Buněčná stavba a chemické složení organismů

Proč je zakázané kopírování? 💾 Stáhnout materiálVIP členstvíNahlásit chybu

 

   Otázka: Buněčná stavba a chemické složení organismů

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Jakub

 

 

Obsah:

  • Obecná charakteristika živých soustav
  • Stavba prokaryotní a eukaryotní buňky (rostlinná, živočišná, buňka hub)
  • Struktura buňky – membránové organely, semiautonomní organely, cytoskelet
  • Zastoupení prvků, organických a anorganických látek

 

CHEMICKÉ SLOŽENÍ BUNĚK

  • 95 % hmotnosti buňky tvoří 4 prvky
  • nejdůležitější makrobiogenní prvky – C, O, H N
  • v malém množství: Ca, F, S, K, Cl, Na, Mg, I, Fe, Zn, Cu
  • nejmenší částice atomy tvořeny:
  • Protony (kladný náboj), neutrony > tvoří jádro atomu
  • Elektrony (záporný náboj) > obíhají okolo jádra
  • atomy spojeny chemickými vazbami v molekuly

 

  • VODA
    • nejrozšířenější molekulou v buňce je voda, 60- 90 % hmotnosti buňky tvoří voda, výborné rozpouštědlo

 

  • organické molekuly
    • sloučeniny uhlíku
    • 4 hlavní skupiny organických molekul:
    • sacharidy
    • aminokyseliny
    • nukleotidy
    • mastné kyseliny

 

  • Organické sloučeniny
    • nízkomolekulární: monosacharidy, AMK, nukleotidy, mastné kyseliny, koenzymy, vitamíny

 

  • sacharidy
    • monosacharidy
    • hexózy : glukóza, fruktóza, galaktóza; při fotosyntéze vzniká glukóza; oxidací glukózy = tzv. dýcháním > vzniká velké množství energie!!!!!
    • pentózy: ribóza a deoxyribóza
    • disacharidy: sacharóza, laktóza
    • polysacharidy: škrob, glykogen a celulóza
    • zásobní polysacharidy: škrob; glykogen
    • stavební polysacharidy: celulóza – rostliny; chitin – u hub
    • vysokomolekulární = biopolymery: bílkoviny; nukleové kyseliny; polysacharidy

 

  • bílkoviny
    • pro život zásadní význam
    • 1/5 celkové hmotnosti organismů
    • funkce bílkovin:
    • stavební součástí buněčných struktur
    • realizují metabolismus – enzymy
    • regulují procesy – hormony
    • obranná funkce – imunoglobuliny
    • transportní molekuly – hemoglobin
    • bílkoviny a nukleové kyseliny = informační makromolekuly > v pořadí nukleotidů v nukleových kyselinách je obsažena informace pro pořadí AMK v bílkovinách
    • bílkoviny vznikají kondenzací AMK – spojeny peptidovými vazbami
    • základem bílkoviny je polypeptidový řetězec

 

  • aminokyseliny
    • 20 různých AMK
    • 2 AMK spojeny kovalentní vazbou = peptidová vazba > dipeptid > polypeptidy
    • seřazení AMK v bílkovinné molekule je charakteristické, geneticky určené a nazývá se primární struktura bílkovin
    • prostorové uspořádání – sekundární a terciární uspořádání

 

  • nukleové kyseliny: DNA, RNA
    • uchování, přenos a exprese genetické informace
    • Monomery NK jsou nukleotidy
    • nukleotid:
      • organická dusíkatá báze
      • pentóza – ribóza, deoxyribóza
      • fosfát

 

  • DNA:
    • dva protiběžné polynukleotidové řetězce; šroubovitě stočeny; spojeny vodíkovými můstky
    • puriny: A, G x     pyrimidiny:  C, T
    • komplementarita bází – vždy A, T, C a G; mezi A a T dva vodíkové můstky; mezi C a G tři vodíkové můstky

 

  • RNA:
    • jeden polynukleotidový řetězec
    • puriny: A, G x             pyrimidiny:  C, U
    • tři základní druhy zajišťující genovou expresy (přenos a realizace genetické informace)

 

  • a) transférová tRNA
    • přenáší AMK k ribozomům během translace, obsahuje asi 80 nukleotidů
  • b) ribozomální RNA – rRNA
    • podílí se na stavbě ribozomů; 120 – 3000 nukleotidů
  • c) informační mediátorová mRNA
    • tvoří se při transkripci z DNA; stovky až tisíce nukleotidů

 

