Chemické složení živé hmoty
description
Transcript of Chemické složení živé hmoty
![Page 1: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/1.jpg)
Chemické složení živé hmoty• Voda = základ všech organismů
– až 90% hmotnosti těla• Minerální látky – osmotická hladina
– obvykle disociované– vazba kationtů na bílkoviny
• Organické látky – mnoho různých– sacharidy (cukry)– lipidy (tuky)– aminokyseliny – cca 200– bílkoviny – složeny z dvaceti druhů aminokyselin
![Page 2: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/2.jpg)
Sacharidy• hydroxyaldehydy a hydroxyketony• monosacharidy – základní stavební
jednotky – 3-4 atomy uhlíku– glukóza, fruktóza, galaktóza……
• disacharidy – 2 jednotky– sacharóza, maltóza, laktóza…
• oligosacharidy – několik jednotek• polysacharidy – mnoho jednotek (tisíce)
– celulóza, škrob, chitin…
CHO
OHH
HHO
OHH
OHH
CH2OH
![Page 3: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/3.jpg)
• Látky obsahující kyselou karboxylovou skupinu a zásaditou aminoskupinu
• postranní řetězce různé• popsány stovky biologických aminokyselin• jen 20 tvoří základní strukturu bílkovin –
kódované aminokyseliny (jejich pořadí je zakódováno v DNA)
Aminokyseliny
H2N CH C
CH3
OH
O
![Page 4: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/4.jpg)
Bílkoviny• Biopolymery složené z aminokyselin a
nebílkovinných součástí• Rozmanité struktury a funkce
– stavební, katalytická, obranná…• Primární struktura většiny bílkovin je
zakódována v DNA• Aminokyseliny jsou spojené peptidovou
vazbou – peptidy– peptidy jsou základem bílkovin
![Page 5: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/5.jpg)
• Primární struktura – pořadí aminokyselin
• Sekundární struktura – uspořádání části peptidu do pravidelného motivu
• Terciární struktura – prostorové uspořádání peptidu
• Kvartérní struktura – spojení více peptidů do jednoho funkčního celku
Bílkoviny
![Page 6: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/6.jpg)
Lipidy• Látky obvykle málo rozpustné ve vodě• Mnoho různých chemických struktur
– acylglyceroly, vosky, sfingomyeliny…• Acylglyceroly = glycerol + mastné kyseliny
H2C
HC
H2C
O
O
O
C
C
C
O
O
O
![Page 7: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/7.jpg)
Mikrobiální buňky• Buňka = základní jednotka živé hmoty
– nezávislá životaschopnost = jedna buňka může tvořit celý organismus
– organizovanost = buňka vykazuje a udržuje uspořádaný stav
– dědičnost = nese informaci o své struktuře a může ji předat potomkům
– rozmnožování = zachování života– metabolismus = biochemické reakce k
udržení životních funkcí– otevřený systém = buňka si s okolím
vyměňuje látky a energii
![Page 8: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/8.jpg)
Obecná charakteristika buněk• Všechny živé buňky vykazují společné
vlastnosti– od okolí ohraničené cytoplazmatickou
membránou– většina buněk je navíc chráněná pevnou
buněčnou stěnou– genetická informace je uložena v DNA– biochemické reakce jsou katalyzované
enzymy (bílkovinné katalyzátory)– buňka si udržuje přibližně stálé vnitřní
prostředí
![Page 9: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/9.jpg)
Rozdělení buněk• Dosud všechny známé živé buňky lze
zařadit do dvou základních skupin– prokaryotické– eukaryotické
![Page 10: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/10.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 11: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/11.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 12: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/12.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 13: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/13.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 14: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/14.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 15: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/15.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 16: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/16.jpg)
BuňkyProkaryotické
• Nerozdělený vnitřní prostor buňky
• Bez organel• Neoddělené jádro• Menší (jednotky m)• Obvykle jeden
chromozóm (molekula DNA)
• Menší genetická informace (~106-107 bp)
• Časté plasmidy
Eukaryotické• Vnitřní prostor buňky
rozdělený membránami• Různé organely• Jádro oddělené
membránou• Větší (desítky m až mm)• Obvykle několik
