25.2.2015
BUNĚČNÉ JÁDRO FYZIOLOGIE BUŇKY
• Buněčné jádro- v něm genetická informace • Úkoly jádra-1) regulace dělení, zrání a funkce buňky; • -2) přenos genetické informace do nové buňky; • -3) syntéza informační RNA (messenger RNA, mRNA) • „ přenosové RNA (transfer RNA, tRNA) • „ ribosomální RNA (rRNA); • a jejich transport do cytoplasmy;
• Jaderný obal-membrána – 2 listy, mezi nimi perinukleární cisterna; • Zevní membrána – přechází v membránu endoplasmatického retikula, • na ní lokalizovány ribozomy: organely 20-25 Ă o 2 podjednotkách: • syntetizují peptidový řetězec; • vnitřní membrána- souvisí s tzv. perinukleární cisternou, přerušena tisíci jadernými póry 50-70 nm překrytými jemnou 5 um širokou membránou;
• uvnitř jádra- chromatin-bazofilní materiál viditelný během interfáze dělení jádra• skladba: komplex DNA (deoxyribonukleinová kyselina) + protein; • během mitózy chromatin uspořádán do chromozomů-nesou genetickou informaci; • chromozomy při interfázi-řídí metabolismus a diferenciaci buňky, • -připravují další mitózu;
JADÉRKO
ENDOPLASMATICKÉ RETIKULUM (ER)
• -viditelné během interfáze • umístění-buď v karyoplasmě nebo na vnitřní straně jaderné membrány; není ohraničeno membránou; obsahuje RNA a proteiny; • jadérko-funkčně obsahuje část chromatinu syntetizujícího rRNA (ribozomální RNA); • Funkce ribozomů z jadérka: syntéza proteinů
• cisterny, lamely, sakuly (váčky), 30x větší povrch než buňka; • dělení endoplasmatického retikula: granulární (ribozomy) • agranulární (bez nich) • vnitřní prostor ER komunikuje s perinukleární cisternou
1
25.2.2015
GOLGIHO APARÁT • ad) granulární ER-je na povrchu do cytoplasmy, obsahuje ribosomy a polyribosomy-zapojeny do proteosyntézy, pak transportovány do Golgiho aparátu; • ad) agranulární ER- hladké- bez granul-tubuly a cisterny bez ribozomů • funkce: syntetizují lipidy (fosfolipidy, cholesterol) enzymy kontrolující glykogenolýzu detoxikace akumulace Ca2+ iontů
LYSOZOMY • intracelulární trávicí aparát - tvoří se v Golgiho aparátu-kulovité útvary se 40 kyselými hydrolázami (enzymy) • štěpí proteiny, nukleové kyseliny, mukopolysacharidy, lipidy,glykogen; • uvnitř pH 5-6 udržované protonovou pumpou (H-ATPázou)
MITOCHONDRIE • organely-produkují základní energii buňky • struktura-2 membrány, cristae (vnitřní membrány)- granula, DNA, lipidy, glykogen; • enzymy pro oxidaci živin-tvorba makroergních vazeb ATP, který transportován do tkání dle potřeby
• cisterny+ lamely- vázán k endoplasmatickému retikulu; • kontrolován buněčným jádrem • z endoplasmatického retikula odškrcovány transportní vesikuly do Golgiho aparátu (lysozomy, sekreční vesikuly); • funkce-syntéza polysacharidů, glykoproteinů;
Peroxizomy • spíš v ER než v Golgiho aparátu- obsahují peroxidázu, katalázu, dehydrogenázu D aminokyselin a urikázu; • funkce- redukce H2O2 , redukují v těle nebezpečné látky
CENTRIOLY • cylindrická tělíska - obsahují DNA• funkce: duplikace (zdvojení) na začátku mitózy a každý pár cestuje na opačný pól jádra; • tvorba cilií (řasinek)
2
25.2.2015
CYTOSKELET • „kostra“ buňky – filamenta, tubuly, trabekuly skrz celou buňku- dynamická organizace cytoplasmy a transport buňkou, fixuje tvar buňky;
BUNĚČNÉ MEMBRÁNY • plasmatická-ohraničuje buňku,-zajišťuje integritu buňky,-chrání buňku před zevními vlivy, drží tvar buňky, udržuje stálé intracelulární prostředí, reguluje extracelulární tekutinu; • skladba- lipidy, fosfatidilcholin, polární „hlavičky“ orientovány vně buňky, lipidy dovnitř; • hlavičky váží glykolipidy a oligosacharidy, • hydrofobní část lipidů uvnitř tvoří 2 hydrokarbonové řetězce (olejová fáze);
MEZIBUNĚČNÉ KONTAKTY • Proteiny- zanořeny do lipidové vrstvy (kanály) hydrofilními konci na povrch; • proteiny jsou částí iontových kanálů a receptorových systémů (25-75% hmotnosti membrány); • plášť membrány- oligosacharidy, glykolipidy, glykoproteiny
INTRACELULÁRNÍ MEMBRÁNY • zhruba polovina povrchu buňky, plocha 10x větší než povrch buňky • paracelulární transport – transport mezi buňkami • transcelulární transport- transport přes membránu buňky ven