  • lipidy
    • významná stavební složka biomembrán
    • energetický zdroj – zásobárna energie
    • rozpouštění vitaminů A D E K
    • estery vyšších mastných kyselin a glycerolu
    • netvoří makromolekuly
    • jednoduché lipidy – tuky a vosky
    • složené – fosfolipidy a glykolipidy

 

OBECNÁ CHARAKTERISTIKA ŽIVÝCH SOUSTAV

    • OBECNÉ VLASTNOSTI ORGANISMŮ
      • 1) přítomnost makromolekul biopolymerů
        • nukleové kyseliny
        • bílkoviny
        • sacharidy
      • 2) metabolismus
        • přeměna látek a energií; katalytické působení enzymů
      • 3) buňka
    • 4) dráždivost
      • schopnost přijímat podněty a reagovat na ně
    • 5) schopnost autoreprodukce, rozmnožování a schopnost dědičného předávání svých znaků
    • 6) schopnost vývoje, evoluce stálou adaptací na podmínky prostředí

 

  • hierarchie živých soustav
    • 1) nebuněčné organismy
      • Viry; vnitrobuněčný parazitismus
    • 2) jednobuněčné organismy
      • všechny prokaryotické organismy; bakterie, sinice, aktinomycety
    • 3) mnohobuněčné organismy
      • většina eukaryotických organismů; živočichové, rostliny, houby
    • 4) individua vyššího řádu
      • obligátní společenstva; vzácné; včely, mravenci, termiti

 

  • prokaryotní buňka
    • Tvořena jediným neděleným oddílem (kompartmentem)
    • kompartment je ohraničen plazmatickou membránou; kompartment je vyplněn cytosolem
    • jádro prokaryotní buňky:
      • není ohraničené jadernou membránou
      • obsahuje jedinou dvouřetězcovou kružnicovitou DNA = nukleoid
      • kružnicovitá DNA představuje jediný kružnicový chromozom
    • buňka se rozmnožuje příčným dělením > na dvě dceřiné buňky
    • buňka je krytá buněčnou stěnou:
      • hlavní složka buněčné stěny je peptidoglykan
    • v cytosolu jsou ribozomy – zde syntéza bílkovin
    • jeden nebo více bičíků > duté šroubovitě stočené vlákno

 

  • eukaryotní buňka
    • rozdělena na několik kompartmentů (oddílů)
    • má pravé jádro ohraničené jaderným obalem = jaderná membrána

 

  • v jádře se vyskytují:
    • chromozomy:
      • pentlicovité útvary viditelné v dělící se buňce
      • dlouhá vlákna DNA + bílkoviny ( histony)
      • chromozom obsahuje jednu lineární DNA, oba konce jsou volné
      • buňky se diferencují > tvoří tkáně nebo pletiva
    • v cytosolu jsou membránové organely:
    • endoplazmatické retikulum
    • Golgiho aparát
    • lyzozomy
    • vakuoly
    • mitochondrie a chloroplastidy
    • v cytosolu jsou nemembránové organely:
      • ribozomy
      • cytoskelet
      • centrozom
    • dceřiné buňky mají v jádrech stejný počet chromozomů jako mateřská buňka
    • toto přesné rozdělené genetické informace je zajištěno jaderným dělením = mitózou
    • pohlavní buňky = gamety mají v jádře poloviční počet chromozomů než buňky somatické ( tělní)
    • redukce počtu chromozomů probíhá při meióze
    • rostlinná buňka:
      • buněčná stěna obsahuje celulózu
      • procházejí zde plazmodesmy > spojují buňky v pletiva
      • vakuoly
      • plastidy
    • živočišná buňka:
      • lyzozomy
      • centrozom
    • buňky hub:
      • buněčná stěna obsahuje chitin
      • vakuoly
      • heterotrofní organismy

  • HISTORIE
    • Robert Hooke pozoroval buňky korku 1665
    • Anthony van Leeuwenhoek 1674 pozoroval živé buňky: bakterie a prvoky
    • konec 30. let 19.století: Buněčná teorie:
    • buňka je základní stavební a funkční jednotkou všech živých soustav > Schwann, Schleiden, J.E. Purkyně

 

  • ORGANISMY
  • Jednobuněčné organismy:
    • tvořeny jednou buňkou > vykonává všechny životní děje
  • Mnohobuněčné organismy:
    • buňky se specializují a diferencují > vytvářejí tkáně nebo pletiva
    • mezi prokaryota patří: bakterie, sinice, archea
    • mezi eukaryota patří: prvoci,houby,rostliny a živočichové