chromozómů (až desítky)• Větší genetická informace
(~108-1010 bp)• Obvykle bez plasmidů
![Page 17: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/17.jpg)
Cytoplazmatická membrána
• Zajišťuje oddělení vnitřního prostoru od vnějšího
• Často zprohýbaná• Polopropustná• Fosfolipidová dvojvrstva• Fluidně mozaikový model• Součástí bílkoviny (až 70%)
![Page 18: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/19.jpg)
Fosfolipidy
R1, R2 – zbytky mastných kyselinX – hydrofilní skupina
CH2
CH
H2C O
CR1
O
CR2
O P
O
O
O
X
![Page 20: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/20.jpg)
Fosfolipidy
• Lipidy, mající jednu mastnou kyselinu nahrazenou fosfátem
• Na fosfátu bývá navázána hydrofilní skupina (cholin, serin…)
• Fosfolipidy jsou povrchově aktivní látky (tenzidy)– část molekuly je hydrofilní (fosfát)– část je lipofilní (zbytky mastných kyselin)– ve vodném prostředí mají tendenci sdružovat
se lipofilními konci a tvořit dvojvrstvu
![Page 21: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/21.jpg)
Propustnost membrán
• Propustnost závisí na hustotě• Hustotu zvyšují
– nasycené mastné kyseliny (těsnější uspořádání)– steroly (cholesterol, ergosterol…) – jen u některých
skupin organismů – výplň mezer• Přes membránu mohou projít jen malé molekuly
bez náboje, lipofilní a ploché molekuly snadněji• Pro ostatní látky má buňka specializované
bílkovinné přenašeče
![Page 22: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/22.jpg)
Buněčná stěna
• Z pevného materiálu, obvykle sacharidu– Bakterie, Archea – peptidoglykan– Rostliny – celulóza– Houby – chitin– Živočichové – bez stěny
• Dává buňce tvar• Ochrana před osmotickým šokem, ale jen
do určité míry• Buňka s odstraněnou stěnou = protoplast
![Page 23: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/23.jpg)
Osmóza
• Zapříčiněná polopropustností biologických membrán
• Přes membránu projde voda a malé molekuly bez náboje
• Ostatní látky neprojdou• Snaha dosáhnout rovnováhy = stejné
koncentrace látek uvnitř a vně buňky• Odlišná koncentrace látek se vyrovnává
přesunem vody
![Page 24: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/24.jpg)
Hypotonické prostředí
![Page 25: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/25.jpg)
Hypotonické prostředí
H2O
H2 OH
2 O
H2 O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
![Page 26: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/26.jpg)
Hypotonické prostředí
![Page 27: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/27.jpg)
Hypertonické prostředí
![Page 28: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/28.jpg)
Hypertonické prostředí
H2O
H2 OH
2 O
H2 O
H2O
H2O
H2O
H2O
![Page 29: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/29.jpg)
Hypertonické prostředí
![Page 30: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/30.jpg)
Hypotonické prostředí
![Page 31: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/31.jpg)
Hypotonické prostředí
H2O
H2 OH
2 O
H2 O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
![Page 32: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/32.jpg)
Hypotonické prostředí
![Page 33: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/33.jpg)
Hypertonické prostředí
![Page 34: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/34.jpg)
Hypertonické prostředí
H2O
H2 OH
2 O
H2 O
H2O
H2O
H2O
H2O
![Page 35: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/35.jpg)
Hypertonické prostředí
![Page 36: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/36.jpg)
Cytoplasma
• Polotekutá výplň buňky• Bílkoviny, lipidy, sacharidy, minerály,
voda, meziprodukty metabolismu…• Lokálně uspořádaná
![Page 37: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/37.jpg)
Genetická informace• Genetická informace buněk je uložena v
DNA• 1 molekula DNA = chromozóm• V buňce může být více chromozómů
– bakterie a archea = obvykle jeden chromozóm– eukarya = obvykle více chromozómů (i
desítky)
![Page 38: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/38.jpg)
Genetická informace• Ploidie = počet kopií všech chromozómů
– haploidní buňka = 1 sada chromozómů– diploidní buňka = 2 sady chromozómů
(eukarya)• Homologní chromozómy – tvoří pár
– geny pro stejnou věc na stejných místech– různá konkrétní forma genu (alela)– např. funkční a nefunkční gen, různá barva
apod.
