1 / 67

Základy buněčné biologie

Základy buněčné biologie. Ivo Šauman sauman@entu.cas.cz Julius Lukeš jula@paru.cas.cz Roman Sobotka sobotka @alga.cz Michal Žurovec zurovec@entu.cas.cz. Z ákladní učební texty. Co vás čeká (a nemine) Buněčná biologie - co to je a n ávaznost na ostatní biologii Buněčná teorie

vidar
Download Presentation

Základy buněčné biologie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Základy buněčné biologie • Ivo Šauman sauman@entu.cas.cz • Julius Lukeš jula@paru.cas.cz • Roman Sobotka sobotka@alga.cz • Michal Žurovec zurovec@entu.cas.cz

  2. Základní učební texty

  3. Co vás čeká (a nemine) • Buněčná biologie - co to je a návaznost na ostatní biologii • Buněčná teorie • Atributy života - co musí buňka mít a dělat • Reprodukce/dědičnost, informace, struktura, energie • Stavba buňky - kompartmenty, organely, makromolekuly • Prokaryota a eukaryota • Typy buněk: rostliny, houby, živočichové • Metazoa: diferenciace, vývoj, smrt, rakovina

  4. Motto č. 1: Znalosti o buňce jsou nezbytné ve všech oborech biologie Fyziologie Lékařství Buněčná biologie Genetika Vývojová biologie Evoluční biologie Motto č. 2: Řečí biologie je angličtina Bez dobré angličtiny v biologii nelze uspět

  5. Co musí buňka dělat? Asimiluje/konvertuje energii Udržuje svoje složení a pořádek Reprodukuje kopie sebe sama Přes dlouhou historii (ca 3.5 miliardy let) evoluce používají všechny buňky tentýž kód a mechanismus přenosu informace: DNA>>> RNA >>> PROTEIN

  6. Buněčná teorie Schleiden a Schwann (1838-39) Buňka je fundamentální stavební jednotkou všech živých organismů. Všechny organismy sestávají z jedné nebo více buněk. Všechny buňky vznikají z existujících buněk.

  7. VIRY

  8. The lytic replication cycle of E. coli bacteriophage T4

  9. 4 Aspektybuňky 1. Informace, dědičnost 2. Vnitřní prostředí 3. Aktivita, odpověď, pohyb 4. Energie (pro 1., 2., a 3.)

  10. Informace Centrální dogma • Genetickýsystém - fenotyp odpovídá genotypu • Vlastnosti se dědí na další generaci • DNA je prováděcí plán • Zápis v DNA je stabilní a přenosný • Může být kopírován a šířen • Genetický zápis má schopnost změny • Mutace • Rekombinace • Pohlavní rozmnožování (výhoda výměny genetického materiálu) • Možnost mutací umožňuje evoluci • Výběr vlastností • Adaptace • Vznik druhů

  11. Genetickýkódmůže být čten ve třechrůzných (čtecích) rámcích ORF1 ORF2 (not shown) ORF3 Figure 4-21

  12. Překlad: 3-písmenné kodonyříkají, jaká aminokyselina bude přidána k proteinu. Kód je redundantní (degenerovaný), více kodonů určuje jednu aminokyselinu.

  13. Genotyp určuje fenotyp

  14. Mutace mohou mít různé následky • nic se nestane; změna nukleotidu nebo aminokyseliny nebude mít vliv na fungování buňky/organismu • poškození a eliminace; změna nukleotidu/aminokyseliny bude letální nebo bude mít negativní dopad na fitness buňky/organismu • zlepšení; změna nukleotidu/aminokyseliny pozitivně ovlivní fitness buňky/organismu a bude v evoluci preferována Přírodní výběr a vznik nových druhů

  15. Přehled transkripce a translacev eukaryotickébuňce

  16. Jaká je minimální velikost genomu nutná pro život a reprodukci buňky ? Mykoplasma má genom pouze 580,070 nukleotidů, 477 genů Asi 200 genů je všem buňkám/organismům společných

  17. RNA genes, tRNAs 8% Unknown 30% Replication, Transcription, Proteosynthesis 32%% Cell cycle regulation Metabolism, energy 2% conversion Transportof 15% Membrane, surface nutrients) 6% 7% Genom mycoplasmat

  18. GenomE. colije jedna kruhovámolekula DNA (chromosom) Asi 4000 genů

  19. Lidskýgenom:~35,000 genůve 3 x 109 bp Science, 291 Feb 16, 2001 Celera Nature, 409 Feb 15, 2001 IHGSC

  20. 4 Aspektybuňky 1. Informace, dědičnost 2. Vnitřní prostředí 3. Aktivita, odpověď, pohyb 4. Energie (pro 1., 2., a 3.)

