Buňky, které jsou rozvětveným systémem zploštělých dutin, váčků a tubulů obklopených membránou.
Schematické znázornění buněčného jádra, endoplazmatického retikula a Golgiho komplexu.
(1) Buněčné jádro.
(2) Póry jaderné membrány.
(3) Granulární endoplazmatické retikulum.
(4) Agranulární endoplazmatické retikulum.
(5) Ribozomy na povrchu granulárního endoplazmatického retikula.
(6) Transportované proteiny.
(7) Transportní vezikuly.
(8) Golgiho komplex.
(9)
(10)
(11)
Historie objevů
Endoplazmatické retikulum bylo poprvé objeveno americkým vědcem K. Porterem v roce 1945 pomocí elektronové mikroskopie.
Struktura
Endoplazmatické retikulum se skládá z rozvětvené sítě trubic a kapes obklopených membránou. Plocha membrán endoplazmatického retikula představuje více než polovinu celkové plochy všech buněčných membrán.
Membrána ER je morfologicky shodná s membránou buněčného jádra a je s ní integrální. Tak se dutiny endoplazmatického retikula otevírají do mezimembránové dutiny jaderného obalu. EPS membrány zajišťují aktivní transport řady prvků proti koncentračnímu gradientu. Vlákna, která tvoří endoplazmatické retikulum, mají průměr 0,05-0,1 µm (někdy až 0,3 µm), tloušťka dvouvrstvých membrán, které tvoří stěnu tubulů, je asi 50 angstromů (5 nm, 0,005 µm). Tyto struktury obsahují nenasycené fosfolipidy, stejně jako některé cholesterol a sfingolipidy. Obsahují také bílkoviny.
Zkumavky, jejichž průměr se pohybuje mezi 0,1-0,3 mikrony, jsou naplněny homogenním obsahem. Jejich funkcí je provádět komunikaci mezi obsahem bublin EPS, vnější prostředí a buněčného jádra.
Endoplazmatické retikulum není stabilní struktura a podléhá častým změnám.
Existují dva typy EPR:
- granulární endoplazmatické retikulum
- agranulární (hladké) endoplazmatické retikulum
Na povrchu granulárního endoplazmatického retikula je velké množství ribozomů, které na povrchu agranulárního ER chybí.
Provádí se granulární a agranulární endoplazmatické retikulum různé funkce v kleci.
Funkce endoplazmatického retikula
Za účasti endoplazmatického retikula dochází k translaci a transportu proteinů, syntéze a transportu lipidů a steroidů. EPS se také vyznačuje akumulací produktů syntézy. Endoplazmatické retikulum se také podílí na tvorbě nové jaderné membrány (např. po mitóze). Endoplazmatické retikulum obsahuje intracelulární zásobu vápníku, který je zejména mediátorem kontrakce svalových buněk. Nachází se v buňkách svalových vláken speciální tvar endoplazmatické retikulum - sarkoplazmatického retikula.
Funkce agranulárního endoplazmatického retikula
Agranulární endoplazmatické retikulum se účastní mnoha metabolických procesů. Enzymy agranulárního endoplazmatického retikula se podílejí na syntéze různých lipidů a fosfolipidů, mastné kyseliny a steroidy. Hraje i agranulární endoplazmatické retikulum důležitá role PROTI metabolismus sacharidů, dezinfekce buněk a ukládání vápníku. Zejména v tomto ohledu převažuje v buňkách nadledvin a jater agranulární endoplazmatické retikulum.
Syntéza hormonů
Mezi hormony, které se tvoří v agranulárním EPS, patří například pohlavní hormony obratlovců a steroidní hormony nadledvin. Buňky varlat a vaječníků, odpovědné za syntézu hormonů, obsahují velké množství agranulárního endoplazmatického retikula.
Akumulace a přeměna sacharidů
Sacharidy se v těle ukládají v játrech ve formě glykogenu. Prostřednictvím glykolýzy se glykogen v játrech přeměňuje na glukózu, což je kritický proces při udržování hladiny glukózy v krvi. Jeden z enzymů agranulárního EPS odštěpuje fosfoskupinu z prvního produktu glykolýzy, glukóza-6-fosfátu, a umožňuje tak glukóze opustit buňku a zvýšit hladinu cukru v krvi.
