Stavba buněk, organely, buněčné typy BST2
Buňka Nejmenší částice protoplasmy schopná samostatné existence Prokaryotická buňka (nucleoid)
Bakterie, (0,1 do 15μm). Nejmenší jsou bakterie rodu Mycoplasma (a příbuzný Ureaplasma) s průměrem buňky jen asi 0,1–0,3 μm (nemají buněčnou stěnu).Největší známá bakterie Thiomargarita namibiensis (0,75 mm). Archea (0,1-15 μm)
Buňka Eukaryotická buňka (jádro) - prvoci, rostliny, houby, živočichové U člověka 10-20μm (5-150μm)
Membrána (používá se i termín biologická (příp.jednotková membrána)
Funkce: selektivní bariéra, udržování gradientů, přenos vzruchu, buněčné rozpoznávání, komunikace s prostředím, receptory
Tloušťka : 7,5 – 10 nm ! Membránové specializace (apikální, bazální, laterální)
Membrána: Dvojvrstva fosfolipidů, proteiny Fosfolipidy - zevně fosfatidylcholin a sfingomyelin; uvnitř fosfatidylserin a fosfatidyletanolamin Cholesterol Proteiny (glykoproteiny) – integrální, povrchové, asociované s membránou
Jádro (nucleus) Tvar dle tvaru buňky nebo specifický (neutrofil) Jaderná obálka – dvě membrány a perinukleární prostor (cisterna) (40-70nm), jaderné póry 70 nm Karyoplasma (DNA, proteiny) - euchromatin, heterochromatin + nuclear veil Bazofilní (barvitelné hematoxylinem) a elektrondenzní → (heterochromatin) Sex chromatin - Barrovo tělísko
Jaderná lamina Laminy – pod jadernou obálkou – udržuje tvar Progerie - mutace genu pro lamin A – porucha jaderného obalu a skeletu (porucha tvaru jádra a dělení)
Jaderný pór Umožňuje kontakt mezi karyoplasmou a cytoplasmou Jaderný košík (nuclear basket) – nucleoporiny8 proteinů Do cytoplasmy vybíhá 8 filament. Importiny, exportiny 3000-4000 pórů v savčím jádře
Jadérko Místo syntézy r-RNA 1 µm Akrocentrické chromosomy – NOR Pars amorpha – fibrilární centrum (Fc) Densní fibrilární komponenta (Dfc) Pars granulosa
Cytoplasma Organely – membránové struktury Buňce podobné – mitochondrie a chloroplasty – dvě membrány Odvozené od povrchové membrány endoplasmatické retikulum, Golgiho komplex, lyzosomy, granula a vakuoly Cytoskelet Inkluze Další struktury - ribosomy, proteasomy
Funkční systémy eukaryotických buněk
Systém komunikační – membrána, receptory, signální molekuly, buněčné kontakty Systém produkční – proteosyntéza: ribosomy, ER, Golgi Systém energetický – mitochondrie Systém degradační- lyzosomy, proteosomy Systém protekční (ochranný): stresové proteiny, peroxisomy, DNA repair Systém pohybový – Cytoskeleton: mikrotubuly, intermediární filamenta, mikrofilamenta a molekulární motory Organely – centriol, flagela, cilia
Komunikační systémy
Membrána Volně
prostupná pro malé molekuly – O2, N, CO2, malé nepolární molekuly Neprostupná pro velké nepolární a všechny polární molekuly Iontové kanály a pumpy Přenašeče Receptory Enzymy Adhesivní molekuly
Systém produkční – proteosyntéza Ribosomy GER (Nisslova substance, ergastoplasma) Golgiho komplex
Produkční systémy Ribosomy – rRNA a proteiny, 20x30nm, Ribo+m RNA= polyribosomy GER, granulární (drsné) endoplasmatické retikulum (membrána souvisí s jaderným obalem), segregace proteinů na export, též posttranslační modifikace. GA, Golgi komplex Cisterny a transportní vezikuly a kondenzační vakuoly. GA polarizovaný: cis- (konvexní, k GER), trans(konkávní, maturační povrch)
Proteosyntéza Začátek syntézy na ribosomech, signální sekvence + SRP (signal recognition particle)→ SRP receptor na GER (transmembránový protein) – umožňuje vstup peptidu do cisterny Po odštěpení signálního peptidu – uvolnění do cisterny – folding, glykosylace Peptidy membrán zůstanou vázány v membráně GER
