Buňka – otázka z biologie

 

   Otázka: Buňka

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): albi

 

 

 

 

BUŇKA

  • Buňka= základní stavební a funkční jednotka všech živých soustav, dále nedělitelná a schopná vykonávat

všechny základní životní funkce

– vzniká pouze z buněk již vzniklých (existujících), nikdy ne samovolně

→ důkaz L.Pasteur -60.léta 19.století, francouzský věděc

– cytologie = vývoj buňky

 

Základy buněčné teorie

  • První pozorování buňky:
  • Robert Hooke → Angličan

→ v roce 1665 pozoroval mrtvé buňky korku ( buněčné stěny)

→ pozoroval světelným mikroskopem, který si sám sestavil ze skleněných čoček

→ zavedl pojem buňka ( cellulae = komůrka)

  • Anthony van Leeuwenhoek → Holanďan

→ v roce 1675 pozoroval živé buňky baktérií a nálevníků

  • Marcello Malphigi → pozoroval tkáně a pletiva

→ zakladatel mikroskopické anatomie

  • Základy buněčné teorie:

–  na konci 30.let 19.století

  • Matthias Schleiden → německý botanik
  • Theodor Schwann → německý zoolog

=> na základě mikroskopického zkoumání rostlinných pletiv a živočišných tkání dospěli k poznání, že organismy se skládají z buněk

  • Jan Evangelista Purkyně → český fyziolog

→ bádal již dříve, nezávisle na Schleidenovi a Schwannovi dospěl ke

stejnému přesvědčení a potvrdil tak buněčnou teorii

 

Rozdělení organismů podle složitosti buněčné stavby

  1. Nebuněční – viry, viroidy, virusoidy, priony

– na buňkách závislí z hlediska rozmnožování

  1. Jednobuněční – prokaryota → bakterie (i sinice), archea

– eukaryota → prvoci, jednobuněčná chromista, jednobuněčné rostliny ( řasy),

jednobuněčné houby ( kvasinky)

  1. Kolonie jednobuněčných – váleč koulivý( cenobium=kolonie vyššího řádu) – patří k zelených řasám

– řetízovka

 

  1. Mnohobuněčnípouze eukaryotické buňky

                           – mnohobuněčná chromista, houby, rostliny a všichni živočichové

  1. Kolonie mnohobuněčných korály, živočišné houby, kolonie racků
  2. Společenstva vyššího řádu(obligátní společenstva)jedinec není schopen samostatné existence

                                                                                      – může žít pouze ve společenství, kastovní systém

– včely mravenci, termiti

 

Hierarchický princip uspořádání těla živých organismů

– atomy →molekuly →makromolekuly → organely →buňka →pletiva(R) / tkáně(Ž) →orgány →orgánové soustavy →organismus

Příklad:    Nervová buňka → nervová tkáň → mozek → nervová soustava → člověk

-tkáň/pletivo = soubor buněk stejného tvaru a funkce

 

Chemické složení buňky

  1. Látkové složení
  • Voda→ 70% ∅
  • Sušina → 30% ∅
  • Organické látky – cukry, tuky, bílkoviny, nukleové kyseliny
  • Anorganické látky – popelovina
  1. Prvkové složení
  • Makrobiogenní → 50% – 0,1% obsahu sušiny

C,O,H,N,P,Na,Mg,K,Ca,Cl,S,(Fe)

– hlavně stavební prvky

  • Mikrobiogenní →0,1% – 0,001% obsahu sušiny

→(Fe),Zn,Cu,Mn,I,F

-hlavně součástí enzymů, iontů, krevních barviv

  • Ultramikrobiogenní (prvky stopové) → 0,001% a méně

→ Co,Ag,Au,Si

-kovy s katalytickými účinky

  1. Látkové složení:
  2. VODA ( H2O):

– 2 atomy H mají malý kladný náboj

– 1 atom O má záporný náboj, je elektronegativnější

– molekuly vody jsou vybaveny polaritou

fyzikální vlastnosti vody : – adheze (přilnavost k povrchu) – důležité pro transport H2O

