Otázka: Buňka
Předmět: Biologie
Přidal(a): Pani T
– lat. cellula
– věda zkoumající buňku = cytologie
– buňka – nejmenší živý útvar schopný samostatné existence a výkonu všech funkcí
– buňka = základní stavební jednotka všech organismů = buněčná teorie
-výjimka: viry – existenčně závislé na buňce
– Schleiden, Swann – zakladatelé buněčné teorie, zobecnili všechny poznatky o buňce, 1.pol.19.st.
-rostlinná b. – živočišná b.
– další vědci zabývající se buňkou:
- R.Hook – Angličan, nazval buňku buňkou, sledoval korek – myšlenka s buňkami (ty komůrky v korku)
- Anton Van Leewenhoek – Holanďan, sestrojil mikroskop, pozoroval bakterie, prvoky, objevil spermie
- J.E.Purkyně – podporoval buněčnou teorii, nazval živý obsah buňky protoplazmou, studoval buněčné jádro
DRUHY BUNĚK
1. PROKARYOTICKÁ „bakteriální“
– nejprve
– menší (1-2 mikrometry) – dá se pozorovat jen mikroskopem
– jednodušší
kulovitý
tvary
tyčinkovitý
– bakterie, sinice
2. EUKARYOTICKÁ „somatická“
– vyvinula se z prokaryotické
– různé velikosti, i několik cm – ptačí vejce
– složitější
kulovitý – základní
tvary
různé – deformace působením okolních buněk
– rostlinná, živočišná, hub
– rostlinná má nejpevnější tvar – pevná buněčná stěna
1. ANAEROBNÍ – žije bez kyslíku
a) striktně anaerobní – nesmí přijít do styku s kyslíkem – jed
b) fakultativně anaerobní – může se vyskytovat v prostředí s kyslíkem, ale žije bez něho
2. AEROBNÍ – potřebuje k životu kyslík
EVOLUCE BUNĚK
– praorganismus => prokaryotická buňka => eukariotická
TEORIE VZNIKU EUKARIOTICKÝCH BUNĚK :
1. eukaryotická vzniká z prokaryotické tak, že jednotlivé buněčné části vznikají odchlipováním a oddělováním zvrásněné cytoplazmatické membrány
2. předchůdce eukaryotické buňky – do ní vcestovaly (endosymbióza) prokaryotické buňky – vytvořili buněčné části (předpokládá se to protože mají podobnou DNA) – mitochondrie a chloroplasty (mají svojí vlastní autonomii)
HAPLOIDNÍ x DIPLOIDNÍ BUŇKA
• Haploidní (1n)
– obsahují pouze jednu sadu chromozomů
– vznikají meiózou
– pohlavní buňky, výtrusy rostlin
pohlavní buňky:
– samčí – spermie, vznikají spermatogenezí = typ meiózy
– samičí – vajíčka (ovum), vznikají oogenezí
• Diploidní (2n)
– obsahují dvě sady chromozomů
JÁDRA
– většinou mají buňky jedno jádro
– vícejaderné houby
– bezjaderné buňky – červené krvinky savců
PROKARYOTICKÁ BUŇKA „BAKTERIÁLNÍ“
– menší než eukaryotická, velikost: asi 1-10 μm
– musí obsahovat čtyři nepostradatelné části – EXISTENČNÍ MINIMUM :
• BUNĚČNÁ STĚNA
– propustná (permeabilní) – nerozhoduje o přijmu a výdeji látek
– ochranný význam
– určuje tvar buňky – tuhý obal
– tvoří ji chem. složka MUREIN (peptidoglykan) – polysacharid- gramovo barvení
– jen archebakterie (nejstarší) – pseudomurein
– cytoplazma: tekutá součást buňky (vda + anorg. a org. látky)
-základní složka: bílkoviny
• CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
– polopropustná (semipermeabilní) – rozhoduje o příjmu a výdeji látek
– tvořena dvojtou vrstvou fosfolipidů a bílkovinami
• JÁDRO (CENTRÁLNÍ KRUHOVÝ CHROMOZOM)
– nepravé jádro – NUCLEOID –, je tvořeno jednou dvouřetězcovou molekulou DNA = cyklicky uspořádaná molekula
(je několikanásobně větší)
– není ohraničené – nemá jaderný obal (karyotéku)
– neobsahuje HISTONY = bazické (zásadité) bílkoviny – ty jsou jen v jádře eukaryotických buněk
– jsou HAPLOIDNÍ (n) – pouze jeden chromozom – ne pár – projeví se všechny vlastnosti
– genetickou informaci tvoří hl. DNA
– řídící funkce, dědičnost
• RIBOZOMY
– malé útvary tvořeny 2 složkami – RNA + bílkoviny
– hlavní funkce = tvorba bílkovin (proteosyntéza)
• MŮŽE OBSAHOVAT DALŠÍ STRUKTURY:
A) bičíky, brvy
– pohybové organely
B) tylakoidy
– provádějí fotosyntézu (autotrofní)
– obsahují bakteriochlorofyl » fotosyntéza
C) buněčné inkluze
– volně
– paraplazma