 

  • POVRCHY BUNĚK
    • molekulární struktura plazmatické membrány i ostatních biomembrán je u všech organismů velmi podobná
    • je polopropustná = semipermeabilní
    • základem biomembrán : lipoproteinová dvojvrstva > základem je vrstva fosfolipidů
    • molekuly fosfolipidů mají na jedné straně nepolární, hydrofóbní část  a na druhé polární, hydrofilní část
    • kromě fosfolipidů jsou zde i bílkoviny
    • Membrány > model fluidní mozaiky > tekutá

 

  • eukaryotní buňka
    • má pravé jádro ohraničené jaderným obalem, obsahuje membránové organely

 

PROKARYONTNÍ BUŇKA

  • jednoduchý typ buňky
  • prokaryota jsou jednobuněčné organismy (bakterie, sinice, mykoplazmata) ; velikost 1-2 µm
  • cytoplazma chudá na membránové organely
  • jen fotosyntetizující sinice mají biomembrány = tylakoidy
  • netvoří diferenciované tkáně ani pletiva
  • hojné ribozomy > několik tisíců v buňce
  • prokaryotické ribozómy jsou menší než ribozomy eukaryot
  • často jsou zde buněčné inkluze
  • nemají mitotický aparát (dělící vřeténko)
  • nemají ani mitochondrie !!!!!
  • zásobním materiálem:kyselina beta-hydroxymáselná, glykogen a volutin
  • rozmnožují se nepohlavně , příčním binárním dělením
  • 4 VŽDY PŘÍTOMNÉ STRUKTURY:
    • JÁDRO = NUKLEOID
    • RIBOZÓMY
    • CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
    • BUNĚČNÁ STĚNA
    • + cytoplazma

 

 NUKLEOID

  • jaderný ekvivalent; neohraničený obalem; volně uložen v cytosolu
  • prokaryotický chromozom je 1000 delší
  • poskládán do smyček
  • jeden chromozom = jedna DNA >> geny přecházejí v nezměněné formě do dceřiných buněk
  • haploidní prokaryotní buňky
  • kružnicový = cyklický >> nemá volné konce

 

PLAZMIDY

  • malé kružnicovité, dvoušroubovité molekuly DNA = plazmidy
  • nesou doplňkovou, postradatelnou informaci
  • výborně pronikají membránou a přenáší se z jedné buňky do druhé = nosiče nového genu do buňky (použití v genovém inženýrství)
  • občas ale mohou nést enormně důležitou genetickou informaci (např. gen pro odolnost vůči antibiotiku)
  • nesou geny umožňující konjugaci bakterií

 

CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA

  • Funkce :
  • odděluje jediný oddíl buňky
  • uvolňuje energii z organických látek !!!!
  • izoluje vnitřního prostředí od vnějšího
  • je polopropustná = semipermeabilní
  • hladká, ale tvoří i výběžky = invaginace membrány – na těchto vchlípeninách probíhá dýchací řetězec
  • zelené bakterie zde mají bakteriochlorofyl

 

BUNĚČNÁ STĚNA

  • jediná pevná struktura prokaryotní buňky
  • je složená z peptidoglykanu
  • nad stěnou může být i pouzdro z bílkovin nebo polysacharidů

 

CYTOPLAZMA

  • velmi viskozní ; koncentrovaný roztok
  • cytoplazma není rozčleněna na kompartmenty
  • chybí organely vlastní eukaryotickým buňkám

 

BIČÍK

  • liší se ve složení i v práci od eukaryotního bičíku
  • dutý útvar
  • bílkovina flagelin
  • je ukotvený v cytoplazmatické membráně a buněčné stěně – > otáčivý pohyb bičíku
  • flagelin putuje „trubičkou“ a přirůstá u konce – bičík tedy neustále přirůstá
  • energie pro pohyb bičíku – bez ATP !!!!