Neutralizace jedů
Hladké endoplazmatické retikulum jaterních buněk se aktivně podílí na neutralizaci všech druhů jedů. Enzymy hladkého ER připojují molekuly, se kterými se setkají účinné látky, který se tak může rychleji rozpustit. Při nepřetržitém příjmu jedů, léků nebo alkoholu se tvoří větší množství agranulárního EPR, což zvyšuje dávku účinná látka nutné k dosažení stejného účinku.
Sarkoplazmatické retikulum
Speciální forma agranulárního endoplazmatického retikula, sarkoplazmatické retikulum, tvoří ER ve svalových buňkách, ve kterých jsou ionty vápníku aktivně pumpovány z cytoplazmy do dutiny ER proti koncentračnímu gradientu v neexcitovaném stavu buňky a jsou uvolňovány do cytoplazmy, aby zahájit kontrakci. Koncentrace vápenatých iontů v EPS může dosáhnout 10−3 mol, zatímco v cytosolu je to asi 10−7 mol (v klidu). Membrána sarkoplazmatického retikula tedy zprostředkovává aktivní transport proti koncentračním gradientům velkých řádů. A příjem a uvolňování iontů vápníku v EPS je v jemném vztahu s fyziologickými podmínkami.
Koncentrace vápenatých iontů v cytosolu ovlivňuje mnoho intracelulárních a mezibuněčných procesů, jako jsou: aktivace nebo inhibice enzymů, genová exprese, synaptická plasticita neuronů, kontrakce svalových buněk, uvolňování protilátek z buněk imunitního systému.
Endoplazmatické retikulum v různých buňkách může být prezentováno ve formě zploštělých cisteren, tubulů nebo jednotlivých vezikul. Stěna těchto útvarů se skládá z bilipidové membrány a některých proteinů v ní obsažených a vymezuje vnitřní prostředí endoplazmatického retikula z hyaloplazmy.
Existují dva typy endoplazmatického retikula:
zrnitý (zrnitý nebo drsný);
nezrnité nebo hladké.
Na vnější povrch Membrány granulárního endoplazmatického retikula obsahují připojené ribozomy. V cytoplazmě mohou být přítomny oba typy endoplazmatického retikula, většinou však převažuje jedna forma, která určuje funkční specifičnost buňky. Je třeba si uvědomit, že dvě jmenované odrůdy nejsou nezávislé formy endoplazmatického retikula, protože je možné vysledovat přechod granulárního endoplazmatického retikula na hladké a naopak.
Funkce granulárního endoplazmatického retikula:
syntéza proteinů určených k odstranění z buňky („na export“);
oddělení (segregace) syntetizovaného produktu od hyaloplazmy;
kondenzace a modifikace syntetizovaného proteinu;
transport syntetizovaných produktů do nádrží lamelárního komplexu nebo přímo z buňky;
syntéza bilipidových membrán.
Hladké endoplazmatické retikulum je reprezentováno cisternami, širšími kanály a jednotlivými váčky, na vnější povrch které postrádají ribozomy.
Funkce hladkého endoplazmatického retikula:
účast na syntéze glykogenu;
syntéza lipidů;
detoxikační funkce - neutralizace toxických látek jejich kombinací s jinými látkami.
Lamelární Golgiho komplex (retikulární aparát) je reprezentován shlukem zploštělých cisteren a malých váčků ohraničených bilipidovou membránou. Lamelární komplex se dělí na podjednotky – diktyozomy. Každý diktyozom je stoh zploštělých cisteren, podél jejichž obvodu jsou lokalizovány malé váčky. Současně je v každé zploštělé nádržce obvodová část poněkud rozšířena a střední část je zúžena.
V diktyozomu jsou dva póly:
cis-pól - směřuje svou základnou k jádru;
trans-pól - směřuje k cytolematu.