– odpadní látky
– zásoba, rezervní látky
D) slizový obal
– slizové pouzdro
– zvyšuje odolnost
E) fimbrie
– slouží k dotyku s další buňkou » přichycení , nepohyblivé bičíkaté útvary
– část genetické informace může přenést do druhé buňky- „mosty“ při přenosu plazmidů
F) plazmidy
– menší molekuly DNA
– leží mimo cyklický chromozom
– nesou doplňkovou genetickou informaci
– např. geny pro obranu, rozhodují, zda bude patogenní – způsobovat nemoci, rezistentní – odolná proti antibiotikům, fertilní – přechod DNA přes fimbrie » obohacení jedné z buněk
ROZMNOŽOVÁNÍ- buněčné dělení-jednodušší než u eukaryot
– replikace=zdvojení DNA
– rychlý proces (v dobrých podmínkách v kratší době 30 minut)
EUKARYOTICKÁ BUŇKA
A) ROSTLINNÁ
– zásobní látky: škrob, olej
BUNĚČNÉ POVRCHY:
● buněčná stěna
– tvořena hlavně celulózou (polysacharid)
– má ochranný význam, určuje tvar buňky
– plně propustná – není rozhodující pro příjem a výdej látek z vnějšího prostředí
– u některých buněk může být buněčná stěna proniknutá
a) anorganickými látkami – inkrustace » pevnější (uhličitan vápenatý), např. řasy parožnatky CaCo3 , SiO2
b) organickými – impregnace » zpružení a zpevnění (lignin)
– u mladých rostlinných buněk je tenká a postupně tloustne (nerovnoměrně), různé typy tloustnutí – schodovité, kruhovité
● cytoplazmatická membrána
– tvořena ze dvou vrstev fosfolipidů (druh tuků) a bílkovin – BIOMEMBRÁNA
– bílkoviny a) zanoření – integrální ; b) na povrchu – periferní
– polopropustná (semipermeabilní)
– fce : rozhoduje o příjmu a výdeji látek do buňky
VNITŘNÍ OBSAH:
● cytoplazma
– vnitřní obsah, tekutá složka
– součástí je voda – v ní organické i anorganické roztoky
– různé chemické reakce
– cytosol – koloidní roztok (probíhají zde metabolické děje)
BUNĚČNÉ ORGANELY:
= drobné části buněk
● jádro
– nucleus (řec. karyon)
– tvar: většinou kulovitý
– kromě DNA se v jádře vyskytují také bílkoviny HISTONY
– obvykle jen jedno jádro (monoergidní)
– některé specializované buňky nemají jádro – červené krvinky savců
– některé více jader (polyergidní)
– fce: řídí buňku, zajišťuje dědičnost (přenos genetické informace)
– je vždy ohraničené, obalené – dvojitý jaderný obal = karyotéka (obal ze dvou biomembrán) – není celistvá, obsahuje otvory = jaderné póry – přecházení informací, průchod látek z nebo do cytoplazmy
– vnitřek vyplněn polotekutou hmotou = karyoplazma
– uvnitř – chromatin, když se buňka dělí – z chromatinu » pentlicovité útvary » chromozomy
chromatin
– z chromatinu – chromozomy
– chromozomy jsou tvořené hlavně kyselinou DNA – dvoušroubovice ze 2 vláken
– naše buňky mají v jádře 23 párů (pro každý druh je charakteristický jiný počet chromozomů)
1. diploidní buňky – chromozomy v párech – dvě sady chromozomů (obrázek) ; např. tělní buňky
2. haploidní – 1 sada chromozomů, pohl. buňky
– každý chromozom se skládá ze 2 chromatidů – když se buňka dělí
– primární zúžení chromozomů » přichycení na dělivé vřeténko
jadérko
– nukleolus
– v jádře mohou být 1-2 jadérka
– tvořeno jednovláknovou RNA kyselinou a bílkovinami
– vzniká sekundárním zúžením chromozomů
● ribozomy
– kulovité útvary – tvořeny 2 složkami r-RNA + bílkoviny
– tvorba bílkovin
1. volně v cytoplazmě
2. na endoplazmatickém retikulu
– skládá se ze dvou podjednotek – menší a větší, musí být mezi nimi přítomná m RNA, aby se tvořili bílkoviny, musejí se spojit
● Golgiho aparát
– systém měchýřků nebo válečků
– hlavní funkce = úprava látek (produktů ER) a výdej látek
– nad sebou = diktyozom – podílejí se na vylučování látek z těla
– mohou se odštěpit váčky, cestovat po buňce » přepravuje látky (transportní fce), nebo se v nich mohou ukládat látky (zásobní
fce)
● endoplazmatické retikulum – ER
– hladké nebo drsné
– soustava váčků a kanálků
