CYTOLOGIE – NAUKA O BUŇCE

Buněčné organismy - prokaryota (bakterie, sinice)- eukaryota (živočichové, rostliny, houby)

Větší soubory stejných buňek tvoří tkáně

ŽIVOČIŠNÁ BUŇKA

Tvar

- závisí na druhu a funkci buňky a na uložení buňky ve tkáni

Velikost

- průměrně 10-20µm

- nejmenší buňky – 2-4µm (př. červené krvinky)

- největší – 150µm (vajíčko)

- nejdelší – nervová buňka – výběžky dlouhé až 1m

Struktura buňky

Cytoplazmatická membrána

- šířka 7-10 nm- ohraničuje buňku- složena z bílkovin a dvojvrstvy fosfolipidů

Funkce cytopl. membrány:

- výměna látek a energie mezi buňkou a okolím - udržení homeostázy buňky- umožnění průběhu složitých reakcí – obsahuje enzymy a receptory- nese imunologické vlastnosti buňky

Transport látek přes cytoplazmatickou membránu:

- pasivní – difúze – dle koncentračního spádu

- aktivní (př. Na, K) – spotřeba energie z ATP, nutný bílkovinný přenašeč

- fagocytóza (odumřelé b., bakterie, cizorodé látky) – vchlípení membrány

- pinocytóza (tekutiny a makromolekuly) – vchlípení membrány

- exocytóza – opačný proces k fago- a pinocytóze, výdej látek

Povrch buňky

- mikroklky – nepohyblivé výběžky (př. střevní b.)

- řasinky – pohyblivé výběžky (př. řasinkový epitel v průdušnici)

- bičíky – př. spermie

Cytoplazma

- prostředí v němž jsou uloženy buněčné organely, cytoplazmatické inkluze a cytoskelet

Buněčné organely

• Endoplazmatické retikulum

- systém membrán tvořící cisterny a kanálky- spojuje se s cytoplazmatickou membránou, jádrem či mitochondriemi- účastní se syntézy a transportu bílkovin

- granulární (drsné) – obaleno ribozómy – syntéza bílkovin- agranulární (hladké) – transport látek

• Ribozómy

- tvořeny ribozomální RNA a bílkovinami - skládají se ze dvou podjednotek – velké a malé

- funkce – proteosyntéza (tvorba bílkovin)

• Golgiho komplex

- tvořen plochými cisternami ležícími srpovitě vedle sebe, skupinami větších vakuol a malými kulovitými váčky (sekreční granula)

- funkce – transport a úprava produktů ribozómů na ER (enzymy, hormony)

• Lysozómy

- váčky kulovitého tvaru obsahující enzymy – rozkládají makromolekuly (bílkoviny, polysacharidy, lipidy, nukleové kyseliny)

- účastní se likvidačních („čistících“) procesů - fagozómy

• Mitochondrie

- přítomny ve všech živočišných buňkách

- zevní membrána – hladká, tvoří kulovitý nebo oválný obal- vnitřní membrána – tvoří uvnitř hřebeny či tubičky- základní hmota   (matrix) – osahuje DNA, ribozómy, enzymy a

mitochondriální granula

- funkce – tvorba energie (dýchací řetězec, metabolizmus mastných kyselin a steroidů)

- autoreprodukce mitochondrií (rychle se opotřebovávají)

Cytoplazmatické inkluze

- formované zplodiny látkové přeměny (zrnka, kapky apod.)- nejsou metabolicky aktivní – zásobní nebo odpadní charakter- např. tukové kapénky, pigmenty (lipochrom, melanin, lipofuscin,

hemosiderin), glykogen, bílkovinné krystaloidy

Cytoskelet

- zajišťuje tvar a pohyb buněk

- mikrotubuly (tvořeny tubulinem) = minitrubičky – tvoří centriol, bičíky, řasinky – umožňují pohyb a dělení buněk

- mikrofilamenta (tvořeny aktinem, myosinem) = vlákénka– umožňují změn tvaru a kontrakci buňky

Buněčné jádro

- tvar závisí na typu buňky- velikost je pro určitý typ buněk konstantní, větší u mitoticky aktivních

mladých buněk, menší u zralých buněk- podle počtu jader – buňky jednojaderné nebo mnohojaderné

Jaderný obal

- vnější a vnitřní membrána s póry (překlenuty diafragmou)- vnější membrána může plynule přecházet do endoplazmatického retikula

Jaderný chromatin

- tvořen chromozómy – skládají se z DNA a bílkovin (histonů) – nukleozóm – šroubovice – chromatida