Bylo zjištěno, že transportní vakuoly se přibližují k cis-pólu a nesou produkty syntetizované v granulárním endoplazmatickém retikulu do lamelárního komplexu. Z trans-pólu se uvolňují bublinky, které odnášejí sekret do plazmalemy pro jeho odstranění z buňky. Některé z malých váčků naplněných enzymovými proteiny však zůstávají v cytoplazmě a nazývají se lysozomy.
Funkce deskového komplexu:
transport - odstraňuje produkty v něm syntetizované z buňky;
kondenzace a modifikace látek syntetizovaných v granulárním endoplazmatickém retikulu;
tvorba lysozomů (spolu s granulárním endoplazmatickým retikulem);
účast na metabolismu sacharidů;
syntéza molekul, které tvoří glykokalyx cytolemmatu;
syntéza, akumulace a vylučování hlenu (hlenu);
modifikace membrán syntetizovaných v endoplazmatickém retikulu a jejich přeměna na plazmalemové membrány.
Mezi četnými funkcemi lamelárního komplexu je na prvním místě transportní funkce. Proto se často nazývá transportním aparátem buňky.
Lysozomy jsou nejmenší organely cytoplazmy (0,2-0,4 µm), a proto se otevírají (de Duve, 1949) pouze pomocí elektronový mikroskop. Jsou to tělíska vázaná lipidovou membránou a obsahující elektronově hustou matrici sestávající ze souboru hydrolytických enzymových proteinů (50 hydroláz) schopných štěpit libovolné polymerní sloučeniny (proteiny, lipidy, sacharidy a jejich komplexy) na monomerní fragmenty. Markerovým enzymem lysozomů je kyselá fosfatáza.
Funkcí lysozomů je zajistit intracelulární trávení, tedy odbourávání exogenních i endogenních látek.
Klasifikace lysozomů:
primární lysozomy jsou elektron-denzní tělíska;
sekundární lysozomy - fagolysozomy, včetně autofagolysozomů;
terciární lysozomy nebo zbytková tělíska.
Pravé lysozomy jsou malá elektronově hustá tělíska vytvořená v lamelárním komplexu.
Trávicí funkce lysozomů začíná až po fúzi lysozomu s fagozomem, tedy fagocytovanou látkou obklopenou bilipidovou membránou. V tomto případě se vytvoří jediný vezikula - fagolyzozom, ve kterém se smísí fagocytovaný materiál a lyzozomové enzymy. Poté začíná štěpení (hydrolýza) biopolymerních sloučenin fagocytovaného materiálu na monomerní molekuly (aminokyseliny, monosacharidy atd.). Tyto molekuly volně pronikají přes membránu fagolysozomu do hyaloplazmy a jsou pak buňkou využity, to znamená, že jsou využívány buď k výrobě energie, nebo ke konstrukci biopolymerních struktur. Ale fagocytované látky nejsou vždy úplně rozloženy.
Další osud zbývajících látek může být jiný. Některé z nich lze z buňky odstranit exocytózou, mechanismem obráceným k fagocytóze. Některé látky (především lipidové povahy) nejsou štěpeny lysozomálními hydrolázami, ale hromadí se a zhutňují se ve fagolysozomu. Takové formace se nazývají terciární lysozomy nebo zbytková tělíska.
V procesu fagocytózy a exocytózy se provádí regulace membrán v buňce:
během procesu fagocytózy se část plazmatické membrány oddělí a vytvoří obal fagosomu;
při procesu exocytózy je tato membrána opět integrována do plazmalemy.
Bylo zjištěno, že některé buňky zcela obnoví plazmalemu během hodiny.
Kromě uvažovaného mechanismu intracelulárního odbourávání fagocytovaných exogenních látek se stejným způsobem ničí i endogenní biopolymery – poškozené nebo zastaralé vlastní strukturní prvky cytoplazmy. Zpočátku jsou takové organely nebo celé úseky cytoplazmy obklopeny bilipidovou membránou a vzniká autofagolysozomová vakuola, ve které dochází k hydrolytickému štěpení biopolymerních látek jako u fagolyzozomu.
