Eukaryotická buňka

nadmolekulové struktury, 7 nm; cytoplazmatická membrána + vnitřní membrány

vysoce selektivní stěna; obsahuje specifické receptory pro vnější podněty → regulace toku informací mezi buňkou a okolím; vede elektrochemické impulzy (neurony, svalová vlákna); umožňuje přeměnu energie (dýchání, fotosyntéza)

z fyzikálního hlediska – 2 navzájem nemísitelné kapaliny → dvojvrstva; z chemického hlediska – lipidy, bílkoviny, sacharidy; relativně stabilní struktura, přesto zranitelná

základ biomembrán = lipidová dvojvrstva; amfipatické lipidy – nepolární konce tvoří hydrofobní část membrány + polární část silně hydratována;;; Příklady lipidů: glycerolipidy - hlavní složka membrán; fosfolipidy – zbytek H3PO4; glycerogalaktolipidy – nejhojnější membránové; lipidy, převažují v membránách chloroplastů sfingolipidy – odvozeny od sfingozinu, mohou vázat různé látky se značnou specifitou; izoprenoidy – odvozeny od izoprenu, evolučně stará skupina membránových lipidů (archebakterie); steroidy – u vyšších rostlin a živočichů, stabilita membrány při vyšších teplotách, např. cholesterol

jednoduché sacharidy – rozpuštěné v buněčné šťávě; oligosacharidy – vázány na bílkoviny, lipidy; vyčnívají do extracelulárního prostoru → pomáhají při rozpoznávání buněk (specifické receptory) ... imunitní systém

zajišťují většinu specifických funkcí membrány: nesou receptory pro extracelulární molekuly; tvoří specifické receptory → rozpoznání látek buňce cizí; tvoří kanály a pumpy → přechod látek přes lipidovou dvojvrstvu; funkce strukturního skeletu (např. integriny); funkce enzymatická, např. systémy oxidoreduktáz; (mitochondrie – dýchání, plastidy – fotosyntéza)

A) Periferní (povrchové) proteiny; B) Integrální (transmembránové) proteiny

vázány na membránu: např. polárními interakcemi s membránovými lipidy (např. cytochrom c na membráně mitochondrie, součást dýchacího řetězce)

přes celou membránu; tvořeny hydrofobními α helixy (u semiautonomních organel β skládaný list); funkce závisí na počtu transmembránových helixů: proteiny s 1 helixem ... funkce mechanická; proteiny s více helixy ... funkce membránových receptorů a membránových přenašečů

proteiny s 1 helixem; spojují mezibuněčnou hmotu a nitrobuněčné struktury; např. integriny

rodina asi 100 proteinů se 7 transmembrán. helixy (rodina proteinů ... podobná sekvence aminokyselin + podobná terc. struktura); např. protein rodopsin (v tyčinkách na sítnici oka → fotoreceptory za šera a v noci, dopadem světla se rozpadá → vznik akčních potenciálů ve zrakovém nervu ...)

přenáší nízkomolekul. látky přes membránu; působí jako iontové pumpy - štěpí ATP a přenáší ionty přes membr. proti konc. Spádu (aktivní transport – za spotřeby ATP); sodnodraselná pumpa, kalciová pumpa ...

Transport pasivní a aktivní: transport pasivní – bez spotřeby ATP (difúze, osmóza, usnadněná difúze); transport aktivní – za spotřeby ATP (pomocí membrán. přenašečů (iontové pumpy))

bez spotřeby ATP; a) (prostá) difúze; b) kanálem zprostředkovaný transport; c) usnadněná difúze

transport látek po koncentračním spádu (molekuly rozpuštěné látky se pohybují z místa s vyšší koncentrací na místa s nižší koncentrací); např. přechod molekul kyslíku přes membránu buňky v plicním sklípku → vně vyšší koncentrace O2 než uvnitř → koncentrační gradient → transport O2 po koncentračním spádu ... → transport O2 do buňky plicních sklípků

látky rozpustné v tucích procházejí přímo, H2O a ionty procházejí pomocí kanálových proteinů; zvláštní případ – osmóza: molekuly H2O ...

transport po koncentračním spádu; látka (např. glukóza) se váže na přenašeč zabudovaný do membrány ... přenašečem zprostředkovaný transport

pasivní transport H2O (malé molekuly → volný přechod přes cytoplazmatickou membránu oběma směry – do buňky i z buňky ...); transport H2O pro buňku velmi důležitý ...; pohyb molekul H2O přes cytoplazmatickou membránu z prostředí, kde je nižší koncentrace rozpuštěných látek do prostředí, kde je vyšší koncentrace látek; buňky hypertonická, izotonická, hypotonická

za spotřeby ATP; uskutečňuje se pomocí membránových přenašečů - iontové pumpy; cytóza – umožňuje transport velkých molekul; transport látek proti koncentračnímu spádu