– koheze (soudržnost molekul) – tvorba H-můstků mezi H a O

– může vázat až 4 další molekuly H2O

– transport, otevírání výtrusnic

– kapilarita (vzlínavost) – transport, vzlínavost v tenké trubici=kapiláře

funkce/význam H2O:

  1. Prostředí pro chemické reakce
  2. důležitý substrát pro chemické reakce (např. fotosyntéza)
  3. transport – CO2, O2, soli, živiny, hormony, enzymy, barviva
  4. termoregulace – opařování potu (savci)

– transpirace rostlin

– pohyb tělních tekutin v těle (teplejší, chladnější části těla- rozvod tepla)

  1. voda je dobrý vodič a akumulátor tepla
  2. hydrostatická kostra – pseudocoelní živočichové (hlísti)

– kroužkovci

 

  1. rozmnožování výtrusných rostlin – mechorosty (mechy, játrovky)

– kapraďorosty (plavuně, přesličky, kapradiny)

  1. kohezní pohyby – otvírání výtrusnic kapradin → když se ztrácí H2O, buňky ve tvaru U se začnou scvrkávat a pak to praskne
  2. nutná pro růst rostlinných buněk – fáze : -dělivá – roste počet, neroste objem

-prodlužovací – nutnost vody

-diferenciační –specializace k funkci

  1. rozpouštědlo – soli, ionty, cukry, bílkoviny, vitamíny (C, B), barviva

→barviva: – hydrochromy – flavony – pořád žluté

–antokyany – mění zbarvení podle

pH roztoku

pH<7 – kyselé-červené

pH=0 – neutrální – fialové

pH>7 –zásadité – modrá až zelená

  1. SUŠINA:
  2. Organické látky (95%)
  3. Anorganické látky (5%) – ionty solí a soli

Ad. 1. Organické látky

  • CUKRY (sacharidy)

– základní řetězec je C, vedlejší H,O

– Dělení z hlediska složitosti stavby:

  • Monosacharidy – tvořeny 1 molekulou cukru → pěti uhlíkaté – ribóza, deoxyribóza

→ šesti uhlíkaté – glukóza, fruktóza, galaktóza

  • Disacharidy – tvořeny 2 molekulami cukru → sacharóza (řepný) – glukóza + fruktóza

→ maltóza (sledový) – 2 glukózy

→ laktóza (mléčný) – glukóza + galaktóza

  • Oligosacharidy– tvořeny 3-10 molekulami cukru
  • Polysacharidy– tvořeny více než 10 molekulami cukru – glykogen, celulóza, chitin,

hemicelulóza, škrob

              – Význam cukrů: 1. Rychlý zdroj energie (monosacharidy, disacharidy= sacharidy)

  1. zásoba energie (polysacharidy – rostliny škrob, houby a živočichové glykogen
  2. stavební – celulóza – základní stavební látka buněčné stěny rostlin

– chitin – buněčná stěna hub a členovců (živočichové)

– ribóza, deoxyribóza – důležité prvky nukleových kyselin (ATP,ADP)

  • TUKY (lipidy)

základní stavební jednotka : – mastné kyseliny → nasycené – nemají dvojnou vazbu

→ nenasycené – mají dvojnou vazbu

– mají biologický význam

– glycerol – alkohol (triacylglyceroly – glycerol + 3 mastné kyseliny)

biologický významné tuky: 1. Fosfolipidy – tvoří buněčné membrány

 

  1. Cholesterol – odvozen od izopreniodů – sterolů
  • HDL – (high density lipoproteins)- ,,hodný“ cholesterol

– důležitá složka biomembrán eukaryotických buněk

– podílí se na tvorbě žluči

– přispívá ke snižování výskytu cévních chorob

  • LDL – (low density lipoproteins) – ,,zlý“ cholesterol

– jeho zvýšené množství způsobuje sklerotizaci

(kornatění) tepen →ucpání tepny→utržení krevní

sraženiny→ infarkt (= nedokrvení určité oblsti)

