Otázka: Eukaryotní buňka
Předmět: Biologie
Přidal(a): t.klodnerova
-neexistuje žádný přechod mezi prokaryotickou a eukaryotickou buňkou, lze jednoznačně říci, ke kterému typu buňka patří
-velikost v rozmezí 10-100 mikrometrů
-je větší a složitější a větší vzdálenosti se musí překonávat
-od prokaryotické se liší strukturou jádra a jaderných chromozómů
obsahem membránových organel
–CYTOLOGIE = nauka o buňce
-člověk má 23 párů chromozomů
ROZDÍL MEZI ROSTLINNOU A ŽIVOČIČNOU BUŇKOU
-stavba je v základních rysech stejná
-ale v rostlinné buňce jsou přítomny plastidy, buněčná stěna z celulózy, vakuoly a cytoplazma
–u živočišné buňky jsou lysozómy
–buňka hub má buněčnou stěnu z chitinu a nemá chloroplasty a plastidy většinou
STAVBA BUŇKY (obsahují všechny eukaryotické buňky)
- CYTOPLAZMATICKÁ MEMBRÁNA
-izoluje vnitřní prostředí buňky od vnějšího prostředí
-má stejnou strukturu jako membrána prokaryotických buněk
-je z fosfolipidů = ze strany, kde je zbytek kys.fosforečné je smáčivá, z duhé ne→dvojvrstva
–chemická ochrana, mechanická ne
-velmi tenká, je pod buněčnou stěnou
-polopropustná= selektivně propustná – je propustná pouze pro ionty a molekuly některých látek, např.vody, reguluje přenos látek z vnějšího prostředí do buňky a naopak
- CYTOPLAZMA
-rosolovité prostředí uvnitř buňky proměnlivého složení
–vodný roztok, který obsahuje organické (bílkoviny) i anorganické látky (ionty, voda)
-důležité orgány RIBOZOMY = funkce proteosyntézy →vznik bílkovin
-podobné složení i funkce jako prokaryotická buňka
- JÁDRO (nukleus, karyon)
-ohraničeno od okolní cytoplazmy dvojitou membránou s póry
-vnitřek je vyplněn polotekutou hmotou = karyoplazmou a v ni vláknité útvary CHROMOZOMY – obsahují DNA = smotaná dvoušrobovice a mezi ní kulaté molekuly bílkovin s bazickým charakterem = HISTOMY
-v jádře probíhá replikace =tvoří se DNA
-jádro nese genetickou informaci v podobě DNA→zakódováno jaké látky je schopno tvořit
-jsou tu i enzymy =biokatalyzátory
=bílkovina + něco k tomu
-podle nich buňka tvoří reakce→realizuje se genetická informace
→jádro má řídící funkci →je nezbytně nutné pro život
-v jádře se nachází 1 nebo více JADÉREK –probíhá transkripce(přepis)=podle DNA tvorba RNA
- ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM
-systém plochých váčků a kanálků v blízkosti jádra
a) DRSNÉ –na některých váčcích jsou ribozomy, kde dochází k syntéze bílkovin
b) HLADKÉ –bez ribozomů, produkce bílkovin a dalších látek →továrna
- GOLGIHO KOMPLEX = DIKTYOZÓM
-v blízkosti endoplazmatického retikula
-od hladkého ENR se odlišuje tím, že není napojeno na jádro
–balírna→produkce biomembrány (=dvojvrstva fosfolipidů)→měchýřek- je zachycen cytoskeletem
-existuje ve dvojité formě – souvislý a nesouvislý (u rostlinné buňky)
- LYZOZÓM
– popelnice, měchýřek s enzymy a biomembránou→rozloží vše, co se tam dostane → časovaná bomba, protože tak může zničit buňku zevnitř
-hlavně u živočišných buněk
–u rostlinné buňky má podobu VAKUOLY – ukládá produkty metabolismu
-ohraničena jednoduchou biomembránou
-obsahuje vodné roztoky,barviva rozpustná ve vodě (=antokyany) a tzv.buněčnou šťávou
–blána na vakuole = TONOPLAST
-mladá buňka jich má víc, u starší splývají v jednu
Centrální→zatlačuje jádro a cytoplazmu ke kraji b.
