Rychlé odkazy
- Botanika
- Růst, vývoj a pohyb rostlin
- Nahosemenné rostliny
- Krytosemenné rostliny
- Eukaryotní buňka
- Klasifikace rostlin
- Generativní orgány rostlinného těla
- Výtrusné rostliny
- Vodní režim rostlin
- Látkový a energetický metabolismus
- Nižší rostliny (+ Chromista)
- Rozmnožování rostlin
- Úvod do botaniky
- Rostlinná pletiva
- Vegetativní rostlinné orgány
- Houby
Eukaryotní buňka |
 |
 |
|
jádro (nucleus, karyon) cytoplazma cytoplazmatická membrána jaderná membrána karyoplazma chromozom jadérko (nucleolus) centromera chromatidy mitochondrie endoplazmatické retikulum golgiho systém lyzozom vakuola tonoplast plastidy chloroplasty chromoplasty leukoplasty stroma tylakoidy grana cytoskelet mikrofilamenty mikrotubuly dělící vřeténko buněčná stěna mitóza (mitosis) buničina (celulóza) chitin dřevovina (lignin) krystalická inkluze silice karyokinéza cytokinéza profáze metafáze anafáze telofáze replikace duplikace interfáze meióza (meiosis) gamety zygota diploidní buňky haploidní buňky diplodie chromatidové tetrády crossing - over redukční dělení ekvační dělení rekombinace turgor osmóza difúze
JELÍNEK, Jan; ZICHÁČEK, Vladimír. Biologie pro gymnázia : teoretická a praktická část. 9. Olomouc : Nakladatelství Olomouc, 2007. Eukaryotní buňka, s. 575. ISBN 978-80-7182-213-4.
Další zdroje informací: Rostlinná eukaryotní buňka - animace Živočišná eukaryotní buňka - animace Buňka - interaktivní výuková prezentace Stavba a vlastnosti eukaryotní buňky Eukaryotní buňka - doplňkový text Eukaryotní buňka - obrázky - google
1. Popište stavbu eukaryotní buňky na obrázku:
2. Vysvětlete následující pojmy: a) fagocytóza b) pinocytóza c) endocytóza
3. Popište stavbu buňky prokaryotní, eukaryotní rostlinné a živočišné buňky a zdůrazněte rozdíly v jejich stavbě.
4. Vysvětlete proces difůze:
5. Správně přiřaďte:
6. Pojmenujte jednotlivé organely znázorněné na obrázcích, popište jejich stavbu a vysvětlete jejich funkci.
7. K obrázku přiřaďte následující pojmy: plazmolýza, plazmoptýza, izotonocké prostředí, hypertonické prostředí, hypotonické prostředí.
(Obrázky převzaty a upraveny z: http://wikipedia.org)
Mitochondrie a mitochondriální DNA
Mitochondrie Mitochondrie je semiautonomní, membránou obalená organela, kterou lze nalézt v eukaryotních buňkách. Dosahuje obvykle rozměrů v řádu několika milimetrů a v buňce se jich může vyskytovat několik stovek, ale i několik tisíc. Mitochondrie mohou mít velice rozmanité prostorové uspořádání, velikost. (vláknitá struktura, kompaktní zrna aj.)
Mitochondrie je oddělena od okolí dvěma fosfolipidovými membránami, mezi nimiž je tzv. mezimemránový prostor. Mezimembránový prostor má složení velice podobné složení okolního cytosolu, tzn. obsahuje mnohem méně proteinů než vnitřní mitochondriální prostor (tzv. matrix). Z bílkovin je v mezimembránovém prostoru zastoupen hlavně cytochrom c a různé kinázy. Uvnitř mitochondrie se nachází matrix, hustá hmota s obsahem vody méně než 50%, velice bohatá na bílkoviny. Patří k nim zejména enzymy Krebsova cyklu. Dále matrix obsahuje různé nukleotidové koenzymy, anorganické ionty (vápník). Z větších struktur matrix obsahuje mitochondriální DNA, příslušnou RNA a dokonce mitochondriální ribozomy.
Vnější membrána mitochondrií představuje první bariéru mezi vnitřním prostředím organely a okolním cytosolem. Je v úzkém kontaktu s endoplazmatickým retikulem a do jisté míry se mu podobá i svou stavbou. Obsahuje ve své ploše mnoho pórů a je propustná pro většinu látek s výjimkou iontů, bílkovin a jiných makromolekul. To je významné především ze dvou hledisek: kdyby byly póry větší, nejen že by unikly z mezimembránového prostoru důležité proteiny dýchacího řetězce, ale uvolněním cytochromu c by se navíc nastartovala v buňce programovaná buněčná smrt (apoptóza). Přesto se proteiny přes membránu transportovat musí, a tak vnější membrána obsahuje speciální komplex (TIM/TOM), který je přenáší z cytoplazmy do intermembránového prostoru. Dále se na vnější membráně nachází enzymy, které jsou součástí metabolismu mastných kyselin a fosfolipidů.