Je třeba poznamenat, že všechny buňky obsahují lysozomy v cytoplazmě, ale v různém množství. Existují specializované buňky (makrofágy), jejichž cytoplazma obsahuje spoustu primárních a sekundárních lysozomů. Takové buňky fungují ochranné funkce v tkáních a nazývají se čistšími buňkami, protože se specializují na absorbování velkého množství exogenních částic (bakterií, virů) a také vlastních rozpadlých tkání.
Peroxisomy jsou cytoplazmatická mikrotělíčka (0,1-1,5 µm), strukturou podobná lysozomům, ale liší se od nich tím, že jejich matrice obsahuje krystalické struktury a mezi enzymovými proteiny je kataláza, která ničí peroxid vodíku vznikající při oxidaci aminokyselin.
Endoplazmatické retikulum je jednou z nejdůležitějších organel v eukaryotické buňce. Jeho druhé jméno je endoplazmatické retikulum. EPS se dodává ve dvou variantách: hladký (agranulární) a drsný (granulární). Čím aktivnější je metabolismus v buňce, tím větší je množství EPS.
Struktura
Jedná se o rozsáhlý labyrint kanálků, dutin, vezikul, „cisteren“, které jsou úzce propojeny a vzájemně komunikují. Tato organela je pokryta membránou, která komunikuje jak s cytoplazmou, tak s vnější membránou buňky. Objem dutin se liší, ale všechny obsahují homogenní tekutinu, která umožňuje interakci mezi buněčným jádrem a vnějším prostředím. Někdy existují odbočky z hlavní sítě ve formě jednotlivých bublin. Drsný ER se liší od hladkého ER přítomností velkého počtu ribozomů na vnějším povrchu membrány.
Funkce
- Funkce agranulárního EPS. Podílí se na tvorbě steroidních hormonů (např. v buňkách kůry nadledvin). EPS obsažený v jaterních buňkách se podílí na destrukci některých hormonů, léky A škodlivé látky a v procesech přeměny glukózy, která se tvoří z glykogenu. Agranulární síť také produkuje fosfolipidy nezbytné pro stavbu membrán všech typů buněk. A v retikulu buněk svalová tkáň dochází k vápenatým iontům nezbytným pro svalovou kontrakci. Tento typ hladkého endoplazmatického retikula se jinak nazývá sarkoplazmatické retikulum.
- Funkce granulovaného EPS. Především v granulárním retikulu dochází k produkci bílkovin, které budou následně z buňky odstraněny (např. syntéza sekrečních produktů žlázových buněk). A také v hrubé ER probíhá syntéza a sestavení fosfolipidů a víceřetězcových proteinů, které jsou následně transportovány do Golgiho aparátu.
- Společnou funkcí pro hladké endoplazmatické retikulum i drsné endoplazmatické retikulum je vymezovací funkce. Díky těmto organelám je buňka rozdělena na kompartmenty (kompartmenty). A navíc jsou tyto organely transportéry látek z jedné části buňky do druhé.
Organoidy- trvalé, nezbytně přítomné složky buňky, které plní specifické funkce.
Endoplazmatické retikulum
Endoplazmatické retikulum (ER) nebo endoplazmatické retikulum (ER), je jednomembránová organela. Jde o systém membrán, které tvoří „nádržky“ a kanály, vzájemně propojené a vymezující jeden vnitřní prostor – dutiny EPS. Membrány jsou na jedné straně připojeny k cytoplazmatické membráně a na druhé k vnější jaderné membráně. Existují dva typy EPS: 1) drsný (granulární), obsahující na svém povrchu ribozomy, a 2) hladký (agranulární), jehož membrány nenesou ribozomy.
Funkce: 1) transport látek z jedné části buňky do druhé, 2) rozdělení buněčné cytoplazmy na kompartmenty („kompartmenty“), 3) syntéza sacharidů a lipidů (hladký ER), 4) syntéza proteinů (hrubý ER), 5) místo vzniku Golgiho aparátu .