– rozmezí 4-6 g/l

  1. Steroidní hormony – ♂ -testosterony

♀- estrogeny + progesterony

  1. Glykolipidy– tuky vázané na cukry, často tvoří buněčné membrány, mají

také metabolický význam

                 – Význam tuků: 1. Zásoba energie – triacylglyceroly – u živočichů, některé rostliny (palma olejná,

slunečnice, podzemnice olejná, řepka olejná),

některá prokaryota

– využití pouze s O2 (vytrvalostní výkon)

  1. Stavební – cholesterol (HDL), fosfolipidy, glykolipidy
  2. Termoizolace – vrstva mezi vnějším prostředím a organismem, podkožní tukové

vazivo obratlovců (bílý tuk)

  1. Mechanická ochrana – bílý tuk, dlaně + chodidla člověka, tukové polštáře slonů,

nemizí ani při velkém hladovění, tukové pouzdro ledvin

(uvolnění ledviny – „bloudivá ledvina“)

  1. Termoregulace – hnědý tuk (multivakuolární), zimní spáči (medvěd, ježek,

jezevec, plch), novorozeňata

  1. Řídící – hormony (pohlavní, kortikosteroidy)
  2. Rozpouštědlo – barviva (lipochromy – karotenoidy, xantofyly, chlorofyly),

vitamíny (A,D,E,K)

 

  • BÍLKOVINY (proteiny)

– základní stavební kámen = aminokyseliny – aminová funkční skupina NH2

– karboxylová funkční skupina COOH

 

– spojeny peptidickou vazbou  -C-N-H

O

– Dělení z hlediska složitosti stavby:

  • Oligopeptidy – složeny z 2 – 10 aminokyselin
  • Polypeptidy – složeny z více jak 10 aminokyselin
  • Proteiny – složeny více jak ze 100 aminokyselin

– Struktura bílkovin:

  • Primární – pořadí aminokyselin v peptidu /polypeptidu
  • Sekundární – sekundární uspořádání primární struktury v prostoru
  • α-helix – uspořádání do šroubovice
  • β-skládaný list
  • Terciární – uspořádání α a β struktur do prostorového komplexu
  • Kvartérní – uspořádání do terciárních komplexů do vyšších celků, například hemoglobin

– Význam bílkovin:

  1. Stavební – biomembrány, svalové bílkoviny (aktin, myozin), bílkoviny chrupavek, vazivo

(kolagen, elasten), keratin, retikulin

  1. Katalytický – základní složky enzymů
  2. Řídící – bílkovinné hormony (adrenalin, inzulín, glukagon)
  3. Imunitní – imunoglobuliny – protilátky proti cizorodým látkám a patogenům, produkovány

bílými krvinkami

  1. Transport – bílkoviny membrán

 

  • NUKLEOVÉ KYSELINY

– základní stavební jednotkou je nukleotid → fosfát, cukr, dusíkatá báze

– Typy nukleových kyselin:

  • RNA: – ribonukleová kyselina

– zpravidla jednořetězcová, výjimkou jsou viry – můžou mít dvoušrobovici

– cukr – ribóza

– báze : – purinové – adedin a guanin

– pyrimidinové – uracil a cytozin

– typy:m RNA (mediátorová) → prostředník mezi DNA a tvorbou bílkovin

t RNA (transferová) → slouží k transportu aminokyselin do místa syntézy

Bílkovin

r RNA (ribozomální) → složka ribozomů spolu s bílkovinami

Komplementarita bází – tvorba H-můstků probíhá mezi určitými 2 bázemi, vždy jedna purinová s jednou pyrimidinovou (A=U, C≡G)

 

  • DNA: – deoxyribonukleová kyselina

– zpravidla dvouřetězcová, výjimkou jsou viry

– cukr – deoxyribóza

– báze: – purinové – adenin a guanin

– pyrimidinové – thymin a cytozin

Komplementarita bází – tvorba H-můstků probíhá mezi určitými 2 bázemi, vždy jedna purinová s jednou pyrimidinovou (A=T, C≡G)

