1 / 78

4. Eukaryotická buňka

4. Eukaryotická buňka. Autor: PhDr. Přemysl Štindl Recenze: Mgr. Vladimír Bádr , Ph.D. Eukaryotická buňka. Je evoluční pokračovatelkou prokaryotické buňky (zánik prokaryot však nepodmiňuje). eukaryotické buňky dělíme na: rostlinné živočišné buňky hub. Obr. 1) Rostlinná buňka.

Download Presentation

4. Eukaryotická buňka

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 4. Eukaryotická buňka Autor: PhDr. Přemysl Štindl Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D.

  2. Eukaryotická buňka • Je evoluční pokračovatelkou prokaryotické buňky (zánik prokaryot však nepodmiňuje). • eukaryotické buňky dělíme na: • rostlinné • živočišné • buňky hub Obr. 1) Rostlinná buňka

  3. Buněčné součásti • - 0. protoplazma • - 1. povrch buňky • - 2. složky endomembránového systému • (endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, vezikulární útvary) • - 3. semiautonomní organely (mitochondrie a plastidy) • - 4. jádro • - 5. cytoskelet

  4. 4.0. Protoplazma

  5. Protoplazma • metabolicky aktivní, živý obsah buňky • dělíme ji na: • A) protoplazmu jádra (nukleoplazmu, karyoplazmu) • B) protoplazmu mimo jádro (cytoplazmu) • organely a inkluze jsou v buňce uloženy v tzv. základní cytoplazmě (cytosol) • ta obsahuje enzymy glykolýzy, která v cytosolu probíhá, rozpuštěné zásobní a odpadní látky

  6. Cytoplazma • směs koloidních a krystaloidních roztoků organických i anorganických látek • udržuje se stav dynamické rovnováhy, v její základní hmotě je síť mikrotrabekulů (trámčina), která spojuje (rozmísťuje) všechny struktury buňky, ale i některé enzymy • hyaloplazma - na povrchu má větší hustotu a neobsahuje organely vůbec, nebo jen v omezené míře • granuloplazma - uvnitř buňky, menší hustota, organely

  7. Funkce cytoplazmy • udržuje tvar buňky • zajišťuje přesuny živin v buňce (mezi jádrem a cytoplazmatickou membránou) • zajišťuje biochemické pochody (anaerobní glykolýza, částečná přeměna bílkovin)

  8. hyaloplazma granuloplazma protoplazma jádra (nukleoplazma, karyoplazma) protoplazma mimo jádro (cytoplazma) Obr. 2) Rostlinná buňka – cytoplazma (dle Štindl, 2005)

  9. 4.1. povrch buňky

  10. Funkce buněčného povrchu • ochranná • transportní • Informační • tomu odpovídají i různé útvary na povrchu (např. spoje, receptory hormonů pro informační funkce, vodivé kanálky energeticky usnadňující přechod látek mezi buňkami…) • podmiňují soudržnost buněk • místo vylučování mezibuněčných hmot

  11. 1.1Cytoplazmatická membrána • Plazmatická (cytoplazmatická) membrána, plazmalema • stavba stejná jako u prokaryot • model tekuté mozaiky • 1 vrstevná • glykokalyx, na něm receptory • mikroklky, panožky (buňky bez buněčné stěny) • u živočichů navíc obsahuje cholesterol, který je důležitý pro její polopropustnost

  12. Obr. 3) cytoplazmatická membrána

  13. Funkce plazmatické membrány • odděluje buňku od okolí • reguluje pronikání látek dovnitř a ven • mohou se z ní tvořit organely • podílí na soudržnosti buněk (buňky bez b.s.) • komunikace mezi sousedními buňkami

  14. Struktury v membráně • komunikace mezi sousedními buňkami • struktury v membr.: • integriny – interakce bek s mezibuň. hnotou • kadheriny – nerv. systém, játra • selektiny – rozpoznávací funkce (účast při adhezi spermií na vajíčko) • Ig G - obranyschopnost • aj.