- centromera – rozděluje chromozóm na dvě různě dlouhá ramena (chromatidy)

- heterochromatin – svinutá molekula DNA (tmavé oblasti)- euchromatin – rozvinutá molekula DNA (světlé oblasti)

- tvar, počet a velikost chromozómů tvoří karyotyp – charakteristický pro konkrétní druh

- diploidní buňky – většina b., dvě sady chromozómů (2n)- haploidní buňky – pohlavní b., jedna sada chromozómů (n)

Jaderný obal

- vnější a vnitřní membrána s póry (překlenuty diafragmou)- struktura podobná cytopazmatické membráně (dvojvrstva fosfolipidů a

bílkoviny)- vnější membrána může plynule přecházet do endoplazmatického retikula

Jadérko

- jeho přítomnost, tvar, velikost a počet jsou proměnlivé dle typu buňky, její zralosti, diferenciace a funkční aktivity

- důležité při syntéze bílkovin (produkuje ribozomální RNA)

DĚLENÍ BUŇEK

1. Nepřímé (mitóza)2. Redukční (meióza)3. Přímé (amitóza) – vzácně

Buněčný cyklus

G1-fáze- intenzivní tvorba RNA a bílkovin, zmnožení mitochondrií

S-fáze (syntetická)- replikace DNA (zdvojnásobení genů)

G2-fáze- tvorba RNA a bílkovin- ukončena zahájením mitózy

M-fáze (mitotická)- mitóza

G1-S-G2-fáze = Interfáze (období mezi dvěma děleními)MITÓZA

- nejčastější způsob dělení- přesné rozdělení genetické informace v dceřiných buňkách

1. Profáze - zvětšení b.- rozpad jaderného obalu, mizí jadérko- rozdělení centriolu na dva a vznik dělícího vřeténka- podélné rozdělení chromozómů na dvě identické chromatidy spojené

v místě centromery- promísení cytoplazmy a karyoplazmy

2. Metafáze - seskupení chromozómů ve střední rovině – monaster- upnutí vlákének dělícího vřeténka do centromer chromatid- oddělení jednotlivých chromatid od sebe

3. Anafáze - vzdalování chromozómů od sebe a přibližování k centriolům – diaster- zaškrcování buňky ve středové rovině

4. Telofáze - rekonstrukce dceřiného jádra a jadérka- oddělení buněk-

MEIÓZA

- dělení pohlavních buněk- redukce počtu chromozómů (diploidní x haploidní počet)

I. zrací dělení

1. Profáze - dlouhá

a) leptotenní stádium - spiralizace (zviditelnění) chromozómů

b) zygotenní stádium

- přikládání homologních chromozómů k sobě

c) pachytenní stádium - podélné rozdělení chromozómů na dvě chromatidy- výměna genetickho materiálu mezi homologními chromozomy – crossing

over

d) diplotenní stádium - oddělování homologních chromozómů od sebe, zůstává spojení v místě

křížení a centromeře

e) diakineze - pokračuje oddělování homologních chromozómů, spojeny pouze

v centromeře

2. Metafáze 3. Anafáze } jako u mitózy4. Telofáze

II. zrací dělení

- podobné mitóze- vznik čtyř dceřiných buněk s polovičním množstvím chromozomů

AMITÓZA

- nepřesné rozdělení genetického i cytoplazmatického materiálu do dceřiných buněk

- vzácné, spíše jako artefakt

FYZIOLOGIE BUŇKY(PROJEVY ŽIVOTA)

Pohyb- améboidní (bílé krvinky) – změnou tvaru buňky- řasinkový (řasinkový epitel) – kmitání řasinek- bičíkový (spermie) – kmitání bičíku

Metabolismus- příjem látek- chemická přeměna látek (na energii a stavební materiál)- výdej látek

Dráždivost- schopnost buněk reagovat na podněty z vnějšího prostředí (fyzikální,

chemické, biologické)- nejvíce vyvinuta u b. nervových

Rozmnožování- buněčné dělení

Růst- zvětšování velikosti b.

Diferenciace- specializace pro svou funkci- diferenciované b. se dále:dělí – většina b.nedělí – nervové a svalové b.dělí se podle potřeby – vazivové b., bílé krvinky

Stárnutí a smrt (apoptóza)- geneticky naprogramované- zpomalení reakcí, změna stability struktur, změny v genetické informaci,

pokles tvorby bílkovin a enzymů, hromadění metabolitů, narušení struktury b.