Jak funguje buňka

Mgr. Martina Havlátová

 

 

 

 

 

 

 

Mendelova interaktivní škola genetiky: CZ.1.07/2.3.00/45.0037. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním roz-počtem České republiky.

1 Úvod

 

Buňka je elementární jednotka všech živých organismů na Zemi. Jedná se o otevřený systém, který se svým okolím komunikuje, vyměňuje látky i energii, přesto je však od něj vymezen buněčným povrchem. Představuje složitou továrnu, jejíž jednotlivé funkční součásti musí vykazovat koordinovanou činnost, neboť jen tak může být kvalitním základem nejen lidských tkání, orgánů a celého organismu.

 

Právě pochopení a znalosti funkcí a jejich koordinace v buňkách nám umožní poznat příčiny nejrůznějších onemocnění, která člověka sužují.

 

 

2 Co je buňka?

 

Buňka (lat. cellula) je základní stavební a funkční jednotka těl organizmů, nikoliv však těch nebuněčných (např. viry). Buňky jsou obklopené membránou, která je ohraničuje od okolního prostředí a uvnitř obsahují koncentrovaný vodný roztok chemických sloučenin (cytoplazmu). Obvykle obsahují genetický materiál a jsou schopné se dělit. Nejjednodušší formou vykazující život jsou izolované buňky, vyšší organismy včetně člověka jsou společenstvím buněk, které vzniká opakovaným dělením, růstem a diferenciací jedné původní buňky.

 

K těmto závěrům došli badatelé pozorováním rostlinných pletiv a živočišných tkání - Matthias Schleiden a Theodor Schwann, nezávisle na nich český přírodovědec Jan Evangelista Purkyně.

byla formulována tzv. buněčná teorie, jejímž základem je poznatek, že všechny organismy mají buněčný základ.

Každá buňka vykazuje tři základní vlastnosti:

  • vlastní metabolismus
  • schopnost dělit se
  • ohraničení membránou

Velmi významným přínosem k buněčné teorii je i bádání německého patologa Rudolfa Virchowa, který přisuzuje každé buňce organismu nezastupitelnou roli a životní projevy celku popisuje jako výsledek spolupráce všech těchto elementárních částí.

Termín buňka byl poprvé použit roku 1665 Robertem Hookem, kdy po studování komůrek v kusu korku informoval o svém objevu královskou společnost v Londýně.

 

Obrázek č.1:Matthias Schleiden  Obrázek č.2:Thomas Schwann

 

Obrázek č. 3: J. E. Purkyně Obrázek č. 4: R. Virchow

 

Zatímco některé organismy jsou pouze jednobuněčné (např. bakterie či různí prvoci), jiné organizmy jsou mnohobuněčné (např. živočichové, vyšší rostliny). Stavba a funkce buněk mohou být velice rozmanité, buňky se liší druh od druhu, ale i v rámci mnohobuněčného těla. 

Základní dělení rozlišuje buňky prokaryotické (u bakterií a archeí) a eukaryotické (u eukaryot - rostliny, živočichové, houby). Obvyklá velikost buněk se pohybuje v rámci mikrometrů, prokaryota měří v průměru 0,5 – 1 µm, konkrétně bakterie E. coli má na délku 2 – 3 µm, typické buňky eukaryot jsou přibližně desetkrát větší než prokaryotické. Živočišné buňky dosahují velikosti 10 – 30 µm. Mimo to se však buňky vzájemně liší složitostí vnitřního uspořádání, tvarem a funkcí. 

Obor zabývající se studiem buněk se nazývá cytologie.

3 Stavba živočišné (lidské) buňky a funkce jejích součástí

 

Jak již bylo dříve vysvětleno, ne všechny buňky dosahují stejné organizační složitosti. Člověk patří k mnohobuněčným živočichům, jeho tělo je tvořeno eukaryotním typem buňky.

 

 

 

Obrázek č. 5: Stavba živočišné buňky

 

3.1 Organizace eukaryotické buňky

 

Buňka je kryta různými povrchy (všechny buňky mají cytoplazmatickou membránu), uvnitř je protoplast, členěný na cytosol a organely.

 

Obvykle se udává, že buněčný obsah (protoplast) je tvořen přibližně z 50 %  cytosolem a z 50 % organelami. Termín cytoplazma se používá pro veškerý buněčný obsah bez jádra a jeho plazmy (karyoplazmy).

