Buňka

Buňka představuje základní strukturní a funkční jednotku všech živých soustav, s výjimkou virů. Je tedy

základem všech orgánů a tvoří i náš organismus.

Obecné znaky buňky

Buňka: • má vlastní genetický a proteosyntetický aparát

• provádí vlastní energetický metabolismus

• je ohraničena membránou (reguluje pohyb látek dovnitř a ven)

Věda, která se zabývá všemi jevy na úrovni buněk, se nazývá cytologie.

Společné vlastnosti všech buněk se jsou nazývány jako obecné vlastnosti buněk.

• jednotný princip chemického složení

• stejná struktura

• stejné základní biochemické procesy

• také stejný způsob rozmnožování.

Buněčná teorie

Buňku jako první pozoroval mikroskopem Robert Hooke (žil v letech 1635-1703), roku 1663.

Asi o 150 let později byla zformulována buněčná teorie. Tu je možno shrnout do čtyř základních bodů:

• buňky tvoří všechnu živou hmotu na Zemi

• předchůdcem každé buňky je jiná buňka

• informace potřebné pro život včetně informací pro rozmnožování získávají buňky z generaci na

generaci

• v každé živé buňce probíhají biochemické reakce, které se označují jako metabolismus

Buňky mohou mít různou velikost i tvar, ale přesto jsou určité znaky, podle kterých lze

buňky dělit. Nejjednodušší dělení představují dvě skupiny buněk: buňky prokaryotické a buňky

eukaryotické

Prokaryotická buňka

Do této skupiny patří buňky bakterií a sinic.

– vznik před 3,6 – 3,8 mld let

Anatomická stavba buňky:

− povrchové struktury (cytoplazmatická membrána, buněčná stěna, slizový obal, pouzdra

z polysacharidů nebo z bílkovin)

− protoplast = živý obsah buňky (cytoplazma, nukleoid, plazmidy, ribozómy, tylakoidy, mezozomy,

buněčné inkluze)

− organely pohybu (bičíky, brvy)

Cytoplazmatická membrána – ohraničuje buňku od okolí, selektivně propouští látky do buňky a

ven a navíc uvolňuje energii z organických látek. Je tvořena dvojvrstvou fosfolipidů a bílkovinami. U

fotoautotrofních prokaryot se od povrchové membrány oddělují tylakoidy, které realizují fotosyntézu.

Vychlípeninami membrány jsou také mezozomy které se podílejí na uvolňování energie v buňce a mají

uplatnění při dělení buňky.

Buněčná stěna – tuhý obal, uděluje buňce tvar a chrání ji před vlivy vnějšího prostředí, podstatně se liší

od buněčných stěn rostlin i hub (obsahuje hlavně peptidoglykany – murein a pseudomurein).

Cytoplazma je viskózní, koncentrovaný roztok mnoha malých i velkých molekul, vyplňuje prostor

buňky. Je chudá na membránové struktury. Hojně zastoupeny jsou zde ribozómy (v klidovém stadiu

několik set, v rostoucím až 30000 – probíhá zde tvorba bílkovin = proteosyntéza) a buněčné inkluze.

Nukleoid (nepravé jádro, jaderná hmota) prokarytních buněk je tvořen jediným chromozomem (což je

jediná do kruhu uzavřená molekula DNA) a není od cytoplazmy oddělen biomembránou. Mimojadernou

genetickou informaci nesou plazmidy (malé kruhové úseky DNA).

U některých bakterií zajišťují pohyb buněk bičíky nebo brvy.

Eukaryotická buňka

Do skupiny eukaryotních buněk patří buňky hub, rostlin a živočichů (mnohobuněčných i

jednobuněčných).

Eukaryotická buňka ve srovnání s prokaryotickou:

– je podstatně větší

– má jinou strukturu jádra a jaderných chromozomů

– obsahuje mnoho biomembránových organel.

Chemické složení:

chemické prvky se v rostl. buňce vyskytují převážně ve formě sloučenin

1) organické – sacharidy, lipidy, bílkoviny, nukleové kyseliny

2) anorganické – voda, soli, plyny, ionty

VODA- v buňce 60 – 90 %

množství vody záleží na druhu rostliny, na druhu orgánu a prostředí

význam vody – 1) rozpouštědlo živin a umožňuje přesun látek

2) fotosyntéza

SOLI – vyskytují se v b. ve formě uhličitanů, chloridů a fosforečnanů, podílí se na udržení stálého pH