-vykrývají většinu buňky
-u živočišné není, pokud ano má jinou funkci
- SEMIAUTONOMNÍ ORGANELY
-mají vlastní DNA
-v buňce se sami množí nezávisle na DNA jádra, ale nejsou schopny existovat mimo buňku
-mají dvojitou membránu
-vznikly endosymbiózou – v průběhu evoluce k ní došlo jen několikrát
a) MITOCHONDRIE – ve všech eukaryotních buňkách, ne u prokaryoty
-na nich probíhá dýchání
-tyčinkovité až oválné útvary s dvojitou biomembránou
–uvnitř pŕehrádky – KRISTY a na nich enzymy pro dýchání→buněčné dých.
(u prokaryoty probíhá dýchání v cytoplazmě)
b) CHLOROPLASTY– mají dvojitou membránu
-uvnitř měchýřky- THYLAKOIDY→tvoří zrníčka – GRANA-uvnitř je zelený chlorofyl →fotosyntéza v chloroplastech
-jen u rostlinné buňky
-uvnitř je bílkovinné stroma (matrix)
U rostlinné buňky navíc:
- BUNĚČNÁ STĚNA
-tvoří tuhý obal buňky a uděluje jí tvar
-mechanická ochrana před vlivy vnějšího prostředí
-její hlavní chemickou složkou je celulóze (buničina) – pro chemické látky
–PLAZMODESMY- otvory v buněčné stěně, kterými prochází z jedné buňky do druhé tenká
Vlákna protoplazmy →umožňují vzájemnou komunikaci mezi buňkami
-je propustná = permeabilní (na rozdíl od plazmatické membrány)→projde všechno přes ní
- PLASTIDY
-můžou v buňce být, oválná tělíska uzavřená obalem ze dvou membrán
-mají vlastní DNA a proteosyntetický aparát
a) CHLOROPLASTY – zelené
b)CHROMOPLASTY – obsahují červená a žlutá barviva – karotenoidy a xantofyly
c)LEUKOPLASTY-bezbarvá – nacházejí se ve zvláště neosvětlených částech rostlin(kořeny)
-hromadí se v nich zásobní látky
- CYTOSKELET = buněčná kostra
-má 2 funkce – a)drží tvar
– b)přepravní
–tvořena 2 strukturami – a) vlákna=MIKROFILAMENTY (kontraktilní bílkoviny-aktin,myozin)
-b)trubičky = MIKROTUBULA – tvořena bílkovinou tubulinem
– odbourávají se
ROZMNOŽOVÁNÍ
MITÓZA
–vznik: tělní buňky
–jaderné dělení – dělení jádra eukaryotických buněk
-z 1 buňky mateřské vzniknou 2 buňky dceřinné→z 1 diploidní vznikají 2 haploidní→všechny identické
-přísné rozdělení genetického materiálu
-několik fází: (Ivan prometá Anně tělo)
1) PROFÁZE – rozpouští se jaderný obal
– zaniká jadérko
– chromozomy se zhušťují a po obarvení jsou dobře viditelné
-dělí se centryola, posouvá se k pólům buňky a vytváří se dělící vřeténko – napojuje se
Na chromozomy= centromera
2) METAFÁZE– chromozomy se srovnávají v rovníkové (=ekvatoriální) rovině buňky a napojují se na
Vlákna dělícího vřeténka (tvořeno cytoskeletem a mikrotubuly)
-každý chromozom je zdvojený
-genetická informace se dostane stejná do dceřiných buněk
3)ANAFÁZE – rozestup chromozomů k pólům buňky
– vlákna dělícího vřeténka se zkracují a přestávají být viditelné
4) TELOFÁZE – opak profáze – vznik jaderného obalu, vznik jadérka
-chromozomy se rozvlákňují a přestávají být viditelné
-po telofázy obvykle následuje
5) CYTOKINEZE = oddělení buněk
-rozdílné u rostlinné a živočišné buňky:
a)rostlinná-buněčná stěna brání zaškrcení →
z prostředka se tvoří přehrádka
b)živočišná – zaśkrcení, protože nemá buněčnou
stěnu →vznikají dvě buňky
c)kvasinky – pučením
6) INTERFÁZE – klidová fáze, buňka se nedělí
– součást buněčného cyklu, chromozomy nejsou vidět
MEIÓZA
= redukční dělení, při kterém vznikají pohlavní buňky (gamety)
Z 1 diploidní vznikají 4 haploidní, které nejsou stejné
-pohlavní buňky mají na rozdíl od tělních buněk pouze poloviční sadu chromozomů =haploidní, aby nedocházelo ke zvětšení počtu chromozomů v jádře
