Eukaryota a Dělení Buňky - Mitóza a Meióza

Stavba eukaryotické buňky

Každá eukaryotická buňka má čtyři základní části: buněčné jádro, cytoplazmu, organely a biomembránu. Tvar buňky může být různý - od kulovitého až po hvězdicovitý.

Buněčné jádro je největší a nejdůležitější organela. Funguje jako řídící centrum a chrání tvou DNA - tedy všechny genetické informace. Jádro je obklopené dvojitou membránou s jadernými póry, které kontrolují výměnu látek mezi jádrem a zbytkem buňky.

Uvnitř jádra najdeš chromatin (DNA s proteiny) a jadérko. Jadérko vyrábí rRNA pro ribozomy a není ohraničené membránou. Každý druh má přesně daný počet chromozomů - člověk má 46 chromozomů v každé buňce.

Tip na zápočet: Pamatuj si, že jádro = řídící centrum s DNA!

Cytoplazma a biomembrány

Cytoplazma je tekutá výplň buňky se slabě kyselým pH kolem 6,8-7. Skládá se ze dvou částí: hyaloplazma (u povrchu, hustší) a granuloplazma (uprostřed, s více organelami).

Biomembrány jsou všude - nejen kolem buňky, ale i kolem organel. Díky nim může probíhat více reakcí najednou v různých kompartmentech (oddělených prostorech).

Mitochondrie jsou energetické elektrárny buňky. Mají vlastní DNA a ribozomy, což z nich dělá semiautonomní organely. Skládají se ze dvou membrán - vnější hladké a vnitřní zřasené, kde probíhá aerobní dýchání a tvorba ATP.

Pamatuj si: Mitochondrie = továrna na energii (ATP)!

Plastidy - pouze v rostlinách

Plastidy najdeš jen v rostlinných buňkách. Obsahují vlastní DNA a jsou klíčové pro fotosyntézu. Mají dvě membrány a uvnitř tylakoidy (kde probíhá primární fotosyntéza) a stromu (sekundární procesy).

Chloroplasty obsahují chlorofyl (zelený pigment) a zajišťují fotosyntézu. Chromoplasty vznikají ze starších chloroplastů a obsahují žluté a oranžové pigmenty - proto jsou podzimní listy barevné!

Leukoplasty jsou bezbarvé a slouží jako skladiště. Ukládají škrob, proteiny nebo lipidy, hlavně v kořenech a hlízách.

Pro zkoušku: Chloroplasty = zelené (fotosyntéza), chromoplasty = barevné (pigmenty), leukoplasty = bezbarvé (sklad)!

Další důležité organely

Endoplazmatické retikulum (ER) je síť kanálků pro transport látek. Hladké ER vyrábí lipidy a sacharidy, drsné ER má ribozomy a produkuje proteiny.

Golgiho aparát přijímá produkty z ER, upravuje je a balí do váčků. Odtud vznikají lysozomy - pouze u živočichů! Obsahují trávící enzymy a likvidují odpadní látky.

Vakuoly jsou skladiště vody a látek, oddělené membránou zvanou tonoplast. V mladých rostlinách je více malých vakuol, které postupně splývají v jednu velkou.

Ribozomy jsou drobná zrníčka, která vyrábějí proteiny podle instrukcí z DNA. Najdeš je volně v cytoplazmě nebo připojené na ER.

Rychlá pomůcka: ER = doprava, Golgi = úprava a balení, lysozomy = úklid, vakuoly = sklad!

Cytoskelet a membrámy

Cytoskelet je vnitřní kostra buňky ze tří typů proteinových vláken. Mikrotubuly přemísťují organely, mikrofilamenta pomáhají při dělení buňky a intermediární filamenta zajišťují pevnost.

Centrioly se skládají z mikrotubulů a jsou klíčové pro buněčné dělení. Před dělením se zdvojí a putují k opačným pólům buňky.

Cytoplazmatická membrána je fosfolipidová dvojvrstva s zanořenými proteiny. Je selektivně polopropustná - vybírá si, které látky propustí. Proteiny fungují jako přenašeče, receptory nebo enzymy.

Transport probíhá dvěma způsoby: endocytóza (příjem látek) a exocytóza (výdej látek).

