Struktura eukaryotické buňky je nukleární organismus. Eukaryotická buňka
Základní složky eukaryotické buňky
Eukaryotické buňky (obr. 1 a 2) jsou organizovány mnohem komplexněji než prokaryotické. Jsou velmi různorodé co do velikosti (od několika mikrometrů do několika centimetrů), tvaru a strukturních znaků (obr. 3).
Každá eukaryotická buňka má samostatné jádro, které obsahuje genetický materiál ohraničený od matrice jadernou membránou (to je hlavní rozdíl od prokaryotických buněk). Genetický materiál je koncentrován především ve formě chromozomů, které mají složitou strukturu a skládají se z řetězců DNA a proteinových molekul. K dělení buněk dochází mitózou (a u zárodečných buněk meiózou). Eukaryota zahrnují jednobuněčné i mnohobuněčné organismy.
Existuje několik teorií původu eukaryotických buněk, jedna z nich je endosymbiontická. Do heterotrofní anaerobní buňky pronikla aerobní buňka bakteriálního typu, která sloužila jako základ pro vznik mitochondrií. Do těchto buněk začaly pronikat buňky podobné spirochetám, což dalo vzniknout centriolám. Dědičný materiál byl oddělen od cytoplazmy, objevilo se jádro a objevila se mitóza. Některé eukaryotické buňky byly napadeny buňkami, jako jsou modrozelené řasy, které daly vzniknout chloroplastům. Tak následně vznikla rostlinná říše.
Velikost buněk lidského těla se pohybuje od 2-7 mikronů (u krevních destiček) až po gigantické velikosti (až 140 mikronů u vajíčka).
Tvar buněk je určen funkcí, kterou vykonávají: nervové buňky jsou hvězdicovité kvůli velkému počtu procesů (axony a dendrity), svalové buňky jsou protáhlé, protože se musí stahovat, červené krvinky mohou při pohybu měnit svůj tvar malé kapiláry.
Struktura eukaryotických buněk živočišných a rostlinných organismů je do značné míry podobná. Každá buňka je zevně ohraničena buněčnou membránou neboli plazmalemou. Skládá se z cytoplazmatické membrány a vrstvy glykokalyxu (tloušťka 10-20 nm), která jej pokrývá zvenčí. Složkami glykokalyxu jsou komplexy polysacharidů s bílkovinami (glykoproteiny) a tuky (glykolipidy).
Cytoplazmatická membrána je komplex dvojvrstvy fosfolipidů s proteiny a polysacharidy.
Buňka má jádro a cytoplazmu. Buněčné jádro se skládá z membrány, jaderné mízy, jadérka a chromatinu. Jaderný obal se skládá ze dvou membrán oddělených perinukleárním prostorem a je prostoupen póry.
Základ jaderné mízy (matrice) tvoří bílkoviny: filamentózní neboli fibrilární (podpůrná funkce), globulární, heteronukleární RNA a mRNA (výsledek zpracování).
Nukleolus je struktura, kde dochází k tvorbě a zrání ribozomální RNA (rRNA).
Chromatin ve formě shluků je rozptýlen v nukleoplazmě a je interfázní formou existence chromozomů.
Cytoplazma obsahuje hlavní látku (matrix, hyaloplazma), organely a inkluze.
Organely mohou mít obecný význam i speciální (v buňkách, které plní specifické funkce: mikroklky střevního absorpčního epitelu, myofibrily svalových buněk atd.).
Organely obecného významu jsou endoplazmatické retikulum (hladké a drsné), Golgiho komplex, mitochondrie, ribozomy a polysomy, lysozomy, peroxisomy, mikrofibrily a mikrotubuly, centrioly buněčného centra.
Rostlinné buňky obsahují také chloroplasty, ve kterých probíhá fotosyntéza.
Rýže. 1. Struktura eukaryotické buňky. Zobecněné schéma
Rýže. 2. Struktura buňky podle elektronové mikroskopie
Rýže. 3. Různé eukaryotické buňky: 1 - epiteliální; 2 - krev (e - erytrocyt, l - leukocyt); 3 - chrupavka; 4 - kosti; 5 - hladká svalovina; 6 - pojivová tkáň; 7 - nervové buňky; 8 - příčně pruhované svalové vlákno
Obecná organizace a přítomnost základních složek jsou však ve všech eukaryotických buňkách stejné (obr. 4).
Obr.4. Eukaryotická buňka (schéma)
Krasnodembsky E. G. „Obecná biologie: Příručka pro studenty středních škol a uchazeče o studium na univerzitách“
N. S. Kurbatova, E. A. Kozlová „Poznámky z obecné biologie“
Všechny živé organismy lze rozdělit do dvou hlavních skupin: prokaryota A eukaryota. Tyto výrazy pocházejí z řeckého slova karion, což znamená jádro. Prokaryota jsou prenukleární organismy, které nemají vytvořené jádro. Eukaryota obsahují vytvořené jádro. Prokaryota zahrnují bakterie, sinice, myxomycety, rickettsie a další organismy; Eukaryota zahrnují houby, rostliny a zvířata.
Buňky všech eukaryot mají podobnou strukturu.
Skládají se z cytoplazma a jádro, které dohromady představují živý obsah buňky – protoplast. Cytoplazma je polotekutá hlavní látka nebo hyaloplasma-mu, spolu s v ní ponořenými intracelulárními strukturami – organelami, které plní různé funkce.
Zvenčí je cytoplazma obklopena plazmatickou membránou. Buňky rostlin a hub mají také tvrdou buněčnou stěnu. V cytoplazmě rostlinných a houbových buněk jsou vakuoly - bubliny naplněné vodou a různými látkami v ní rozpuštěnými.
Kromě toho může buňka obsahovat inkluze - rezervní živiny nebo konečné produkty metabolismu.
| Plazmatická membrána (plazmalema) | V něm ponořená dvojitá vrstva lipidů a proteinů | Selektivně reguluje metabolismus mezi buňkou a vnějším prostředím. Poskytuje kontakt mezi sousedními buňkami |
| Jádro | Má dvojitou membránu a obsahuje DNA | Skladování a přenos genetického materiálu do dceřiných buněk. Reguluje buněčnou aktivitu |
| Mitochondrie. Přítomný v rostlinných a živočišných buňkách |
Obklopen dvoumembránovým pláštěm; vnitřní blána tvoří záhyby - cristae. Obsahuje kruhovou DNA, ribozomy, mnoho enzymů |
Provádění kyslíkové fáze buněčného dýchání (syntéza ATP) |
| Plastidy. Obsaženo v rostlinné buňce | Dvojitá membránová struktura. Deriváty vnitřní membrány jsou tylakoidy (obsahují chlorofyl v chloroplastech). | Fotosyntéza, ukládání živin |
| Endoplazmatické retikulum (ER) | Systém zploštělých membránových vaků - nádrže, dutiny, trubky | Ribozomy se nacházejí na hrubém ER. V jeho nádržích se izolují a dozrávají syntetizované proteiny. Transport syntetizovaných proteinů. Membrány hladkého ER provádějí syntézu lipidů a steroidů. Membránová syntéza |
| Golgiho komplex (CG) | Systém plochých jednomembránových nádrží, ampulárně rozšířených na koncích nádrží a vezikulů oddělujících se nebo připojených k nádržím | Akumulace, transformace proteinů a lipidů, syntéza polysacharidů. Tvorba sekrečních váčků, odstraňování látek mimo buňku Tvorba lysozomů |
| Lysozomy | Jednomembránové vezikuly obsahující hydrolytické enzymy | Intracelulární trávení, rozpad poškozených organel, mrtvých buněk, orgánů |
| Ribozomy | Dvě podjednotky (velká a malá), skládající se z rRNA a proteinů | Sestavení molekul bílkovin |
| Centrioly | Systém mikrotubulů (9×3), sestavený z proteinových podjednotek | Centra organizující mikrotubuly (podílí se na tvorbě cytoskeletu, vřeténka buněčného dělení, řasinek a bičíků) |
Typy buněčné organizace
Mezi vší rozmanitostí organismů, které v současnosti na Zemi existují, se rozlišují dvě skupiny: viry a fágy, které nemají buněčnou strukturu; všechny ostatní organismy jsou zastoupeny různými buněčnými formami života.
Existují dva typy buněčné organizace: prokaryotické a eukaryotické.
Prokaryotické buňky mají poměrně jednoduchou strukturu. Nemají morfologicky oddělené jádro, jediný chromozom je tvořen kruhovou DNA a nachází se v cytoplazmě; chybí membránové organely (jejich funkci plní různé invaginace plazmatické membrány); cytoplazma obsahuje četné malé ribozomy; Neexistují žádné mikrotubuly, takže cytoplazma je nehybná a řasinky a bičíky mají zvláštní strukturu.
Bakterie jsou klasifikovány jako prokaryota.
Většina moderních živých organismů patří do jedné ze tří říší – rostlin, hub nebo zvířat, spojených v superříši eukaryot.
Podle množství, ze kterého se organismy skládají, se tyto dělí na jednobuněčné a mnohobuněčné. Jednobuněčné organismy se skládají z jediné buňky, která plní všechny funkce. Mnohé z těchto buněk jsou mnohem složitější než buňky mnohobuněčného organismu.