3.1.1 Cytoplazmatická membrána

 

Cytoplazmatická membrána je dvojitá vrstva fosfolipidů s vmezeřenými bílkovinami, která tvoří přirozené ohraničení buňky od jejího okolí. Má rozhodující podíl na příjmu a výdeji látek buňkou, stejně tak jako na příjmu a výdeji signálů, jejichž prostřednictvím buňka komunikuje se svým vnějším prostředím. Dvojná vrstva fosfolipidů je silná 5 nm, je flexibilní, vykazuje samozacelovací schopnost a schopnost tvořit záhyby.

 

 

 

Obrázek č. 6: Stavba cytoplazmatické membrány

 

Přestože se na první pohled jeví tato povrchová vrstva pouze jako bariéra oddělující vnitřek buňky od okolního prostředí, mnozí vědci pokládají plazmatickou membránu za „mozek“ buňky, protože svou strukturou (pokud je fyziologická) zajišťuje veškerou její komunikaci s okolím, reaguje na faktory prostředí, přijímá výživu různými způsoby odvislými od charakteru přijímané látky, vylučuje látky odpadní. Kromě dvojvrstvy fosfolipidů je také bohatě doplněna cukernými „anténami“ pro zachycení signálů z okolí a také mnohými „kanály a branami“ tvořenými molekulami proteinů. Zajímavá se jeví opět funkční spojitost jednotlivých částí buňky, na tvorbě cukerných složek glykolipidů membrány se totiž významně podílí Golgiho aparát. U prokaryot je plazmatická membrána jedinou membránou buňky, u buněk eukaryotních se podobné biomembrány vyskytují ještě jako tzv. vnitřní, které ohraničují jednotlivé organely.

Obrázek č. 7: Typy membránových proteinů

 

V souvislosti s fyziologií membrány je nutné si uvědomit, že její plastičnost a „tekutost“ je dána charakterem fosfolipidů, a jejich uhlovodíkových řetězců, na druhou stranu u živočišných buněk mezi fosfolipidy bohatě zastoupený cholesterol tekutost membrány snižuje a tím jí dodává pevnost.

 

Většina specifických funkcí je pak zajišťována membránovými proteiny. Ne všechny proteiny zcela prostupují tloušťkou membrány (tzv. transmembránové), ale mohou být umístěny i mimo membránu a s ní být spojeny kovalentními vazbami či chemickými interakcemi. Mezi proteiny rozlišujeme např.: přenašeče, spojníky, receptory, enzymy.

Pro lepší pochopení souvislostí mezi činností buňky a orgánu, popř. celého organismu si uveďme příklad tzv. sodno-draselné pumpy. Jedná se o trans membránový protein, který přenáší ionty sodíku a draslíku, konkrétně neustále vynáší 3 sodné kationty vně buňky a přiváží do buňky 2 kationty draselné. Pozitivní náboj vně a záporný uvnitř buňky tak vlastně z buňky činí v zásadě samonabíjející se baterii, jejíž energie je využita k pohonu biologických procesů.

 


Obrázek č. 8: Sodno-draselná pumpa

Děj významně zasahuje do energetického metabolismu buňky a orgánů protože spotřebuje asi 30 % buněčného ATP. Sodno-draselná pumpa slouží k udržení stabilních koncentrací iontů, buňka jej používá k pohonu aktivního transportu jiných látek, její činnost je nutná pro správný přenos vzruchu na axonu neuronu atd.

 

Mnohé membránové proteiny fungují jako signální molekuly pro zapnutí a vypnutí genů. Tyto proteiny nebo jejich vedlejší produkty totiž řídí chování chromozomálních regulačních proteinů a tím zasahují do funkce buňky, tkáně, orgánu a následně celého organismu. 

 

V kapitole Proč to někdy nefunguje? bude zmíněna porucha jiných iontových kanálů, která hraje ústřední roli v dědičném onemocnění zvaném cystická fibróza.

 

3.1.2 Cytosol

 

Cytosol je vysoce koncentrovaný roztok organických i anorganických látek, připomínající spíše gel, který se nachází uvnitř buňky. Je přirozeným prostředím pro buněčné součásti (organely), je dále prostředím pro chemické reakce, které jsou nezbytné pro život buňky. V cytosolu se odehrává také první část procesu zpracování potravy každou buňkou. Složení tohoto roztoku odráží stav uvnitř buňky, na něm je závislá čin-nost jednotlivých organel, které potřebují pro svou práci optimální podmínky (homeostáza).

