1 Cytológia úvod

Buněčná biologie

  • Buněčná biologie je věda zabývající se studiem buněk.

  • Zahrnuje anatomii buněk, jejich organel a dalších struktur.

  • Fyziologie buněk, vlastnosti a chování buněk ve vztahu k životním funkcím organismu.

  • Buněčný cyklus, dělení, diferenciace a smrt buňky.

  • Úzce provázána s mikroskopií, molekulární biologií, biochemií, biofyzikou, histologií a mikrobiologií.

Obory cytologie

  • Morfologická cytologie zkoumá tvar a strukturu buněk.

  • Cytofyziologie se zabývá mechanismy fungování buněk a jejich částí.

  • Klinická cytologie se zabývá cytologickými vyšetřeními pro potřeby lékařství.

  • Cytopatologie zkoumá změny na buňkách způsobené onemocněním či vnějšími vlivy.

  • Molekulární cytologie je cytologická část molekulární biologie.

Dějiny buněk

  • První pozorování buněk provedl Robert Hook v roce 1665.

  • Antoni van Leeuwenhoek objevil mikroorganismy a červené krvinky.

  • Jan Evangelista Purkyně uveřejnil první popis jádra živočišné buňky.

  • Robert Brown popsal jádro v rostlinné buňce.

  • Muller položil základy klinické cytologie a popsal nádorové bujení.

  • Rozvoj mikroskopie a její význam v biologických vědách a medicíně.

Buněčná teorie

  • Buněčnou teorii zavedli Matthias Jakob Schleiden a Theodor Schwann v roce 1838.

  • Každý organismus je z buněk přímo složen nebo na jiných buňkách existenčně závislý.

  • Žádná buňka nemůže vzniknout jinak než zase z buňky.

  • Mateřská buňka předává dceřinné buňce potřebnou děděnou informaci k reprodukci sebe sama i ke své funkci.

Zakladní typy buněk

  • Prokaryotická a eukaryotická buňka.

  • Jednoduchá versus složitá organizace.

  • Zásadní rozdíl ve velikosti.

Prokaryotická buňka

  • Obsahuje pouzdro, buněčnou stěnu, cytoplazmatickou membránu, cytoplazmu, ribozomy, plazmidy, pili, bicíky, nukleoid.

  • Povrch a ultrastruktura prokaryotické buňky.

Eukaryotická buňka

  • Obsahuje buněčnou stěnu, jádro, mitochondrie, vakuoly, endomembrány.

  • Povrch a ultrastruktura eukaryotické buňky.

Model kompartmentace eukaryotické buňky

  • Organely a buněčné kompartmenty.

  • Plasmatická membrána, jádro a jadérko, endoplasmatické retikulum, Golgiho aparát, mitochondrie, peroxizómy, cytoskelet…

Živočíšna vs rastlinná bunka:

  • Základní rozdíly mezi živočišnou a rostlinnou buňkou

    • Živočišná buňka:

      • Extracelulární matrix/Glykokalyx

      • Lyzozóm

      • Pohyb

      • Centrioly/Centrozóm

    • Rostlinná buňka:

      • Plastidy

      • Buněčná stěna

      • Vakuola

    • Definice vývojové biologie

    • Studium procesů vývoje a růstu organismů

    • Studium genů a proteinů v buněk

    • Zjednodušená schéma vývoje u modelové rostliny Arabidopsis thaliana

    • Gametogeneze (vývoj pohlavních buněk - gamet)

    • Embryogeneze (vývoj embrya ze zygoty - embryologie)

    • Post-embryonální vývoj

    • Základní otázky vývojové biologie

Modelové organizmy:

  • Modelové organizmy vývojové biologie a jejich výhody

    • Živočichy (bezobratlí)

      • Octomilka obecná (Drosophila melanogaster)

      • Červ: Háďátko obecné (Caenorhabditis elegans)

      • Mořské organismy: Ježovky

    • Živočichy (obratlovci)

      • Žába: Drápatka vodní (Xenopus laevis a X. tropicalis)

      • Akvarijní ryba: Danio pruhované, zebřička (Danio rerio)

      • Kur domácí (Gallus gallus)

      • Myš domácí (Mus musculus)

    • Rostliny: Mechorost (Physcomitrella patens)

    • Huseníček rolní (Arabidopsis thaliana)

  • Vývojová biologie živočichů - Hlenka jako modelový organismus

    • Hlenka (Dictiostelium discoideum), půdní amoeba

  • Vývojová biologie živočichů - model Octomilka

    • Octomilka obecná (Drosophila melanogaster)

    • Brzká segmentace (hlava, hruď, zadeček)

  • Vývojová biologie - model Drápatka

    • Vývojový cyklus Drápatka vodní

    • Různé stadia vývoje

  • Vývojová biologie člověka

    • Pre-natální vývoj (před narozením)

    • Post-natální vývoj (po narození)

  • Vývojová biologie rostlin - mechorost Physcomitrella

    • Vývojový cyklus mechorostu Physcomitrella patens

    • Různé stadia vývoje

    • Embryonální vývoj

    • Post-embryonální vývoj Arabidopsis thaliana - Huseníček rolní

  • Vývojová biologie rostlin

    • Dvojitá fertilizace (oplození)

    • Ovárium a zárodečný vak

Vývojová biologie rostlin

  • Regenerační plasticita u rostlin založená na totipotenci buněk

  • Vývoj semene s 1 embryem

  • Semenáček

  • Zygotická embryogeneze (splynutí gamet)

  • Somatická embryogeneze (bez splynutí gamet, např. z pokožkových nebo mezofylových buněk listu)

  • Dormance semen (v průběhu zimy, kontrola hormony, zabraňuje předčasnému klíčení semen za nevhodných podmínek)

  • Uvolnění dormance, hydratace, prasknutí endospermu a testy, vývoj semenáčku

  • Klíčení semen

  • Porovnání jednoděložných a dvouděložných rostlin

  • Jednoděložné rostliny

    • Radikula a Primární kořen

    • Koleoptyla

  • Dvouděložné rostliny

    • Radikula a Primární kořen

    • Hypokotyl, Klíční listy, Epikotyl kukuřice, hrách

    • Kořen, hypokotyl, klíční listy (rezerva živin)

    • Epikotyl, stonek a pravé listy

  • Rostliny negastrulují

  • Rostliny mají sporickou a ne gametickou meiózu

  • Životní cyklus zahrnuje diploidní i haploidní mnohobuněčné stadia

  • Zárodečné buňky nejsou vyčleněny brzy ve vývoji

  • Rostliny mají rozsáhlou morfogenezi

  • Shluky aktivně dělících se buněk nazývané meristémy přetrvávají po celou dobu života rostliny

  • Genomy rostlin můžou nést mnohem větší zatížení mutacemi než zvířata

  • Rostliny mají obrovskou vývojovou plasticitu

  • Celé rostliny mohou zregenerovat z některých jednotlivých buněk

  • Vývoj rostliny je ovlivněn faktory prostředí jako je světlo a teplota