Všechna prokaryota jsou jednobuněčná, stejně jako prvoci, některé zelené řasy a houby.
Základem strukturní organizace buňky jsou biologické membrány. Membrány se skládají z proteinů a lipidů. Membrány také zahrnují sacharidy ve formě glykolipidů a glykoproteinů umístěných na vnějším povrchu membrány.
Soubor proteinů a sacharidů na povrchu membrány každé buňky je specifický a určuje její „pasové“ údaje. Membrány mají vlastnost selektivní permeability, stejně jako vlastnost spontánní obnovy strukturální integrity.
Tvoří základ buněčné membrány a tvoří řadu buněčných struktur.
Struktura eukaryotické buňky
Schéma struktury plazmatické membrány:
1 - fosfolipidy;
2 - cholesterol;
3 - integrální protein;
4 - oligosacharidový postranní řetězec.
Elektronový difrakční obraz středu buňky (dva centrioly na konci G1 periody buněčného cyklu):
1 - centrioly v příčném řezu;
2 - centrioly v podélném řezu.
Golgiho komplex:
1 - nádrže;
2 - vezikuly (bubliny);
3 - velká vakuola.
Typická eukaryotická buňka má tři složky: membránu, cytoplazmu a jádro.
Buněčná membrána
Vně je buňka obklopena membránou, jejímž základem je plazmatická membrána neboli plazmalema (viz.
rýže. 2), který má typickou strukturu a tloušťku 7,5 nm.
Buněčná membrána plní důležité a velmi rozmanité funkce: určuje a udržuje tvar buňky; chrání buňku před mechanickými účinky průniku škodlivých biologických činitelů; provádí příjem mnoha molekulárních signálů (například hormonů); omezuje vnitřní obsah buňky; reguluje metabolismus mezi buňkou a prostředím a zajišťuje stálost intracelulárního složení; podílí se na tvorbě mezibuněčných kontaktů a různých druhů specifických výběžků cytoplazmy (mikrovilly, řasinky, bičíky).
Uhlíková složka v membráně živočišných buněk se nazývá glykokalyx.
Výměna látek mezi buňkou a jejím prostředím probíhá neustále.
Mechanismy transportu látek do buňky a z buňky závisí na velikosti transportovaných částic. Malé molekuly a ionty jsou buňkou transportovány přímo přes membránu formou aktivního a pasivního transportu.
Podle typu a směru se rozlišuje endocytóza a exocytóza.
Absorpce a uvolňování pevných a velkých částic se nazývá fagocytóza a reverzní fagocytóza, kapalné nebo rozpuštěné částice se nazývají pinocytóza a reverzní pinocytóza.
Cytoplazma.
Organely a inkluze
Cytoplazma je vnitřní obsah buňky a skládá se z hyaloplazmy a různých intracelulárních struktur v ní umístěných.
Hyaloplasma(matrix) je vodný roztok anorganických a organických látek, které mohou měnit svou viskozitu a jsou v neustálém pohybu. Schopnost pohybovat nebo proudit cytoplazmou se nazývá cyklóza.
Matrice je aktivní prostředí, ve kterém probíhá mnoho fyzikálních a chemických procesů a které spojuje všechny prvky buňky do jediného systému.
Cytoplazmatické struktury buňky jsou reprezentovány inkluzemi a organelami.
Inkluze jsou relativně nestabilní, nacházejí se v určitých typech buněk v určitých okamžicích života, například jako zásoba živin (škrobová zrna, bílkoviny, glykogenové kapky) nebo produkty, které se mají z buňky uvolňovat.
Organely jsou trvalé a základní součásti většiny buněk, mají specifickou strukturu a plní životně důležitou funkci.
Membránové organely eukaryotické buňky zahrnují endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, mitochondrie, lysozomy a plastidy.
Endoplazmatické retikulum.
Celá vnitřní zóna cytoplazmy je vyplněna četnými malými kanálky a dutinami, jejichž stěny jsou membrány podobné struktuře plazmatické membráně. Tyto kanály se rozvětvují, vzájemně se spojují a tvoří síť nazývanou endoplazmatické retikulum.
Endoplazmatické retikulum je ve své struktuře heterogenní.
Jsou známy dva jeho typy: zrnité a hladké. Na membránách kanálků a dutin zrnité sítě je mnoho malých kulatých tělísek - ribozomů, které dodávají membránám drsný vzhled. Membrány hladkého endoplazmatického retikula nenesou na svém povrchu ribozomy.
Endoplazmatické retikulum plní mnoho různých funkcí. Hlavní funkcí granulárního endoplazmatického retikula je účast na syntéze proteinů, ke které dochází v ribozomech.
K syntéze lipidů a sacharidů dochází na membránách hladkého endoplazmatického retikula. Všechny tyto produkty syntézy se hromadí v kanálech a dutinách a jsou pak transportovány do různých organel buňky, kde jsou spotřebovány nebo akumulovány v cytoplazmě jako buněčné inkluze.
Endoplazmatické retikulum spojuje hlavní organely buňky.
Golgiho aparát. V mnoha živočišných buňkách, jako jsou nervové buňky, má podobu složité sítě umístěné kolem jádra.
V buňkách rostlin a prvoků je Golgiho aparát reprezentován jednotlivými srpkovitými nebo tyčinkovitými tělísky. Struktura této organely je podobná v buňkách rostlinných a živočišných organismů, navzdory rozmanitosti jejího tvaru.
Golgiho aparát zahrnuje: dutiny ohraničené membránami a umístěné ve skupinách (5-10); velké a malé bubliny umístěné na koncích dutin.
Všechny tyto prvky tvoří jeden komplex.
Golgiho aparát plní mnoho důležitých funkcí. Produkty syntetické aktivity buňky – bílkoviny, sacharidy a tuky – jsou do ní transportovány kanály endoplazmatického retikula. Všechny tyto látky se nejprve hromadí, a pak se ve formě velkých a malých bublinek dostávají do cytoplazmy a jsou buď využity v buňce samotné během jejího života, nebo z ní odstraněny a využity v těle.
Například v buňkách slinivky břišní se syntetizují trávicí enzymy, které se hromadí v dutinách organely. Poté se vytvoří bubliny naplněné enzymy. Z buněk jsou vylučovány do pankreatického vývodu, odkud proudí do střevní dutiny. Další důležitou funkcí této organely je, že na jejích membránách dochází k syntéze tuků a sacharidů (polysacharidů), které jsou v buňce využívány a které jsou součástí membrán.
Díky činnosti Golgiho aparátu dochází k obnově a růstu plazmatické membrány.
Mitochondrie. Cytoplazma většiny živočišných a rostlinných buněk obsahuje malá tělíska (0,2-7 mikronů) - mitochondrie (řec.
"mitos" - vlákno, "chondrion" - obilí, granule).
Mitochondrie jsou dobře viditelné ve světelném mikroskopu, pomocí kterého můžete zkoumat jejich tvar, umístění a počítat jejich počet. Vnitřní struktura mitochondrií byla studována pomocí elektronového mikroskopu. Mitochondriální obal se skládá ze dvou membrán – vnější a vnitřní. Vnější blána je hladká, netvoří žádné záhyby ani výrůstky. Vnitřní membrána naopak tvoří četné záhyby, které směřují do mitochondriální dutiny.
Záhyby vnitřní membrány se nazývají cristae (latinsky „crista“ - hřeben, výrůstek) Počet krist se v mitochondriích různých buněk liší. Může jich být několik desítek až několik stovek, zvláště mnoho krist v mitochondriích aktivně fungujících buněk, jako jsou svalové buňky.
Mitochondrie se nazývají „elektrárny“ buněk, protože jejich hlavní funkcí je syntéza kyseliny adenosintrifosforečné (ATP). Tato kyselina je syntetizována v mitochondriích buněk všech organismů a je univerzálním zdrojem energie nezbytné pro životně důležité procesy buňky i celého organismu.
Nové mitochondrie vznikají dělením mitochondrií již existujících v buňce.
Lysozomy.
Jsou to malá kulatá těla. Každý lysozom je od cytoplazmy oddělen membránou. Uvnitř lysozomu jsou enzymy, které štěpí bílkoviny, tuky, sacharidy a nukleové kyseliny.
Lysozomy se přiblíží k částici potravy, která vstoupila do cytoplazmy, splynou s ní a vznikne jedna trávicí vakuola, uvnitř které se nachází částice potravy obklopená lysozomovými enzymy.
Látky vzniklé v důsledku trávení částic potravy vstupují do cytoplazmy a jsou buňkou využívány.
Lysozomy, které mají schopnost aktivně trávit živiny, se podílejí na odstraňování částí buněk, celých buněk a orgánů, které odumírají během životně důležité činnosti. K tvorbě nových lysozomů dochází v buňce neustále. Enzymy obsažené v lysozomech, stejně jako jakékoli jiné proteiny, jsou syntetizovány na ribozomech v cytoplazmě.
Tyto enzymy pak putují endoplazmatickým retikulem do Golgiho aparátu, v jehož dutinách se tvoří lysozomy. V této formě vstupují lysozomy do cytoplazmy.
Plastidy. Plastidy se nacházejí v cytoplazmě všech rostlinných buněk.