Klíčová informace: Membrána = selektivní vrátný buňky!

Rozdíly mezi typy buněk

Buněčná stěna je pevná ochranná vrstva nad membránou. Rostliny mají stěnu z celulózy, houby z chitinu, živočichové stěnu nemají vůbec.

Živočišné buňky nemají plastidy ani velké vakuoly, ale mají lysozomy a centrioly. Skladují glykogen a lipidy. Obsahují cholesterol, který ovlivňuje propustnost membrány.

Rostlinné buňky mají plastidy, velkou vakuolu a buněčnou stěnu. Plasmodesmy jsou kanálky ve stěně pro výměnu látek mezi buňkami.

Buňky hub kombinují vlastnosti - mají buněčnou stěnu (chitin), ale skladují glykogen jako živočichové a nemají plastidy.

Pro porovnání: Živočich = mobilní, rostlina = fotosyntéza + pevnost, houba = kombinace!

Transport látek přes membránu

Buňky si s okolím vyměňují látky třemi způsoby. Difuze a osmóza jsou nejjednodušší - malé molekuly procházejí membránou podle koncentračního spádu bez energie.

Osmóza je pohyb vody přes membránu. Buňka může být v izotonickém (ideálním), hypertonickém nebo hypotonickém prostředí.

V hypertonickém prostředí buňka ztrácí vodu. U rostlin nastává plazmolýza (smrštění obsahu), u živočichů plazmorhiza (smrštění celé buňky).

V hypotonickém prostředí buňka nasává vodu. Živočišné buňky mohou prasknout (plazmoptýza), rostlinné jen zvětší vakuolu a zastaví se.

Pamatuj si: Hypertonické = ztráta vody, hypotonické = příjem vody, izotonické = rovnováha!

Aktivní transport a makromolekuly

Přenašečový transport využívá speciální proteiny. Pasivní nevyžaduje energii (například glukóza), aktivní spotřebovává ATP (například ionty).

Pro velké molekuly slouží endocytóza a exocytóza. Pinocytóza přenáší kapaliny - membrána vytvoří váček, který se odškrtí dovnitř buňky.

Fagocytóza pohlcuje pevné částice pomocí panožek. Bílé krvinky takto ničí bakterie a viry. Váček s částicí se rozloží enzymy.

Exocytóza funguje opačně - váčky z Golgiho aparátu se spojí s membránou a vylévají obsah ven. Takto buňka vypouští hormony nebo odpadní látky.

Pro pochopení: Malé molekuly = difuze/přenašeče, velké molekuly = endocytóza/exocytóza!

Buněčné dělení a chromozomy

Rozmnožování buněk dělením je základ růstu všech organismů. Vznikají identické dceřiné buňky s kompletní genetickou výbavou.

Chromozom je jedna molekula DNA s pomocnými proteiny. Před dělením se DNA zkopíruje a vzniknou sesterské chromatidy spojené v centroméře. Telomery chrání konce chromozomů.

Haploidní sada $n$ obsahuje jeden kompletní soubor chromozomů - najdeš ji jen v pohlavních buňkách (spermie, vajíčka). Diploidní sada (2n) má každý chromozom dvakrát a vyskytuje se ve všech tělesných buňkách.

Člověk má 23 chromozomů v haploidní sadě a 46 v diploidní sadě.

Základní pravidlo: Pohlavní buňky = n, tělesné buňky = 2n!

Buněčný cyklus

Buněčný cyklus střídá klidové období (interfázi) s aktivním dělením. Generační doba je různá pro každý typ buněk - některé se dělí rychle (kožní), jiné vůbec (mozkové).

G1 fáze je přípravná - buňka roste, vytváří organely a kontroluje, jestli má dostatek energie a živin. Také kontroluje chyby v DNA.

S fáze je kdy se DNA kopíruje. G2 fáze je další kontrolní bod před dělením. M fáze je samotné dělení buňky.

Rakovina vzniká, když se poruší kontrola cyklu a buňky se začnou rychle a nekontrolovaně dělit.

Pro zkoušku: G1 = růst a příprava, S = kopírování DNA, G2 = kontrola, M = dělení!