Vnitřní membrána má velkou plochu, tvoří vychlípeniny, tzv. kristy.
 Funkce mitochondrií
Funkce mitochondrií se dá přirovnat k buněčné elektrárně, jelikož v nich díky procesu buněčného dýchání (vyjma glykolýzy, jež probíhá v cytosolu) vzniká energeticky bohatý adenosintrifosfát (ATP) používaný jako „zdroj energie“ pro průběh jiných reakcí v celé buňce. Výchozí látkou pro proces buněčného dýchání jsou zejména pyruvát a mastné kyseliny, obě látky v mitochondriální matrix prochází reakcemi, při nichž vzniká acetylkoenzym A (pyruvát prochází dekarboxylací, mastné kyseliny beta-oxidací). Acetylkoenzym A následně vstupuje do Krebsova cyklu, což je série reakcí, které umožňují redukci koenzymů NAD+ na NADH a FAD na FADH2. Elektrony z těchto koenzymů jsou předávány do dýchacího řetězce, jenž je umístěn na vnitřní membráně mitochondrie. Dýchací řetězec přenáší do mezimembránového prostoru vodíkové kationty H+, čímž vzniká v prostoru mezi membránami kyselé pH. Toto pH má tendenci se vyrovnávat, a tak prochází otvorem v enzymu ATP syntáze zpět dovnitř buňky. Průchodem H+ však tento enzym vytváří ATP, jež je kýženým produktem celého sledu reakcí. Produkce ATP se tedy odehrává na vnitřní membráně sérií oxidačních a redukčních reakcí v systému oxidativní fosforylace.
Navíc se mitochondrie podílejí i na dalších procesech, jako jsou buněčná diferenciace, buněčná smrt i kontrola buněčného cyklu a růstu buňky. Na druhou stranu mohou mít poruchy jejich funkce za následek různá mitochondriální onemocnění.
 Evoluční původ
V dnešní době je obecně akceptováno, že mitochondrie představují potomky endosymbiotické bakterie, které se v procesu vzniku eukaryotické buňky určitým způsobem transformovaly v semiautonomní organelu. Předpokládá se, že touto bakterií, která vstoupila do primitivní eukaryotické buňky, byl zástupce alfaproteobakterií z příbuzenského okruhu rodu Rickettsia.
Přesný scénář „endosymbiotické události“, tedy procesu, při němž se bakterie změnila na mitochondrii, je stále poměrně zahalen tajemstvím. Podle tzv. molekulárních hodin (metoda založená na pozorování mutací v DNA) se zdá, že k tomu došlo přibližně před 2 miliardami let, tedy zřejmě nedlouho po vzniku samotné eukaryotické buňky. Dnes se také považuje za prokázané, že všechny známé eukaryotické organizmy buď mitochondrii mají, nebo alespoň měly za předka eukaryonta, který mitochondrii měl. Zřejmé je také to, že mitochondrie vznikla v historii jednou jedinkrát a všechny současné mitochondrie jsou potomky této události (mluví se o tzv. monofyletickém původu).
Konkrétní scénář poskytují například známé vodíkové hypotézy, které jsou v podstatě všechny založené na předpokladu, že hostitelskou buňkou byla anaerobní, vodík metabolizující autotrofní archebakterie, která jistým způsobem pohltila symbiotickou bakterii schopnou v rámci své respirace produkovat vodík. Tyto bakterie následně prošly evolucí a změnily se na mitochondrie. Ať už to bylo tak, či onak, po endosymbiotické události muselo zcela jistě dojít k částečné redukci genomu symbiotické bakterie a pravděpodobně také k tzv. horizontálnímu transferu, tedy přechodu části genů z mitochondrie do jádra.
Mitochondriální DNA
Mitochondriální DNA (též mtDNA či chondriom) je označení pro DNA, která se nachází v mitochondriích a tvoří tak součást mimojaderné genetické informace. Mitochondriální DNA je zpravidla kruhová (cirkulární) a svým charakterem se podobá prokaryotnímu nukleoidu a nikoliv eukaryotickým chromozomům. Mitochondriální DNA tedy představuje doklad endosymbiotické teorie, tzn. předpokladu, že mitochondrie v procesu eukaryogeneze vznikly pohlcením a „ochočením“ určitých protobakterií z příbuzenstva rodu Rickettsia.