V živočišných buňkách nejsou žádné plastidy. Existují tři hlavní typy plastidů: zelené - chloroplasty; červené, oranžové a žluté - chromoplasty; bezbarvé - leukoplasty.
Pro většinu buněk jsou také povinné organely, které nemají membránovou strukturu. Patří mezi ně ribozomy, mikrofilamenta, mikrotubuly a buněčné centrum.
Ribozomy. Ribozomy se nacházejí v buňkách všech organismů. Jedná se o mikroskopická kulatá tělesa o průměru 15-20 nm.
Každý ribozom se skládá ze dvou částic nestejné velikosti, malé a velké.
Jedna buňka obsahuje mnoho tisíc ribozomů, které jsou umístěny buď na membránách granulárního endoplazmatického retikula, nebo leží volně v cytoplazmě.
Ribozomy obsahují proteiny a RNA. Funkcí ribozomů je syntéza bílkovin. Syntéza proteinů je komplexní proces, který neprovádí jeden ribozom, ale celá skupina zahrnující až několik desítek spojených ribozomů. Tato skupina ribozomů se nazývá polysom. Syntetizované proteiny se nejprve hromadí v kanálech a dutinách endoplazmatického retikula a poté jsou transportovány do organel a buněčných míst, kde jsou spotřebovány.
Endoplazmatické retikulum a ribozomy umístěné na jeho membránách představují jediný aparát pro biosyntézu a transport proteinů.
Mikrotubuly a mikrofilamenta – vláknité struktury sestávající z různých kontraktilních proteinů a určující motorické funkce buňky. Mikrotubuly vypadají jako duté válce, jejichž stěny se skládají z bílkovin - tubulinů. Mikrofilamenta jsou velmi tenké, dlouhé, vláknité struktury složené z aktinu a myosinu.
Mikrotubuly a mikrofilamenta prostupují celou cytoplazmou buňky, tvoří její cytoskelet, způsobují cyklózu, intracelulární pohyby organel, divergenci chromozomů při dělení jaderného materiálu atd.
Buněčné centrum (centrosom).
V živočišných buňkách se v blízkosti jádra nachází organela zvaná buněčné centrum. Hlavní část buněčného centra tvoří dvě malá tělíska - centrioly, umístěné v malé oblasti zhuštěné cytoplazmy. Každý centriol má tvar válce o délce až 1 µm. Centrioly hrají důležitou roli v buněčném dělení; podílejí se na tvorbě dělicího vřetena.
V procesu evoluce se různé buňky přizpůsobily životu v různých podmínkách a vykonávaly specifické funkce.
To vyžadovalo přítomnost speciálních organel v nich, které se nazývají specializované na rozdíl od organoidů pro všeobecné použití diskutovaných výše.
Patří sem kontraktilní vakuoly prvoků, myofibrily svalových vláken, neurofibrily a synaptické váčky nervových buněk, mikroklky epiteliálních buněk, řasinky a bičíky některých prvoků.
Jádro- nejdůležitější složka eukaryotických buněk. Většina buněk má jedno jádro, ale najdeme i vícejaderné buňky (u řady prvoků, v kosterním svalstvu obratlovců). Některé vysoce specializované buňky ztrácejí svá jádra (například červené krvinky savců).
Jádro má zpravidla kulovitý nebo oválný tvar, méně často může být segmentované nebo vřetenovité.
Jádro se skládá z jaderného obalu a karyoplazmy obsahující chromatin (chromozomy) a jadérka.
Jaderný obal Je tvořena dvěma membránami (vnější a vnitřní) a obsahuje četné póry, kterými dochází k výměně různých látek mezi jádrem a cytoplazmou.
karyoplazma (nukleoplazma) je rosolovitý roztok obsahující různé proteiny, nukleotidy, ionty a také chromozomy a jadérko.
Nucleolus- malé kulaté tělísko, intenzivně zbarvené a nacházející se v jádrech nedělících se buněk.
Funkcí jadérka je syntéza rRNA a její spojení s proteiny, tzn. sestavení ribozomálních podjednotek.
Chromatin jsou shluky, granule a vláknité struktury tvořené molekulami DNA v komplexu s proteiny, které jsou specificky obarveny určitými barvivy. Různé úseky molekul DNA v chromatinu mají různé stupně helikalizace, a proto se liší intenzitou barvy a povahou genetické aktivity.
Chromatin je forma existence genetického materiálu v nedělících se buňkách a poskytuje možnost zdvojnásobení a implementaci informací v něm obsažených.
Během buněčného dělení tvoří spirály DNA a chromatinové struktury chromozomy.
Chromozomy– husté, intenzivně zbarvené struktury, které jsou jednotkami morfologické organizace genetického materiálu a zajišťují jeho přesné rozložení během buněčného dělení.
Počet chromozomů v buňkách každého biologického druhu je konstantní. Obvykle jsou v jádrech tělních buněk (somatické) chromozomy přítomny v párech, v zárodečných buňkách v párech nejsou. Jedna sada chromozomů v zárodečných buňkách se nazývá haploidní (n), zatímco sada chromozomů v somatických buňkách se nazývá diploidní (2n).
Chromozomy různých organismů se liší velikostí a tvarem.
Diploidní soubor chromozomů buněk určitého typu živého organismu, charakterizovaný počtem, velikostí a tvarem chromozomů, se nazývá karyotyp. V chromozomové sadě somatických buněk se párové chromozomy nazývají homologní, chromozomy z různých párů se nazývají nehomologní. Homologní chromozomy jsou identické co do velikosti, tvaru a složení (jeden je zděděn z mateřského organismu, druhý z otcovského organismu).
Struktura eukaryotické buňky
Chromozomy jako součást karyotypu se také dělí na autosomy neboli nepohlavní chromozomy, které jsou stejné u mužů a žen, a heterochromozomy neboli pohlavní chromozomy, které se podílejí na určování pohlaví a liší se u mužů a žen. Lidský karyotyp představuje 46 chromozomů (23 párů): 44 autozomů a 2 pohlavní chromozomy (ženy mají dva identické chromozomy X, muži mají chromozomy X a Y).
Jádro uchovává a implementuje genetickou informaci, řídí proces biosyntézy bílkovin a prostřednictvím bílkovin všechny další životní procesy.
Jádro se podílí na replikaci a distribuci dědičné informace mezi dceřinými buňkami a následně na regulaci buněčného dělení a vývojových procesů těla.
Taky:
Struktura bakteriální buňky
Struktura bakteriálního genomu
Struktura enzymů
Struktura retrovirových virionů
Struktura rostlinné buňky
Jaderná membrána se rozpouští, chromozomy jsou volně umístěny v cytoplazmě
4.chromozomy směřují k pólům buňky
5. buněčná membrána mizí
97. K jakým změnám dochází v mezifázi buněčného cyklu při dělení:
1. dělí se cytoplazma 2. dělí se jádro 3).DNA je syntetizována
4.chromozomy se rozbíhají k pólům 5.chromozomy spirálovitě
98. Fáze mitózy, během níž jsou chromozomy v uspořádaném stavu v oblasti rovníku
anafáze 2. profáze 3. telofáze 4). metafáze 5. mezifáze
99. Regulátory apoptózy jsou:
1.enzymy 2.krev 3.teplota 4).hormony 5.
100. Apoptóza je
3.polyploidie 4.1 a 2 odpovědi 5.vzhled dvoujaderných buněk
101. Při operaci žáby studenti neustále smáčeli její orgány fyziologickým roztokem, jehož koncentrace byla 9 %. Žába zemřela. Proč?
1. roztok je hypotonický - buňky bobtnají a praskají
2. izotonický roztok - buňky ztrácejí vodu a umírají
Roztok je hypertonický – dochází k buněčné plazmolýze
roztok je hypotonický - dochází k buněčné plazmolýze
5. Toto je fyziologický roztok.
Schéma struktury eukaryotické buňky
Příčina smrti žáby není
spojené s jeho užíváním
102. K odstraňování látek z buňky Golgiho komplexem dochází v důsledku splynutí membrán sekrečních granulí s plazmatickou membránou, v důsledku čehož se obsah granulí objeví mimo buňku. S jakým procesem se zde zabýváme?
1. endocytóza 2). exocytóza 3. fagocytóza
pinocytóza 5. endocytóza pinocytózou
103. Události mitózy jsou seřazeny v chronologickém pořadí pod číslem
1. chromatidy ve formě sesterských chromozomů jsou distribuovány přes póly buňky, desperalizovány, vznikají jaderné membrány, dochází k cytokinezi
2. chromozomy se nacházejí v ekvatoriální rovině.