 

ZPŮSOB VÝŽIVY

  • heterotrofní ( saprofytické, parazitické, patogenní)
  • chemoautotrofní (nitrifikační, sirné, železité bakterie)
  • fotoautotrofní ( sinice)

 

  • MEMBRÁNOVÉ ORGANELY
    • specializované na různé funkce
    • jádro, ER, GK, lyzozomy, peroxizomy, vakuoly, mitochondrie a plastidy
    • vždy uzavřené váčky> od cytosolu
    • ploché váčky = cisterny

 

  • jádro nucleus
    • největší nejnápadnější útvar
    • dvojitá membrána
    • jaderná membrána obsahuje jaderné póry; výměna látek
    • z jádra: mRNA, tRNA, podjednotky ribozomů
    • z cytoplazmy: nukleotidy, bílkoviny ( enzymy katalyzující replikaci DNA, transkripci)
    • hlavním obsahem jádra jsou chromozomy:
    • chromozom je tvořen 1 obří lineární molekulou DNA + molekulami bílkovin  histonů  = nukleosomy ( vždy 8 molekul histonů)
    • svinutí DNA do těsné dvoušroubovice = solenoid >> jeden závit je tvořen 6 nukleosómy

 

  • chromozom:
    • DNA + histony = nukleozom
    • nukleozomy tvoří materiál nazývaný chromatin
    • buňka se dělí> DNA se spiralizuje > vytváří se chromozomy
    • v nedělící se buňce jsou chromozomy neviditelné ( v mikroskopu) > jemná, navzájem propletená
    • viditelné až v mitóze ( v metafázi)
    • v jaderných chromozomech uložena genetická informace
    • pentlicovitý útvar
    • světelným mikroskopem pozorovatelný
    • na začátku jaderného dělení je chromozom tvořen 2 sesterskými chromatidami
    • 1 chromatida = 1 DNA
    • sesterské chromatidy spojeny v místě v tzv. centroméře
    • v jádře buněk člověka je 46 chromozomů
    • výjimka – jádra pohlavních buněk – 23 chromozomů
    • vajíčko 23 chromozomů; spermie 23 chromozomů
    • Eukaryotní chromozom:
      • dvoušroubovice DNA
      • není cyklická, je lineární > 2 konce
      • replikace může začínat na mnoha místech současně
      • centroméra >zde se vážou vlákna dělícího vřeténka
      • konce DNA tvoří tzv. telomery ( nekódující úseky)
    • buňka stárne > telomery se zkracují

 

  • JADÉRKO = nukleolus
    • uvnitř jádra
    • nemembránová organela
    • tvoří se zde ribozomální RNA
    • bílkoviny
    • molekuly rRNA + bílkoviny vycestují jadernými póry ven z jádra > vytvářejí ribozómy

 

  • RIBOZÓMY
    • nemembránová organela; volně v cytoplazmě nebo váží se na membrány endoplazmatického retikula
    • 30 nm
    • ribozóm se skládá: ze dvou podjednotek; z rRNA + bílkovin
    • funkce:syntéza bílkovin při procesu označovaném translace
    • každá buňka si vytváří v určitém čase a určité množství své vlastní bílkoviny
    • enzymy, hormony, přenašeče, stavební látky, …
    • játra, slinivka – velké množství ribozomů

 

  • ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM
    • rozsáhlá soustava membrán
    • soubor kanálků a váčků = cisterny
    • obklopují jádro
    • výrazná syntetická funkce> membránové lipidy
    • drsné a hladké
    • vnější strana >ribozómy: syntéza bílkovin
    • materiál se nehromadí >přesun dál

 

  • drsné ER :
    • navázány ribozómy > tvorba bílkovin
    • bílkoviny se v cisternách ještě upravují
  • hladké ER:
    • bez ribozómů > tvorba tuků, cukrů, úprava enzymů a hormonů
    • nové látky > váčky > odškrcení > jdou do GK
    • ER vytváří nové membrány > tvorba membránových organel

 

  • GOLGIHO KOMPLEX
    • membránová organela
    • paralelně uspořádané cisterny
    • bez ribozómů
    • útvar z 6 cisteren se nazývá diktyozóm
    • funkce: vytvořené sacharidy, lipidy a bílkoviny z ER přepravovány transportní váčky a zde upravovány
    • primární funkcí je postsyntetická úprava
    • produkt upraven > oddělí se od GA jako malý váček > dopraví se na místo určení
    • látky určené k vyměšování z buňky : enzymy, hormony ( inzulin z buněk slinivky břišní), sekrety > váček splyne s cytoplazmatickou membránou > vylití obsahu do okolí => exocytóza

 

  • LYZOZOMY
    • stálá membránová struktura
    • malé měchýřky
    • vytvářejí se odškrcováním od váčků GA
    • organely nitrobuněčného trávení
    • obsahují hydrolytické enzymy > štěpí látky
    • rozkládají cizí částice pohlcené bílými krvinkami nebo poškozené vlastní buňky
    • po smrti buňky se podílejí na jejím rozkladu > buňka stráví samu sebe
    • funkčním ekvivalentem jsou v rostlinné buňce vakuoly

