Prosm vypnte mobiln telefony Obecn botanika 2 Zkladn
Prosím, vypněte mobilní telefony
Obecná botanika 2. Základní kurs Cytologie Ing. Zuzana Balounová, Ph. D. (baloun@zf. jcu. cz)
BUŇKA Základní strukturní a organizační jednotka všech organismů Nejmenší systém schopný sám o sobě života a rozmnožování V současné době může vzniknout pouze z buněk stávajících Prokaryontní b. Eukaryontní b.
Eukaryontní rostlinná buňka jádro cytoplazma s organelami, cytoskelet vakuola povrchové struktury
Jádro (nucleus, karyon) řídí činnost buňky (produkci proteinů) uchovává genetickou informaci
Jádro (nucleus, karyon) - karyotéka s póry - Jadérka – RNA, bílkoviny syntéza bílkovin - karyoplazma – jaderný skelet: DNA ve dvojí podobě: zkrácené - (spiralizované chromozómy) v průběhu mitózy chromatin (rozpleté chromozómy) mezi mitózami
Jádro (nucleus, karyon) nukleární póry nukleoporiny centrální transportní kanál projdou částice menší než 10 nm
Jádro (nucleus, karyon)
Chromozóm
Ribozómy - vznik v jadérku: proribozomy přes jaderné póry přechází do cytoplazmy - syntéza proteinů Typy ribozomů: podle sedimentační konstanty 70 S v chloroplastech a mitochondriích 80 S v cytoplasmě
Cytoplazma cytoskelet, organely Endoplasmatické retikulum Golgiho aparát Ribosomy Mikrotělíska Plastidy Mitochondrie
Biomembrána Dvojvrstva na fázovém rozhraní Semipermeabilní (struktura!) Fosfolipidy (lecitin), glykolipidy, steroly biomolekulární film model tekuté mozaiky
Endoplazmatické retikulum (ER) Drsné ER s ribosomy Hladké ER Lumen ER elektrotransport nebo proteiny dilatací vnitřního prostoru ER vznikají vakuoly Kanálky ER (průměr 50 -100 nm)
Funkce ER komunikační systém buňky (spojení s vnější membránou karyotéky) propojení ER buněk (plasmodesmy) transport (lipidy a proteiny) biosyntéza bílkovin na drsném ER (ribosomy), biosyntéza lipidů (hladké ER)
Produkce lipidů Olejové tělísko - povrch tvoří fosfolipidová monovrstva Oleosin - obsahuje řadu hydrofóbních AK
Produkce zásobních proteinů semen - globulíny (rozpustné ve vodě) - transportovány přes Golgiho systém do zásobních vakuol - prolaminy (hydrofóbní, v alkoholu rozpustné) - na povrchu proteinových tělísek
Golgiho aparát
Golgiho aparát soustava diktyozomů rozvětvených do řady tubulů. Na okraji tvorba váčků vesikulů - v rostlinných buňkách roztroušeny jako jednotky v cytoplasmě
Funkce GA sekreční procesy -podílí se na metabolismu sacharidů a jejich transportu -transport -látek produkovaných v ER (lipidy a proteiny) do buněčné stěny nebo do vakuol -syntéza a přenos stavebních prvků pro buněčnou stěnu - exocytóza -transpot Golgiho váčků z buňky exocytosou
Mikrotělíska kulovité organely – jednoduchá membrána 0, 5 -1, 7 mm zrnitá, někdy obsahují krystalické proteiny - spojeny s ER - peroxisomy - glyoxysomy
Peroxisomy - podílí se na glykolytickém metabolismu souvisejícím s fotorespirací - význam v metabolismu cukrů a detoxikaci řady látek.
• • Klíčící semena (obsahující lipidy) - účast v lipidické mobilizaci Listy C 3 rostlin - klíčová role ve fotorespiraci Kořeny bobovitých rostlin - fixace N 2 Nespecializované peroxisomy - obsahují katalasu (krystal), enzymy b-oxidace Mitochondrie Peroxisom Chloroplast
Glyoxizómy obsahují enzymy nezbytné během klíčení semen pro přeměnu tuků na sacharidy
Vakuoly soubor vakuol - vakuom tonoplast - reguluje transport látek do vakuoly a zpět tvorba tonoplastu - z ER, účast GA provakuoly Akumulace iontů ve vakuole v koncentracích značně převyšujících koncentraci v okolní cytoplazmě - tím vytváří osmotický tlak a následně turgor (vnitřní napětí buňky, až 20 atm) nezbytný prodlužovací růst buněk vakuola v buňce důležitým osmoregulátorem
- v jedné buňce mohou být vakuoly různého charakteru - obsahující antokyany i bezbarvé. - idioblasty: častěji než specializace vakuol je specializace celých buněk, obsahující vakuoly s určitým obsahem - (tříslovinné, mléčné).
Funkce vakuol - řídí vodní potenciál buňky - zásobní funkce - předpokládá se podobná funkce vakuol jako lysozymu v živočišných buňkách (hydrolytické enzymy) - reservoár protonů a důležitých iontů (Ca 2+), p. H 5 -5, 5 - regulace cytosolického p. H a následně aktivity enzymů
- obrana proti patogenům a býložravcům - akumulace toxických sloučenin a) fenolické sloučeniny, alkaloidy, kyanogenní glykosidy, proteasové inhibitory b) enzymy degradující buněčnou stěnu – chitinasa, glukanasa c) obranné molekuly (saponiny) d) latexy - hydrofobní polymery s insekticidními a fungicidními vlastnostmi
- uložení toxických sloučenin (těžké kovy, oxaláty - tvorba krystalů oxalátu vápenatého) - pigmentace (antokyany) - okvětní plátky, ovoce, ochrana listů
Cytoplazma a organely roztok anorganických iontů a organický látek cytoskelet síť mikrotrabekul (ještě drobnějších bílkovinných vláken ) - trámčina pro rozmístění ribozómů, organel, ale i molekul enzymů
cytoskelet monomery (molekuly proteinů (tubulin, aktin aj. ) polymerují do vláken: mikrotubuly mikrofilamenta, intermediární filamenta mikrotrabekuly.