Vřetenová vlákna jsou připojena k centromerám jednotlivých chromozomů
3. chromozomy spirálovitě, jaderná membrána mizí, vzniká vřeténka
4). 3-2-1 5. 3-1-2
104. Prokaryota se liší od eukaryot
1. nepřítomnost jádra a organel
2. nepřítomnost obalu, jádra, organel
Absence vytvořeného jádra, mitochondrií, plastidů, EPS
nedostatek DNA, chromozomů, jádra
5. pouze absencí formalizovaného jádra
105. Podle Denverské klasifikace jsou lidské chromozomy klasifikovány podle charakteristik
umístění centromery, počet chromozomů
2. biochemické složení
3. stupeň spermizace a přítomnost alelických genů
Velikost, poloha centromery, přítomnost sekundárních zúžení a satelitů
5. diferenciální barvení metafázových chromozomů
106. Pokud jsou chromozomy lidského karyotypu uspořádány do párů v pořadí klesající velikosti, jsou tzv.
1. genom 2. genofond 3). idiogram 4.
karyotyp 5. diploidní soubor
107. Pohlavní chromozomy se nazývají
1. identické v chromozomovém komplexu jedinců stejného druhu, ale různého pohlaví
Liší se v komplexu chromozomů jedinců stejného druhu, ale různého pohlaví
4. definování rozdílu mezi druhy
108. Hlavní vlastnosti molekuly DNA jsou
1. denaturace a opravy
teplotní odolnost
3. reduplikace, denaturace, helikalizace
Spiralizace, despiralizace, reduplikace
109. Pokud vezmete králičí ribozomy a ovčí mRNA, bude syntetizován protein
1. králík 2.) ovce 3. závisí na podmínkách prostředí 4.
oba typy bílkovin
5. za tohoto stavu není možná syntéza bílkovin
110. Autosomy jsou chromozomy
Identický v komplexu chromozomů jedinců stejného druhu, ale různého pohlaví
2. lišící se komplexem chromozomů jedinců stejného druhu, ale různého pohlaví
3. definování charakteristických znaků tohoto druhu
definování rozdílů mezi druhy
5. identické co do velikosti, tvaru, genetického složení
111. Během mitózy není protein syntetizován, protože
1. v buňce nejsou žádné aminokyseliny
2. buňce chybí energie
3. nedochází k žádné transkripci kvůli nedostatku nukleotidů
Chromozomy jsou spirálovité – nedochází k žádné transkripci
112. Pasivní vstup látek do buňky
draslík-sodná pumpa 2. fagocytóza 3. pinocytóza 4). difúze 5. 2 a 3
113. Buněčná smrt v hypertonickém roztoku se vysvětluje tím, že
Voda opouští buňku
2. voda proniká do buňky ve velkém množství
soli vstupují do buňky
4. soli opouštějí buňku
5. voda se do buňky nedostane, objem buňky zůstane nezměněn
114. Podle povahy asimilace se všechny organismy dělí na
1. autotrofní a heterotrofní
2. autotrofní a mixotrofní
holozoické a osmotické
4.) mixotrofní, heterotrofní, autotrofní
115. Objemově nejmenší strukturou, která je vlastní celému souboru vlastností života, který si tyto vlastnosti v sobě dokáže udržet a předávat je v řadě generací, je
gen 2. buněčné jádro 3). buňka 4. organismus 5. chromozom
116. Je typický pro heterotrofní organismy
1. syntetizovat organické látky svého těla z jednodušších, anorganických
2. potřebují hotové organické látky
3. v závislosti na podmínkách prostředí se mohou syntetizovat
vyrábět organické látky nebo používat hotové
4. budovat své tělo z hotových organických sloučenin
Hlavní etapy energetického metabolismu heterotrofních organismů a místo realizace jednotlivých etap
1. přípravná-cytoplazma: glykolýza-mitochondrie:
2. glykolýza-hyaloplazma, dýchání-mitochondrie
Přípravně-trávicí orgány, glykolýza-hyalop-
Lasma, dýchání-mitochondrie
4. fermentace-hyaloplazma, respirace-plastidy
5. přípravné - chloroplasty, fermentace - glaloplazma, dýchání - mitochondrie
Buňky se účastní toku informací
2. makromolekuly, které přenášejí informace do cytoplazmy
3. cytoplazmatický transkripční aparát
4. všechny buněčné organely
5.)1, 2, 3
119. O degeneraci kódu DNA svědčí skutečnost, že
1. při kódování jednoho polypeptidu následují kodony bez interpunkčních znamének
2. kodony sledují stejné pořadí jako aminokyselinové zbytky, které kódují
Pozice konkrétní aminokyseliny v molekule polypeptidu může být indikována v DNA pomocí jednoho z několika kodonových synonym
Kód DNA je univerzální
5. Trojice kódu je vždy přeložena celá
120. Kód DNA se nepřekrývá, protože
Při kódování jednoho polypeptidu následují kodony bez interpunkce, ale kódový triplet je vždy přeložen celý
2. kodony sledují stejné pořadí jako aminokyselinové zbytky, které kódují
3. pozice specifické aminokyseliny v molekule polypeptidu může být indikována v DNA pomocí jednoho z několika kodonových synonym
Kód DNA je univerzální
5. některé aminokyseliny jsou kódovány několika triplety
121. V peptidové oblasti ribozomu během translace,
1. připojení t-RNA s aktivovanými aminokyselinami
Prodloužení polypeptidu
3. Syntéza ATP
4. překódování informací
5. připojení molekuly mRNA
122. V oblasti aminocyklu ribozomu během translace,
2.4 Struktura eukaryotické buňky
Buněčná stěna Eukaryotická buňka se na rozdíl od buněčné stěny prokaryot skládá převážně z polysacharidů. U hub je hlavním polysacharid obsahující dusík chitin. V kvasinkách je zastoupeno 60–70 % polysacharidů glukan a mannan, které jsou spojeny s proteiny a lipidy. Funkce buněčné stěny eukaryot jsou stejné jako funkce prokaryot.
Cytoplazmatická membrána (CPM) má také třívrstvou strukturu. Povrch membrány má výběžky podobné mezozomům prokaryot. CPM reguluje buněčné metabolické procesy.
U eukaryot je CPM schopen zachytit velké kapičky obsahující sacharidy, lipidy a proteiny z prostředí.
Tento jev se nazývá pinocytóza. CPM eukaryotické buňky je také schopen zachytit pevné částice z prostředí (fenomén fagocytózy). Kromě toho je CPM zodpovědný za uvolňování metabolických produktů do životního prostředí.
2.2 — Schéma struktury eukaryotické buňky:
1 – buněčná stěna; 2 – cytoplazmatická membrána;
3 – cytoplazma; 4 – jádro; 5 – endoplazmatické retikulum;
6 – mitochondrie; 7 – Golgiho komplex; 8 – ribozomy;
9 – lysozomy; 10 – vakuoly
Jádro oddělené od cytoplazmy dvěma membránami obsahujícími póry.
Póry mladých buněk jsou otevřené, slouží k migraci prekurzorů ribozomů, messengeru a přenosu RNA z jádra do cytoplazmy.
Přednáška 3. Buněčná struktura
V jádře v nukleoplazmě jsou chromozomy, skládající se ze dvou vláknitých řetězcových molekul DNA spojených s proteiny. Jádro také obsahuje jadérko, bohaté na messenger RNA a spojené se specifickým chromozomem – nukleolárním organizátorem.
Hlavní funkcí jádra je podílet se na reprodukci buněk.
Je nositelem dědičné informace.
V eukaryotické buňce je jádro nejdůležitějším, nikoli však jediným nositelem dědičné informace. Část těchto informací je obsažena v DNA mitochondrií a chloroplastů.
mitochondrie - membránová struktura obsahující dvě membrány - vnější a vnitřní, vysoce složené.
Redoxní enzymy jsou koncentrovány na vnitřní membráně. Hlavní funkcí mitochondrií je zásobování buňky energií (tvorba ATP). Mitochondrie jsou samoreprodukující se systém, protože mají svůj vlastní chromozom - kruhovou DNA a další složky, které jsou součástí normální prokaryotické buňky.
Endoplazmatické retikulum (ES) je membránová struktura sestávající z tubulů, které pronikají celým vnitřním povrchem buňky.
Může být hladký nebo drsný. Na povrchu drsné ES jsou ribozomy větší než ribozomy prokaryot. Membrány ES také obsahují enzymy, které syntetizují lipidy, sacharidy a ty, které jsou odpovědné za transport látek v buňce.
Golgiho komplex - obaly zploštělých membránových váčků - nádrže, ve kterých se provádí balení a transport proteinů uvnitř buňky. K syntéze hydrolytických enzymů dochází také v Golgiho komplexu (místo tvorby lysozomů).
V lysozomy koncentrují se hydrolytické enzymy.
Zde dochází k rozkladu biopolymerů (bílkoviny, tuky, sacharidy).
Vakuoly oddělené od cytoplazmy membránami. Náhradní vakuoly obsahují náhradní živiny buňky a odpadní vakuoly nepotřebné metabolické produkty a toxické látky.
Samotestovací otázky
Jaké otázky studuje systematika jako věda?
2. Jaké úkoly jsou kladeny při klasifikaci mikroorganismů?
3. Jaké znáte taxonomické kategorie?
4. Co je to „názvosloví mikroorganismů“?
5. Jak se dělí mikroorganismy v závislosti na struktuře jejich buněčné organizace?
1. Jaké typy buněčné organizace znáte?
2. Které mikroorganismy se nazývají koenocytární?
Uveďte příklady takových mikroorganismů.
7. Vyjmenujte hlavní součásti prokaryotické buňky.
8. Jaký je rozdíl mezi grampozitivními a gramnegativními bakteriemi?
Pojmenujte chemické složení a funkce nukleoidu. Které buňky obsahují nukleoid?
