1) buněčné a nebuněčné formy života

Co je rozlišení v mikroskopii?

Vzdálenost mezi dvěma body, při níž tyto body vnímáme jako rozdílné.

Jaké jsou minimální rozlišení lidského oka, světelného mikroskopu a elektronového mikroskopu?

Lidské oko: 0,2 mm; Světelný mikroskop: 0,2 μm, elektronový mikroskop: 0,2 nm.

Jaké jsou dva hlavní typy světelné mikroskopie?

mikroskopie ve světlém poli (bright field, BF), mikroskopie v tmavém poli (dark field, DF) = fluorescenční mikroskopie

Jaké jsou dva hlavní typy elektronové mikroskopie?

Transmisní elektronová mikroskopie (TEM) a skenovací elektronová mikroskopie (SEM).

princip fluorescenční mikroskopie

je metoda, která využívá fluorescenční barviva (fluorochromy = např. -fluorescein (FITCd), Cy3, rhodamin (TRITC), Cy5,) k zobrazení vzorků, což umožňuje pozorování specifických struktur a komponentů v buňkách.

specifika preparátů pro TEM

nutnost tzv. kontrastování (= vnesení atomů těžkého kovu), malé objekty nebo ultratenké řezy (max. 40 nm)

specifika preparátů pro SEM

nutnost pokovení

Kdo poprvé použil termín 'buňky'?

Robert Hooke v roce 1665 ve svém díle Micrographia.

Kdo objevil prvoky a bakterie?

Antoni van Leeuwenhoek v letech 1674 a 1683.

Kdo popsal buněčné jádro

Robert Brown, 1833 - popis buněčného jádra (mikroskopické pozorování orchidejí)

buněčná teorie?

Matthias Jakob Schleiden, Theodor Schwann (1838): buňka s jádrem představuje univerzální stavební kámen rostlinných a živočišných tkání

Co popisuje biogenní zákon?

1852 - Robert Remak a 1857 - Rudolf Virchow: "Omnis cellula e cellula"

• všechny buňky pocházejí z již existujících buněk.

1952 - George E. Palade, Keith R. Porter

využití transmisní elektronové mikroskopie (TEM) k pozorování ultrastruktury buněk

Hierarchické uspořádání živých soustav

buňka → mnohobuněčný jedinec → definovaná populace jedinců → druh

buňka → tkáň/pletivo → orgán → orgánová soustava → jedinec

- nebuněčné (podbuněčné) systémy

- jednobuněčné systémy

- mnohobuněčné systémy

Definice živého systému

otevřená soustava s vysokým stupněm hierarchické uspořádanosti, se schopností udržovat sama sebe, se schopností reprodukce a vývoje

obecné vlastnosti buněčné organizované formy života

1. Prostorová a časová ohraničenost

2. Podobné chemické složení

3. Schopnost reagovat na impulsy z okolí

4. Schopnost reprodukce (vždy stejný princip genetického kódování)

5. Schopnost vývoje (evoluce)

Jádro prokaryontních buněk?

jádro tvořeno jednou kruhovitou molekulou DNA, která není prostorově oddělena od cytoplazmy

Jaké typy prokaryontních buněk existují?

Archebakterie, eubakterie a cyanobakterie.

typy eukaryontních buněk

živočišné buňky, rostlinné buňky, houby

jádro eukaryontních buněk

jádro tvořeno komplexem chromosomů (DNA a proteiny), od cytoplazmy odděleno jaderným obalem (biomembrána s póry)

nebuněčné systémy

virusy (infekční nukleoproteinové částice), Viroidy (infekční molekuly RNA), Priony (infekční proteiny)

genom virusů

ds DNA, ss DNA, ds RNA, ss RNA

struktura virusů

proteinová kapsida, případně další struktury (fágy), membránový obal (živočišné virusy)

velikost virusů

bežně 20 nm, největší známé viry (tzv. mimiviry) jsou však větší, než některé prokaryontní organismy

životní cyklus virusů

intracelulární parazitismus, využití proteosyntetického aparátu hostitelské buňky, lytický a lyzogenní cyklus

vznik prionů

posttranslační změna konformace proteinu

prionová onemocnění

scrapie; bovinní spongiformní encefalopatie (BSE), kuru; Creutzfeld-Jacobova choroba (CJD)

Jak fungují viroidy?

Infekční kruhovité molekuly RNA, přenášené přímým kontaktem mezi rostlinami.

Archebakterie (Archaea)

evolučně starší, klasická stavba prokaryontní buňky

výskyt archebakterií

výskyt na extrémních stanovištích:

- koncentrované roztoky solí

- horká / kyselá sopečná vřídla

- anaerobní podmínky (dno oceánů, splašky)

- halofilní, termofilní...

příklad archeí

Beggiatoa: sirné prostředí, oxidace H2S jako zdroj energie, fixace uhlíku i za tmy

Eubakterie (Eubacteria) charakteristika

většina běžných bakterií včetně patogenů, výjimečně intracelulární parazitismus (mykoplazmata, rickettsie, chlamydia)

eubakterie stavba

velikost obvykle 1 až 10 μm, klasická stavba prokaryontní buňky: prokaryontní jádro (kruhovitá ds DNA uchycená k membráně), plazmidy, ribosomy, inkluze, mesozomy, buněčná stěna, na povrchu bičíky nebo fimbrie

Sinice (Cyanobacteria)

fotosyntetizující buňky, obvykle kolonie = kulovité, vláknité

specializace buněk ve vláknitých koloniích

- tylakoidy (lokalizace enzymů pro fotosyntézu)

- plynové váčky = vznášení se ve vodě

velikost eukaryontní buňky?

velikost obvykle řádově 10-100 μm

rostlinná buňka

- řasy (jedno- i vícebuněčné), mechy, rostliny

- buněčná stěna

- schopnost fotosyntézy (chloroplasty)

buňka hub

- houby, kvasinky

- buněčná stěna

živočišná buňka

prvoci, bezobratlí, obratlovci

Jaké jsou příklady specializace buněk u sinic?

Fixace dusíku a CO2, specializované buňky pro fotosyntézu.

Vlastnosti společné prokaryontním i eukaryontním buňkám:

- plazmatická membrána s podobnou stavbou

- genetická informace je uložena v DNA, identický genetický kód

- podobné mechanismy transkripce a translace včetně podobných ribosomů

- stejné metabolické dráhy (glykolýza, TCA cyklus)

- podobný aparát pro uchování chemické energie ve formě ATP

- podobný mechanismus fotosyntézy

- podobný mechanismus syntézy membránových proteinů včetně způsobu lokalizace

- podobná konstrukce proteasomů

Vlastnosti typické pro eukaryontní buňky:

- buňka prostorově rozdělena na jádro a cytoplazmu

- komplex chromosomů složených z DNA a proteinů,

- dvě kopie každého genu v jedné buňce

- komplex membránových organel, lokalizovaných v cytoplazmě

- specializované organely pro aerobní respiraci a fotosyntézu

- komplex cytoskeletálních struktur

- schopnost přijímat tekutiny a pevné částice z okolí

- vchlípením plazmatické membrány (endocytóza)

- buněčná stěna obsahující celulózu (rostliny, houby)

- buněčné dělení s využitím mikrotubulárního aparátu

- pohlavní rozmnožování vyžadující meiózu a fertilizaci

Paměťový systém

- systém nukleových kyselin a proteinů (uchování a exprese genetické informace)

- všechny typy buněk

Membránový systém

- systém biomembrán (tok látek, energie a informace)

- všechny typy buněk (kvantitativní rozdíly)

Cytoskeletální systém

- systém vláknitých proteinových struktur (pohyb, prostorová organizace, komunikace)

- eukaryontní buňky, analogie u prokaryot