Proteosyntéza Golgiho komplex – transport, přechovávání a úpravaposttranslační modifikace + směřování proteinů
Zaobalení a adresování proteinů -vesikuly nebo sekreční granula
Syntéza lipidů: HER (Mitochondrie s tubulárními kristami) GER a Golgi lipoproteiny Kapénky lipidů Multi-lamelární granula (např.surfaktant)
Hladké endoplasmatické retikulum Syntéza lipidů Odbourávání glykogenu Detoxikace xenobiotik Sarkoplasmatické retikulum – tubuly a cisterny – skladování Ca++
Pohybový
Mikrofilamenta (6nm) aktin – myofibrily, buněčný kortex, upínají se do adhesivních spojení (zonula adherens a fokální adhese) , kontraktilní prstenec (cytokinese)- (faloidin,cytochalazin) Intermediární (12nm): cytokeratiny, desmin, vimentin, neurofilamenta, gliální fibrilární protein – typická pro určitý buněčný typ- užití jako marker Mikrotubuly (25nm) - MTOC, podjednotky A a B tubulin 13 fibril – 9x2 + 2 – řasinky, 9x3 centrioly, (kolchicin, taxany)
Buněčný kortex Aktin-globulární G aktin polymeruje na fibrilární F aktin Myosin – molekulární motor – štěpením ATP dodává energii pro pohyb
Pohyb buněk – diapedesa Soudržnost - kohese
Mikrotubuly 13 fibril Alfa a beta tubulin Dynamická instabilita Kinesin+ Dynein
Centrosom
Centrosom: centriol, centrosféra a astrosféra. Dvojice centriolů kolmo k sebe (diplosom)
Dělící vřeténko Kinocilie
Energetický
Mitochondrie Beta
oxidace mastných kyselin Citrátový cyklus Dýchací řetězec Oxidativní fosforylace ATP
Lyzosomy Velikost 0,05 – 0,5um Intracelulární trávení (hydrolýzu) obsahu transportovaného endosomy primární, sekundární, reziduální tělíska (pigment z opotřebování lipofuscin obaleny biomembránou (2 protekce proti autodigesci: membrána a nízké pH pro aktivitu hydrolytických enzymů) Vznikají na GA
Peroxisomy, 0,2 – 1um, sférická, membránou ohraničená
tělíska, obsahují oxidázy k degradaci dlouhých mastných kyselin (nad 18C) , za vzniku H2O2 , který je okamžitě degradován katalázou: k detoxikaci (oxidaci) k některých nox, např. etanolu nebo je štěpen na H2O a O2. Syntéza na volných ribo
Lyzosomy Hydrolytické enzymy- aktivní při kyselém pH Kyselá fosfatáza, RNAsa, DNAsa, proteásy, lipásy, sulfatásy, β-glukuronidáza Časté v buňkách se schopností fagocytozy (neutrofily, makrofágy) U buněk, které žijí dlouho, pro likvidaci poškozených organel – nestrávený zbytek -pigment z opotřebení – lipofuscin (v neuronech, kardiomyocytech)
Ochranný
Peroxisomy – obsahují aminooxidásy, peroxidásurozkládá peroxid vodíku na vodu a kyslík (likvidace ROS) HSP (chaperony) Proteasom - ubiquitin Mikrosomy - HER a cytochrom P450 (hepatocyty, ledviny)
Inkluse Zásobní látky: -kapénky lipidů (tukové buňky) -glykogen – zásobárna glukosy – granula v jaterních buňkách a svalech Pigmenty: melanin, lipofuscin
Reparace a obnovovací systémy Kmenové buňky – součást reparačních systémů Omezená reparace postmitotické buňky-G0 fáze – srdeční a kosterní sval,neurony, buňky chrupavky
Kmenové buňky Totipotentní – zygota a blastomery Pluripotentní – embryoblast Multipotentní – i v dospělosti (např. hemopoetické bb) Unipotentní – progenitorová buňka Prekursorová buňka – již nemá sebeobnovující potenciál
Typy eukaryotických buněk Epitheliocyty: cytokeratiny, neurofilamenta – epitelové buňky a buňky nervové tkáně – intercelulární kontakty Mechanocyty: vimentin, desmin – pojiva a svalové buňky- důležitá je mezibuněčná hmota a připojení buněk k ní. Amebocyty – volně pohyblivé buňky – lyzosomy (krvinky)
Buněčný cyklus
Délka buněčného cyklu u člověka Blastomery
6-8 hodin Enterocyt (5-7 dní) Spermiogenese (64 dní- meiosa) Keratinocyty epidermis (15 -30 dní) Erytrocyt (120 dní) Jaterní buňka (1 rok) Vajíčko (až 40 let)