10. Jakou funkci plní ribozomy v buňce? Jak se liší prokaryotické ribozomy od eukaryotických ribozomů?
11. Jaké je složení a funkce eukaryotické buněčné stěny?
12. Jaké rozdíly existují ve struktuře prokaryotických a eukaryotických buněk?
13. Jaké je chemické složení a funkce cytoplazmatické membrány prokaryotických a eukaryotických buněk?
Jakou roli hrají lysozomy v eukaryotické buňce?
15. Uveďte příklady Vám známých jednobuněčných organismů.
16. Definujte pojmy „fagocytóza“ a „pinocytóza“.
Literatura
1. Schlegel G.
Obecná mikrobiologie. – M.: Mir, 1987. – 500 s.
2. Mudretsova-Wiss K.A., Kudryashova A.A., Dedyukhina V.P. Mikrobiologie, sanitace a hygiena - Vladivostok: Nakladatelství FEGAEU, 1997. - 312 s.
3. Asonov N.R. Mikrobiologie.
— 3. vyd., revid. a doplňkové – M.: Kolos, 1997. – 352 s.
4. Elinov N.P. Chemická mikrobiologie - M.: Vyšší škola, 1989.–448 s.
Obecný plán stavby eukaryotické buňky
Typická eukaryotická buňka se skládá ze tří složek – membrány, cytoplazmy a jádra. Základ buňky skořápka sestává z plazmalemy (buněčné membrány) a sacharidovo-proteinové povrchové struktury.
1. Plazmalema .
2. Sacharidovo-proteinová povrchová struktura.
Strukturní organizace eukaryotické buňky Schéma struktury eukaryotické buňky
Živočišné buňky mají malou vrstvu bílkovin (glykokalyx) . U rostlin je povrchová struktura buňky buněčná stěna sestává z celulózy (vlákna).
Funkce buněčné membrány: udržuje tvar buňky a dodává mechanickou pevnost, chrání buňku, rozpoznává molekulární signály, reguluje metabolismus mezi buňkou a prostředím a provádí mezibuněčnou interakci.
Cytoplazma sestává z hyaloplazmy (hlavní substance cytoplazmy), organel a inkluzí.
Hyaloplasma Jedná se o koloidní roztok organických a anorganických sloučenin, který spojuje všechny buněčné struktury do jediného celku.
Mitochondrie mají dvě membrány: vnější hladkou vnitřní se záhyby - cristae. Uvnitř mezi cristae je matice, obsahující molekuly DNA, malé ribozomy a dýchací enzymy. K syntéze ATP dochází v mitochondriích. Mitochondrie se dělí štěpením na dvě části.
3. Plastidy charakteristické pro rostlinné buňky. Existují tři typy plastidů: chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty. Děleno dělením na dvě části.
Chloroplasty– zelené plastidy, ve kterých probíhá fotosyntéza. Chloroplast má dvojitou membránu.
Tělo chloroplastu se skládá z bezbarvého protein-lipidového stromatu, prostoupeného systémem plochých váčků (tylakoidů) tvořených vnitřní membránou. Tylakoidy tvoří granu. Stroma obsahuje ribozomy, škrobová zrna a molekuly DNA.
II. Chromoplasty dávají barvu různým rostlinným orgánům.
III. Leukoplasty uchovávat živiny. Z leukoplastů lze vytvořit chromoplasty a chloroplasty.
Endoplazmatické retikulum je rozvětvený systém trubek, kanálů a dutin. Existují negranulované (hladké) a zrnité (hrubé) EPS. Negranulární EPS obsahuje enzymy metabolismu tuků a sacharidů (dochází k syntéze tuků a sacharidů). Supragranulární ER obsahuje ribozomy, které provádějí biosyntézu proteinů. Funkce EPS: transport, koncentrace a uvolňování.
5. Golgiho aparát sestává z plochých membránových váčků a váčků. V živočišných buňkách plní Golgiho aparát sekreční funkci, v rostlinných buňkách je centrem syntézy polysacharidů.
Vakuoly naplněné mízou rostlinných buněk. Funkce vakuol: ukládání živin a vody, udržování tlaku turgoru v buňce.
7. Lysozomy kulovitý tvar, tvořený membránou, uvnitř které obsahuje enzymy, které hydrolyzují bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy a tuky.
Buněčné centrumřídí procesy buněčného dělení.
9. Mikrotubuly A mikrovlákna c tvoří buněčnou kostru.
Ribozomy eukaryota jsou větší (80S).
11. Inkluze – rezervní látky a sekrety – pouze v rostlinných buňkách.
Jádro sestává z jaderné membrány, karyoplazmy, jadérek, chromatinu.
Jaderný obal podobnou strukturou jako buněčná membrána, obsahuje póry. Jaderná membrána chrání genetický aparát před účinky cytoplazmatických látek. Řídí transport látek.
2. karyoplazma je koloidní roztok obsahující bílkoviny, sacharidy, soli a další organické a anorganické látky.
Nucleolus– kulovitý útvar, obsahuje různé proteiny, nukleoproteiny, lipoproteiny, fosfoproteiny. Funkcí jadérek je syntéza ribozomových embryí.
4. Chromatin (chromozomy). V ustáleném stavu (doba mezi děleními) je DNA rovnoměrně distribuována v karyoplazmě ve formě chromatinu.
Při dělení se chromatin přeměňuje na chromozomy.
Funkce jádra: jádro obsahuje informace o dědičných vlastnostech organismu (informační funkce); chromozomy přenášejí vlastnosti organismu z rodičů na potomky (funkce dědičnosti); jádro koordinuje a reguluje procesy v buňce (regulační funkce).
Všechny živé organismy, v závislosti na přítomnosti jádra, lze rozdělit do dvou velkých kategorií: prokaryota a eukaryota. Oba tyto termíny pocházejí z řeckého „karion“ – jádro.
Ty organismy, které nemají jádro, se nazývají prokaryota – prenukleární organismy s jadernou hmotou ve formě inkluzí. Struktura je poněkud odlišná. Na rozdíl od prokaryot mají eukaryota vytvořené jádro – to je jejich hlavní rozdíl. Mezi prokaryota patří bakterie, sinice, rickettsie a další organismy. Zástupci rostlin a živočichů mohou být klasifikováni jako eukaryota.
Struktura různých jaderných organismů je podobná. Jejich hlavními složkami jsou jádro a cytoplazma, které dohromady tvoří protoplast. Cytoplazma je polotekutá základní látka nebo, jak se také nazývá, hyaloplazma, která obsahuje buněčné struktury - organely, které plní různé funkce. Zvenčí je cytoplazma obklopena plazmatickou membránou. Rostliny mají kromě plazmatické membrány i tuhou buněčnou membránu. Cytoplazma hub obsahuje vakuoly - vezikuly, které jsou naplněny vodou s různými látkami rozpuštěnými v ní. Kromě toho buňka obsahuje inkluze ve formě rezervních živin nebo konečných produktů metabolismu. Strukturní rysy eukaryotické buňky jsou určeny funkcemi inkluzí nalezených v buňce.
Struktura a funkce eukaryotické buňky:
- Plazmatická membrána je lipidová dvojvrstva se zabudovanými proteiny. Hlavní funkcí plazmatické membrány je výměna látek mezi samotnou buňkou a prostředím. Plazmatická membrána také zajišťuje kontakt mezi dvěma sousedními buňkami.
- jádro - tento buněčný prvek má dvoumembránový obal. Tou hlavní je zachování dědičné informace – deoxyribonukleové kyseliny. Díky jádru se reguluje buněčná aktivita a genetický materiál se přenáší do dceřiných buněk.
- Mitochondrie – tyto organely jsou přítomny pouze v rostlinných a živočišných buňkách. Mitochondrie, stejně jako jádro, mají dvě membrány, mezi nimiž jsou vnitřní záhyby - cristae. Mitochondrie obsahují kruhovou DNA, ribozomy a mnoho enzymů. Díky těmto organelám probíhá kyslíková fáze buněčného dýchání (syntetizuje se kyselina adenosintrifosforečná).
- plastidy - se nacházejí pouze v rostlinných buňkách, protože jejich hlavní funkcí je provádět fotosyntézu.
- (retikulum) je celý systém zploštělých vaků - cisteren, dutin a trubic. Na endoplazmatickém retikulu (hrubém) jsou umístěny důležité organely – ribozomy. V nádržích sítě se izolují a dozrávají proteiny, které jsou také transportovány samotnou sítí. K syntéze steroidů a lipidů dochází na membránách hladkého retikula.
- Golgiho komplex - systém plochých jednomembránových cisteren a váčků připojených k rozšířeným koncům cisteren. Funkcí Golgiho komplexu je akumulace a transformace proteinů a lipidů. Vznikají zde i sekreční váčky, odstraňující látky mimo buňku. Struktura eukaryotické buňky je taková, že buňka má svůj vlastní mechanismus pro vylučování odpadních látek.
- lysozomy jsou jednomembránové vezikuly, které obsahují hydrolytické enzymy. Díky lysozomům buňka tráví poškozené organely a odumřelé buňky orgánů.
- ribozomy – existují dva typy, ale jejich hlavní funkcí je sestavení molekul bílkovin.