Nebo golgiho komplex, je jednomembránová organela. Skládá se ze stohů zploštělých „cisteren“ s rozšířenými okraji. S nimi je spojen systém malých jednomembránových váčků (Golgiho váčky). Každý stoh se obvykle skládá ze 4-6 „cisteren“, je strukturální a funkční jednotkou Golgiho aparátu a nazývá se diktyozom. Počet diktyozomů v buňce se pohybuje od jednoho do několika stovek. V rostlinných buňkách se izolují dictyosomy.
Golgiho aparát se obvykle nachází v blízkosti buněčného jádra (u živočišných buněk, často v blízkosti buněčného centra).
Funkce Golgiho aparátu: 1) akumulace proteinů, lipidů, sacharidů, 2) modifikace příchozích organická hmota, 3) „balení“ proteinů, lipidů, sacharidů do membránových váčků, 4) sekrece proteinů, lipidů, sacharidů, 5) syntéza sacharidů a lipidů, 6) místo vzniku lysozomů. Sekreční funkce je nejdůležitější, proto je v sekrečních buňkách dobře vyvinutý Golgiho aparát.
Lysozomy
Lysozomy- jednomembránové organely. Jsou to malé bublinky (průměr od 0,2 do 0,8 mikronu) obsahující sadu hydrolytických enzymů. Na hrubém ER se syntetizují enzymy a přesouvají se do Golgiho aparátu, kde se upravují a balí do membránových váčků, které se po oddělení od Golgiho aparátu stávají samy lysozomy. Lysozom jich může obsahovat 20 až 60 různé typy hydrolytické enzymy. Rozklad látek pomocí enzymů je tzv lýze.
Jsou: 1) primární lysozomy, 2) sekundární lysozomy. Lysozomy, které se oddělují od Golgiho aparátu, se nazývají primární. Primární lysozomy jsou faktorem zajišťujícím exocytózu enzymů z buňky.
Sekundární se nazývají lysozomy vzniklé jako výsledek fúze primárních lysozomů s endocytárními vakuolami. V tomto případě tráví látky, které se do buňky dostávají fagocytózou nebo pinocytózou, lze je tedy nazývat trávicí vakuoly.
Autofagie- proces ničení struktur nepotřebných pro buňku. Nejprve je struktura, která má být zničena, obklopena jedinou membránou, poté se výsledné membránové pouzdro spojí s primárním lysozomem, což má za následek vytvoření sekundárního lysozomu (autofagická vakuola), ve kterém je tato struktura natrávena. Produkty trávení jsou absorbovány buněčnou cytoplazmou, ale část materiálu zůstává nestrávena. Sekundární lysozom obsahující tento nestrávený materiál se nazývá zbytkové tělo. Exocytózou jsou z buňky odstraněny nestrávené částice.
Autolýza- autodestrukce buňky, ke které dochází v důsledku uvolnění obsahu lysozomů. Normálně k autolýze dochází během metamorfózy (zmizení ocasu u pulce žab), involuce dělohy po porodu a v oblastech nekrózy tkání.
Funkce lysozomů: 1) intracelulární trávení organických látek, 2) destrukce nepotřebných buněčných a nebuněčných struktur, 3) účast na procesech buněčné reorganizace.
Vakuoly
Vakuoly- jednomembránové organely, jsou naplněné „nádoby“. vodní roztoky organické a anorganické látky. Na tvorbě vakuol se podílí ER a Golgiho aparát. Mladé rostlinné buňky obsahují mnoho malých vakuol, které se pak, jak buňky rostou a diferencují, vzájemně spojují a tvoří jednu velkou centrální vakuola. Centrální vakuola může zabírat až 95 % objemu zralá buňka jádro a organely jsou tlačeny směrem k buněčné membráně. Membrána ohraničující rostlinnou vakuolu se nazývá tonoplast. Tekutina, která vyplňuje rostlinnou vakuolu, se nazývá buněčná míza. Složení buněčné mízy zahrnuje ve vodě rozpustné organické a anorganické soli, monosacharidy, disacharidy, aminokyseliny, konečné nebo toxické produkty metabolismu (glykosidy, alkaloidy) a některé pigmenty (anthokyany).