-nastává překřížení = crossing over – jednoduché nebo dvojité
–průběh: 2 mitózy po sobě, ale jen 1 replikace DNA
– 1.dělení redukční – zredukuje se poćet chromozomů na polovinu
– 2.dělení je mitóza – vznik buněk s polovičním počtem chromozomů
-diploidní buňka má 2 kompletní sady chromozomů
AMITÓZA = přímé dělení jádra
-jádro se rozdělí na dvě buňky
-nemůže zaručit, že se buněčný obsah rozdělí rovnoměrně
KARYOKINEZE =dělení jádra
-předchází dělení buňky ale nemusí pak vždy následovat dělení buňky
BUNĚČNÝ CYKLUS
=sled dějů probíhajících v buňce od jejího vzniku rozdělením
–zahrnuje růst buňky a jejích složek
Dělení jádra a ostatních organel
Vlastní rozdělení buňky
-trvání cyklu je označováno jako generační doba
-několik fází: fáze G1, G2 a S se souhrně nazývají interfáze
A) G1 =PRESYNTETICKÁ – následuje hned po rozdělení buněk
– jediná fáze, kde je možno zastavit dělení v nepříznivých podmínkách →
Nachází se zde hlavní kontrolní uzel
- Neurony- trvale ty co máme od narození, nové nemáme
B) S =SYNTETICKÁ – replikace DNA na dvojnásobné množství
-tyto dvě fáze trvají 2/3 buněčného cyklu
C) G2 = POSTSYNTETICKÁ – krátká, příprava buňky na mitozu
D) M = MITOTICKÁ –mitoza
DŮLEŽITÉ POJMY:
GENERAČNÍ DOBA BUŇKY
=doba mezi dvěma mitózami
–u prokaryontních buněk – 20 minut, závisí na podmínkách prostředí
–u mnohobuněčných – naprogramováno geneticky jak rychle se má měnit
– různě dlouhé
-problém je, když dojde k chybě→může dojít k nekontrolovatelnému
Množení buněk→tvorba nádorů→rakovina
-vlivy – fyzikální a chemické látky(mutageny)
Orogenní viry- dokáží urychlit množení
-barviva a konzervanty nejčastěji mutageny
DIFERENCIACE BUNĚK = rozrůznění
-z jedné zygoty se vytvářejí různé části
-všechny buňky v těle obsahují stejné genetické informace, ale ne všechny geny se uplatňují, jak dochází ke specializaci a využívají se jen některé
KMENOVÉ BUŇKY
–buňky z velmi rané fáze vývoje zárodku, málo diferenciované a specializované →průlom v léčbě neléčitelných chorob
–zdroje: buňky z pupečníkové krve novorozenců
Menstruační krev
TKÁŇOVÉ KULTURY
-nepohlavní rozmnožování
-pěstování pouze z jedné buňky a její informace → klonování jedince
CHOVÁNÍ BUŇKY – osmotické jevy v buňce
–jsou způsobeny osmózou = pronikání molekul vody přes plazmatickou membránu
HYPOTONICKÉ PROSTŘEDÍ
=prostředí, kde je koncentrace osmoticky aktivních látek v okolí menší než je uvnitř buňky (méně rozpuštěných látek →nižší osmotická hladina)
-buňka nasává vodu a zvětšuje svůj objem
a) rostlinná buňka – díky buněčné stěně je pevná a proto nepraskne →zvětšuje se vakuola
→tlak protoplastu na buňku je označován jako turgor
-ale pokud je mezi vnitřním a vnějším prostředí velký rozdíl tak praskne
b)živočišná buňka – praská a nastává PLAZMOPTÝZA
HYPERTONICKÉ PROSTŘEDÍ
= prostředí s vyšší koncentrací osmoticky aktivních látek (vyšší osmotická hodnota)
–buňka ztrácí vodu a smršťuje se
a) rostlinná buňka – díky buněčné je pevná→zmenší se jen buněčný obsah a plazmatická
membrána se odloučí od buněčné stěny →PLAZMOLÝZA
b)živočišná buňka se smršťuje celá →PLAZMORÝZA
IZOTONICKÉ PROSTŘEDÍ
=má stejnou koncentraci rozpuštěných látek jako buněčná šťáva ve vakuole buňky
-nedochází k nasávání ani ztrátám vody
– je nejlepší pro život
PŘÍJEM A VÝDEJ LÁTEK
A) FAGOCYTÓZA – bílé krvinky, měňavka
– obklopí hlavně pevnou látku panožkami→obklopená část se dostává dovnitř do
Buňky kde je zpracována nebo zneškodněna lysozomy
= příjem, pohlcování pevných látek