- Centrioly jsou systémem mikrotubulů, které jsou vytvořeny z molekul bílkovin. Díky centriolům se tvoří vnitřní kostra buňky a ta si může udržet stálý tvar.
Struktura eukaryotické buňky je složitější než struktura prokaryotické buňky. Díky přítomnosti jádra mají eukaryota schopnost přenášet genetickou informaci, čímž je zajištěna stálost jejich druhu.
1. Základy buněčné teorie
2. Obecný plán stavby prokaryotické buňky
3. Obecný plán stavby eukaryotické buňky
1. Základy buněčné teorie
Buňku poprvé objevil a popsal R. Hooke (1665). V 19. stol základy byly položeny v dílech T. Schwanna a M. Schleidena buněčná teorie struktura organismů. Moderní buněčná teorie může být vyjádřena v následujících ustanoveních: všechny organismy se skládají z buněk; Buňka je základní strukturální, genetická a funkční jednotka živých věcí. Vývoj všech organismů začíná jednou buňkou, proto je základní jednotkou vývoje všech organismů. U mnohobuněčných organismů se buňky specializují na provádění specifických funkcí.
V závislosti na strukturní organizaci se rozlišují tyto formy života: precelulární (viry) a buněčné. Mezi buněčnými formami se na základě charakteristik organizace buněčného dědičného materiálu rozlišují pro- a eukaryotické buňky.
Viry- jedná se o organismy, které mají velmi malé velikosti (od 20 do 3000 nm). Jejich životní aktivita může být prováděna pouze uvnitř buňky hostitelského těla. Tělo viru je tvořeno nukleovou kyselinou (DNA nebo RNA), která je obsažena v proteinovém obalu - kapsidě, někdy je kapsida pokryta membránou.
2. Obecný plán stavby prokaryotické buňky
Hlavní složky prokaryotické buňky: membrána, cytoplazma. Membrána se skládá z plazmalemy a povrchových struktur (buněčná stěna, pouzdro, sliznice, bičíky, klky).
Plazmalema má tloušťku 7,5 nm a na vnější části je tvořena vrstvou bílkovinných molekul, pod kterými jsou dvě vrstvy molekul fosfolipidů a dále je nová vrstva molekul bílkovin. Plazmalema má kanály vystlané molekulami proteinů, těmito kanály jsou transportovány různé látky jak do buňky, tak z buňky.
Hlavní složka buněčná stěna– murein. Mohou do něj být zabudovány polysacharidy, proteiny (antigenní vlastnosti) a lipidy. Dává buňce tvar, zabraňuje jejímu osmotickému otoku a prasknutí. Voda, ionty a malé molekuly snadno pronikají póry.
Cytoplazma prokaryotické buňky plní funkci vnitřního prostředí buňky, obsahuje ribozomy, mesozomy, inkluze a molekulu DNA.
Ribozomy– organely fazolového tvaru, složené z proteinu a RNA, menší (70S-ribozomy) než u eukaryot. Funkce: syntéza bílkovin.
Mezosomes– systém intracelulárních membrán, které tvoří složené invaginace a obsahují enzymy dýchacího řetězce (syntéza ATP).
Inkluze: lipidy, glykogen, polyfosfáty, proteiny, zásobní živiny
molekula DNA. Jedna haploidní kruhová dvouvláknová superkondenzovaná molekula DNA. Zajišťuje ukládání, přenos genetické informace a regulaci buněčné aktivity.
3. Obecný plán stavby eukaryotické buňky
Typická eukaryotická buňka se skládá ze tří složek – membrány, cytoplazmy a jádra. Základ buněčná membrána sestává z plazmalemy (buněčné membrány) a sacharidovo-proteinové povrchové struktury.
1. Plazmalema Eukaryota se liší od prokaryot tím, že mají méně bílkovin.
2. Sacharidovo-proteinová povrchová struktura.Živočišné buňky mají malou vrstvu bílkovin (glykokalyx). U rostlin je povrchová struktura buňky buněčná stěna sestává z celulózy (vlákna).
Funkce buněčné membrány: udržuje tvar buňky a dodává mechanickou pevnost, chrání buňku, rozpoznává molekulární signály, reguluje metabolismus mezi buňkou a prostředím a provádí mezibuněčnou interakci.
Cytoplazma sestává z hyaloplazmy (hlavní substance cytoplazmy), organel a inkluzí. Hyaloplazma obsahuje 3 typy organel:
dvoumembránové (mitochondrie, plastidy);
jednomembránové (endoplazmatické retikulum (ER), Golgiho aparát, vakuoly, lysozomy);
nemembránové (buněčné centrum, mikrotubuly, mikrofilamenta, ribozomy, inkluze).
1. Hyaloplasma je koloidní roztok organických a anorganických sloučenin. Hyaloplasma se může pohybovat uvnitř buňky - cyklóza. Hlavní funkce hyaloplazmy: médium pro umístění organel a inkluzí, médium pro výskyt biochemických a fyziologických procesů, spojuje všechny buněčné struktury do jediného celku.
2. Mitochondrie(„energetické stanice buněk“). Vnější blána je hladká, vnitřní má záhyby - cristae. Mezi vnější a vnitřní membránou je matice. Mitochondriální matrix obsahuje molekuly DNA, malé ribozomy a různé látky.
3. Plastidy charakteristické pro rostlinné buňky. Existují tři typy plastidů : chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty.
já Chloroplasty– zelené plastidy, ve kterých probíhá fotosyntéza. Chloroplast má dvojitou membránu. Tělo chloroplastu tvoří bezbarvé protein-lipidové stroma, prostoupené systémem plochých váčků (tylakoidů) tvořených vnitřní membránou.Tylakoidy tvoří granu. Stroma obsahuje ribozomy, škrobová zrna a molekuly DNA.
II. Chromoplasty dávají barvu různým rostlinným orgánům.
III. Leukoplasty uchovávat živiny. Z leukoplastů lze vytvořit chromoplasty a chloroplasty.
4. Endoplazmatické retikulum je rozvětvený systém trubek, kanálů a dutin. Existují negranulované (hladké) a zrnité (hrubé) EPS. Negranulární EPS obsahuje enzymy metabolismu tuků a sacharidů (dochází k syntéze tuků a sacharidů). Supragranulární ER obsahuje ribozomy, které provádějí biosyntézu proteinů. Funkce EPS: mechanické a tvarotvorné funkce; doprava; koncentrace a uvolnění.
5. Golgiho aparát sestává z plochých membránových váčků a váčků. V živočišných buňkách plní Golgiho aparát sekreční funkci. V rostlinách je centrem syntézy polysacharidů.
6. Vakuoly naplněné mízou rostlinných buněk. Funkce vakuol: ukládání živin a vody, udržování tlaku turgoru v buňce.
7 . Lysozomy– malé kulovité organely, tvořené membránou, uvnitř které jsou enzymy, které hydrolyzují bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy a tuky.
8. Buněčný střed. Funkcí buněčného centra je řídit proces buněčného dělení.
9. Mikrotubuly a mikrofilamenta dohromady tvoří buněčnou kostru živočišných buněk.
10. Ribozomy eukaryota jsou větší (80S).
11. Inkluze– rezervní látky a sekrety – pouze v rostlinných buňkách.
Jádro- nejdůležitější část eukaryotické buňky. Skládá se z jaderné membrány, karyoplazmy, jadérek a chromatinu.
1. Jaderný obal podobnou strukturou jako buněčná membrána, obsahuje póry. Jaderná membrána chrání genetický aparát před účinky cytoplazmatických látek. Řídí transport látek.
2. Karyoplazma je koloidní roztok obsahující bílkoviny, sacharidy, soli a další organické a anorganické látky. Karyoplazma obsahuje všechny nukleové kyseliny: téměř celou zásobu DNA, messenger, transportní a ribozomální RNA.
3. Nukleolus – kulovitý útvar, obsahuje různé proteiny, nukleoproteiny, lipoproteiny, fosfoproteiny. Funkcí jadérek je syntéza ribozomových embryí.
4. Chromatin (chromozomy). V ustáleném stavu (doba mezi děleními) je DNA rovnoměrně distribuována v karyoplazmě ve formě chromatinu. Při dělení se chromatin přeměňuje na chromozomy.
Funkce jádra: jádro obsahuje informace o dědičných vlastnostech organismu (informační funkce); chromozomy přenášejí vlastnosti organismu z rodičů na potomky (funkce dědičnosti); jádro koordinuje a reguluje procesy v buňce (regulační funkce).
Buňky, které tvoří tkáně zvířat a rostlin, se výrazně liší tvarem, velikostí a vnitřní strukturou. Všechny však vykazují podobnosti v hlavních rysech životních procesů, metabolismu, dráždivosti, růstu, vývoji a schopnosti měnit se.