• zonula occludens (= gap junctions- můstková spojení, např. buňky srdečního svalu), • tight junction- pevná spojení-splynou zevní listy membrán-obepíná celý povrch buňky • zonula adherens- zpevňující kontakt- volnější přiblížení obou membrán • macula adherens-desmozom-nejsložitějšídiskoidní útvar-široký mezibuněčný prostor, uvnitř denzní materiál
FORMY TRANSPORTU LÁTEK PŘES MEMBRÁNU • prostá difuze-látky rozpustné v tucích+ malé molekuly: O2 , CO2 , voda, akvaporiny; • prostup iontovými kanály-„póry“- malé molekuly; • sekundární aktivní transport: spřažený transport přenašečovým systémem; • symport-transport týmž směrem, antiport opačným směrem; • primární aktivní transport-proti elektrochemickému gradientu-vyžaduje energii (na/K pumpa, K+ dovnitř, Na+ ven;
3
25.2.2015
ROZLOŽENÍ IONTŮ PŘES MEMBRÁNU • Endocytóza, exocytóza - přechod přes membránu transportními vesikulami, např. • cholesterol, proteiny, enzymy, hormony; • fagocytóza-transport celých částí (bakterie); • pinocytóza- transport tukových kapének
• Gibbs-Donnanova rovnováha: celkové množství kationtů+ aniontů přes membránu musí být rovnoelektroneutralita; • klidový membránový potenciál, akční potenciál, propustnost membrány pro natrium a kálium v čase dle obrázků;
IONTOVÉ KANÁLY • stále otevřené, řízené napětím, chemicky (receptory), napětím i chemicky, mechanicky; • ad stále otevřené- permeabilní pro vodu, ionty, aminokyseliny, nukleotidy-póry proteinové v membráně, proniká Na+, K+; • ad řízené napětím (elektrickým polem)- Na+ kanál s dvojími vrátky, aktivačními zevními a inaktivačními vnitřními, napěťový K+, Ca2+ T a L kanál, Cl- kanál;
• ad chemicky řízené • -receptor je částí kanálu (postsynaptické receptory nikotinové na nervosvalové ploténce, glutamátové receptory GABa-receptory, glycinové), • kanál se aktivuje pomocí G- proteinu-interakce G proteinu s enzymy: proteinkináza A,C, fosfolipáza C (GTP-guanosin trifosfátový protein), dochází k fosforylaci kanálu; • G-proteiny=GTP proteiny alfa, beta, gama- umožňují přenos z receptoru na efektor, řídí Ca2+ kanál mechanismem zvyšování adenylátcyklázy; • změna buněčné koncentrace látkových faktorů-např. uzavření Na+ kanálu na vrcholu depolarizace vede k repolarizaci a ke zvýšení klidového membránového potenciálu; • aktivace receptoru pomocí G proteinu je přímo přenesena na iontový kanál- příklad: G protein ovlivní K+ kanál a L typ Ca2+ kanálu;
ŽIVOTNÍ CYKLUS BUŇKY • kanály řízené napětím i chemicky- příklad :pomalý Na+-Ca2+ kanál v srdci; • kanály řízené mechanicky- ve vestibulárním aparátu- otevření K+ kanálu při natažení kinocilie, dále celá řada dalších kanálů; • Akvaporiny- kanály pro vodu. Buněčné receptory- umožňují komunikaci mezi buňkami- je jich celá řada, stále nové se objevují;
• život buňky omezený-nová buňka buněčným dělením, stará- smrt; • fyziologická smrt- apoptóza-svraštění membrány-fagocytóza; • patologická smrt- nekróza-zevním vlivemdilatace ER-ruptura membrány-Ca2+ dovnitř irreverzibilně;
4
25.2.2015
Fáze dělení buňky • vznik buňky – růst - fáze G1, G2,- mitóza diferenciace buňky (D), - funkční fáze – stárnutí - smrt; • -některé buňky se rozmnožují mitózou, jiné- specializované (erytrocyty, neurony) nikoliv;
MIMOBUNĚČNÁ HMOTA • mimobuněčný prostor-vyplněn polysacharidy, proteiny, síť není inertníurčována fibroblasty,proteoglykany, vláknité proteiny: strukturní: kolagen, elastin, adhezivní: fibronektin, laminin; • voda, kolagenní vlákna, Ca2+, hlavně v kůži, vazivu, chrupavce, kosti;
TĚLNÍ TEKUTINY • Homeostáza-zachování stálosti vnitřního prostředí: pH, ústojné roztoky; • rozdělení tělesné vody- celková 42 l= 60% těl. váhy (72 kg), z toho ic.= 28 l (40%), ec =14 l (20%), z toho na plasmu 3.5 l (5%), tkáňový mok 10.5 l (15%); • vztah denního příjmu a výdeje tekutin u kojence a dospělého: kojenec s ECT 1400 ml-příjem i výdej 700 ml tj 50%, dospělý s ECT 14 l denní příjem i výdej 2.5 l tj. 14%.
5
25.2.2015
6