PLYNY – kyslík, oxid uhličitý, uhlík, rozpouští se ve vakuolách, u vodních rostl. jsou v mezibuněčných

prostorách

BÍLKOVINY – tvoří hlavní část cytoplazmy, součást biomembrán, buněčného jádra, enzymů, hormonů

a zdroj energie

NUKLEOVÉ KYS. – v jádře, jsou podstatou dědičnosti ve všech živých organismech, řídí tvorbu

bílkovin v těle

– DNA = deoxyribonukleová kyselina, dvojitá šroubovice

– RNA = ribonukleová kyselina, jednoduchá šroubovice (m-RNA, t-RNA, r-RNA)

SACHARIDY – zdroj energie, tvoří se během fotosyntézy, jsou součástí nukleových kyselin

Monosacharidy – fruktóza, glukóza

Disacharidy – řepný cukr, laktóza – mléčný cukr, maltóza – sladový cukr

Polysacharidy – stavební: celulóza u rostlin, chitin u hub, zásobní: škrob, glykogen

LIPIDY – jsou ve vodě nerozpustné, zdroj. E, ukládají se v plodech a semenech, v buňkách volně v

tukových kapičkách, součást biomembrán

Anatomická stavba buňky:

1. Základní cytoplazma – bezbarvá, polotekutá, průhledná látka, tvoří základní hmotu buňky

složení – voda 70 – 80 %

bílkoviny 10 – 20 %

tuky, cukry, RNA

význam – jsou v ní uloženy všechna organely, je v neustálém pohybu = význam pro výměnu látek z b. do

b. a z b. do prostředí

Je to tekutá složka buňky skládající se z koloidních roztoků . Má slabě kyselou až neutrální

povahu, chemické složení je mírně proměnlivé, udržuje se stav dynamické rovnováhy. Dříve

považována za bezstrukturní, pak objeveny elementy cytoskeletu a síť mikrotrabekulů, která spojuje

všechny struktury a tvoří kostru buňky → vnitrobuněčný transport. Mezi trabekuly je tekutá fáze.

Funkce: je prostředím pro organely, probíhají v ní biochemické pochody.

2. povrchové struktury:

– Cytoplazmatická membrána

−jedná se o plošné útvary, jejichž základem je lipoproteinová dvojvrstva z molekul fosfolipidů a

bílkovin.

−odděluje cytoplazmu od okolí

−je polopropustná (semipermeabilní), čímž umožňuje selektivní výměnu látek mezi b. a

prostředímj

−Vznikají z ní organely (vakuola, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát…).

−Některé organely jsou ohraničeny dvojitou biomembránou – dvojmembránové organely (

chloroplasty, mitochondrie a jádro).

Biomembrána má charakter fluidní mozaiky. Fluidní znamená, že se složky neustále pohybují a

mozaika proto, že bílkoviny jsou rozmístěny nepravidelně. Glykokalyx ( buněčný plášť, povlak) je

tenká vrstva glykoproteinů na vnější straně membrány. Funkce je ochrana a příjem informací z okolí

(receptory).

– Buněčná stěna – těsně přiléhá k cytoplaz. membráně, pouze v rostlin. buň. a bakteriích, zaručuje

pevnost b., chrání ji před vlivy prostředí, omezuje velkost vnitřku, chrání před zvětšováním

složení – z celulózy, hemicelulozy, pektiny křemíku a různé vosky

3. Jádro – ( nucleus, karyon )

nejdůležitější org., základ dědičnosti, v době dělení jádra se tvoří z chromatinu chromozomy (člověk má

46 chromozomů v tělní buňce), počet chromozomů v tělních b. je DIPLOIDNÍ 2n

Haploidní – n počet chromozomů v b., v pohlavní b. 23

4. buněčné organely:

– Mitochondrie – jsou oválné počet 1 i více, slouží k dýchání, ukládá se do ní veškerá činnost b. a

energie

http://mujweb.atlas.cz/Veda/mitochondrie/

– Plastidy – pouze v rot. b.

1) leukoplasty -v neosvětlených částech ( kořen, vnitřek stonku ), hromadí se v nich zásobní l.

2) chromoplasty . obsahují barviva – karoteny a xantofyly v červených, žlutých a oranžových, plodech,

květech, jsou nerozpustná ve vodě

3) chloroplasty- obsahují zelené barvivo chlorofyl, poutá světelnou energii = fotosyntéza

– Endoplazmatické retikulum – je membránový systém, na některé připojeny ribozomy = drsné ER =

syntéza bílkovin, hladké ER – syntetizují glykolipidy

– Golgiho aparát – soustava měchýřků, upravují produkt, vytvořené na ribozomech, vyměšují je z b.