Živočišné buňky obsahují malé trávicí a autofagické vakuoly, které patří do skupiny sekundárních lysozomů a obsahují hydrolytické enzymy. Jednobuněční živočichové mají také kontraktilní vakuoly, které plní funkci osmoregulace a vylučování.
Funkce vakuoly: 1) akumulace a skladování vody, 2) regulace metabolismus voda-sůl, 3) udržování tlaku turgoru, 4) akumulace ve vodě rozpustných metabolitů, rezerva živin, 5) barvení květů a plodů a tím přitahování opylovačů a rozptylovačů semen, 6) viz funkce lysozomů.
Vzniká endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysozomy a vakuoly jediná vakuolární síť buňky, jehož jednotlivé prvky se mohou vzájemně přetvářet.
Mitochondrie
1 - vnější membrána;
2 - vnitřní membrána; 3 - matrice; 4 - crista; 5 - multienzymový systém; 6 - kruhová DNA.
Tvar, velikost a počet mitochondrií se nesmírně liší. Mitochondrie mohou být tyčovité, kulaté, spirálovité, miskovité nebo rozvětvené. Délka mitochondrií se pohybuje od 1,5 do 10 µm, průměr - od 0,25 do 1,00 µm. Počet mitochondrií v buňce může dosáhnout několika tisíc a závisí na metabolické aktivitě buňky.
Mitochondrie je ohraničena dvěma membránami. Vnější membrána mitochondrie (1) hladké, vnitřní (2) tvoří četné záhyby - cristas(4). Cristae zvětšují povrch vnitřní membrány, na které jsou umístěny multienzymové systémy (5) podílející se na syntéze molekul ATP. Vnitřní prostor mitochondrií je vyplněn matricí (3). Matrice obsahuje kruhovou DNA (6), specifickou mRNA, ribozomy prokaryotického typu (typ 70S) a enzymy Krebsova cyklu.
Mitochondriální DNA není spojena s proteiny („nahá“), je připojena k vnitřní membráně mitochondrie a nese informaci o struktuře asi 30 proteinů. K vybudování mitochondrií je zapotřebí mnohem více proteinů, takže informace o většině mitochondriálních proteinů jsou obsaženy v jaderné DNA a tyto proteiny jsou syntetizovány v cytoplazmě buňky. Mitochondrie jsou schopny autonomní reprodukce štěpením na dvě části. Mezi vnější a vnitřní membránou je protonový zásobník, kde dochází k akumulaci H +.
Funkce mitochondrií: 1) syntéza ATP, 2) rozklad organických látek kyslíkem.
Podle jedné hypotézy (teorie symbiogeneze) mitochondrie pocházejí ze starých volně žijících aerobních prokaryotických organismů, které náhodně pronikly do hostitelské buňky a vytvořily s ní oboustranně výhodný symbiotický komplex. Následující data podporují tuto hypotézu. Za prvé, mitochondriální DNA má stejné strukturní rysy jako DNA moderních bakterií (uzavřená do kruhu, není spojena s proteiny). Za druhé, mitochondriální ribozomy a bakteriální ribozomy patří ke stejnému typu - typu 70S. Za třetí, mechanismus mitochondriálního štěpení je podobný jako u bakterií. Za čtvrté, syntéza mitochondriálních a bakteriálních proteinů je potlačena stejnými antibiotiky.
Plastidy
1 - vnější membrána; 2 - vnitřní membrána; 3 - stroma; 4 - tylakoid; 5 - grana; 6 - lamely; 7 - škrobová zrna; 8 - lipidové kapky.
Plastidy jsou charakteristické pouze pro rostlinné buňky. Rozlišovat tři hlavní typy plastidů: leukoplasty jsou bezbarvé plastidy v buňkách nezbarvených částí rostlin, chromoplasty jsou barevné plastidy obvykle žluté, červené a oranžové, chloroplasty jsou zelené plastidy.
