tuků(cukru)
• Golgiho aparát =skupina dutinek (diktyozomů) ohraničených biomembránou, nikdy nenesou ribozomy,
  • v blízkosti ER -> upravuje látky z ER, které mají být vyloučeny z buňky ven(enzymy, odpad, hormony..) – (pomocí transportních váčků)
• sekreční váčky – látky které vzniknou z Golgiho aparátu jsou transportovány do buňky (nebo mimo buňku) pomoci sekrečních váčků, odškrcením z GA
• lysozom
  • organely nitrobuněčného trávení
  • přeměněné sekreční váčky, obsahují hydrolitické enzymy-> ničí poškozené organely
  • Lyze buňky= samozničení buňky (enzymy se do buňky vylijí)
• ! Jádro, ER, GA, sekreční váčky => tzv. organely sekreční dráhy
  • odvozeny od plazmatické membrány buňky

 

Semiautonomní organely

• Mitochondrie a Plastidy, z polosamostatné organely

• mitochondrie
  • obsahují vlastní kruhovou molekulu DNA-> mohou se samy rozmnožit, ale pouze ve své mateřské buňce
  • vnější membrána – hladká a dobře propustná, fce : ochrana, obal
  • vnitřní membrána zřasena množstvím záhybů – kristy
  • vyplněna hmotou matrix
  • katabolické procesy – uvnitř se uskutečňuje buněčné dýchání, energie uvolněná při dýchání zabezpečuje životní děje v buňce, vstupuje ADP -> vzniká ATP – zásoba E pro mitochondrii
  • v každé buňce je až 100 mitochondrií – nejvíce bičík u spermie

• plastidy
  • pouze u rostlin
  • obsahují vlastní kruhovou molekulu DNA -> mohou se samy rozmnožit, ale pouze ve své mateřské buňce
  • vnější membrána – propustná, podobná vnější membráně mitochondrií
  • vnitřní membrána obklopuje základní hmotu, tzv. stroma
  • ve stromatu jsou ploché váčky – tylakoidy (obs. fotosynt. barviva), které jsou uspořádány ve sloupečcích (grana) – zde probíhá první fáze fotosyntézy, váže se na něj chlorofyl a, b
  • fce: fotosyntéza -> anabolický proces – z látek anorg.(CO2, H20)se vytváří energeticky bohaté látky organické(C6H12O6, O2)

• různé typy:
  • chloroplasty (obsahují chlorofyl->zelené, fotosyntetizují)- listy
  • chromoplasty (obsahují karoteny a xantofyly, bez fotosyntézy)- zbarvení květů a plodů
  • leukoplasty (bez barviv, zásobní funkce-obs. škrob)

• ribozomy
  • tělíska obsahují ribozomovou RNA +bílkoviny
  • vyskytují se volně nebo vázaně na ER
  • tvoří je 2 rozdílné podjednotky – malá a velká
  • účastní se syntézy bílkovin

• peroxisomy – slouží k ochraně buňky před škodlivým vlivem peroxidu vodíku pomocí specifických enzymů

 

Fibrilární organely – nemají membrány

• cytoskelet (buněčná kostra)
• • pomáhá udržovat tvar buňky
  • síť bílkovinných vláken v cytoplazmě ->
• ->mikrotubuly (trubicovité útvary složeny z bílkoviny tubulínu) – fce: opora buňky, pohyb organel, základ pro bičíky  řasinky
• ->mikrofilamenta (jemné, vláknité útvary složeny z aktinu a myozinu) – fce: pohyb celé buňky, podílí se na vytváření panožek
• centrozóm = dělící tělísko
  • u živočichů a nižších rostlin
  • dvojice kolmo k sobě postavených válečků- 2 centriol – stěna válce je tvořena z 9 trojic mikrotubulů
  • fce: význam při dělení buňky-organizování mikrotubulů do prostorové sítě, během buněčného dělení zajišťuje navázání chromozomů na mikrotubuly
  • vyskytuje se těsně u jaderné membrány
  • před mitózou se duplikuje ->dva centrozómy tvoří póly dělícího (mitotického) vřeténka
• dělící vřeténko
• • struktura tvořená mikrotubuly uspořádanými do podoby vřetena
  • zajišťuje rozchod chromozomů k pólům při jaderném dělení

 

SROVNÁNÍ BUŇKY ŽIVOČIŠNÉ, ROSTLINNÉ A BUŇKY HUB

Živočichové	Rostliny	Houby
Nemají plastidy	Má plastidy	Nemají plastidy
Mají lysozomy	Nemají lysozomy	Nemají lysozomy
Drobné vakuoly, ale nejsou metabolicky aktivní	Mají vakuoly-metabolicky aktivní	Mají vakuoly
Nemají buněčnou stěnu	Mají buněčnou stěnu (z celulózy, hemicelulózy a pektinu )	Buněčná stěna z chitinu
Zásobní látka-škrob	Zásobní látka-glykogen	Zásobní látka-gykogen
Heterotrofní výživa	Autotrofní výživa	Heterotrofní výživa
Mají centrozom	Centrozom mají pouze nižší rostliny	Nemají centrozom
Dělení:  centripetální– zaškrcení od krajů do středu -rýhování	Dělení:  centrifugální- destička vzniká od středu ke kraji	Dělení: novotvoření-více jader ->později se oddělí příslušné části cytoplazmy