  15. Spoje buněk • vytvářejí: • uzávěry (těsný kontakt) nebo • skuliny (volný kontakt) • které do sebe propouštějí např. u živočišných buněk tkáňový mok; • mezi některými živoč. buňkami vodivé spoje (nexy): cytoplazmy sousedních buněk spojeny kanálky a látky jimi procházející nemusí překonávat membránu podobně jako v plazmodesmech u rostlin • volný povrch živočišné buňky zřasený a vytváří prstovité výběžky (mikrovily)

  16. Desmozómy • na některých místech jsou sousední buňky navzájem spojeny desmozómy • mají funkci mechanických svorek, zajišťujících soudržnost tkáně (destičky či pásy lokálně nahromaděného materiálu, z nichž vyčnívají do nitra buňky vlákna - tonofibrily)

  17. 1.2 Buněčná stěna • Buněčná stěna u živočichů chybí • Buněčná stěna hub – obsahuje chitin, vzácně celulózu • Buněčná stěna rostlinných buněk (viz dále) Obr. 4) buněčná stěna kvasinek Obr. 5) buněčná stěna rostlinné buňky

  18. Buněčná stěna rostlin - funkce • neživá součást všech rostlinných buněk • (výjimkou jsou tzv. nahé buňky bez buněčné stěny: rejdivé výtrusy, vaječné buňky, spermatozoidy • funkce: • permeabilní (plně propustná), • zajišťuje pevnost, tvar • příjem a transport látek v rostlině

  19. Buněčná stěna rostlin - stavba • z celulózových mikrofibril a amorfních hmot (hemicelulóz, pektinů, bílkovin) • struktura jako železobeton - železným prutům odpovídají celulózové mikrofibrily, betonové výplni amorfní složky • buněčnou stěnu vytváří u rostlin GA

  20. Primární a sekundární stěna • primární stěna (rostoucích buněk) je z jednotlivých mikrofibril, je tedy pružná a snadno roste do plochy přidáváním dalších mikrofibril mezi již existující. • sekundární stěna (u již nerostoucí buňky) - je pro ni charakteristické uspořádání mikrofibril do svazků. Roste jen tloustnutím dovnitř (apozicí, přikládáním nových vrstev), tím se redukuje vnitřní prostor (např. sklereidy=kamenné bky); ztloustnutí pravidelné a nepravidelné=částečné(ztlustlé schodovitě, šroubovitě, kruhovitě, na hranách=kolenchym). • střední lamela, primární stěna, přechodná lamela, sekundární stěna

  21. Střední lamela • v místě styku stěn • v ní mezibuněčný tmel • podmiňuje soudržnost rostlinných pletiv

  22. Komunikace mezi buňkami, plazmodesmy • Existence stěny ztěžuje komunikaci mezi buňkami, proto jsou ve stěnách rostlinných buněk otvory, jimiž procházejí provazce protoplazmy z jedné do druhé (tzv. plazmodesmy) • v místě větší hustoty plazmodesmů jsou tzv. ztenčeniny (tečky), u nižších eukaryot póry. • symplast (souvislý jediný protoplazmatický celek) • apoplast (vně symplastu, buněčné stěny a mezibuněčné prostory)

  23. Změny buněčné stěny • inkrustace • impregnace • lignifikace - dřevnatění, • suberinizace - korkovatění, • kutinizace - souvislá vrstva kutinu - kutikula(málo propustná)

  24. 4.2. Složky endomembránového systému systém vnitřních membrán; organely oddělené od cytoplazmy jednou membránou, funkčně na sobě závislé

  25. 2.1Endoplazmatické retikulum • systém plochých váčků a kanálků, které odškrcují na svých perifériích váčky • vzniká z cytoplazmatické membrány • membrány navazují na jaderný obal (napojeno na perinukleární prostor) • komunikační systém buňky a zároveň transport živin mezi jednotlivé části buňky • přeprava látek transportními váčky např. do GA, skladovací prostor buněčných produktů, regulační zařízení (řídí rychlost prostupu různých látek), pH aj., reaguje na podněty z vnějšího prostředí (zpětná vazba), v nervových a svalových buňkách při přenosu nervových signálů • u rostlinných buněk se podílí na stavbě buněčné stěny, prostupuje plazmodezmy do sousedních bek • ER nemají spermie (ER dědíme od matky) • sarkoplazmatické retikulum (svalové buňky), uvolňování Ca2+ - regulace kontrakce svalu

  26. ER drsné a hladké • drsné ER s ribozómy (jednotlivě či v řetízkovitých útvarech=polyzómech) a je nápadné zejména v buňkách, které vylučují bílkoviny • hladké ER je bez ribozómů a probíhá na něm metabolismus některých tukových látek (syntéza lipidů a polysacharidů, detoxikace bky)

  27. Endoplazmatické retikulum drsné A E B D C Obr. 6) (dle Štindl, 2005)

  28. Endoplazmatické retikulum hladké A A E B D C Obr. 7) (dle Štindl, 2005)

  29. 2.2 Ribozómy • 15 - 25µm • neohraničeny membránou • volné, vázané • dvě podjednotky (vznikají v jadérku, v cytoplazmě se spojují pomocí atomů Mg) • RNA, rRNA, bílkoviny • funkce: váže se k nim mRNA a na základě informace v ní obsažené se syntetizují bílkoviny • na jeden řetězec mRNA může být připojeno několik ribozómů – polyzóm (polyribozóm, ergozom)