![Page 39: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/39.jpg)
Další obecné součásti buněk• Bílkoviny
– enzymy (katalýza biochemických reakcí)– stavební funkce (cytoskelet = vnitřní podpora
buňky)– informační funkce (přenos signálů)– obranná funkce (toxiny, protilátky…)
![Page 40: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/40.jpg)
Další obecné součásti buněk• Ribozómy – kuličky složené z bílkovin a RNA
– průměr cca 20 nm– zajišťují syntézu polypeptidových řetězců– množství kolísá podle potřeby buňky tvořit
bílkoviny– u prokaryot 102-104
![Page 41: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/41.jpg)
Další obecné součásti buněk• Inkluze – váčky obalené membránou• Zásobní látky – polysacharidy, lipidy,
polykyseliny…• Nízkomolekulární látky
– meziprodukty metabolismu– signální látky– odpadní látky– …
![Page 42: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/42.jpg)
Strom života
Společný předek
BacteriaArchea
Eukarya
RostlinyHouby
Živočichové
![Page 43: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/43.jpg)
!!! 3 základní domény života, ale jen 2 základní typy buněk !!!
Složení mikrobiálních buněk
Doména Typ buňky
Bacteria Prokaryotická
Archea Prokaryotická
Eukarya Eukaryotická
![Page 44: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/44.jpg)
Bakteriální buňkyBakteriální buňky
![Page 45: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/45.jpg)
Chemické složení bakteriálních buněkLátka Obsah
Voda 70-90%Bílkoviny 40-80% sušinyRNA 10-30% sušinyDNA 2-3% sušinySacharidy 5-20% sušinyLipidy 5-10% sušinyPopel (fosfáty, sírany, Mg, K, Na, Ca…)
5-10% sušiny
![Page 46: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/46.jpg)
Velikost a tvar bakteriálních buněk• Tvarová variabilita není velká
– tyčinky– koky (kulovité bakterie)– vibria (zahnuté tyčinky)– spirální– pleomorfní (proměnlivé tvary)
• Časté je neúplné oddělení více bakteriálních buněk– shluky– vlákna (pseudomycelia)– tvar shluků závisí na způsobu dělení
![Page 47: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/47.jpg)
Kruhové bakterie - kokyKok Diplokok Tetráda Sarcina
Stafylokok Streptokok
![Page 48: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/48.jpg)
Staphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis
![Page 49: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/49.jpg)
Streptococcus sp.