Buňky všech typů obsahují dvě hlavní složky, navzájem úzce související – cytoplazmu a jádro. Jádro je odděleno od cytoplazmy porézní membránou a obsahuje jadernou šťávu, chromatin a jadérko. Polotekutá cytoplazma vyplňuje celou buňku a je prostoupena četnými tubuly. Na vnější straně je pokryta cytoplazmatickou membránou. To se specializovalo organelové struktury, trvale přítomné v buňce a dočasné formace - inkluze.Membránové organely : vnější cytoplazmatická membrána (OCM), endoplazmatické retikulum (ER), Golgiho aparát, lysozomy, mitochondrie a plastidy. Struktura všech membránových organel je založena na biologické membráně. Všechny membrány mají v zásadě jednotný strukturní plán a skládají se z dvojité vrstvy fosfolipidů, do kterých jsou v různých hloubkách na různých stranách ponořeny molekuly proteinů. Membrány organel se od sebe liší pouze soubory bílkovin, které obsahují.
Schéma struktury eukaryotické buňky. A - buňka živočišného původu; B - rostlinná buňka: 1 - jádro s chromatinem a jadérkem, 2 - cytoplazmatická membrána, 3 - buněčná stěna, 4 - póry v buněčné stěně, kterými komunikuje cytoplazma sousedních buněk, 5 - drsné endoplazmatické retikulum, b - hladké endoplazmatické retikulum , 7 - pinocytotická vakuola, 8 - Golgiho aparát (komplex), 9 - lysozom, 10 - tukové inkluze v kanálcích hladkého endoplazmatického retikula, 11 - buněčné centrum, 12 - mitochondrie, 13 - volné ribozomy a polyribozomy, 14 - vakuola , 15 - chloroplast
Cytoplazmatická membrána. Všechny rostlinné buňky, mnohobuněční živočichové, prvoci a bakterie mají třívrstvou buněčnou membránu: vnější a vnitřní vrstva se skládá z molekul bílkovin, střední vrstva se skládá z molekul lipidů. Omezuje cytoplazmu od vnějšího prostředí, obklopuje všechny buněčné organely a je univerzální biologickou strukturou. V některých buňkách je vnější membrána tvořena několika membránami těsně přiléhajícími k sobě. V takových případech se buněčná membrána stává hustou a elastickou a umožňuje buňce udržet si svůj tvar, jako například u euglena a nálevníků. Většina rostlinných buněk má kromě membrány na vnější straně také tlustý celulózový obal - buněčná stěna. Je dobře viditelný v běžném světelném mikroskopu a plní podpůrnou funkci díky tuhé vnější vrstvě, která dává buňkám jasný tvar.
Na povrchu buněk vytváří membrána podlouhlé výrůstky - mikroklky, záhyby, invaginace a výběžky, což značně zvyšuje absorpční nebo vylučovací povrch. Buňky se pomocí membránových výrůstků vzájemně spojují v tkáních a orgánech mnohobuněčných organismů, na záhybech membrán jsou umístěny různé enzymy podílející se na metabolismu. Vymezením buňky od okolí membrána reguluje směr difúze látek a zároveň je aktivně transportuje do buňky (akumulace) nebo ven (vylučování). Díky těmto vlastnostem membrány je koncentrace iontů draslíku, vápníku, hořčíku a fosforu v cytoplazmě vyšší a koncentrace sodíku a chloru nižší než v prostředí. Přes póry vnější membrány pronikají do buňky z vnějšího prostředí ionty, voda a malé molekuly dalších látek. Průnik relativně velkých pevných částic do buňky se provádí pomocí fagocytóza(z řeckého "phago" - požírat, "pít" - buňka). V tomto případě se vnější membrána v místě kontaktu s částicí ohýbá do buňky a vtahuje částici hluboko do cytoplazmy, kde dochází k jejímu enzymatickému štěpení. Kapky kapalných látek vstupují do buňky podobným způsobem; jejich vstřebávání se nazývá pinocytóza(z řeckého "pino" - nápoj, "cytos" - buňka). Vnější buněčná membrána plní i další důležité biologické funkce.
Cytoplazma 85 % tvoří voda, 10 % bílkoviny, zbytek objemu tvoří lipidy, sacharidy, nukleové kyseliny a minerální sloučeniny; všechny tyto látky tvoří koloidní roztok podobný konzistencí glycerinu. Koloidní látka buňky v závislosti na jejím fyziologickém stavu a povaze vlivu vnějšího prostředí má vlastnosti jak kapalného, tak elastického, hustšího tělesa. Cytoplazmou pronikají kanály různých tvarů a velikostí, které se nazývají endoplazmatického retikula. Jejich stěny jsou membrány, které jsou v těsném kontaktu se všemi organelami buňky a spolu s nimi tvoří jeden funkční a strukturální systém pro metabolismus a energii a pohyb látek v buňce.
Stěny tubulů obsahují drobné granule tzv ribozomy. Tato síť tubulů se nazývá granulární. Ribozomy mohou být umístěny roztroušeně na povrchu tubulů nebo tvoří komplexy pěti až sedmi i více ribozomů, tzv. polysomy. Jiné tubuly granule neobsahují, tvoří hladké endoplazmatické retikulum. Na stěnách jsou umístěny enzymy podílející se na syntéze tuků a sacharidů.
Vnitřní dutina tubulů je vyplněna odpadními produkty buňky. Intracelulární tubuly, tvořící složitý systém větví, regulují pohyb a koncentraci látek, oddělují různé molekuly organických látek a fáze jejich syntézy. Na vnitřních a vnějších površích membrán bohatých na enzymy se syntetizují bílkoviny, tuky a sacharidy, které se buď využívají v metabolismu, nebo se hromadí v cytoplazmě jako inkluze nebo jsou vylučovány.
Ribozomy nachází se ve všech typech buněk – od bakterií po buňky mnohobuněčných organismů. Jsou to kulatá tělíska sestávající z ribonukleové kyseliny (RNA) a proteinů v téměř stejném poměru. Určitě obsahují hořčík, jehož přítomnost udržuje strukturu ribozomů. Ribozomy mohou být spojeny s membránami endoplazmatického retikula, s vnější buněčnou membránou nebo mohou ležet volně v cytoplazmě. Provádějí syntézu bílkovin. Kromě cytoplazmy se v buněčném jádře nacházejí ribozomy. Vznikají v jadérku a poté vstupují do cytoplazmy.
golgiho komplex v rostlinných buňkách to vypadá jako jednotlivá těla obklopená membránami. V živočišných buňkách je tato organela zastoupena cisternami, tubuly a vezikuly. Produkty buněčné sekrece vstupují do membránových trubic Golgiho komplexu z tubulů endoplazmatického retikula, kde jsou chemicky přeskupeny, zhutněny a poté přecházejí do cytoplazmy a jsou buňkou buď využity nebo z ní odstraněny. V nádržích Golgiho komplexu jsou syntetizovány polysacharidy a kombinovány s proteiny, což vede k tvorbě glykoproteinů.
Mitochondrie- malá tyčinkovitá tělíska ohraničená dvěma membránami. Z vnitřní membrány mitochondrií vybíhají četné záhyby - cristae, na jejich stěnách jsou různé enzymy, pomocí kterých se provádí syntéza vysokoenergetické látky - kyseliny adenosintrifosforečné (ATP). V závislosti na aktivitě buňky a vnějších vlivech se mitochondrie mohou pohybovat, měnit svou velikost a tvar. Ribozomy, fosfolipidy, RNA a DNA se nacházejí v mitochondriích. Přítomnost DNA v mitochondriích je spojena se schopností těchto organel reprodukovat se tvorbou konstrikce nebo pučení během buněčného dělení a také syntézou některých mitochondriálních proteinů.
Lysozomy- malé oválné útvary, ohraničené membránou a rozptýlené po celé cytoplazmě. Nachází se ve všech buňkách zvířat a rostlin. Vznikají v extenzích endoplazmatického retikula a v Golgiho komplexu, zde jsou naplněny hydrolytickými enzymy, poté se oddělují a vstupují do cytoplazmy. Za normálních podmínek lysozomy tráví částice, které se dostávají do buňky fagocytózou a organelami odumírajících buněk Produkty lysozomů jsou vylučovány přes membránu lysozomů do cytoplazmy, kde jsou zahrnuty do nových molekul Při prasknutí membrány lysozomu se do cytoplazmy dostanou enzymy a trávit jeho obsah, což způsobuje buněčnou smrt.
Plastidy nachází se pouze v rostlinných buňkách a nachází se ve většině zelených rostlin. Organické látky se syntetizují a akumulují v plastidech. Existují tři typy plastidů: chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty.
chloroplasty - zelené plastidy obsahující zelené barvivo chlorofyl. Nacházejí se v listech, mladých stoncích a nezralých plodech. Chloroplasty jsou obklopeny dvojitou membránou. U vyšších rostlin je vnitřní část chloroplastů vyplněna polotekutou látkou, ve které jsou desky položeny paralelně k sobě. Spárované membrány desek, splývající, tvoří stohy obsahující chlorofyl (obr. 6). V každém stohu chloroplastů vyšších rostlin se střídají vrstvy molekul bílkovin a molekul lipidů a mezi nimi jsou umístěny molekuly chlorofylu. Tato vrstvená struktura poskytuje maximum volných povrchů a usnadňuje zachycení a přenos energie během fotosyntézy.
Chromoplasty - plastidy obsahující rostlinné pigmenty (červené nebo hnědé, žluté, oranžové). Jsou koncentrovány v cytoplazmě buněk květů, stonků, plodů a listů rostlin a dodávají jim vhodnou barvu. Chromoplasty vznikají z leukoplastů nebo chloroplastů v důsledku akumulace pigmentů karotenoidy.