– nachází se v blízkosti jádra (jsou v těsném spojení)-prostupuje celou buňkou
– význam: syntéza – tvorba látek
– drsné – jsou na něm ribozomy » tvorba bílkovin
-jednotlivě nebo v řetízkovitých útvarech= polyzómech
– hladké – tvorba lipidů (tuků) a polysacharidů (cukrů)
● mitochondrie
= energetické a dýchací centrum buňky
– na kristách – enzymy pro dýchání, probíhá zde oxidativní fosforylace = část dýchání
– mají ji všechny eukaryotické buňky
– buňka obsahuje více mitochondrií
– obalená dvěmi biomembránami
= semiautonomní organela – má vlastní DNA, může se rozmnožovat nezávisle na jádře
– zřejmě vznikla vcestováním bakterie do prabuňky teorie endosymbiózy
● vakuola
– ohraničená pouze 1 biomembránou (tonoplast)
= dutinka v cytoplazmě vyplněná buněčnou šťávou = voda s rozpuštěnými organickými i anorganickými látkami
– barviva – ptačí zob (antokyan-zbarvují květy,listy rostlin)
– jedy – u hub (alkaloidy)
– hlavní význam = zásobní (hl.zásobárna vody), může zde být rozklad látek ,osmoregulační, potravní…
– mladé rostlinné buňky mají více malých vakuol – stářím se spojí do jedné centrální (zabírá téměř celý prostor – jádro vytlačí až
k buněčné stěně)
– soubor vakuol = vakuom
– většinou je mají jen rostlinné buňky a buňky hub
– živočišné buňky většinou nemají vakuoly – výjimkou jsou prvoci – potravní a pulsující vakuoly
● plastidy
– obsahuje je pouze rostlinná buňka
1. barevné
2. bezbarvé/nebarevné
A) leukoplasty – nebarevné
– zásobní funkce – ukládají se do nich látky
– v neosvětlených částech rostlin (hlízy, kořeny)
– ukládá se do nich škrob (amyloplast)
– pokud se celé naplní, vzniká škrobové zrno
B) chloroplasty – barevné
– základní hmota: stroma = matrix
– zelené – obsahují zel.barvivo – chlorofyl (a + b)
– fotosynteticky aktivní – provádějí fotosyntézu
– nacházejí se jen v zelených částech rostlin
– tvar: kulovitý, vejčitý
– větší počet v buňkách
– jsou semiautonomní – vlastní DNA
C) chromoplasty – barevné
– žlutooranžová barviva – karotenoidy (většinou betakarotén nebo xantofyly)
– v šípku, kořeni mrkve, rajčeti
– fotosynteticky neaktivní
– tyčinkovitý nebo vřetenovitý tvar
– chloroplasty se postupně mohou přeměnit v chromoplasty – žloutnutí listů
● cytoskeletární soustava
– tvoří kostru buňky, účastní se příjmu a výdeje látek, význam pro pohyb
A) mikrotubuly
– dělivé vřeténko při dělení
– opora, kostra buňky
– stavební fce: podílení na tvorbě brv, bičíků a řasinek
– tvořené trubičkami – tvořené bílkovinou tubulin
B) mikrofilamenta
– drobná vlákna na povrchu cytoplazmy, tvoří kostru buňky
– kompartment – zajišťuje přesnou polohu jednotlivých organel
– vlákna tvořena aktinem = stažitelná bílkovina – posunování organel
– mohou být tvořena myozinem (druhá stažitelná bílkovina) – jen střední vlákna (ne tlustá)
– podílejí se i na výdeji látek
– tyčinka-základní jednotka světločivných buněk-černobílé vidění
– vyztužují mikroklky buněk střevních klků
-sliznice tenkého střevaàzvrásněná=klky
B) ŽIVOČIŠNÁ
NENACHÁZÍ SE V NÍ:
– buněčná stěna
– vakuoly (většinou)
– plastidy – vyživují se heterotrofně
MÁ NAVÍC:
a) centriolu
= dělivé tělísko, tvořena 9 páry tenkých mikrotubulů
– skládá se ze dvou kolmých válečků
– centrosféra – zrnitá, kolem centrioly
– astrosféry – paprsčitě vyběhlá vlákna mikrotubulů
– centriola, centrosféra, astrosféra = centrozom = mitotický aparát
– centrozom-struktura v buňce tvořena mikrotubuly
b) organely pohybu
– řasinky
– bičíky – různý počet
– výjimečně je mají i rostlinné buňky
c) lysosomy
– podobná fce jako vakuoly v rostlinné buňce
– hl. fce: štěpení (rozklad) látek – pomocí hydrolytických enzymů
– vznikají z endoplazmatického retikula nebo Golgiho aparátu
d) buněčné inkluze
= paraplazma
– zásobní, odpadní látky
– leží volně v cytoplazmě
C) HUB
– b.stěna – chitin
– zásobní látky:glykogen,olej-nikdy ne škrob!