B) PINOCYTÓZA = příjem látek do buňky, hlavně roztoků
– membrána obalí pohlcované částice →vchlípí se do buňky a odškrtí se ve formě
Malého měchýřku→rozpadá se a obsah je rozptýlen
C)EXOCYTÓZA =výdej látek z buňky (u silně vonícich rostlin)
-měchýřek vytvořený uvnitř Buňky splyne s plazmatickou membránou a jeho obsah
Je vyloučen do okolí
-buňka vylučuje látky odpadní, škodlivé, nebo látky,které mají v org. Různé funkce
METABOLISMUS
FYZIOLOGIE BUŇKY
-nejdůležitější látka v buňce = BÍLKOVINY
– základní stavební jednotka
-řídící funkce . podle enzymů můžeme dělat reakce
-regulační funkce
-stavební částice jsou aminokyseliny
-vznik bílkovin:
DNA- základní nosič genetické informace
-makromolekula, dvoušroubovice
-na ní gen zodpovídající za vlastnosti
-tvořena:
- Adenin – Tymin
Cytosin – Guanin
-vlákna spojena na základě komplementarity
-jsou spojeny 2 nebo 3 H-můstky
- cukr deoyzrybóza – 5 uhlíků
- zbytky kyseliny fosforečné a báze
-REPLIKACE: z DNA na DNA
– probíhá v S fázi cyklu vlivem enzymů, které způsobí, že vlákna kyseliny se rozdělí a
Rozpojí se H-můstky
-k původním vláknům se nesyntetizují na základě komplementarity nová
– uvnitř DNA polymery
-molekuly DNA jsou stejné a 1 vlákno je nové a 1 je staré
– probíhá v jádře buňky
–RNA – jedno vlákno, není dvoušroubovice
-složení: 1. R… ribóza – cukr
2.heterocyklické dusíkaté báze – Adenin – Uracil
Cytosin – Guanin
3.zbytky kyseliny fosforečné
–TRANSKRIPCE – z DNA na RNA
– DNA je vzor a podle něj dojde k přepisu do RNA
–probíhá v jadérku
-uplatňuje se RNA polymeráza a vlákna na základě komplementarity
–mediátorová mRNA
-TRANSLACE – poslední krok – RNA→bílkovina
-trojice nukleotidů = kodón (triplet)
–antikodón= trojice bází komplementární ke kodónu
-aminokyseliny navázané v pořadí, ve kterém mají být v bílkovině→musí se propojit
Peptidickou vazbou a k tomu slouží ribozom (rRNA)
-proteinové kyseliny – cca 20 (21 – 23) →máme 64 kódů
–degenerovaný genetický kód = 1 kyselina může být kódována různými způs.
–univerzální genetický kód = ve všech organických látkách kódováno stejně
ENZYMY = biokatalyzátory
-ovlivňují průběh chemické reakce
– většina reakcí by neproběhla za normální teploty bez přispění biokatalyzátorů
-bílkovina + prostetická složka
–má rekativní centrum – má charakteristický tvar ( zapadá do sebe jako zámek a klíč )
–funkčně a substrátově specifické = každý enzym katalizuje určitou reakci na určitém
Substrátu, 1 enzym umí katalyzovat reakci na 1 substrátu
-buňka dokáže vyžít i s menším počtem enzymů než na které má reakace→probíhají v metabolických drahách = reakce neprobíhají přímo ale přes meziprodukty
-stejné enzymy se uplatňují ve více metabolických drahách
-porucha: nesnášenlivost mléčného cukru, hemofilie
ENERGIE BUŇKY
-energie získaná při katabolických dějích je uchovávaná v tzv. makroergických sloučeninách – obsahují vleké množství energie v tzv. makroergických vazbách – na jejich vytvoření je třeba hodně E
– univerzální je ATP (=ADENOTRIFOSFOREČNÁ KYSELINA)
– energetická konzerva – zabírá málo místa a uvolní hodně energie
-3 zbytky kyseliny fosforečné vázané makroergickou vazbou
-vzniká v mitochondriích
-probíhá oběma směry – tvoří se i spotřebovává
– tvoří se procesem nazývaným fosforylace
DĚJE V BUŇCE
1)KATABOLICKÉ – dýchání, kvašení
2) ANABOLICKÉ – fotosyntéza
A) FOTOSYNTÉZA
-z jednoduchých látek vznikají složitější, z anorganických látek (CO2 a voda) →organické (sacharidy) = autotrofní organismy