![Page 50: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/50.jpg)
Oválné bakterieOválné Tyčinkovité
Diplobakterie Palisády
Streptobacily
![Page 51: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/51.jpg)
![Page 52: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/53.jpg)
![Page 54: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/54.jpg)
Velikost bakteriálních buněk• Značná variabilita ve velikosti
– nejmenší bakterie 100-200 nm v průměru (Mycoplasma)
– průměr v řádu m (0,5-2 x 1-10 m)– největší bakterie délka až 0,5 mm
![Page 55: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/55.jpg)
![Page 56: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/56.jpg)
![Page 57: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/57.jpg)
Bičíky• Orgány pohybu bakterií
– spirálovité, otáčí se jako lodní šroub• Bičík = flagelum (mn.č. flagela)• Různý počet bičíků (0-1-desítky)• Různá délka, až 20 m (tj. cca 10x delší než
buňka)• Bílkovina flagelin – samouspořádání• Ukotvené v cytoplazmatické membráně• Nejsou viditelné ve světelném mikroskopu,
jen v elektronovém
![Page 58: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/58.jpg)
BičíkyAtricha = bez bičíků
![Page 59: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/59.jpg)
BičíkyMonotricha = jeden bičík
![Page 60: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/60.jpg)
BičíkyLofotricha = více bičíků na pólech
![Page 61: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/61.jpg)
BičíkyPeritricha = mnoho bičíků po celé buňce
![Page 62: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/62.jpg)
![Page 63: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/63.jpg)
Slizovitý obal• Jen u některých bakterií• Obvykle z polysacharidů nebo polypeptidů• Dodatečná ochrana buňky
– proti vysušení– proti chemickým látkám– pojivo s prostředím popř. ostatními buňkami
• Pomáhá přijímat živiny
![Page 64: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/64.jpg)
![Page 65: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/65.jpg)
Fimbrie• Též pili (j.č. pilus, mn.č. pili)• Jen u některých bakterií• Dlouhá dutá úzká vlákenka složená z
bílkoviny pilinu– průměr 3-10 nm– délka až několik m
• Různá funkce– „sexuální“ – výměna genetické informace
(konjugace) – jen u některých G- bakterií– přilnavá (přichycení k povrchu)
![Page 66: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/66.jpg)
![Page 67: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/67.jpg)
Nukleoid• Nepravé bakteriální „jádro“• Obvykle kruhová DNA
– malé množství bílkovin– obal z polyaminů sperminu a spermidinu
• Vazba na cytoplasmatickou membránu• Bakteriální DNA bývá cca 1000x delší než
délka buňky – nutné efektivní smotání
![Page 68: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/68.jpg)
Plazmidy• Malé kruhové DNA• Obvykle nezávislé na hlavním chromozómu• Nejsou pro bakterii nezbytné• Nesou geny pro doplňkové metabolické
dráhy, rezistenci k antibiotikům apod.
![Page 69: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/69.jpg)
Buněčné inkluze• Malé kapénky látek obvykle viditelné ve
viditelném mikroskopu po různém obarvení• Některé volně v cytoplazmě, jiné obalené
membránou• Zásobní
– poly--hydroxymáselná kyselina (PHB)– granulóza (polysacharid)– glykogen– zrníčka síry
• Barviva
![Page 70: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/70.jpg)
Mesozómy• Vchlípeniny cytoplasmatické membrány• Neznámá funkce
– někdy blízko septa, místa dělení bakterie– někdy blízko nukleoidu– možná transportní procesy– možná jen vedlejší produkt barvení při
mikroskopování
![Page 71: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/71.jpg)
![Page 72: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/72.jpg)
![Page 73: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/73.jpg)
Gramovo barvení• 1884 Christian Gram• Barvení mrtvých bakteriálních buněk
krystalovou violetí a odbarvení ethanolem– Grampozitivní (G+) – violeť se neodbarví
(fialové)– Gramnegativní (G-) – violeť se odbarví –
dobarvení např. safraninem (červené)• Rozdíly způsobeny stavbou buněčné stěny• Mnohé bakterie nezařaditelné nebo tzv.