3.1.3 Organely

 

Organely jsou specifické součásti buňky, které plní konkrétní funkci lišící se typem, tvarem, složitostí i počtem v různých buňkách. V eukaryotních buňkách se vyskytují organely, které jsou tvořené membránami (tzv. vnitřní membrány buňky) a proto je označujeme jako membránové na rozdíl od takových, které membránu (-y) neobsahují.

 

3.1.3.1 Membránové organely

 

Jádro je část buňky, která obsahuje DNA, je v něm uložena téměř veškerá genetická informace a má tím dominantní postavení v buňce. Je obklopeno 2 jadernými membránami, vnější a vnitřní. Vnější membrána slouží k propojení s endoplazmatickým retikulem, nese také ribozomy, vnitřní stabilizuje chromatin a váže se na ní síť proteinů, dodávající mechanickou odolnost. Jaderné póry v membránách o šířce 30 – 40 nm zajišťují kontakt jádra s cytosolem, procházejí tudy látky jako RNA a bílkoviny. Mezi membránami se nachází mezimembránový prostor, do nějž jsou syntetizovány proteiny z vnější membrány. Jaderný obal odděluje genetickou informaci od cytosolu, chrání ji proti degradačním enzymům a kontroluje transkripci (nedovolí ribozomům předčasné nasedání na molekuly RNA). Molekuly DNA jsou v jádře navázané na bílkoviny bazické povahy, tzv. histony a dohromady pak tvoří hmotu zvanou chromatin. DNA v chromatinu prodělává během života buňky prostorové změny (stáčí se) a tím se formují útvary zvané chromozomy. Počet a tvar chromozomů je typický pro každý biologický druh a je tak významnou charakteristikou buněk daného druhu (člověk má 46 chromozomů v jedné buňce). Uvnitř jádra se nachází jadérko, které se uplatňuje při tvorbě r-RNA nutné k syntéze ribozomů.

Obázek č. 9: Jádro eukaryotické buňky

 

DNA přítomná v jádře představuje dlouhodobou paměť buňky, která se předává z generace na generaci. Její obsah je předáván procesem transkripce (přepisu) do molekul RNA, které fungují jako šablony pro vznik proteinů. Tomuto jevu říkáme translace (překlad) genetické informace. Proteiny jsou pak molekulární bloky, které jsou zodpovědné za strukturu a chování buňky. Odstraněním jádra, tzv. enukleací, buňce nastávají problémy: nemůže se dělit, nemohou se reprodukovat části proteinů, které byly přirozeně opotřebovány. Bylo experimentálně dokázáno, že mnohé buňky mohou několik týdnů přežívat bez jádra a udržují při tom koordinovanou činnost fyziologických systémů. Funkční buňkou bez jádra je např. červená krvinka, přežívající v oběhu asi 120 dní. Do našeho chápání fungování buňky tak vstupují noví hráči, jako jsou signály z prostředí a práce regulačních proteinů.V současnosti dochází k rozvoji revoluční oblasti biologie – epigenetiky (viz. kapitola Proč to někdy ne-funguje), která se těmito procesy, mimo jiné, zabývá.

Mitochondrie se vyskytují ve všech eukaryotních buňkách v počtech, které závisejí na metabolické aktivitě buňky. Povrch je tvořen vnější hladkou membránou, vnitřní membrána je výrazně zřasena v tzv. kristy, které směřují dovnitř organely. Obě membrány odděluje mezimembránový prostor, uvnitř mitochondrie je hmota zvaná matrix.

 

Obrázek č. 10: Mitochondrie

 

V matrix je DNA. Organela se rozmnožuje dělením, dále pak jsou přítomny ribozomy. Právě např. stavbou DNA a ribozomů připomíná mitochondrie bakterii a předpokládá se, že se mitochondrie z prokaryontních buněk vyvinuly. Funkcí této organely je tvorba ATP, který je potřebný jako pohon pro buněčné aktivity, probíhá zde Krebsův cyklus a dýchací řetězec. Jádro i mitochondrie jsou pozorovatelné již světelným mikroskopem, jejich velikost je měřena v mikrometrech, bližší strukturu však odhalí mikroskop elektronový.