– Význam nukleových kyselin:

  1. Nositelky genetické informace – DNA, u virů i RNA
  2. Transportní – t RNA (aminokyseliny), m RNA (informace)
  3. Stavební – r RNA (ribozóm)

 

  • OSTATNÍ ORGANICKÉ LÁTKY
  • Vitamíny
  • Barviva
  • Alkaloidy – v malém množství jsou léčivé, jinak jsou to toxiny, produkují je rostliny

  – atropin, solanin, nikotin, kokain, kofein

  • Glykosidy, třísloviny – rostliny, mají trpkou chuť na ochranu před býložravci
  • Pryskyřice

 

Stavba buňky

Prokaryotická buňka

– velikost je 1-10μm

  1. Slizové pouzdro (polysacharidový obal, kapsula) – je z polysacharidu

– funkce: ochrana buňky, přilnavost k hostiteli, tvoření kolonií

– jedinec ji může i nemusí mít

  1. Buněčná stěna – tvořena peptidoglykanem (mureinem) u bakterií nebo pseudopeptidoglykanem

(pseudomureinem) u archeí

– zcela propustná (permeabilní)

– funkce: mechanická ochrana, propouštění, udržování tvaru buňky

  1. Cytoplazmatická membrána – tvořena: fosfolipidy- 2 vrstvy – polopropustná (semipermeabilní)

bílkovinami – transport

oligosacharidy – na povrchu membrány otočené k BS

– vázány na fosfolipidy (glykolipidy) a

bílkoviny (glykoproteiny)

– vrstva polysacharidu na CM = glykokalyx

– nemá cholesterol

– funkce: příjem a výdej látek buňko, reguluje transport látek mezi buňkou a prostředím

  1. Protoplast – živý obsah buněčný
  2. Cytoplazma – koloidní roztok organických a anorganických látek

– funkce: tvoří vnitřní prostředí buňky, prostředí pro chemické reakce, podíl na tvaru buňky

  1. Nukleoid (kruhová molekula DNA, kruhový chromozom) – 1 molekula DNA stočená do kruhu
  2. Ribozomy – funkce: syntéza bílkovin = proteosyntéza
  3. Mezozóm – vchlípenina CM

– základní membránová organela, může v ní probíhat fotosyntéza nebo dýchání

  1. Buněčné inkluze – neživé části – krystaly solí, zásobní látky (tuky, polysacharidy)
  2. Plazmidy – malé kruhové molekuly DNA

– nesou doplňkovou genetickou informaci (např. odolnosti vůči antibiotikům)

– bakterie si je můžou mezi sebou předávat

  1. Fimbrie – nepohyblivé výběžky BS

-proteinové útvary – krátké, křehké

– přilnutí k buněčným povrchům

  1. Pilusy – delší výběžky pro konjugaci bakteríí
  2. Bičík – ukotven bazálním tělískem

– tvořen vláknitými bílkovinami

– pohyb umožněn protonovým gradientem

 

  1. Tylakoidy – vznikají odtržením vchlípeniny CM u sinic

– 1 zrníčko = fykobilizom – tvořen fykobiliproteiny – fykocyanin (modrá)

– fykoerytrin (červená)

→ doprovodná barviva, pomáhají poutat světelné záření a předávají jej do nitra tylakoidu

– funkce: fotosyntéza

  1. Bakteriochlorofyl – fotosyntetické barvivo bakterií
  2. Plynové vakuoly – měchýřky vyplněné plynem – nadnášení

 

Eukaryotická buňka

– velikost 10- 100 μm

 

A)                                                                        B)

A) Schéma živočišné buňky:
a – lysozóm, b – sekreční váček, c – plazmatická membrána, d – Golgiho komplex, e – desmozóm, f – centriol,
g – endoplazmatické retikulum, h – jádro, i – jadérko, j – chromatin, k – ribozómy, l – mitochondrie, m – základní cytoplasma.