mikrotubuly tvořeny bílkovinou tubulinem systém mitotický periferní = mechanická kostra buňky posun organel pohyb bičíků… mikrofilamenta tvořena aktinem a myosinem tenčí, delší –svazky spojují protilehlá místa plazmatické membrány. mikrotrabekuly. síť vláken, kostra s ukotvenými strukturami
cytoskelet dynamický funkční systém -zúčastňuje se procesů spojených s tokem informací - podílí se na přenosu informací (vytváří paměťové struktury - epigenní paměť buňky) - částí cytoskeletu je totiž centriola
Mitochondrie (chondriozómy - soubor je chondrion) semiautonomní organely tvar zrníček, tyčinek, vlákenek, nebo válcovité formy). semipermeabilní dvojitá membrána perimitochondriální prostor vnitřní membrána se vchlipuje a do matrix, tekuté základní hmoty vytváří kristy
Mitochondriom - energetické centrum buňky Počet 1 – 2000 (až 1/5 celkového objemu buňky) Funkce - enzymy citrátového cyklu, respirace, produkce ATP - intenzivní pohyb, častá fúze nebo dělení matrix: Krebsův cyklus a ß-oxidace mastých kyselin vnitřní strana krist - dýchací řetězec, vazba energie do ATP Množení - příčným dělením, fragmentací, pučením, diferenciací protoformy po indukci kyslíkem
Matrix - obsahuje proteiny, RNA, extrachromozomální DNA, ribozomy
Plastidy Lipoproteinové organely obsahující vlastní DNA a ribozomy Primární plastid - dvě membrány + stroma společný původ: iniciální částice - z ní proplastid.
Funkce plastidů zásobní organely účast na metabolických dějích (biosyntéza chlorofylu, karotenoidů, purinů, pyrimidinů, mastných kyselin) Redukce anorganických sloučenin NO 2 - a SO 42 - Příčné dělení
Chromoplasty • žlutá a červená barviva – karotenoidy • v buňkách květních orgánů ve zralých plodech v nadzemních orgánech mnoha parazitů (záraza) v kořenech (mrkev) • nejčastěji kulovité nebo čočkovité • Hromaděním karotenoidů (nebo tuků) se jejich tvar mění - barvivo v nich krystalizuje (jehličky, mnohostěny)
Leukoplasty bezbarvé - v orgánech jež nejsou vystaveny světlu (kořeny, dřeň), - v plodech - v buňkách pokožky a v trichomech sférické, tyčinkovité, nepravidelné. Nejhojnějším typem jsou amyloplasty elaioplasty - vyplněné tukem proteinoplasty - s krystaly proteinu
Leucoplast - Amyloplast - Elaioplast - Proteinoplast Etioplast Chloroplast Chromoplast
Leukoplast • neobsahují pigmenty, dvě obalové membrány, husté stroma, velmi málo vnitřní membrány a ribosomů • syntéza monoterpenů (součástí esenciálních olejů) škrobu (amyloplast), lipidů (elaioplast), proteinů (proteinoplast) • Lokalizace: blízko hladkého ER které se podílí na syntéze lipidů
Amyloplast • Nepigmentované plastidy s granulemi škrobu • Výskyt - zejména v zásobních orgánech Škrobová zrna
Etioplast v etiolovaných listech, chybí chlorofyl, vývoj za tmy nebo slabého světla produkce chlorofylových prekursorů - protochlorofyllid (po osvícení - syntéza chlorofylu) ukládá membránové lipidy ve formě membránových struktur - prolamelární tělíska (75% lipidů) - po osvícení tvorba thylakoidů
Chloroplasty • Množství - 40 až 500 000 chloroplastů na 2 listu 1 mm tylakoidy (plošné měchýřky) Grana diskovité tylakoidy (počet - až 40 vliv světelných podmínek) Intergrana tylakoidy stromatu
vnitřní strana tylakoidních membrán – chlorofyl, světelná fáze stroma – temnostní obsahují zrníčka škrobu a kapénky lipidů Jeden – stovky v buňce
Proplastid Chloroplast (mladé primární listy) Amyloplast Leukoplast Chromoplast
Protoplasmatické součásti: cytoplasma (membrány, partikule, cytoskelet, základní cytoplasma) karyoplasma plastidoplasma chondrioplasma Neprotoplasmatické součásti: krystaly, škrobová zrna tukové krůpěje buněčná stěna obsah vakuoly intersticiální fáze (vnitřní fáze ER, GA membránové prostory plastidů a mitochondrií)
Buněčná struktura % celkového objemu buňky Vakuoly 79 Chloroplasty 16 Cytosol 3 Funkce Udržování buněčného napětí (řídí osmotický potenciál), ukládání zásobních a odpadních látek Fotosyntéza, syntéza škrobu a lipidů Syntéza sacharosy, řada dalších metabolických drah Mitochondrie 0, 5 Buněčné dýchání Jádro 0, 3 Obsahuje genom buňky, replikace a transkripce DNA Peroxisomy Tvorba toxických meziproduktů Endoplasmatické retikulum Uložení Ca 2+ iontů, účast na exportu proteinů z buňky a transportu proteinů do vakuoly Golgiho aparát Zpracování a rozdělení proteinů určených pro export z buňky nebo transport do vakuoly
- Slides: 56