Endoplazmatické retikulum tvoří síťovitou membránovou strukturu v buňce, která má syntetickou funkci, podílí se na tvorbě nových úseků membrán, má komunikační a propojovací charakter. Rozlišujeme hrubé ER na povrchu s ribozomy, které vytváří bílkoviny a hladké ER bez ribozomů, podílející se na syntéze cukrů a tuků.

Golgiho aparát je tvořen membránovými cisternami, které pozměňují, upravují, třídí a dopravují látky z endoplazmatického retikula po buňce tím správným směrem a z buňky ven (exocytóza).

Lysozomy jsou malé váčky naplněné trávicími enzymy. Vznikají odškrcením z Golgiho aparátu a mají štěpící funkci. Mezi endoplazmatickým retikulem, Golgiho aparátem, lysozomy a okolím buňky probíhá neustálá výměna látek.

Peroxizomy jsou váčky, které se podílejí na likvidace jedovatých součástí buňky.

 

Obrázek č. 11: Vztah mezi jádrem a membránovými organelami

3.1.3.2 Nemembránové součásti buněk

 

Ribozomy jsou drobná, tělíska (30 nm), pozorovatelná elektronovým mikroskopem. Jsou tvořeny r-RNA a bílkovinami, tato hmota je organizovaná do dvou celků, tzv. podjednotek. V buňce se nachází buď volné, nebo vázané na endoplazmatické retikulum, popř. vnější jadernou membránu. Slouží k syntéze bílkovin.  Cytoskelet je síť bílkovinných vláken a trubiček, která je vnitřní kostrou buňky s rozmanitou funkcí. Tato vlákna jsou pozorovatelná elektronovým mikroskopem, podle tloušťky (průměry 25 – 7 nm) vláken rozlišujeme mikrotubuly, střední vlákna a mikrofilamenta. Obecně se podílejí na pohybu buňky a samotných organel, procesu dělení, tvoří ochranu a oporu buněk. Cytoskelet hraje velmi významnou roli v ovlivňování tvaru buňky a jejího mechanického posílení.

 

Obrázek č. 12: Ribozóm

 

Cytoskelet je síť bílkovinných vláken a trubiček, která je vnitřní kostrou buňky s rozmanitou funkcí. Tato vlákna jsou pozorovatelná elektronovým mikroskopem, podle tloušťky (průměry 25 – 7 nm) vláken rozlišujeme mikrotubuly, střední vlákna a mikrofilamenta. Obecně se podílejí na pohybu buňky a samotných organel, procesu dělení, tvoří ochranu a oporu buněk. Cytoskelet hraje velmi významnou roli v ovlivňování tvaru buňky a jejího mechanického posílení.

Obrázek č. 13: Cytoskelet

 


Buňka jako celek ohraničený cytoplazmatickou membránou je vysoce organizovaná jednotka všech živých soustav, na kvalitě buněk a jejich metabolismu závisí stav celého organismu.

  

Po stručném popisu jednotlivých částí buňky a jejich funkcí, si položme otázku, jak vědci zkoumají stavbu a funkce buněk a jejich součástí.

4 Metody zkoumání buněk

 

4.1 Mikroskopie

 

Teprve zdokonalení čoček a sestrojení jednoduchého mikroskopu v 17. století učinilo buňky viditelnými. Většina jich je totiž pro lidské oko nepozorovatelných, neboť nejmenší předměty, které oko rozliší, měří asi 0,2 mm.

 

Světelné neboli optické mikroskopy, které využívají svazky světla v osvětlovacím zdroji, dokážou v dnešní době zvětšit pozorovaný objekt až 1000 x, jejich rozlišovací schopnost je však dána nebo může být ovlivněna vlnovou délkou světla. Objekty pro tento typ pozorování musí být prostupné pro světlo, tedy dostatečně tenké a průsvitné. K zaostření je použita vhodná kombinace čoček s následnou úpravou pomocí zaostřovacího šroubu.