  21. „Biomolekuly“ • Voda, anorganické ionty a malé organické molekulytvoří 75-80% živé váhy buňky • Makromolekuly (proteiny, polysacharidy, lipidy, DNA) tvoří zbytek

  22. Plasmatická membrána separujebuňkuod jejího protředí • Lipidická dvojvrstva je fundamentální strukturouvšech buněčných membrán všech buněk • Přítomnost různých membránových proteinůdodává různým membránám specifické funkce Figure 1-6

  23. Amfipatické lipidy

  24. Lipidovádvojvrstva je semi-permeabilní

  25. Funkce plasmatické membrány • Reguluje transport živin do buňky • Reguluje transport odpadu ven z buňky • Udržuje “patřičné” chemicképodmínkyv buňce • Poskytujeprostředí pro chemické reakce, které byve vodném prostředí těžko probíhaly • Zachycuje signályz mimobuněčného prostředí • Interagujesjinými buňkami nebo s extracelulární matrix (u mnohobuněčných organismů)

  26. Typymembránovýchproteinů

  27. Membránovýtransportzprostředkovaný proteiny často vyžaduje energii Figure 15-3

  28. TEM of RBC thin section Model of membrane structure

  29. Každý kompartment má dva různé povrchy - vnitřní a vnější Tyto dva povrchy membrán jsou asymetrickéco do složení lipidů a proteinů

  30. 4 Aspektybuňky 1. Informace, dědičnost 2. Vnitřní prostředí 3. Aktivita, odpověď, pohyb 4. Energie (pro 1., 2., a 3.) • Příjem • Skladování • Využití

  31. Bioenergetika: jak buňky získávají a přeměňují energii Světelná energie - fotosyntéza Pamatujte si tuto rovnici: 6CO2+ 6H2O --> C6H12O6 + 6O2 + teplo (tato reakce vyžaduje světelnou energii je endergonická) Redukce oxidu uhličitého – přidávání elektronů

  32. Anabolické/fotosyntéza Katabolické/respirace

  33. Oxidace:odnímání nebo ztráta elektronů–stav nižší energie. AH  A + e- + H+ C6H12O6 + 6O2--> 6CO 2 + 6H2O Redukce:přidávání elektronů - stav vyšší energie A + e- + H+ AH 6CO2+ 6H2O --> C6H12O6 + 6O2 + teplo

  34. Respirace: 2 procesy 1. Glykolýza – cytoplasma C6H12O6  2 C3H3O3 reducedoxidized Poskytuje trochu ATP a NADH Vynález aerobní respirace -- převrat v evoluci 2. Tricarboxylic acid cycle (TCA) nebo Krebsův cyklus – mitochondrie 6 O2+2 C3H3O3  6 CO2 + 6 H2O+ spoustavolné energie reducedoxidized

  35. ATP  ADP + Pi

  36. 3 doményživota: Bacteria, Archaea, and Eukaryota

  37. Strom života na Zemi První živé buňky se na Zemi objevily asi před 3 a půl miliardami let

  38. Prokaryota vs. Eukaryota • Jádro • Organizace transkripce a translace • Organely • Cytoskeletálnísítě • Endo and exocytosa • Velikost 1-10um vs. 5-100um • Mnohobuněčnost, diferenciace

  39. Prokaryotickábuňka • Jednobuněčné organismy • 2 typy: bacteria and archaea • Relativně jednoduchá struktura

  40. Eukaryotickábuňka • Jedna buňka nebo multicelulární organismus • Rostliny, houby,živočichové • Strukturně složitější: organely, cytoskelet

  41. Eukaryotická DNA jesbalenádo chromosomů Každý chromosom jejedinou lineární molekulou DNA spojenou s proteiny Veškerá DNA v chromosomech organismuje jeho genom Figure 1-8

  42. Jaderné póry zajišťují výměnu proteinů a RNA s cytoplasmou

  43. Interphase chromatin Mitotic chromosome

  44. Stadia mitosy a cytokinesev živočišné buňce Figure 19-34

  45. Mitotický aparát jestroj na oddělení chromosomů

  46. Prokaryota vs. Eukaryota • Jádro • Organizace transkripce a translace • Organely • Cytoskeletálnísítě • Endo and exocytosa • Velikost 1-10um vs. 5-100um • Mnohobuněčnost, diferenciace

  47. Polycistronní transkripce/translace Transcription start site Transcription stop site Monocistronní transkripce/translace

  48. Strukturaribosomůuprokaryot vs. eukaryot

More Related