  30. 2.3 Golgiho aparát • z plochých nádrží (cisteren) a kanálů • nikdy nenese ribosómy • 2 formy: • 1) souvislá forma je světelně mikroskopicky charakterizovaná tzv. Golgiho zónou. • 2) nesouvislá forma se skládá z tzv. Golgiho tělísek (diktyozómů; 6 - 30) • polární uspořádání (na jedné straně vznikají a přikládají nové cisterny, na opačné se rozpadají na váčky, které do cytoplazmy), odškrcováním váčků vznikají samostatné organely (lyzozómy, cytozómy) • v živočišných buňkách soustředěny v blízkosti jádra • tvar, množství a uspořádání proměnlivé dle stavu buňky

  31. Funkce Golgiho aparátu • postsyntetická úprava bílkovin syntetizovaných v ER • zahušťuje produkty ER • může v něm docházet k formování glykoproteinů (součástí plazmatické membrány) • vylučuje přebytečnou vodu • zajišťuje vylučování odpadních látek (exocytóza) • u rostlinných buněk se podílí na vzniku b.s. • tvoří přepážku mezi dělícími se buňkami, buněčnou destičku, z níž se vyvíjí střední lamela

  32. Golgiho aparát A E C D B Obr. 8) (dle Štindl, 2005)

  33. 2.4 Vezikulární útvary • funkčně různorodé a morfologicky těžko rozlišitelné organely • tvar drobných váčků (vezikulů) s 1 membránou na povrchu • některé vezikuly mohou splývat navzájem, s jinými útvary endomembránového systému, či s povrchovou membránou bky • především lyzozómy a cytozómy (peroxizómy=mikrotělíska a glyoxizómy).

  34. Lyzozómy • stavba: váčky uzavřené membránou, obsahují hydrolázy • primární l.: vznikají odškrcením od GA, ER – pohybují se cytoplazmou • sekundární l.(fagolyzozómy): primární splývají s potravou • terciální l. (reziduální tělíska): nestravitelné zbytky, odstraňované exocytózou • fce: rozkládají látky (lýza)=nitrobuněčné trávení, trávení vlastních struktur (autofágie), odumření a poškození bky – rozpad membrány lyzozómů a autolýza buňky

  35. Cytozómy • váčky podobné lyzozómům vznikající z GA, ER • nevyskytují se ve všech buňkách • obsahují určité typy enzymů • fce: rozklad nízkomolekulárních látek nebo jejich přeměny, dle typů enzymů: • Peroxizómy (mikrotělíska) - oxidázy, díky nimž vzniká peroxid vodíku, a katalázy, díky nimž zase zaniká.(jaterní bky), u rostlin se účastní fotorespirace (dých. Na světle) • Glyoxizómy - enzymy glyoxalátového cyklu umožňující přeměnu tuků na cukry, v buňkách semen (zás. látkou tuk). • Urikozómy (urikáza) • Hydrogenozómy (u anaerob. Protozoí)

  36. 2.5 Vakuola • ohraničuje ji membrána – tonoplast • v živočišných buňkách a rostlinných meristematických jsou velmi drobné • v rostlinných však zaujímají většinu prostoru buňky • soubor vakuol v buňce je vakuom • (v živočišných buňkách není vyvinut příliš často)

  37. vakuola tonoplast Obr. 9) Vakuola rostlinné buňky (dle Štindl, 2005)

  38. Funkce vakuoly – u rostlinných buněk • vyplněny šťávou obsahující zásobní a odpadní produkty nebo barviva • jejich obsah může zhoustnout i vykrystalizovat – vznikají inkluze. Během vývinu se mění. • trávicí vakuoly (rozklad – místo lyzozómů) • uloženy zásobní látky (cukry, bílkoviny, zřídka lipidy) • ukládají se zde meziprodukty metabolismu - šťavelan vápenatý • látky toxické pro cytoplazmu (alkaloidy, glykosidy, hydrofilní barviva (hydrochromy)– antokyany, antoxantiny) • enzymy – fosfatázy (štěpí bílkoviny, cukry, NK • Anorganické látky • voda (turgor – pevnost rostlinných pletiv) • Jako vakuoly se označují sférozómy (membránou ohraničené kapénky tuků, silic či bílkovin) • osmoregulace (pulzující vakuoly prvoků)