 

Ve 30. letech 20. století vynalezený elektronový mikroskop nahrazuje svazky světla elektronovými svazky, čímž dochází k rozlišení větších detailů a možnosti pozorovat i objekty o velikosti 0,2 nm. Tento typ mikroskopie umožní pohled do světa bakterií, organel eukaryotních buněk, dokonce zviditelňuje i větší molekuly. Rozlišujeme transmisní elektronové mikroskopy TEM, které slouží k prohlížení vnitřní struktury (ultrastruktury) buňky a skenovací mikroskopy SEM, které zviditelňují objekt prostřednictvím předem nanesené tenké vrstvy kovu a následným přejížděním svazkem elektronů po povrchu objektu. Jedná se tedy o pozorování povrchových struktur, elektrony neprocházejí preparátem. Zaostření se dosahuje pomocí elektromagnetického vinutí.

Obr.č.14:Světelný mikroskop   Obr. č. 15: Elektron. mikroskop

 

4.2 Metody buněčné biologie

 

4.2.1 Reakce antigen - protilátka

 

Reakce antigen – protilátka se používá k určení specifických molekul.

Protilátka je protein produkovaný imunitním systémem obratlovců jako odpověď na vstup a přítomnost cizorodé látky v organismu. Látka vyvolávající imunitní reakci se nazývá antigen. Imunitní systém činností mnoha klonů lymfocytů s vysokou přesností rozlišuje antigeny, mnohdy velmi podobné. Vysokou specifitu protilátek je pak možné použít k detekci antigenu. Pro laboratorní účely se protilátky navazují na něja-kou barevnou značku (např. barvivo, fluorescenční molekula, konjugáty zlata), díky níž se pak daří molekulu antigenu lokalizovat a identifikovat.

Tato imunodetekce se provádí světelnými či elektronovými mikroskopy.

 

 

 

4.2.2 Analýza jednotlivých buněk

 

Analýza jednotlivých buněk se provádí vzhledem k jejím rozměrům pomocí mikroskopů (viz kap. 4.1).  Živočišné buňky jsou průhledné a téměř bezbarvé, používají se proto pro mikroskopii světlého pole techniky, které je zviditelní. Jedná se zejména o fázový a diferenciální interferenční kontrast pro pozorování, doplněný speciální přípravou vzorku: fixací, krájením a barvením vzorku.

Dalším typem je fluorescenční mikroskopie, která detekuje konkrétní molekuly a komplexy v buňkách, využívá navázaných fluorescenčních barviček a analyzuje obraz prostřednictvím fluorescenčního mikroskopu. Jak již z úvodu víme, k využití detailní struktury membrán a organel je využívána elektronová mikroskopie, rozlišovací schopnost moderních elektronových mikroskopů je 0,2 nm. I tento typ studia buněčných součástí má ale svá omezení, např. nelze používat živé buňky vzhledem k vysokému vákuu uvnitř mikroskopu, je třeba připravit extrémně tenké vrstvy (50 – 100 nm) pomocí ultramikrotonu a vzorky fixovat.

 

4.2.3 Analýza souborů buněk

 

Tkáň je většinou složena z více typů buněk, proto je musíme nejdříve roztřídit tzv. separací (použití enzymů - trypsin, kolagenáza, kyseliny etylendiamintetraoctové - EDTA) následovanou třídícími technikami (např. centrifugace). Různé komponenty buňky pak mohou být izolovány procesem frakcionace. Zpočátku se provádí rozbití a promíchání buněk, vzniklý homogenát obsahující organely, membrány, jiné molekuly se odstřeďuje při 80 000 otáčkách a tím se oddělí lehčí a těžší frakce. Horní vrstva se přenese do jiné zkumavky a při vyšších otáčkách se opět rozdělí. Opakováním procesu se dostáváme ke stále menším součástem buňky. Zejména proteiny, ale také DNA a RNA se dále zpracovávají purifikací, v níž se uplatňují různé typy chromatografie. Proces je završen charakterizací, která kombinuje několik metod, např. štěpení DNA restrikčními enzymy, gelovou elektroforézu, použití blotů, PCR, hybridizace.