gram-labilní
![Page 74: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/74.jpg)
Escherichia coli (G-)Escherichia coli (G-)1000x zvětšeno1000x zvětšeno
![Page 75: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/75.jpg)
Staphylococcus aureus (G+)Staphylococcus aureus (G+)1000x zvětšeno1000x zvětšeno
![Page 76: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/76.jpg)
Buněčná stěna bakterií
• Základem tzv. peptidoglykan = murein• Dvě základní součásti
– Polysacharid (N-acetylglukosamin,N-acetylmuramová kyselina)
– Peptidy – tri- až pentapeptidy - prokřižují sacharidy – pevnější struktura
![Page 77: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/77.jpg)
Grampozitivní bakterie
• Silný peptidoglykan (20-80 nm)• Vyztužen teichoovou kyselinou
– polyglycerolfosfát, polyribitolfosfát– navázané aminokyseliny a sacharidy– až 50% sušiny buněčné stěny
• Na povrchu další polysacharidy– složené hlavně z glukózy, manózy, galaktózy– specifické pro taxonomické skupiny– antigeny (vyvolávají imunitní reakce)
![Page 78: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/78.jpg)
Grampozitivní bakterie
Cytoplasma
![Page 79: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/79.jpg)
Grampozitivní bakterie
Cytoplazmatická membrána
![Page 80: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/80.jpg)
Grampozitivní bakterie
Peptidoglykan
![Page 81: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/81.jpg)
Grampozitivní bakterie
Polysacharidy
![Page 82: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/82.jpg)
Gramnegativní bakterie
• Slabší peptidoglykan 1-3 nm• Tzv. vnější membrána
– fosfolipidy– proteiny– lipopolysacharidy– póry
• Periplazmatický prostor mezi stěnou a vnější membránou
![Page 83: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/83.jpg)
Gramnegativní bakterie
Cytoplasma
![Page 84: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/84.jpg)
Gramnegativní bakterie
Cytoplazmatická membrána
![Page 85: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/85.jpg)
Gramnegativní bakterie
Peptidoglykan
![Page 86: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/86.jpg)
Gramnegativní bakterieVnější membrána
![Page 87: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/87.jpg)
Gramnegativní bakterie
Periplazmatický prostor
![Page 88: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/88.jpg)
Shrnutí G+ a G-Vlastnost G+ G-
Peptidoglykan 20-80 nm 1-3 nm
Vnější membrána ne ano
Periplasmatický prostor ne ano
Teichoová kyselina ano ne
Odolnost k tenzidům nižší vyšší
Imunitní reakce na… polysa-charidy
lipopoly-sacharidy
![Page 89: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/89.jpg)
Organely eukaryotické buňky
• Jádro – nese genetickou informaci• Mitochondrie – buněčná energetika• Endoplazmatické retikulum – syntéza
polymerů• Golgiho aparát (komplex) – kompletace a
transport bílkovin• Chloroplasty – fotosyntéza• Vakuoly – zásobní a odpadní látky
![Page 90: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/90.jpg)
![Page 91: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/91.jpg)
![Page 92: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/92.jpg)
![Page 93: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/93.jpg)
Jádro
• Nucleus• Ochrana genetické informace• Obalené dvěma membránami s póry pro
průchod RNA• chromatin = komplex sbalené DNA se
specializovanými bílkovinami (histony)– v klidovém stavu je chromatin rozptýlený– při mitóze kondenzuje do viditelných
spiralizovaných chromozómů
![Page 94: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/94.jpg)
Spiralizované chromozómy
chromatidy
centromera
![Page 95: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/95.jpg)
Lidské chromozómy (páry)
![Page 96: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/96.jpg)
![Page 97: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/97.jpg)
Mitochondrie• „Buněčná elektrárna“
– buněčné dýchání, citrátový cyklus, oxidace mastných kyselin, produkce ATP
• V buňce až několik tisíc mitochondrií• Vlastní DNA s neúplnou genetickou informací• Rozmnožování dělením• Obalená dvěma membránami
– vnější dost propustná– vnitřní velmi nepropustná a hodně zprohýbaná
(kristy)• Matrix = vnitřní část mitochondrie
– velmi hustá, mnoho bílkovin (enzymů)
![Page 98: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/98.jpg)
![Page 99: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/99.jpg)
![Page 100: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/100.jpg)
![Page 101: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/101.jpg)
![Page 102: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/102.jpg)
![Page 103: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/103.jpg)
![Page 104: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/104.jpg)
Endoplasmatické retikulum• Soustava membrán a bílkovin• Často propojuje jádro a cytoplazmatickou
membránu• Produkce látek• Drsné ER
– nese vázané ribozómy– syntéza membránových bílkovin
• Hladké ER– nenese ribozómy– syntéza lipidů a glykogenu
![Page 105: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/105.jpg)
![Page 106: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/106.jpg)
Golgiho komplex• = Golgiho aparát• Soustava membrán a membránových váčků• Kompletace bílkovin• Transport bílkovin na místo určení• Výměna látek s ER pomocí membránových
váčků
![Page 107: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/107.jpg)
![Page 108: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/108.jpg)
Vakuoly• Velké membránové vaky• Zásobní funkce• U prvoků i trávení, vylučování atd.