plazmatická membrána ŽB; fce: čerpají Na+ z buňky ven a K+ do buňky → udržují nízkou koncentraci Na+ uvnitř buňky a vysokou koncentraci K+ v buňce; za spotřeby ATP

velmi aktivní ve svalech; fce: uvolnění Ca2+ z biomembrán ER =) svalový stah ... a opačně: Ca2+ do biomembrán ER → uvolnění svalu po stahu; za spotřeby ATP

tehdy, jsou-li látky moc velké a nemohou přecházet přes přenašeče; buňka využívá tekutost membrán …odškrcování, splývání ...; A) Endocytóza – transport dovnitř buňky: fagocytóza – příjem tuhých částic, pinocytóza – příjem kapalných částic; B) Exocytóza – transport ven z buňky

uzavřené váčky různého tvaru, dvojí původ: organely, které se od počátku vyvíjely v EB v důsledku vchlipování cytoplazmatické membrány ... organely sekreční dráhy; symbiotický původ ... semiautonomní organely

= viskózní koncentrovaný roztok (molekuly organických i anorganických látek), který vyplňuje obsah buňky; její tekutá složka – cytosol: obsahuje velké množství bílkovin → spíše gel než roztok, probíhají zde metabolické reakce, uloženy organely ...; (protoplazma – veškerý obsah buňky ...)

jádro (jaderný obal), ER, GA, lyzozomy, peroxizomy

zřetelně ohraničeno – na povrchu dvojitá biomembrána – jaderná membrána s póry; uvnitř hmota – karyoplazma, ve které se nacházejí chromozomy; chromozomy tvořeny chromatinem: = DNA + bílkoviny (histony); jaderná membrána – vnější strana: podobná drsnému ER včetně ribozomů, vnitřní strana: vážou se zde specifické cytoskeletární proteiny – laminy; póry = složité transportní struktury (základem je prstenec z 8 podjednotek); jedno nebo několik jadérek, není ohraničeno; syntéza RNA

základ organel sekreční dráhy, ostatní organely odvozeny od ER v průběhu života buňky; soustava cisteren a trubic obklopující jádro; místo biosyntézy všech membránových složek

s ribozomy; funkce: syntéza bílkovin – proteinů; a) sekreční proteiny – molekuly dovnitř váčků a putují ven z buňky; b) integrální membránové proteiny – zůstanou vestavěny do membrány α helixy; (ribozomy ER pochází z cytoplazmy ... začne-li v nich syntéza bílkovin pro ER, zachytí se na jeho membráně ... po syntéze se uvolní ...); úprava nově syntetizovaných bílkovin: terciární a kvartérní struktura (bílkovina se stane biologicky aktivní ... plní svoji funkci), glykosylace – navázání oligosacharidů, vznikají disulfidické můstky...

bez ribozomů; funkce: syntéza membránových lipidů (fosfolipidy, cholesterol)

skupina plochých, přibližně stejně velkých paralelně ležících cisteren v blízkosti ER; nikdy nenesou ribozomy; tvořen z 1 nebo několika diktyozomů (ŽB 1 diktyozom v blízkosti ER, RB více diktyozomů po celé buňce); úprava proteinů, které sem přicházejí z ER → konečný stav proteinů ...; 1. regenerační strana GA: strana přivrácená k ER, přikládání váčků z ER; 2. sekreční strana GA: strana odvrácená od ER, odškrcování lyzozomů a sekrečních váčků (pak ven z buňky)

váčkovité organely, průměr cca 5 μm; v ŽB a buňkách hub; v RB splývají a vytváří vakuolu: membrána na povrchu: tonoplast, fce: centrum metabolismu; funkce lyzozomů: organely buněčného trávení (obsahují hydrolytické enzymy: štěpí látky biologického původu, význam u fagocytujících buněk ..., autolýza – likvidace odumřelých buněk )

morfologicky podobné lyzozomům; nejsou v jasném vztahu k sekreční dráze; přítomny v metabolicky aktivních buňkách (nejvíce v jaterních), probíhá v nich oxidace

mitochondrie, plastidy; symbiotický původ (endosymbiotická teorie vzniku EB)

vlastní DNA prokaryot. typu; vlastní RNA; vlastní ribozomy (prokaryot.); 2 membrány: vnější s póry – specifické transmembránové proteiny (poriny, β skládaný list), propustná nespecificky pro řadu látek; vnitřní propustná specificky

tvar: kulovitý až protáhlý; velikost: 1 – 10 μm, v buňce stovky až statisíce; větší množství v buňkách s intenzivním metabolismem (játra, srdce, ledviny, létací svaly ptáků ...); životnost 5 – 10 dnů, neustále se obnovují; funkce: buněčné dýchání (viz. později)

2 membrány: mezi nimi perimitochondriální (mezimembránový) prostor s vodn. Roztokem, vnitřní membrána zřasena v tzv. kristy (zde dýchací řetězec ... viz. později); mitochondriální matrix – vyplňuje prostor uvnitř mitochondrie (zde etapy dýchání ... viz. později); DNA, RNA, ribozomy

vznikají z tzv. proplastidů (protoplastidů), jednotlivé typy mezi sebou mohou přecházet (např. listí na podzim)