Obrázek č. 16: Zkoumání buněk buněčnou frakcionací

 


Přestože nám současná úroveň techniky a vědeckých metod umožňuje zkoumání menších a menších struktur získaných frakcionací, pozorujeme takto jen mrtvé součásti buněk. 
Z předešlých kapitol je patrné, že stejně jako organismus i buňka může žít a fungovat pouze jako jeden harmonicky vyladěný celek zaživa. Cytoplazmatická membrána analyzuje veškeré dění v okolí buňky, přijímá živiny a prostřednictvím svých proteinů udílí pokyny zbytku buňky. Reaguje jádro, které spouští či vypíná práci genů a svou genetickou informaci důmyslně přepisuje přes RNA až do proteinů. Ty se tvoří v ribozomech nacházejících se na povrchu velké části endoplazmatického retikula, jenž je ve spojení zase s jadernou membránou. Vzniklé proteiny jsou dodávány dovnitř retikula. Produkty drsného či hladkého retikula upravuje Golgiho aparát a rozesílá je na místo určení v buňce. Lysozomy s trávicími enzymy odstraňují nepotřebné a staré součásti, mitochondrie se oxidační fosforylací specializují na produkci ATP nutného k fungování všech popsaných jevů. Membrána se pak podílí na vylučování látek do okolí a interakci s okolím. Tak se uzavírá fyziologický kruh žití buňky - elementární jednotky všech živých soustav.

5 Vznik, diferenciace a zánik buněk

 

V 60. letech 19. století francouzský badatel Louis Pasteur svými pokusy dokázal, že ani nejjednodušší organismy nevznikají samovolně, ale že nové buňky vznikají z buněk mateřských jejich dělením a současně si předávají vlastnosti.

 

5.1 Vznik buněk

 

Mnohobuněčné organismy začínají svůj život z původní jedné buňky, tzv. zygoty, která vznikne splynutím vajíčka a spermie. Zygota se dělí, vznikají buňky dvě a jejich opakovaným dělením, specializací a složitou koordinací se vytváří tkáně, orgány a celý organismus. Buňka pak přirozeně „zaniká“ tím, že se rozdělí v buňky dceřiné. Období života buňky od jejího vzniku po zánik se nazývá buněčný cyklus, ve kterém lze rozlišit následující fáze: buněčné dělení  a interfáze.

Buňky prochází větším počtem cyklů, v určité fázi vývoje po ukončení mitózy však vstoupí do klidové, tzv. G0 fáze, ve které setrvávají do konce života, neboť jsou již diferencované a zastávají konkrétní funkci v organismu. Např. většina nervových buněk musí vydržet v klidové fázi po celý život. V některých případech je možný přechod zpět z G0 fáze do G1 a zahájení nového buněčného cyklu. To se děje např. u buněk imunitního systému po kontaktu s antigenem.

Interfáze je nejdelší období života buňky, dochází v něm k příjmu látek, růstu, kontrole a opravným mechanismům. Chromatin jádra je rozvolněný, despiralizovaný, dochází k replikaci molekul DNA a syntéze ostatních organel. Interfázi dělíme na G1, S a G2 fázi.

Buněčné dělení probíhá v závěru buněčného cyklu a zahrnuje v sobě dělení jádra (karyokinezi) a následné dělení buňky (cytokinezi).

Dělení jádra může probíhat dvěma způsoby: mitózou a meiózou. Mitózou vznikají jádra tělních neboli somatických buněk, meiózou pak jádra buněk pohlavních, gamet.

 

Buněčný cyklus je velmi důmyslně řízen systémem regulace buněčného cyklu, který je tvořen souborem proteinů. Tyto proteiny ve správném čase aktivují enzymy a jiné proteiny zodpovědné za průběh dané části buněčného cyklu. Tak pouze po proběhnutí např. kompletní S a G2 fáze může nastat mitóza (jaderné dělení), po ukončení mitózy nastává buněčné dělení apod. U mnohobuněčných organismů je počátek a konec buněčného dělení naprosto zásadní pro udržení počtu buněk a tvaru organismu, buňka je však také regulována ve smyslu žití či spáchání sebevraždy. Každá buňka je proto řízena kromě vlastního regulačního mechanismu ještě signály od okolních buněk, které zajistí, že buňky přežívají ve správném počtu na správném místě.

 

Proteiny, respektive peptidy řídící buněčný cyklus jsou zejména:

  • růstové faktory – podporují nebo spouští buněčné dělení, např. destičkový růstový faktor, epidermální růstový faktor
  • růstové inhibitory též tumorsupresory – zastavují buněčné dělení

Následkem např. mutace se buňky mohou kontrole vymknout, vznikají pak nádory.