![Page 109: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/109.jpg)
Cytoskelet• Bílkovinná kostra buňky• Soustava vláken (filament) a trubiček (tubulů)• Různé funkce
– opěrná– transportní– dělení jádra
![Page 110: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/110.jpg)
Další organely• Chloroplasty – rostlinná fotosyntéza
– mají také vlastní DNA a syntézu bílkovin– rozmnožují se dělením
• Lysozómy – rozklad bílkovin a fagocytovaných částic
![Page 111: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/111.jpg)
Vznik eukaryotických buněk• Eukaryotické buňky jsou nejpokročilejší
známé buňky• Jen u domény Eukarya• Základní znaky stejné jako u
prokaryotických buněk společný původ• Společné i odlišné znaky s archeálními
buňkami společný vývoj, později oddělení
• Endosymbiotická teorie vzniku mitochondrií a chloroplastů
![Page 112: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/112.jpg)
Endosymbiotická teorie• Argumenty pro
– 2 membrány– Vlastní DNA podobná prokaryotické– Podobná proteosyntéza– Porovnání sekvencí rRNA
• Argumenty proti– Součástí organel jsou i bílkoviny kódované v
jádře
![Page 113: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/113.jpg)
Endosymbiotická teorie• Mitochondrie a chloroplasty se vyvinuly
pravděpodobně z bakterií po jejich pohlcení větší buňkou
• Možná několikrát nezávisle• sinice chloroplast• proteobakterie mitochondrie• Druhotný přenos „hotových“ organel v
pozdější fázi evoluce mezi eukaryotickými buňkami
![Page 114: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/114.jpg)
Strom života
Společný předek
BacteriaArchea
Eukarya
RostlinyHouby
Živočichové
![Page 115: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/115.jpg)
Strom života
Společný předek
BacteriaArchea
Eukarya
RostlinyHouby
Živočichové
Chloroplast
Mitochondrie
![Page 116: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/116.jpg)
Těla mikroskopických hub
• Většina hub mnohobuněčných– výjimka – kvasinky
• Houbové tělo = stélka (thalus)• Základem stélky jsou vlákna = hyfy• Spleť hyf = mycelium (podhoubí)• Někdy se hyfy nahustí těsně k sobě =
sklerocium• Plodnice = útvary vzniklé z mycelia
specializované na pohlavní rozmnožování
![Page 117: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/117.jpg)
![Page 118: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/118.jpg)
Mycelium• Dva typy mycelia
– přehrádkované (septované) – jednotlivé buňky jsou výrazně odděleny
– nepřehrádkované – jednotlivé buňky nejsou odděleny – mycelium je prakticky jedna mnohojaderná buňka
• I v přihrádkovaných myceliích jsou buňky spojeny pomocí pórů– výměna látek mezi buňkami – možné čerpání
živin na dlouhé vzdálenosti– výměna buněčných organel– výměna jader
![Page 119: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/119.jpg)
![Page 120: Chemické složení živé hmoty](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081422/56815596550346895dc372c4/html5/thumbnails/120.jpg)
Kvasinky a plísně• Technologické skupiny MO vymezené
tradičně• Kvasinky – převážně jednobuněčné houby
obvykle s kvasnými schopnostmi– někdy tvorba pseudomycelia (falešného
mycelia), kdy se buňky po pučení neoddělí, chybí ale propojení buněk
– některé houby tvoří za určitých podmínek jednobuněčná kvasinková stádia
• Plísně – mikroskopické vláknité houby, obvykle s negativním technologickým dopadem