– nemají plastidy
CHEMICKÉ SLOŽENÍ BUŇKY
– buňka je tvořena různými chem.prvky – nejdůležitější = biogenní :
a) makroelementy (makrobiogenní prvky) – potřebuje jich velké množství (nejdůležitější, stavební fce : C, N, O, H, S, P)
b) mikroelementy – potřebuje, ale v menším množství, součást enzymů (katalytická fce) I, Cu, Zn
c) stopové prvky – potřebujeme jen velmi málo, např. zato
● sloučeniny v buňce
– 60-90% vody (u rostlin nejvíce v plodech, listech ; nejméně semena, kůra)
– sušina – vzniká po odpaření vody – zjištění hmotnosti organických (0,5-3%) a anorganických látek (10-40%)
– spálením vznikne popel (shoří organické látky) – zjistíme množství anorganických látek
– význam H2O :
- hlavní anorg. rozpouštědlo
- probíhají v ní téměř všechny chem.rce
- vodič tepla
- konečný produkt úplné oxidace
- asi v ní vznikl první život
– CO2 – základní sloučenina pro průběh fotosyntézy (s vodou)
– živina pro autotrofní organismy
– konečný produkt biologických org.látek
-NH3 (amoniak) – autotrofní organismy ho využívají k syntéze AMK a tím i bílkovin a NK
– význam pro přeměnu vzdušného dusíku na jeho org.formu
– základní funkce buněk – schopnost rozmnožování
– předání genetické informace
– komunikace se zevním prostředím
– výměna:látek,energie,informací
– dráždivost,pohyb uvnitř buňky
– metabolické děje
● organické látky a jejich význam
1. nukleové kyseliny
– nositelky dědičnosti (geny)
– bez nich by nemohli vzniknout bílkoviny – důležité pro syntézu bílkovin
– základní stavební jednotka = nukleotid (báze, pentóza,H3PO4)
a) DNA – hl. v jádře, ale i mitochondriích a chloroplastech (dvouvláknová)
b) RNA – vzniká z DNA (jednovláknová) – hl. v jádře, mitochondriích, chloroplastech
2. bílkoviny
– základní stavební jednotka = aminokyseliny – spojené peptidovou vazbou – velké polypeptidové řetězce
– každá bílkovina má jiné aminokyseliny i jiný počet (je jich 20), mohou se opakovat
– význam
- stavební – tvoří biomembrány
- enzymy – urychlují rce
- hormony – vývoj, regulační význam
- jsou to i protilátky
3. cukry, sacharidy
= zdroj E
– stavební význam (u rostlinných b. – buněčná stěna)
– monosacharidy – např.glukóza – při fotosyntéze
– polysacharidy (složené) – např. škrob (zásobovací význam), celulóza (v buň.stěně)
4. tuky (lipidy)
– výhodná zásobárna E (nejbohatší zdroj E)
– u rostlin v semenech
– stavební význam – fosfolipidy (biomembrány)
SROVNÁNÍ RŮZNÝCH TYPŮ BUNĚK
| Charakteristika | Prokaryota | Eukaryota |
| Organely | nepřítomny | přítomny |
| jádro | ne | ano |
| jadérko | ne | ano |
| Genetická informace | jediný chromosom | mnohočetné chromosomy |
| DNA | obnažená | spojená s proteiny |
| Množení buňky | dělení | mitóza a meióza |
| Syntéza proteinů | spřažená s transkripcí v stejném kompartmentu |
RNA se tvoří v jádře; pak přenesena do cytoplasmy |
| Energetický metabolismus | anaerobní a aerobní | aerobní |
| Respirační enzymy | v plasmatické membráně | v mitochondriích |
| Buněčná stěna | přítomna | Chybí, ale je zde extracelulární matrix |
| Cytoskelet | ne | ano |
| Endocytóza nebo exocytóza | ne | ano |