Obrázek č. 17: Regulace buněčného cyklu

 

5.2 Diferenciace buněk

 

Protože se v mnohobuněčném organismu nachází zhruba 200 typů buněk, které se liší svou stavbou, velikostí, typem a intenzitou metabolismu a následně funkcí, při svém vývoji musí projít procesem tzv. diferenciace. Jedná se o jejich rozlišení, specializaci a schopnost plnit právě danou funkci. Všechny buňky vznikají dělením zygoty, mají stejnou genetickou výbavu, ale jejich specializace je výsledkem aktivity pouze části jejich genetické informace. Do regulačních mechanismů těchto aktivit se zapojují různí činitelé, např. růstové faktory či hormony.

Jako příklad uveďme červené krvinky neboli erytrocyty. Jedná se o krevní tělíska, která vznikají z krvetvorných kmenových buněk přítomných v kostní dřeni. Kmenové buňky nepřenášejí kyslík, ale opakovaně se dělí a dávají vznik předchůdcům erytrocytů. Posledními takovými předchůdci jsou tzv. retikulocyty, které ještě obsahují zbytky genetické informace. Po následném ovlivnění ledvinovým faktorem erytropoetinem prodělávají přeměnu v červené krvinky. Zralý erytrocyt v krevním oběhu je bezjaderný, plně přizpůsoben k přenosu kyslíku jeho vazbou k hemoglobinu. Kromě růstových faktorů jsou k vyzrávání červených krvinek nezbytné např. vitamín B12, kyselina listová, vitamín C či železo.

 

5.3 Zánik buněk

 

Umírání buněk mnohobuněčného organismu je naprosto přirozený jev, který se nazývá programovaná buněčná smrt neboli apoptóza. Je realizována souborem enzymů, jejichž činností dojde k fyziologické degradaci jednotlivých částí buňky, čímž se liší od nekrózy. Je nutná v místech jako jsou meziprstní prostory, prostory mezi rty ohraničující dutinu ústní či oční štěrbiny nebo u tkání, které při vývoji jedince ztrácejí význam - např. ocas pulce při přeměně v žábu. V  jiných lokalitách (střevo) se jeví trochu jako plýtvání, pokud zanikají buňky krátce po svém vzniku. Vyrovnávají tím ale počty buněk nově vznikajících. Přesto však všechny otázky kolem procesu buněčné smrti nejsou zdaleka zodpovězeny.

Nekróza je patologické umírání buněk, kdy dochází vlivem nejrůznějších faktorů zpravidla z vnějšku k menším či větším histologickým projevům. Obsah buněk při tomto procesu zkapalňuje, mění se v sýrovitou hmotu, může vysychat atd. a následně ohrožuje šířením látek své okolí. Nekróza je odpovědí na akutní silné poškození. Na rozdíl od apoptózy buňky obyčejně zvětšují objem, prasknou, vylévají svůj obsah do okolí, což vyvolává rozvoj zánětlivé reakce a může s přídavkem vnějších faktorů vyústit v gangrénu.

  

6 Proč to někdy nefunguje? 

 

Buňky stejně jako celý organismus vyžadují pro svůj život přirozené a kvalitní podmínky, hovoříme o tzv. fyziologických podmínkách. Naopak podmínky nevhodné označujeme jako patologické. Patologické podmínky jsou souborem stresových faktorů, tzv. stresorů.

 

Stresory lze dělit např. na:

  • fyzikální – teplota, viditelné světlo, UV, ionizační, RTG záření
  • chemické -  toxiny, pesticidy, chemické látky, hormony
  • biologické – intracelulární parazité – viry, plísně, jejich toxiny

Stresor je tedy jakýkoliv činitel, jež ohrožuje normální buněčné funkce. Účinek stresoru je velmi individuální pro různé typy buněk, záleží na délce působení, síle faktoru, typu, kondici buněk apod. Ovlivnění mírného charakteru je většinou řešeno stresovou adaptací, kdy je buňka v pohotovostním režimu, silné narušení optimálních podmínek je ukončováno apoptózou nebo nekrózou, tedy smrtí buňky.