–ZÁVISÍ NA: – světlo ( 400 nm – 750 nm využitelná část pro fotosyntézu)
-rostlina musí mít chlorofyl A a B
-teplota (25 – 30 stupňů)
-dostatek vody a minerálních látek
-zabezpečuje život na Zemi, dochází k vylučování kyslíku
12 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 (glukóza) + 6O2 + 6H2O
-má 2 fáze – primární(světelná) a sekundární(temnostní)
-energie slunečná se přeměňuje na energii chemickou
-dojde k fotolýze vody = voda se rozkládá na kyslík (jde do okolí), vodík a elektrony →excitovaný stav→uvolňují elektrony→vznik ATP
–temnostní fáze je na světle nezávislá – dochází k redukci CO2 za vzniku sacharidů při využití ATP z primárná fáze → nejvýznamnější cestou syntézy sacharidů je tzv. CALVINŮV CYKLUS
=CO2 je postupně začleňován do org.slouč.,
Konečným produktem je sacharid
–Význam:
- Zelené rostliny producenti →vyrábí organické látky pro jiné organismy
- kyslík je pro květinu odpad, ale pro jiné organismy je nesmírně důležitý
- O2 = na dýchání všech organismů
O3 = ozón →ozónová vrstva vznikla tím, že se hromadil O2→umožňuje život na souši
B) DÝCHÁNÍ
– typické pro všechny buňky – všechny buňky dýchají
-stejné reakce jako u fotosyntézy ale opačně→ze složitějších látek vznikají jednodušší
-probíhá po tmě i na světle ( květina dýchá pořád a na světle fotosyntetizuje)
– buněčné peníze po etapách: 1) GLYKOLÝZA –6uhlíková glukóza se odbourává nakys.pyrohroznovou
Která má pouze 3 uhlíky →uvolňuje se energie ATP
-probíhá v cytoplazmě buňky bez přístupu O2
-získáme 2 molekuly ATP a 1 molekulu glukózy
=anaerobní
2) KREBSŮV CYKLUS = aerobní s O2
-získáme 36 molekul ATP z 1 molekuly glukózy
=cyklus kyseliny citrónové, citrátový cyklus
-kyselina pyrohroznová se odbourává přes enzym-
Atické reakce na kys citrónovou až na CO2
-při dekarboxylaci vzniká i CO2
→konečné produkty: CO2 a H2O
-probíhá na krystách mitochondrií
-v prokaryotické buňce jsou enzymy vázány na cytoplazmatickou membránu kolem buňky
-při fotosyntéze se vyrábí organické látky, ale při dýchání je zase zpracovává→2 různé strategie:
C3 rostliny = metabolismus jde přes kyselinu pyrohroznovou
-mají vysokou fotorespiraci = dýchání na světle
-prvním produktem je sloučenina se třemi uhlíky
-rostliny rychle nepřirůstají, málo biomasy vzniká
C4 rostliny = kukuřice, jsou tu meziprodukty se 4 uhlíky
–nízká fotorespirace – lépe přirůstá, více bolasy vzniká
-dostatečně fotosyntetizuje za stížených podmínek
-koncentrují si CO2 v buňkách→výhodnější pro pěstování
–CAM rostliny – patří sem sukulenty – kaktusy, na extrémně suchých místech
–zadržují v sobě vodu
-nemůžou syntetizovat s otevřenými průduchami, protož by ztratili vodu
-mají denní cyklus org. Kyselin =CAM = CO2 neuvolňují ven, ale filtrují ho→vzniká
Sůl kyseliny jablečné – jablečnan →během dne
Se rozkládá a je použit pro fotosyntézu nemusí
Otvírat průduchy→neztrácí vodu
-CAM a C4 rostliny řeší nedostatek vody
C) KVAŠENÍ
-způsob zisku energie v anabolických podmínkách
-rozklad organických látek
-zisk energie i za nepřístupu O2
-šlo používat dokud nebylo dost O2 v atmosféře
-dnes některé bakterie
–vznik kyseliny pyrohroznové a z ní → 1. Kys. mléčná→ KVAŠENÍ MLÉČNÉ
-působí jako přírodní konzervační činidlo a brání
Namnožení dalších bakterií
→výroba siláže
–tělo jede na O2 dluh→kys.mléčná se odbouráv
Ve svalech→bolest
→ 2.methanol→KVAŠENÍ ALKOHOLOVÉ
-přeměna cukrových roztoků na alkohol
–kvašení pivní a vinné→alko nápoje
→pivovarské kvasnice(pečení)