  39. 2.6 Inkluze • Inkluze (paraplazma) • rezervní a odpadní látky uložené ve vakuolách či volně v cytoplazmě • zásobní : zrna glykogenu, kapénky tuků i krystalky bílkovin (Leydigovy a Sertoliho bky) • odpadní : pigmenty (melanin), krystalky minerál. solí, apod. • ve specializovaných bkách se může paraplazma nahromadit až zatlačuje ostatní buň. obsah (tukové bky) • Multivezikuly – na povrchu biomembrána a uvnitř ještě několik tělísek s biomembránou (živoč. sekreč. bky) • Melanocyty – specializ. bky živočichů s melaninem

  40. 4.3. Semiautonomní organely

  41. Semiautonomní organely • Mitochondrie, chloroplast, bazální tělísko bičíku • Velikosti vzájemně nekorespondují Obr. 11) Chloroplast Obr. 10) Mitochondrie Obr. 12) Struktura bičíku

  42. mají vlastní proteosyntetický aparát (ribozómy) a DNA (mimojaderná dědičnost), ale syntéza mnoha jejich proteinů se uskutečňuje v cytoplazmě a je řízena jadernými geny • uzavřeny obaly ze 2 membrán • probíhá v nich vlastní energetický metabolismus • předpokládá se jejich symbiotický původ při evoluci buňky

  43. Pozn.: Získáním těchto organel se otevřely dveře euk. bkám evoluční perspektivy – ze všech eukaryotních jednobuněčných parazitů nemá mitochondrie (předci asi neměli, či je ztratili) lamblie střevní. Řadu biochemických schopností, které se vyvinuly u bakterií eukaryota nikdy nezískaly, pomáhají si těsnější či volnější symbiózou: • euk. neschop. využít vzdušný N – Fabaceae… • euk. neschop. chemolitorofie – měkkýši a bradatice –(Pogonofora) u hlubokomořských pramenů, ve specializ. orgánech hostí bakterie, které oxidují sulfan a získávají energii k syntéze organických látek • euk. neschop. trávit celulózu – býložravci…

  44. 3.1 Mitochondrie • kulovité, tyčinkovité, oválné (0,1 - 10µm) • organely aerobního metabolismu, ve všech typech eukaryotických buněk • mitochondrií je v buňce několik set, jen u některých kvasinek se setkáváme s jednou obří mitochondrií • spermie mají mitochondrii v bičíku • mitochondrie dědíme od matky • stavba: 2 biomembrány, vnější hladká, vnitřní vychlípeniny • 2 prostory (kompartmenty): • mezi membránami - matrix mitochondriales • vnitřní membrána se vychlipuje a vytváří - kristy (aby se zvětšila plocha, na níž může probíhat dýchání).

  45. Mitochondrie A E D C B Obr. 13) (dle Štindl, 2005)

  46. Funkce mitochondrií • fce: Na povrchu krist jsou drobná tělíska sloužící k oxidativní fosforylaci (Zjišťuje se to rozbitím buňky), integrální proteiny krist jsou systémy přenašečů vodíku a pak elektronů (dýchací řetězec). • V matrix jsou enzymy Krebsova cyklu (větší energet. zisk v dých. řetězci na vnitř. membr.)a katabolismu mastných kys., mitochondriální DNA (mitochondriom) a ribozómy (podobné prokaryotickým).

  47. Hypotézy vzniku - endosymbióza • hypotézy vzniku: viz evoluce eukaryotické buňky • 1) vchlípením CTM • 2) prokaryotičtí endosymbionti eukaryotních bek (viz i plastidy) – teorie o endosymbióze

  48. 3.2 Plastidy • jsou pouze v rostlinných buňkách; u hub chybí (u vyšších hub jsou v plodnicích různá barviva) • plastiom • vlastní ribozómy • podle obsahu barviv je dělíme na: • fotosynteticky neaktivní • fotosynteticky aktivní

  49. leukoplasty (bezbarvé), zás. podzemní č. rostlin (heterotrofní pletiva), jednoduchá stavba, např. škrobová zrna, na světle se mohou měnit v chloroplasty • Fotosynteticky neaktivní: • chromoplasty (žluté, oranžové nebo červené), karoteny, xantofyly,(lipochromy=rozp. v tucích), které určují barvu i strukturu: s globulemi pigmentu, s jehlicovými krystaly a s jedním velkým agregátem barviva.V bkách květů, plodů, kořenů (mrkev, lykopen v rajčeti, violaxantin v narcisu), vznikají také z chloroplastů rozkladem chlorofylu (žloutnutí listů)

  50. Fotosynteticky aktivní: • - rodoplasty (fykoerytrin a modrý fykocyanin) • - feoplasty (hnědý fukoxantin) • - chloroplasty (zelené)

More Related