Lidská mitochondriální DNA má velikost 16 569 párů bází, celkem obsahuje 37 genů, z toho 24 představují geny pro různou nekódující RNA (2 geny pro 16S a 23S rRNA a 22 genů pro tRNA). Zbývajících 13 genů kóduje vlastní mitochondriální polypeptidy podílející se na enzymatické výbavě mitochondrií. Na druhou stranu může být mtDNA v mitochondrii přítomná v několika kopiích a s přihlédnutím ke skutečnosti, že mitochondrií může být v buňce i několik set tisíc, může paradoxně představovat genom v mitochondrii většinovou složku celkového buněčného genomu.
 Mitochondriální DNA se dědí obvykle po matce, tedy maternálně, jelikož z vajíčka (a nikoliv ze spermie) pochází obvykle veškerá mitochondriální genetická informace zárodku. To je také jeden z důvodů, proč je mtDNA velmi cenným nástrojem genetiků a molekulárních biologů – geny matky a otce se většinou nerekombinují. Proč většinou? Je třeba uvést, že těch pár otcovských mitochondrií, které vnese do vajíčka při oplození spermie, je obvykle rychle zničeno a na tvorbě mitochondrií zárodku se nepodílejí. V roce 2002 však byla publikována studie, ve které pacient trpící svalovou dystrofií zdědil poškozený gen s mitochondriemi od otce (90% otcovských defektních mitochondrií ve svalech) a ne od matky. Ukázalo se tedy, že pokud jsou spolu v jedné buňce mitochondrie otce a matky, dochází mezi jejich geny za určitých podmínek k rekombinaci. Pozorovaná rekombinace se však týká jen velmi vzácných případů, kdy se mitochondrie otce po oplození vajíčka prosadí. Rekombinace mitochondriální DNA omezuje na buňky svalové, pohlavních buněk se netýká. Je tedy nemyslitelné, aby se „hybridní“ DNA mitochondrií dědila na další pokolení. Navíc mtDNA mutuje rychleji než jaderný genom, čímž umožňuje zkoumat změny v mnohem kratším časovém měřítku. Tyto a další vlastnosti mtDNA umožňují zkoumat například migrace lidských populací (tzv. mitochondriální Eva).
Mitochondriální Eva Mitochondriální Eva (fiktivní pramatka) je označení pro ženu, která je v mateřské linii společným předkem všech dnes žijících lidí. Její mitochondriální DNA (mtDNA) se totiž postupným děděním z matky na další potomstvo v průběhu stovek tisíc let rozšířila mezi veškerou současnou lidskou populaci: každá jednotlivá mtDNA kterékoliv žijící osoby je odvozena od její. Mitochondriální Eva je ženským protějškem Adama chromozómu Y, tedy posledního společného předka v otcovské linii, přestože každý z nich žil v jiné době.
Předpokládá se, že žila zhruba před 140 000 lety v místech dnešní Etiopie, Keni nebo Tanzanie. Tento odhad vychází z výpočtů pomocí molekulárních hodin s využitím korelace uplynulého času od zjištěných genetických odchylek.
Mitochondriální Eva je posledním společným předkem všech lidí, jež spojuje mitochondriální DNA. Nejedná se tedy o posledního společného předka celého lidstva. Kterýkoliv člověk může dohledat pojítko k poslednímu společnému předkovi přes některého ze svých rodičů, avšak k mitochondriální Evě vede cesta jedině přes mateřskou linii. Z toho vyplývá, že žila mnohem dříve než poslední společný předek celého lidstva. Mitochondriální Eva i Adam chromozómu Y byli součástí velké populace, avšak každý v jiné době. Potomci některých jejich vrstevníků se současné doby nedožili, potomci jiných jsou předky všech dnes žijících lidí. Žádný z vrstevníků mitochondriální Evy nebo Adama chromozómu Y nemohl být posledním společným předkem byť i jen malé skupiny dnes žijících lidí, protože oba žili dlouho před bodem identických předků. Infromace o mitochondriálních onemocněních a jejich klasifikaci naleznete zde: mitoLab
(Převzato a upravoeno z:http://cs.wikipedia.org/wiki/Mitochondrie; http://cs.wikipedia.org/wiki/Mitochondri%C3%A1ln%C3%AD_DNA; PETR, Jaroslav. Rekombinace mitochondriální DNA aneb zamáváme mitochondriální Evě. OSEL : Objective Source E-Learning [online]. 2004, [cit. 2010-07-07]. Dostupný z WWW: <http://www.osel.cz/index.php?clanek=754>.)
|
Investice do rozvoje vzdělávání.