Chloroplasty. V buňkách vyšších rostlin mají chloroplasty tvar bikonvexní čočky. Délka chloroplastů se pohybuje od 5 do 10 µm, průměr - od 2 do 4 µm. Chloroplasty jsou ohraničeny dvěma membránami. Vnější membrána (1) je hladká, vnitřní (2) má složitou skládanou strukturu. Nejmenší fold se nazývá tylakoid(4). Nazývá se skupina thylakoidů uspořádaných jako hromádka mincí aspekt(5). Chloroplast obsahuje v průměru 40-60 zrn, uspořádaných do šachovnicového vzoru. Granule jsou navzájem spojeny zploštělými kanály - lamely(6). Tylakoidní membrány obsahují fotosyntetické pigmenty a enzymy, které zajišťují syntézu ATP. Hlavním fotosyntetickým pigmentem je chlorofyl, který určuje zelená barva chloroplasty.
Vnitřní prostor chloroplastů je vyplněn stroma(3). Stroma obsahuje kruhovou „nahou“ DNA, ribozomy typu 70S, enzymy Calvinova cyklu a škrobová zrna (7). Uvnitř každého tylakoidu je rezervoár protonů a H + se hromadí. Chloroplasty, stejně jako mitochondrie, jsou schopny autonomní reprodukce rozdělením na dva. Nacházejí se v buňkách zelených částí vyšších rostlin, zejména v mnoha chloroplastech v listech a zelených plodech. Chloroplasty nižších rostlin se nazývají chromatofory.
Funkce chloroplastů: fotosyntéza. Předpokládá se, že chloroplasty pocházejí ze starověkých endosymbiotických sinic (teorie symbiogeneze). Základem tohoto předpokladu je podobnost chloroplastů a moderních bakterií v řadě charakteristik (kruhová, „nahá“ DNA, ribozomy typu 70S, způsob reprodukce).
Leukoplasty. Tvar je různý (kulatý, kulatý, miskovitý atd.). Leukoplasty jsou ohraničeny dvěma membránami. Vnější membrána je hladká, vnitřní tvoří málo thylakoidů. Stroma obsahuje kruhovou „nahou“ DNA, ribozomy typu 70S, enzymy pro syntézu a hydrolýzu rezervních živin. Neexistují žádné pigmenty. Buňky podzemních orgánů rostliny (kořeny, hlízy, oddenky atd.) mají zvláště mnoho leukoplastů. Funkce leukoplastů: syntéza, akumulace a ukládání rezervních živin. Amyloplasty- leukoplasty, které syntetizují a akumulují škrob, elaioplasty- oleje, proteinoplasty- bílkoviny. Ve stejném leukoplastu se mohou hromadit různé látky.
Chromoplasty. Ohraničeno dvěma membránami. Vnější membrána je hladká, vnitřní membrána je buď hladká nebo tvoří jednotlivé tylakoidy. Stroma obsahuje kruhovou DNA a pigmenty – karotenoidy, které dávají chromoplastům žlutou, červenou nebo oranžovou barvu. Forma akumulace pigmentů je různá: ve formě krystalů, rozpuštěných v lipidových kapičkách (8), atd. Obsažené v buňkách zralého ovoce, okvětních lístků, podzimních listů a zřídka - kořenové zeleniny. Chromoplasty jsou považovány za konečnou fázi vývoje plastidů.
Funkce chromoplastů: barví květy a plody a tím přitahuje opylovače a rozprašovače semen.
Z proplastidů lze vytvořit všechny typy plastidů. Proplastidy- malé organely obsažené v meristematických tkáních. Vzhledem k tomu, že plastidy mají společný původ, jsou možné vzájemné konverze mezi nimi. Leukoplasty se mohou proměnit v chloroplasty (zelenání hlíz brambor na světle), chloroplasty - v chromoplasty (žloutnutí listů a červenání plodů). Transformace chromoplastů na leukoplasty nebo chloroplasty je považována za nemožnou.
Ribozomy
1 - velká podjednotka; 2 - malá podjednotka.
Ribozomy- nemembránové organely, průměr přibližně 20 nm. Ribozomy se skládají ze dvou podjednotek – velké a malé, na které se mohou disociovat. Chemické složení ribozomy – proteiny a rRNA. Molekuly rRNA tvoří 50–63 % hmotnosti ribozomu a tvoří jeho strukturní strukturu. Existují dva typy ribozomů: 1) eukaryotické (se sedimentačními konstantami pro celý ribozom - 80S, malá podjednotka - 40S, velká - 60S) a 2) prokaryotické (70S, 30S, 50S, v tomto pořadí).
