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

2. energetická- zdroj energie pro metabolické děje
3. 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:

1. stavební látky (kolagen, keratin, elasten, aktin, myosin)
2. funkční látky- a) katalytické- enzymy (pepsin)
3. b) regulační- hormony (inzulin)
4. c) obranou- protilátky (imunoglobulin)
5. 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:

1. dvojvrstva fosfolipidů uspořádaných tak, že řetězce mastných kyselin (hydrofobní konce) směřují k sobě a fosfátové části (hydrofilní konce) směřují od sebe
2. 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)