– Lyzozomy – pouze v živ. b., drobné měchýřky, pohlcují cizorodý materiál, obsahují enzymy, štěpí

tuky, cukry, bílkoviny

– Vakuola – najdeme v rost. b., v mládí má b. několik vakuol, ve stáří srůstají v jednu centrální vakuolu,

zaujímá 90% b.

složení – 95 % voda a různé látky = šťáva buněčná

pH se pohybuje okolo 5,5 -6,5

sacharóza( cukrová řepa), alkaloidy (nikotin), organické kys. (kys. šťavelová), barviva (umožňují

zbarvování květů), sodík, vápník (minerální prvky)

5. Buněčné inkluze – škrobová zrna, mikrokapénky tuků, krystalické inkluze

Seminární Práce: Jiří Jón, IV. A, 12.12. 2003 http://biologie.kacena.com/index.php?art=seminarky

EUKARYOTNÍ BUŇKA

http://maturuj.kvalitne.cz/biologie/otazky/eukaryotni_bunka.htm

ŽIVOČIŠNÁ BUŇKA

Živočišná buňka je vždy eukaryotická. Má téměř shodnou stavbu s eukaryotickou buňkou rostlinnou. Podstatné

rozdíly ale najdeme v způsobu výživy (biochemická aktivita). Živočišné buňky jsou tvarově velmi rozmanité a

specializované. Nezvětšují se, ale pouze mění svůj tvar v závislosti na fci. Nejjednodušší je tvar ovoidní (žloutek)

a nejsložitější bývají nervové buňky, jejichž výběžky ovšem dosahují délky až 120 cm. Tvarově nejrozmanitější

jsou buňky prvoků. Typické také je, že buňky se stejnou funkcí mají stejný nebo podobný tvar, přestože se

vyskytují u různých živočišných druhů.

Mívá jedno jádro, s výjimkou b. jaterních nebo chrupavek, které mohou mít jádra dvě. Nálevníci a trepky mají

jádra (makronokleus, mikronukleus) rozlišená jak morfologicky tak funkčně. Až sto jader mají b. odbourávající

kostní tkáň (osteoklasty), naopak červené krvinky jsou bezjaderné.

Mnohojaderné útvary mohou vznikat i následovně:

– – Plasmodium – dělením jádra, přičemž cytoplazma se nedělí

– – Syncytium (srdeční tkáň) – splynutím více buňek v jeden útvar

Stálý vztah mezi množstvím cytoplazmy a jádra je udáván tzv. nukleocytoplazmovým poměrem.

Rozmnožování eukaryotické buňky

MITOZA:

= buněčné dělení nepřímé

před dělením buňky dochází k rozdělení jejího jádra = karyokineze

zaručuje rovnoměrné rozdělení jaderné hmoty

následuje rozdělení matečné b. = cytokyneze

4. fáze:

• • Profáze : zkracují se chromozomy, ztlušťují se, jou vidět, rozpouští se jaderná blána, z části

cytoskelerátního ( z mikrotubulů) aparátu se vytvoří dělící vřeténko.

• • Merafáze: chromozomy se seřadí centromerami do centrální roviny b.

• • Anafáze : chromozomy se v místě centomera podélně rozdělí a chromatidy se zkracují, poloviny

chromozom jsou přitahovány k pólům

• • Telofáze : zaniká dělící vřeténko, chromozomy se protahují a přestávají být vidět, vytváří se jaderná blána

a cytoplazmatická přepážka rozdělí mateřskou b. na dvě dceřiné

MEIOZA:

je zvláštní druh b. rozmnožování, pří němž vznikají diploidní pohlavní b. gamety a haploidní výtrusy spory, v

každé b. jsou chromozomy v párech samčí n a samičí n

párové chromozomy = homologické chromozomy

Meioza se uskutečňuje ve dvou za sebou jdoucích děleních ( mitóz )

1) první zrací dělení ( redukční ) –

• • Profáze I -rozpouští se blána a jadérko, chromozomy jsou vidět, párové chromozomy se spojují =

chromatidové tetrády, přičemž dochází někdy k výměně jejich chromatid = crossing over

• • Metafáze I – se tetrády svými centromeremi uspořádají v centrální rovině b.

• • Anafáze I – oddělení tetrád, zkracující se mikrotubuly dělícího vřeténka táhnou chtomouzomy k opačným

koncům b., každý chromozom sestává ze dvou chromatid

• • Telofáze I – mateřská b. se rozdělí na dvě dceřiné haploidní b.

2) zrací dělení ( ekvační)-

je mitozou obou dceřiných haploidních b.

zahrnuje 4. mitotické fáze

• • Profáze II : v každé dceřiné b. se vytvoří dělící vřeténko

• • Metafáze II : centromery chromozomů. se rozdělí a chromatidy jsou taženy k opačným koncům b.

• • Telofáze II : obě dceřiné b. se rozdělí, vzniknou čtyři b. s haploidním počtem chromatid, ty se prodlužují,

přestávají být viditelné, dochází k replikaci DNA a duplikaci chromatid, b. se postupně diferencují v pohlavní

b.