Leukoplasty - bezbarvé plastidy umístěné v nezbarvených částech rostlin: ve stoncích, kořenech, cibulích apod. Škrobová zrna se hromadí v leukoplastech některých buněk, oleje a bílkoviny se hromadí v leukoplastech jiných buněk.
Všechny plastidy pocházejí ze svých předchůdců – proplastidů. Odhalili DNA, která řídí reprodukci těchto organel.
buněčné centrum, nebo centrosom, hraje důležitou roli v buněčném dělení a skládá se ze dvou centriol . Nachází se ve všech živočišných a rostlinných buňkách, kromě kvetoucích hub, nižších hub a některých prvoků. Centrioly v dělících se buňkách se podílejí na tvorbě dělicího vřeténka a jsou umístěny na jeho pólech. V dělící se buňce se jako první dělí buněčný střed a zároveň vzniká achromatinové vřeteno, které orientuje chromozomy při divergenci k pólům. Každá z dceřiných buněk opouští jeden centriol.
Mnoho rostlinných a živočišných buněk má speciální organoidy: řasy, vykonávající funkci pohybu (nálevníky, buňky dýchacích cest), bičíky(prvoci jednobuněční, samčí reprodukční buňky u zvířat a rostlin atd.). Včetně – dočasné prvky, které vznikají v buňce v určité fázi jejího života v důsledku syntetické funkce. Jsou buď použity, nebo odstraněny z buňky. Inkluze jsou také rezervní živiny: v rostlinných buňkách - škrob, kapičky tuku, bloky, silice, mnoho organických kyselin, soli organických a anorganických kyselin; v živočišných buňkách - glykogen (v jaterních buňkách a svalech), kapky tuku (v podkoží); Některé inkluze se hromadí v buňkách jako odpad - ve formě krystalů, pigmentů atd.
vakuoly - jedná se o dutiny ohraničené membránou; dobře exprimovaný v rostlinných buňkách a přítomný v prvokech. Vznikají v různých oblastech endoplazmatického retikula. A postupně se od ní oddělují. Vakuoly udržují tlak turgoru, koncentruje se v nich buněčná nebo vakuolární míza, jejíž molekuly určují její osmotickou koncentraci. Předpokládá se, že počáteční produkty syntézy - rozpustné sacharidy, proteiny, pektiny atd. - se hromadí v cisternách endoplazmatického retikula. Tyto shluky představují základy budoucích vakuol.
Cytoskelet . Jedním z charakteristických rysů eukaryotické buňky je vývoj v její cytoplazmě kosterních útvarů ve formě mikrotubulů a svazků proteinových vláken. Prvky cytoskeletu jsou úzce spojeny s vnější cytoplazmatickou membránou a jaderným obalem a tvoří komplexní vazby v cytoplazmě. Nosné prvky cytoplazmy určují tvar buňky, zajišťují pohyb intracelulárních struktur a pohyb celé buňky.
Jádro V jejím životě hraje hlavní roli buňka, jejím odstraněním buňka přestává fungovat a odumírá. Většina živočišných buněk má jedno jádro, ale existují i vícejaderné buňky (lidská játra a svaly, houby, nálevníky, zelené řasy). Červené krvinky savců se vyvíjejí z prekurzorových buněk obsahujících jádro, ale zralé červené krvinky je ztrácejí a nežijí dlouho.
Jádro je obklopeno dvojitou membránou prostoupenou póry, kterými je těsně spojeno s kanály endoplazmatického retikula a cytoplazmou. Uvnitř jádra je chromatin- spirálovité úseky chromozomů. Během buněčného dělení se mění v tyčinkovité útvary, které jsou dobře viditelné pod světelným mikroskopem. Chromozomy jsou složité komplexy proteinů a DNA tzv nukleoprotein.
Funkcí jádra je regulovat všechny vitální funkce buňky, které provádí pomocí hmotných nosičů dědičné informace DNA a RNA. Při přípravě na buněčné dělení se DNA zdvojnásobuje, při mitóze se chromozomy oddělují a přecházejí do dceřiných buněk, čímž je zajištěna kontinuita dědičné informace v každém typu organismu.
karyoplazma - kapalná fáze jádra, ve které se v rozpuštěné formě nacházejí odpadní produkty jaderných struktur
Nucleolus- izolovaná, nejhustší část jádra. Jadérko obsahuje komplexní proteiny a RNA, volné nebo vázané fosfáty draslíku, hořčíku, vápníku, železa, zinku a také ribozomy. Jadérko mizí před začátkem buněčného dělení a znovu se tvoří v poslední fázi dělení.
Buňka má tedy jemnou a velmi složitou organizaci. Rozsáhlá síť cytoplazmatických membrán a membránový princip struktury organel umožňují rozlišit mezi mnoha chemickými reakcemi probíhajícími současně v buňce. Každý z intracelulárních útvarů má svou strukturu a specifickou funkci, ale pouze jejich vzájemným působením je možné harmonické fungování buňky.Na základě této interakce se do buňky dostávají látky z prostředí, z ní jsou odváděny odpadní látky do vnější prostředí - tak dochází k metabolismu. Dokonalost strukturní organizace buňky mohla vzniknout až v důsledku dlouhodobé biologické evoluce, během níž se funkce, které plnila, postupně stávaly složitějšími.
Nejjednodušší jednobuněčné formy představují buňku i organismus se všemi jeho životními projevy. U mnohobuněčných organismů tvoří buňky homogenní skupiny – tkáně. Tkáně zase tvoří orgány, systémy a jejich funkce jsou určeny obecnou vitální aktivitou celého organismu.
Rozdělí všechny buňky (resp živé organismy) na dva typy: prokaryota A eukaryota. Prokaryota jsou bezjaderné buňky nebo organismy, které zahrnují viry, prokaryotické bakterie a modrozelené řasy, ve kterých se buňka skládá přímo z cytoplazmy, ve které je umístěn jeden chromozom - molekula DNA(někdy RNA).
Eukaryotické buňky mají jádro obsahující nukleoproteiny (histonový protein + komplex DNA), stejně jako další organoidy. Eukaryota zahrnují většinu moderních jednobuněčných a mnohobuněčných živých organismů známých vědě (včetně rostlin).
Struktura eukaryotických granoidů.
|
Název organoidu |
Organoidní struktura |
Funkce organoidu |
|---|---|---|
|
Cytoplazma |
Vnitřní prostředí buňky, ve kterém se nachází jádro a další organely. Má polotekutou, jemnozrnnou strukturu. |
|
|
Ribozomy |
Malé organoidy kulovitého nebo elipsoidního tvaru o průměru 15 až 30 nanometrů. |
Zajišťují proces syntézy proteinových molekul a jejich sestavení z aminokyselin. |
|
Mitochondrie |
Organely, které mají širokou škálu tvarů – od kulovitých až po vláknité. Uvnitř mitochondrií jsou záhyby od 0,2 do 0,7 µm. Vnější plášť mitochondrií má dvoumembránovou strukturu. Vnější membrána je hladká a na vnitřní jsou křížovité výrůstky s dýchacími enzymy. |
|
|
Endoplazmatické retikulum (ER) |
Systém membrán v cytoplazmě, který tvoří kanály a dutiny. Existují dva typy: granulární, který má ribozomy, a hladký. |
|
|
Plastidy(organely charakteristické pouze pro rostlinné buňky) jsou tří typů: |
Dvoumembránové organely |
|
|
Leukoplasty |
Bezbarvé plastidy, které se nacházejí v hlízách, kořenech a cibulích rostlin. |
Jsou dalším rezervoárem pro ukládání živin. |
|
Chloroplasty |
Organely jsou oválného tvaru a zelené barvy. Od cytoplazmy jsou odděleny dvěma třívrstvými membránami. Chloroplasty obsahují chlorofyl. |
Přeměňují organické látky z anorganických pomocí sluneční energie. |
|
Chromoplasty |
Organely žluté až hnědé barvy, ve kterých se hromadí karoten. |
Podporujte vzhled žlutě, oranžově a červeně zbarvených částí rostlin. |
|
Lysozomy |
Organely jsou kulatého tvaru o průměru asi 1 mikron, na povrchu mají membránu a uvnitř komplex enzymů. |
Trávicí funkce. Tráví částice živin a odstraňují odumřelé části buňky. |
|
golgiho komplex |
Může mít různé tvary. Skládá se z dutin ohraničených membránami. Z dutin vybíhají trubicovité útvary s bublinkami na koncích. |
|
|
Buněčné centrum |
Skládá se z centrosféry (hustý úsek cytoplazmy) a centrioly – dvou malých tělísek. |
Plní důležitou funkci pro dělení buněk. |
|
Buněčné inkluze |
Sacharidy, tuky a bílkoviny, které jsou nestálými složkami buňky. |
Náhradní živiny, které se používají pro fungování buněk. |
|
Organoidy pohybu |
Bičíky a řasinky (výrůstky a buňky), myofibrily (vláknité útvary) a pseudopodia (neboli pseudopodi). |
Vykonávají motorickou funkci a také zajišťují proces svalové kontrakce. |
Buněčné jádro je hlavní a nejsložitější organelou buňky, proto ji budeme uvažovat