B) Schéma rostlinné buňky:
a – vakuola, b – váček, c – plazmatická membrána, d – diktyozóm (Golgiho tělísko), e – plastid, f – plazmodesm,
g – endoplazmatické retikulum, h – jádro, i – jadérko, j – chromatin, k – ribozómy, l – mitochondrie, m – základní cytoplasma, n – buněčná stěna.

 

Buněčná stěna – tvořena hemicelulózou a pektiny (amorfní složka) a celulózou (vláknitá složka)

– tloustnutí BS:

 

→ intususcepce – primární BS roste vmezeřováním  vláken celulózy mezi

vlákna stávající

→apozice – sekundární BS roste přikládáním nových vláken celulózy do

středu buňky

– plazmodezmy – buněčné spoje, cytoplazmatické provazce ke komunikaci

– typy tloustnutí BS:

  • Úplné – sekundární BS se vytváří po celém obvodu buňky (např.

skořápka ořechu)

  • Částečné – sekundární BS se tvoří se v některých částech buňky

– vystužení BS: inkrustace – anorganickými látkami

                          impregnace – organickými látkami: korek = suberinizace, dřevovina= lignifizace, kutin= kutinizace

– význam: mechanická ochrana, zcela propustná (permeabilní), udržování tvaru buňky

 

  1. Cytoplazmatická membránatvořena: 2 vrstvy fosfolipidů, bílkoviny, oligosacharidy (glykolipidy,

glykoproteiny)

– má cholesterol

– příjem a výdej látek buňkou

 

  1. Jádro (karyon, nucleus)

 

– karyoplazma – obsahuje DNA + histony (bílkoviny)

– je to hmota obsahující chromatin

– DNA je v podobě pentlicového chromozomu

→základní stavební jednotkou chromozomu je nukleohistonové vláko

– 2 molekuly DNA jsou totožné

– nukleozóm =histon omotaný 2,5 otáčkami DNA

– v případě, že se buňka nedělí, nelze rozlišit jednotlivé chromozomy

 

  1. Jadérko (nucleollus) – syntéza r RNA

– nemusí být jen jedno

 

  1. Endoplazmatické retikulum – membránová organela

– často vystupuje z vnější orgánové membrány a vytváří vajíčka (cisterny)

  • ER drsné – s ribozomama

– tvorba bílkovin = proteosyntéza

  • ER hladké – bez ribozomů

– úprava produktů ER drsného

– syntéza tuků

 

  1. Golgiho aparát systém váčků, které nejsou přímo propojeny

– je ve funkčním vztahu s ER a CM

– upravuje produkty ER, syntéza cukrů, výdej látek z buňky přes CM (exocytóza)

– tvorba lysozomů = váčky s enzymy (štěpení potravy) – pouze u živočichů

 

  1. Vakuoly – rostlinného typu: → membrána = tonoplast

→ obsah vakuoly = buněčná šťáva

 

→ funkce: zásobárna vody, metabolická funkce, ukládání zásobních (cukry) a odpadních (organické kyseliny, soli šťavelanu vápenatého) látek

 

→ zbarvení částí rostlin díky hydrochromům = barviva rozpustná ve vodě

ð antokyany – podle pH (0 = fialová, >7 = modrá, <7= červená)

ðflavony – žlutá

ð význam – lákání opylovačů

 – potravní: → u většiny heterotrofních buněk

 

osmotická: → organela sladkovodních prvoků

→ slouží k odstranění přebytečné vody a zamezuje prasknutí prvoka

→Osmóza = typ difúze, pronikání molekul rozpouštědla z místa s nižší koncentrací rozpuštěných látek do místa s vyšší koncentrací rozpuštěných látek přes polopropustnou membránu

→ někdy je označována jako pulsující (kontraktilní) vakuola= roste nabíráním vody z cytoplazmy

 

  1. Cytoskeletární systém – kostra buňky

  – tvořena vlákny (mikrotubuly, intermediální filamenta) a trubičkami (mikrotubuly)