= leukoplasty; výskyt: zásobní orgány, bezbarvé plody, podzemní části rostlin ...; typy leukoplastů: amyloplasty – obsahují škrobová zrna; proteoplasty – obsahují proteiny; elaioplasty (elainoplasty) – obsahují tuky

Fotosynteticky aktivní: 1. chloroplasty – zelené, obsahují zelený chlorofyl a (sinice), b (vyšší rostliny), c (řasy), žluté až oranžové karotenoidy; 2. rodoplasty – červené, obsahují červený fykoerytrin a modrý fykocyanin (sinice, ruduchy); 3. fenoplasty – hnědé: obsahují chlorofyl a fukoxantin, hnědé řasy;;; Fotosynteticky neaktivní: chromoplasty – žluté nebo červené: obsahují karotenoidy a xantofyly, bývalý chloroplast, nejčastěji v plodech

velikost: 10 μm, pozorovatelné světelným mikroskopem; funkce: fotosyntéza

funkčně rozlišeny 2 membrány (2 + 1): mezi nimi periplastidový prostor, vnější membrána – dobře propustná, poriny, vnitřní membrána – specifická propustnost + transmembránové proteiny, membrána tylakoidů – vznik vchlípením vnitřní membrány

= ploché membránové váčky, které obsahují fotosyntetické pigmenty – chlorofyly (P680, P700) ... jsou to systémy pro zachycení a využití světelné energie (viz. později – fotosyntéza); grana = krátké tylakoidy nad sebou; stroma - vyplňuje prostor uvnitř chloroplastu (mezi vnitřní membránou a tylakoidy); DNA, RNA, ribozomy

= soustava vláknitých bílkovinných útvarů s mechanickou funkcí (opěrná a pohybová); tvoří trojrozměrnou síť; pozn.: PB (bakterie + sinice): cytoskelet nemají nebo nebyl dosud objeven, bakteriální bičík – tvořen bílkovinou flagelin (která se šroubovitě řadí... 11 molekul/1 závit ... tvar vývrtky)

funkce: primárně spojen s dělením jádra; poloha a pohyb membránových organel; 3 základní typy vláknitých bílkovin. struktur: mikrotubuly, mikrofilamenta (aktinová filamenta), intermediální filamenta; stavební jednotky = malé globulární bílkoviny (monomery → polymery)

struktura: dimer α a β tubulinu → jejich polymery tzv. protofilamenta → 13 paralelně uspořádaných protofilament → mikrotubuly

mitotické (dělící) vřeténko – umožňuje dělení chromozomu při mitóze (na pólech centrozomy s dvojicí centriol); bičíky a řasinky – umožňují pohyb buňky nebo okolních předmětů; dráhy pro pohyb organel – díky pohybovým proteinům (dynein a kinezin) ... mají 2 raménka (jedno se naváže na organelu, druhé na mikrotubuly ... za spotřeby ATP dojde k pohybu organely ...)

struktura: bílkovina aktin – dvouvláknový helix, průměr 7 nm + tropomyozin

buněčný kortex – síťovitá struktura, přiléhá k vnitřní straně plazmatické membrány, její mechanická opora; kontraktilní prstenec – realizace buněčného dělení; panožky – fagocytóza + améboidní pohyb; kontraktilní svazky – formují tvar buňky; aktin + myozin ... struktury umožňující pohyb

struktura: 2 helixy stočené kolem sebe... v jednom svazku 8 stočených vláken (8 po 2 ... 16); laminy, keratiny

jaderná lamina – na vnitřní straně jaderného obalu; intermediální filamenta v cytoplazmě – mechanická stabilita buňky

PB: bakterie, sinice; EB: houby, rostliny (ŽB bun. stěnu nemají); funkce: mechanická a osmotická ochrana

základní složka: peptidoglykan (= murein); rozdělení bakterií podle barvitelnosti a podle struktury buněčné stěny: gramnegativní bakterie – jen několik vrstev peptidoglykanu + vnější membrána, barví se do růžova, červena; grampozitivní bakterie – mnohem tlustší peptidoglykanová vrstva, bez vnější membrány, barví se do modrofialova

primární stěna - tenká, méně celulózy, vlákna uspořádána chaoticky; sekundární stěna - vzniká postupným přikládáním vrstev směrem dovnitř, vlákna celulózy uspořádána rovnoběžně, hustě vedle sebe, každá další vrstva jiná orientace; střední lamela – není součástí BS, „lepí“ sousední buňky k sobě; celulóza (pevnost), hemicelulózy, pektiny, lignin (tvrdost)

mnohem lépe vyvinutá a prozkoumaná u živočichů než u rostlin: 1) těsné spoje, 2) vodivé (mezerové) spoje – konexiny, 3) plasmodesmy, 4) desmozomy a adhezivní spoje