 

  • PEROXIZOMY
    • drobná mikrotělíska
    • obsahují enzymy oxidázy a katalázy
    • lyzozomy a peroxizomy > souhrnně je nazýváme vezikulární útvary

 

  • VAKUOLY
    • organely v buňkách rostlin a hub
    • od cytoplazmy oddělena membránou = tonoplastem
    • velmi velké – u rostlin až 90 %
    • obsahují tekutinu = buněčná šťáva:
    • cukry, bílkoviny, enzymy a barviva
    • probíhá zde i rozklad nepotřebných látek
    • po zhoustnutí > buněčné inkluze

 

  • SEMIAUTONOMNÍ ORGANELY
    • výjimečné
    • mitochondrie a plastidy
    • 2 membrány: vně a vnitřní
    • mají vlastní: DNA, ribozómy, bílkoviny
    • probíhá zde energetický metabolismus
    • rozmnožují se dělením > replikací DNA

 

  • MITOCHONDRIE
    • ve všech buňkách > několik set; malé 1 – 10 mikrometrů
    • hlavní funkce: syntéza ATP > centrum buněčného dýchání
    • stavba:
      • vnější membrána – hladká
      • vnitřní membrána je dovnitř zřasena = kristy
      • prostor mezi kristami vyplněn hmotou = matrix

 

matrix obsahuje DNA + ribozomy

  • v membráně: složky dýchacího řetězce a soustava syntézy ATP; !! spotřebovávají kyslík a využívají energii (získanou oxidací živin) k syntéze ATP z ADP; tzv. Krebsův cyklus
  • chloroplasty
    • pouze v buňkách rostlin a řas
    • obsahují chlorofyl > fotosyntéza
    • větší než mitochondrie – 5 – 10 mikrometrů; v buňce je jich 50 – 200
  • stavba: 2 membrány
    • uvnitř třetí  membránový systém = thylakoidy
    • tylakoidy naskládány na sebe – grana
    • polotekutá hmota kolem tylakoidů – stroma
      • ve stromatu: DNA + ribozomy
  • Endosymbiotická teorie
    • CH + MI se dostaly do EB druhotně
    • Vyvinuly se z prokaryotních symbiontů:
    • MI z aerobních bakterií
    • CH z fotosyntetizujících bakterií podobným sinicím
    • DNA je kruhovitá
    • Ribozómy jako prokaryotní

 

  • PLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
    • 7 nm
    • neobsahuje složky dýchacího řetězce
    • bílkoviny se účastní aktivního přenosu iontů a živin přes membránu > ATP
    • elektrický potenciál – 0,1 V
    • fagocytóza- pohlcování částic zvenčí

 

  • CYTOSKELET
    • nemembránová organela
    • dynamická a proměnlivá struktura !!
    • soustava vláknitých bílkovinných útvarů
    • uvnitř cytoplazmy, určuje tvar buňky
    • mechanická funkce: opěrná a pohybová
    • u PB asi nejsou
    • zásadní význam: při dělení EB
    • 2 typy: mikrotubuly + mikrofilamenta
    • MIKROTUBULY; MIKROFILAMENTA; INTERMEDIÁRNÍ FILAMENTA; CENTROZÓM

 

  • MIKROTUBULY
    • duté trubičky; 25 nm průměr
    • bílkovina tubulin
    • mikrotubuly vytvářejí dělící vřeténko
    • bičík, řasinky

 

  • EUKARYOTNÍ BIČÍK
    • základem EB bičíků: podstatně se liší od PB bičíku ( flagelin)
    • 250 nm v průměru
    • 2 mikrotubuly ve středu a 9 dvojic po obvodu
    • pohyb bičíku > spotřeba ATP

 

  • MIKROFILAMENTY
    • bílkovina aktin: malé kulovité molekuly 7 nm; pod povrchem buňky; funkce pohybová
    • bílkovina myozin: větší molekula; enzymová aktivita –je schopen štěpit ATP
    • aktin + myozin = ve svalových buňkách
    • podkladem svalové činnosti: vzájemný posun obou druhů filamentů

 

ŽIVOČIŠNÁ BUŇKA:

  • Nemá buněčnou stěnu
  • Nemá chloroplasty
  • Bohatá na mitochondrie
  • Golgiho komplex je tvořen jedním diktyozómem blízko ER
  • Nemá vakuolu


Další podobné materiály na webu: