1.2. Látkové složení buněk
description
Transcript of 1.2. Látkové složení buněk
1.2. LÁTKOVÉ SLOŽENÍ BUNĚK
Autor: PhDr. Přemysl Štindl
Recenze: Mgr. Vladimír Bádr, Ph.D.
Látkové složení buněk Prvky
kvalitativně shodné s prvky v přírodě, ale v biosféře (org.) jsou některé častěji (hromadí se) – biogenní prvky – rozdíly kvantitativní
Sloučeniny Anorganické (neústrojné) – voda, soli, plyny Organické (ústrojné) – komplexy:
1) Prvky makrobiogenní (mnoho) , až v 10kách %,
( C, H, O, N, P) „oligomerní“ (trochu) , desetiny až setiny %
( Ca, Mg, Fe, Na, K, Cl, S ) mikrobiogenní ,
(B, F, Br, Ar, Se, Si, Al, Mn, Li, Ti) ultramikrobiogenní ,
(Cd, Hg, Au, Ag, Cs) neplatí pro každou buňku (přeslička – SiO2)
Obr. 1) Periodická soustava prvků
2) SloučeninyA. Anorganické (neústrojné)
voda, soli, plynyB. Organické (ústrojné) – komplexy:
nízkomolekulární (samostatné) nadmolekulární vysokomolekulární
Analýza: usušení (105C°) do konstantní váhy voda tvoří 70 – 80% metabolicky aktivní buňky Sušina – org. látky a popelovina (minerál.
látky)
A1) VodaA2) SoliA3) Plyny
A) Anorganické (Neústrojné) látky
Obr. 2) Obr. 3)
A1) Voda1) obecné rozpouštědlo (polární)2) ionizační činidlo (soli a org. molekuly s polárními
skupinami, molekula vody vytváří dipól, vytrhne částici z mřížky jako iont)
3) vytváří tzv. micely (org. ionty se mohou spojovat a proplétat)
4) vytváří reakční prostředí bky5) teplotně širokospektrá kapalina (0C°- 100C°)6) teplotní akumulátor7) vodič tepla (brání přehřátí, zamrznutí, moderátor teploty –
pocení)8) velké povrchové napětí9) konečný produkt úplné oxidace organických látek10) zdroj elektronů a protonů pro metabolické reakce
(fotosyntéza)
A2) Soli1) podoba iontů2) vázány na molekuly (i organické) či volné3) pevné (inkrustující látky) – přeslička
• (rafidy=krystalky šťavelanu draselného)4) v podobě iontů – zajišťují osmózu5) zajišťují tok vody membránou (pasivní
transport – koncentrační spád), el. a transportní procesy na membráně
6) podílejí se na funkci makromolekul7) spoluvytvářejí ústojné roztoky (pufry) -
(nikoliv ústrojné)8) komplex s makromolekulami
A3) Plyny1) i vzdušné (dusík, kyslík, oxid uhličitý)2) rozpuštěny dle parciálních tlaků (=
částečných) v cytoplazmě3) součástí pufrů (nárazníků)
• u člověka uhličitanový pufr
B1) NízkomolekulárníB2) MakromolekulárníB3) Organické molekuly se zvláštními funkcemiB4) Nadmolekulární komplexy
B) Organické (ústrojné) – komplexy
B1) Nízkomolekulární Malé organické molekuly Organické kyseliny (mastné jsou
složkami tuků), aminokyseliny Monosacharidy, oligosacharidy
B2) Makromolekulární1) Bílkoviny (peptidy, aminokyseliny)2) Polysacharidy3) Lipidy4) Nukleové kyseliny5) Organické molekuly se zvláštní funkcí
1) Bílkoviny I. struktura = poměrné zastoupení Ak a jejich sled
vytváří makromolekuly z alfa aminokyselin spojeny peptidickou vazbou (* peptidický řetěz – 10Ak =
(oligo)peptidy; více = polypeptidy (proteiny) II. struktura = geometrické uspořádání peptid. řet.
skládaný list pravotočivá šroubovice (alfahelix), H můstky
III. stuktura globulární (klubkovité) – histony, albuminy, globuliny fibrilární (vláknitá) – fibrolin, kolagen, keratin
(mechanická fce) IV. struktura = uspoř. podjednotek (=polypeptid.
řetězce, které nejsou spojeny peptidic. vazbou)
I. Primární struktura
II. Sekundární struktura
skládaný list
šroubovice alfa helix
IV. Kvarterní struktura
III. Terciální struktura
Struktura bílkovinObr. 4)
IV. Struktura bílkovin
složení: + prostetická složka fosfoproteidy – kys. fosforečná, (kasein,
ovovitelin) glykoproteidy – sacharidy (mucin) lipoproteidy - tuky nukleoproteidy - NK chromoproteidy – barviva (hemoglobin,
cytochromy) metaloproteidy
Význam bílkovin:
strukturní základ dynamické molekuly zajišť. katalýzu rcí
(=enzymy, biokatalyzátory) regulátory (hormony) bílkoviny krevního séra – protilátky kontraktilní bílkoviny některé pomocné oporné, krycí fce (kolagen,
sklerotin hmyzu) přenašeči reverzibilní a ireversibilní změny struktur
(teplota aj...)
Funkce bílkovin:
zásobní transportní (hemoglobin) ochranné (imunoglobulin) kontraktilní (myozin) regulační – hormony (inzulin); regulace genet. aktivity – represory toxiny (hadí jedy) strukturní (stavební, opěrné, krycí), v membr., enzymy informační (role signálů, receptory, templáty – spouštějí či zastavují řadu procesů
2) Sacharidy, polysacharidy
polyhydroxyderiváty aldehydů nebo ketonů dělení:
dle funkčních skupin na aldozy, ketozy dle počtu C na triozy, tetrozy pentozy, hexozy,
heptozy stavební látky a zdroje energie nejrozšířenější biopolymery obsahují 11 a více monosacharidů mezi polysacharidy patří:
škrob, glykogen, celulóza, glykoproteiny
Obr. 5) Struktura celulózy
3) Lipidy
estery vyšších mastných kyselin a glycerolu
nerozpustné ve vodě zdroj energie v rostlinných i živočišných
tucích fosfolipidy tvoří součást biomembrán lipidy vylučované žlučí napomáhají při
emulgaci tuků ve střevě
Obr. 6) Struktura fosfolipidu
4) Nukleové kyseliny
stavební jednotka nukleotid (=nukleosidfosfát) = fosforylované nukleosidy (=báze + pentóza)
polynukleotidové řetězce pořadí bází kódováno I. strukturou
bílkovin (sled aminokyselin) DNA, RNA – liší se v cukerné složce i bázi RNA (rRNA, i,mRNA, tRNA, aj.) Ústřední dogma molekulární biologie Funkce: nositel genetické informace
Struktura nukleové kyseliny
I. - sled nukleosidů (nukleotidů) II. - dvouvláknitá, H vazby mezi bázemi III - dvojitá šroubovice stočená do
superhelixu
Obr. 7) Watson a Crick při sestavování modelu DNA
Obr. 8) I. a II. struktura DNA
Obr. 9)
Struktura chromosomu
B3) Organické molekuly se zvláštními funkcemi Regulační komunikace
(buněčná, mezibuněčná, meziorganismová) Malé molekuly Vyskytují se samostatně Pohyblivé Význam: kompletují makromolekuly (bílk.)
pro enzymatickou či regulační fci Nukleotidové koenzymy:
ATP, NAD+, NADP+, FAD, CoA, cAMP Hormony, fytohormony, steroidy,
prostaglandiny, feromony
B4) Nadmolekulární komplexy Biomembrány
Lipidy a bílkoviny, základem membránová jednotka silná asi 7nm Ribozomy
tvořeny rRNA a bílkovinami, dvě podjednotky Nukleozomy
Tvořeny DNA a bílkovinami V buněčném jádře Necelé 2 otočky vlákna DNA kolem 8 molekul bílkovin Nukleozomy základem chromatinu
Bílkovinné komplexy Útvary tvořené bílkovinami – vytvářejí základní strukturu buňky
(cytoskelet) takový komplex ve formě vláken (fibril) také vytváří nejhojnější
bílkovina savců - kolagen Víceenzymové systémy Mikrotubulární a fibrilární struktury
Obr. 10) Model membrány
Obr. 11) dle Cooper (1997)
Obr. 12) Schéma nukleosomu (dle Hayese, Pazdera, 2008)
Obr. 13) Vizualizace cytoskeletu pomocí fluorescenčního mikroskopu (dle Alberts, 1998)
Ribosom
Literatura: Alberts B. a kol. (1998): Základy buněčné biologie. Espero
Publishing, Ústí nad Labem, s.11 obr.1-11 a,b, s.210, s.470, obr.14-24 b.
Berger J. (1996): Buněčná a molekulární biologie. Tobiáš, Havlíčkův Brod.
Dostál P., Řeháček Z., Ducháč V. (1994): Kapitoly z obecné biologie. SPN, Praha.
Jelínek J., Zicháček V. (1999): Biologie pro gymnázia. Nakladatelství Olomouc.
Kubišta V. (1992): Obecná biologie. Fortuna, Praha.
Loewy a kol. (1991): Cell Structure and Function. Saunders College Publishing, USA, s.59 obr.2-16, s.65 obr.2-26 b, s.67 obr.2-30.
Romanovský A. a kol. (1983): Obecná biologie. SPN, Praha. Rosypal S. a kol. (1998): Přehled biologie. Scientia, Praha,
s. 61 – 78. Rosypal S. a kol. (2003): Nový přehled biologie. Scientia,
Praha. Villee C. a kol. (1989): Biology. Saunders college
Publishing, USA. Wallace R., Sanders G., Ferl R. (1996): Biology. H. Collins
College Publishers, USA, s.89 obr.4.18.
Zdroje obrázků: Obr.1) lide.uhk.cz/pdf/student/psopatp1/parchemuzit.htm Obr. 2) http://image036.mylivepage.com/chunk36/483938/313/Bublinky.JPG Obr. 3) http://www.volny.cz/veletrzni/statistiky/voda.jpg Obr. 4) http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/prot_struct-4143.JPG Obr. 5)
http://www.inovace.cz/for-high-tech/chemie-materialy/clanek/enzymy-rozkladajici-celulozu---uzitecny-biotechnologicky-nastroj/
Obr. 6) http://sci.muni.cz/ptacek/CYTOLOGIE6_soubory/image055.jpg Obr. 7)
http://www.agen.ufl.edu/~owens/age2062/OnLineBiology/OLBB/www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookDNAMOLGEN.html
Obr. 8) http://www.oskole.sk/userfiles/image/novy/adriana/image003(1).jpg Obr. 9) http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/proceuc/chromosome.jpg Obr. 10)
http://www.vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-02_v1/hesla/membrana_biologicka.html
Obr. 11) Cooper, G., M. (1997): The Cell-a molecular approach. ASM Press, Washington D.C.
Obr. 12) http://www.osel.cz/popisek.php?popisek=10861&img=1227582237.jpg Obr. 13) http://www.bioweb.genezis.eu/bunka/cytomorfologia/cytoskelet.jpg
KONEC
12/08 Autor: PhDr. Přemysl Štindl