Ribozomy eukaryotického typu obsahují 4 molekuly rRNA a asi 100 molekul proteinu, zatímco prokaryotický typ obsahuje 3 molekuly rRNA a asi 55 molekul proteinu. Během biosyntézy proteinů mohou ribozomy „pracovat“ jednotlivě nebo se spojovat do komplexů - polyribozomy (polysomy). V takových komplexech jsou navzájem spojeny jednou molekulou mRNA. Prokaryotické buňky mají pouze ribozomy typu 70S. Eukaryotické buňky mají jak ribozomy typu 80S (hrubé membrány EPS, cytoplazma), tak ribozomy typu 70S (mitochondrie, chloroplasty).
V jadérku se tvoří eukaryotické ribozomální podjednotky. Ke spojení podjednotek do celého ribozomu dochází v cytoplazmě, obvykle během biosyntézy proteinů.
Funkce ribozomů: sestavení polypeptidového řetězce (syntéza bílkovin).
Cytoskelet
Cytoskelet tvořené mikrotubuly a mikrofilamenty. Mikrotubuly jsou válcovité, nerozvětvené struktury. Délka mikrotubulů se pohybuje od 100 um do 1 mm, průměr je přibližně 24 nm a tloušťka stěny je 5 nm. Hlavní chemickou složkou je protein tubulin. Mikrotubuly jsou zničeny kolchicinem. Mikrofilamenta jsou vlákna o průměru 5-7 nm a sestávají z proteinu aktinu. Mikrotubuly a mikrofilamenta tvoří v cytoplazmě složité vazby. Funkce cytoskeletu: 1) určení tvaru buňky, 2) podpora organel, 3) tvorba vřeténka, 4) účast na pohybech buněk, 5) organizace cytoplazmatického toku.
Zahrnuje dva centrioly a centrosféru. Centriole je válec, jehož stěna je tvořena devíti skupinami tří srostlých mikrotubulů (9 tripletů), vzájemně propojených v určitých rozestupech příčnými vazbami. Centrioly jsou spojeny do párů, kde jsou umístěny v pravém úhlu k sobě. Před buněčným dělením se centrioly rozcházejí k opačným pólům a poblíž každého z nich se objeví dceřiná centriola. Tvoří štěpné vřeteno, které přispívá k rovnoměrné rozložení genetický materiál mezi dceřinými buňkami. V buňkách vyšších rostlin (nahosemenné, krytosemenné) buněčné centrum nemá centrioly. Centrioly jsou samoreplikující se organely cytoplazmy, vznikají jako výsledek duplikace existujících centriol. Funkce: 1) zajištění divergence chromozomů k buněčným pólům během mitózy nebo meiózy, 2) centrum organizace cytoskeletu.
Organoidy pohybu
Není přítomen ve všech buňkách. Organely pohybu zahrnují řasinky (nálevníky, epitel dýchací trakt), bičíky (bičíkovci, spermie), pseudopodi (rhizopodi, leukocyty), myofibrily ( svalové buňky) atd.
Bičíky a řasinky- vláknité organely, představující axonému ohraničenou membránou. Axoném je válcovitá struktura; stěnu válce tvoří devět párů mikrotubulů, v jeho středu jsou dva samostatné mikrotubuly. Na bázi axonémy jsou bazální tělíska reprezentovaná dvěma navzájem kolmými centrioly (každé bazální tělísko se skládá z devíti tripletů mikrotubulů, v jeho středu nejsou žádné mikrotubuly). Délka bičíku dosahuje 150 mikronů, řasinky jsou několikrát kratší.
Myofibrily sestávají z aktinových a myosinových myofilament, které zajišťují kontrakci svalových buněk.
Jít do přednášky č. 6„Eukaryotická buňka: cytoplazma, buněčná membrána, struktura a funkce buněčných membrán“