  • Mikrotubuly – duté, z tubulinu, 25nm, jsou součástí dělícího vřeténka, které zajišťuje rovnoměrné rozdělení genetického materiálu do dceřiných buněk
  • Mikrofilamenta – z aktinu, vlákna, 7nm, tvoří kostru buňky, zpevňují mikroklky v tenkém střevě
  • Mikrotrabekuly (intermediální filamenta) – kolagen, keratin, svazky vláken, 10-12nm, zpevnění panožek

 

  1. Centrozom – pouze u živočišných buněk, jsou to 2 na sebe kolmé centrioly s přilehlou cytoplazmou 9

                       trojic mikrotubulů – organizátor dělícího vřeténka

 

  1. Semiautonomní organely – polosamostatné organely, obsahují vlastní DNA – částečně závislé na jádře eukaryotické buňky

– předpoklad endosymbiózy:

 

– vnitřní vzájemně prospěšné soužití

– prapředek eukaryotické buňky pohltil bakterii s dýchací nebo fotosyntetickou funkcí jako potravu, tuto bakterii nerozložil, ponechal si ji v cytoplazmě a začal využívat její funkce

– důkazy pro ET: – velikosti mitochondrií i plastidů odpovídá velikosti prokaryot, kruhová DNA plastidů a mitochondrií odpovídá nukleoidu prokaryot, plastidy i mitochondrie mají 2 membrány

  • Mitochondrie: – u všech eukaryotických buněk

 – funkce: buněčné dýchání, výroba energie v podobě ATP, energetické centrum buňky

 

  • Plastidy: – pouze u rostlinných buněk

 

  1. Chromoplasty: – obsah barviv karotenoidy (červeno- oranžové) a xantofyly, lákání

                             opylovačů a plodožravých jedinců

  1. Chloroplasty: – obsah chlorofylu a, zelené zbarvení, fotosyntéza
  2. Leukoplasty: – neobsahují barviva, zásobní plastidy, ukládání organických látek

ð cukry: – polysacharid škrob – škrobová zrna = amyloplasty

  1. Jednoduchá š. z. : – koncentrická

– excentrická

Např. lilek brambor

  1. Složená š. z.:

ð tuky= oleoplasty, elaioplasty – v podobě tukových kápenek

barviva rozpustná v tucíhc = lipochromy (karotenoidy, xantofyly, chlorofyly)

Např: řepka olejka

ðbílkoviny= proteoplasty   Např. luštěníny

  1. Pohybové organely:

ð Bičík (flagellum): – tvořen 9 páry periferních mikrotubulů a 1 párem centrálních mikrotubulů

– kotvící tělísko – 9 trojic periferních mikrotubulů

– pohyb umožněn Dyneinovým motorem

– př: spermie, bičenka poševní, krásnoočka

ð Brvy/ řasinky (cilie): – zkrácené bičíky, stejný způsob pohybu

– výstelka vejcovodu, epitel dýchacích cest, nálevníci

ð Panožky (pseudopodia): – výběžky CM a cytoplazmy, nejsou stálé, pohyb, příjem potravy

– bílé krvinky ( neutrofilní granulocyty, monocyty), měňavky

ð Undulující membrána: – prvoci

 

Rozdíly mezi buňkami mnohobuněčných Eukaryot:

Rostliny: Buněčná stěna (celulóza a pod.), vakuoly jako metabolicky aktivní membránová struktura, chloroplasty, nemají lysozomy, místo dělícího tělíska mají cytocentrum, (symplast a apoplast, diplo- nebo polyploidní). Zásobní látka – škrob.

Houby: buněčná stěna (chitin), vakuola, často haploidní, ale i diploidní formy existence. Zásobní látka glykogen.

Živočichové: Bez buněčné stěny (s výjimkami – vejce), mají centriol. Nejsou zde metabolicky aktivní vakuoly, jen tukové či turgorové ve struně hřbetní, diploidní forma existence, zásobí látka glykogen.

 

Rozdíly mezi buňkami Eukaryot a Prokaryot:

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





Další podobné materiály na webu: