1.22k likes | 1.65k Views
Chemické složení živé hmoty. Voda = základ všech organismů až 90% hmotnosti těla Minerální látky – osmotická hladina obvykle disociované vazba kationtů na bílkoviny Organické látky – mnoho různých sacharidy (cukry) lipidy (tuky) aminokyseliny – cca 200
E N D
Chemické složení živé hmoty Voda= základ všech organismů až 90% hmotnosti těla Minerální látky– osmotická hladina obvykle disociované vazba kationtů na bílkoviny Organické látky– mnoho různých sacharidy(cukry) lipidy(tuky) aminokyseliny– cca 200 bílkoviny– složeny z dvaceti druhů aminokyselin
Sacharidy • hydroxyaldehydy a hydroxyketony • monosacharidy– základní stavební jednotky – 3-4 atomy uhlíku • glukóza,fruktóza, galaktóza…… • disacharidy– 2 jednotky • sacharóza, maltóza, laktóza… • oligosacharidy– několik jednotek • polysacharidy– mnoho jednotek (tisíce) • celulóza, škrob, chitin…
O H N C H C O H 2 C H 3 Aminokyseliny • Látky obsahujícíkyselou karboxylovouskupinu azásaditou aminoskupinu • postranní řetězce různé • popsány stovky biologických aminokyselin • jen 20 tvoří základní strukturu bílkovin – kódované aminokyseliny (jejich pořadí je zakódováno v DNA)
Bílkoviny • Biopolymery složené z aminokyselin a nebílkovinných součástí • Rozmanité struktury a funkce • stavební, katalytická, obranná… • Primární struktura většiny bílkovin je zakódována v DNA • Aminokyseliny jsou spojené peptidovou vazbou – peptidy • peptidy jsou základem bílkovin
Bílkoviny • Primární struktura – pořadí aminokyselin • Sekundární struktura – uspořádání části peptidu do pravidelného motivu • Terciární struktura – prostorové uspořádání peptidu • Kvartérní struktura – spojení více peptidů do jednoho funkčního celku
O H C O C 2 O H C O C H C O C 2 O Lipidy • Látky obvykle málo rozpustné ve vodě • Mnoho různých chemických struktur • acylglyceroly, vosky, sfingomyeliny… • Acylglyceroly=glycerol+mastné kyseliny
Mikrobiální buňky • Buňka= základní jednotka živé hmoty • nezávislá životaschopnost = jedna buňka může tvořit celý organismus • organizovanost = buňka vykazuje a udržuje uspořádaný stav • dědičnost= nese informaci o své struktuře a může ji předat potomkům • rozmnožování= zachování života • metabolismus= biochemické reakce k udržení životních funkcí • otevřený systém= buňka si s okolím vyměňuje látky a energii
Obecná charakteristika buněk • Všechny živé buňky vykazují společné vlastnosti • od okolí ohraničené cytoplazmatickou membránou • většina buněk je navíc chráněná pevnou buněčnou stěnou • genetická informace je uložena v DNA • biochemické reakce jsou katalyzované enzymy (bílkovinné katalyzátory) • buňka si udržuje přibližně stálé vnitřní prostředí
Rozdělení buněk • Dosud všechny známé živé buňky lze zařadit do dvou základních skupin • prokaryotické • eukaryotické
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Prokaryotické Nerozdělený vnitřní prostor buňky Bez organel Neoddělené jádro Menší (jednotky mm) Obvykle jeden chromozóm (molekula DNA) Menší genetická informace (~106-107 bp) Časté plasmidy Eukaryotické Vnitřní prostor buňky rozdělený membránami Různé organely Jádro oddělené membránou Větší (desítky mm až mm) Obvykle několik chromozómů (až desítky) Větší genetická informace (~108-1010 bp) Obvykle bez plasmidů Buňky
Cytoplazmatická membrána • Zajišťuje oddělení vnitřního prostoru od vnějšího • Často zprohýbaná • Polopropustná • Fosfolipidová dvojvrstva • Fluidně mozaikový model • Součástí bílkoviny (až 70%)
Fosfolipidy O R C C H 1 2 R C C H O 2 O H C O P O X 2 O R1, R2 – zbytky mastných kyselin X – hydrofilní skupina
Fosfolipidy • Lipidy, mající jednu mastnou kyselinu nahrazenou fosfátem • Na fosfátu bývá navázána hydrofilní skupina (cholin, serin…) • Fosfolipidy jsoupovrchově aktivní látky (tenzidy) • část molekuly je hydrofilní (fosfát) • část je lipofilní (zbytky mastných kyselin) • ve vodném prostředí mají tendenci sdružovat se lipofilními konci a tvořit dvojvrstvu
Propustnost membrán • Propustnost závisí na hustotě • Hustotu zvyšují • nasycené mastné kyseliny (těsnější uspořádání) • steroly (cholesterol, ergosterol…) – jen u některých skupin organismů – výplň mezer • Přes membránu mohou projít jen malé molekuly bez náboje, lipofilní a ploché molekuly snadněji • Pro ostatní látky má buňka specializované bílkovinnépřenašeče
Buněčná stěna • Z pevného materiálu, obvykle sacharidu • Bakterie, Archea– peptidoglykan • Rostliny– celulóza • Houby– chitin • Živočichové – bez stěny • Dává buňce tvar • Ochrana před osmotickým šokem, ale jen do určité míry • Buňka s odstraněnou stěnou = protoplast
Osmóza • Zapříčiněná polopropustností biologických membrán • Přes membránu projde voda a malé molekuly bez náboje • Ostatní látky neprojdou • Snaha dosáhnout rovnováhy = stejné koncentrace látek uvnitř a vně buňky • Odlišná koncentrace látek se vyrovnává přesunem vody
Hypotonické prostředí H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O
Hypertonické prostředí H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O
Hypotonické prostředí H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O
H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O Hypertonické prostředí
Cytoplasma • Polotekutá výplň buňky • Bílkoviny, lipidy, sacharidy, minerály, voda, meziprodukty metabolismu… • Lokálně uspořádaná
Genetická informace • Genetická informace buněk je uložena v DNA • 1 molekula DNA = chromozóm • V buňce může být více chromozómů • bakterie a archea = obvykle jeden chromozóm • eukarya = obvykle více chromozómů (i desítky)
Genetická informace • Ploidie= počet kopií všech chromozómů • haploidní buňka= 1 sada chromozómů • diploidní buňka= 2 sady chromozómů(eukarya) • Homologní chromozómy– tvoří pár • geny pro stejnou věc na stejných místech • různá konkrétní forma genu (alela) • např. funkční a nefunkční gen, různá barva apod.
Další obecné součásti buněk • Bílkoviny • enzymy(katalýza biochemických reakcí) • stavební funkce(cytoskelet = vnitřní podpora buňky) • informační funkce(přenos signálů) • obranná funkce(toxiny, protilátky…)
Další obecné součásti buněk • Ribozómy– kuličky složené z bílkovin a RNA • průměr cca 20 nm • zajišťují syntézu polypeptidových řetězců • množství kolísá podle potřeby buňky tvořit bílkoviny • u prokaryot 102-104
Další obecné součásti buněk • Inkluze – váčky obalené membránou • Zásobní látky – polysacharidy, lipidy, polykyseliny… • Nízkomolekulární látky • meziprodukty metabolismu • signální látky • odpadní látky • …
Strom života Rostliny Houby Archea Bacteria Živočichové Eukarya Společný předek
Složení mikrobiálních buněk !!! 3 základní domény života, ale jen 2 základní typy buněk !!!
Velikost a tvar bakteriálních buněk • Tvarová variabilita není velká • tyčinky • koky (kulovité bakterie) • vibria (zahnuté tyčinky) • spirální • pleomorfní (proměnlivé tvary) • Časté je neúplné oddělení více bakteriálních buněk • shluky • vlákna(pseudomycelia) • tvar shluků závisí na způsobu dělení
Kruhové bakterie - koky Kok Diplokok Tetráda Sarcina Stafylokok Streptokok
Oválné bakterie Oválné Tyčinkovité Palisády Diplobakterie Streptobacily