Výše uvedené faktory zasahují také do činnosti jednotlivých částí buňky, pro ilustraci uvádím příklady: uvolňování vázaných  ribozómů z membrán hrubého retikula, hypertrofie hladkého retikula, neschopnost odbourávat cizorodé  látky, poruchy sekrece buňky ve vztahu k Golgiho aparátu, změny tvarů krist mitochondrií, usazování odpadních látek ve všech organelách apod. Změn doznává samozřejmě cytoplazmatická membrána, u níž se mění porozita a funkčnost všech jejích složek, v neposlední řadě i jádro jako nositel genetické informace.

Změna genetické informace mění funkci molekul, dále funkci organel v buňkách celého organismu, což se projevuje genetickými chorobami.

 

6.1 Mutace a mutageny

 

Změny genetické informace nazýváme mutace, a pokud nevznikají zcela náhodně, tak faktory, které je vyvolaly, nazýváme mutageny. Mutageny dělíme shodně jako stresory: fyzikální, chemické a biologické, neboť stresory mohou mít mutagenní charakter.

 

Mutace z hlediska jejich vzniku dělíme:

  • spontánní – bez vnější příčiny
  • indukované – vyvolané mutageny

dále dle rozsahu:

  • genové – postihují jediný gen
  • chromozomové – tzv. numerické a strukturní aberace, které mění počet nebo strukturu chromozomů 
  • genomové – dochází ke zmnožení celé chromozomové sady – tzv. polyploidie

Následují příklady závažných onemocnění, jejichž příčinou je mutace genu s následnými výraznými dopady nejen na buňky, ale celý organismus.

 

 

CYSTICKÁ FIBRÓZA neboli mukoviscidóza či choroba příliš slaného potu je nejčastější autozomálně recesivní onemocnění (ročně se v ČR narodí asi 40 takto nemocných dětí) zapříčiněné mutací genu CFTR na dlouhém rameni 7. chromozomu. Gen kóduje tvorbu CFTR proteinu, jenž je chloridovým kanálem v membránách buněk a zajišťuje transport iontů chlóru. Tento kanál má vztah k sodíkové pumpě a tím je ovlivňován transport sodíku a vody. Pokud je gen mutovaný, CFTR protein je defektní či chybí. Nejčastější mutací (asi u 70 % pacientů) je chybění nukleotidů v pořadí CTT s následnou poruchou struktury proteinu.

Cystická fibróza neohrožuje pouze buňky samotné, ale důsledkem poruch transportu iontů a vody je zahlenění organismu (hlen pacientů je až 10x hustší než u zdravých lidí), které se projevuje v nejrůznějších částech těla. V zahleněných oddílech pak dochází k snadné kultivaci mnohých bakteriálních kmenů, rozvíjí se záněty a celkové neprospívání organismu. Velmi úzký vztah má poškození dýchací a trávicí soustavy. Klinické příznaky se u pacientů mohou lišit, zahrnují však obecně: infekce dýchací soustavy vyvolávající pak závažné chronické změny tkáně, její jizvení a likvidaci, postižení trávicího traktu, kdy dochází ke špatnému zpracování potravy s následným deficitem minerálů a vitamínů, ucpávání žlučovodů, vývodů pankreatu s rozvojem pankreatitidy, rozvoj diabetu, nefunkčnost kanálků reprodukčního systému atd.

 

buněčná úroveň

úroveň orgánu – průdušinka

 

Na onemocnění se často přichází v pozdějším věku dítěte, které je léčeno s chronickou bronchitidou, nosní polypózou, astmatem, celiakií, pankreatitidou apod. Nemoc byla prvně popsána americkou lékařkou Dorothy Andersenovou v roce 1938, gen CFTR identifikován v roce 1989 a od roku 1992, kdy se podařilo k výzkumu choroby použít myší modely, se intenzívně pracuje na možnosti léčby. Nadějně se jeví genová terapie, která má ale stále mnoho překážek, neboť musí být zajištěna účinnost a bezpečnost léčby.

Obrázek č. 18: Cystická fibróza

 

FENYLKETONURIE neboli hyperfenylalaninémie je nemoc s absencí enzymu PAH – fenylalaninhydroxylázy, který je standartně kódován genem na dlouhém rameni 12. chromozomu. Tento enzym normálně katalyzuje přeměnu fenylalaninu na tyrosin, při jeho absenci však tyrosin nevzniká, naopak se hromadí fenylalanin a jeho metabolity.

Pro zdravý organismus je fenylalanin tělu vlastní aminokyselinou přijímanou v potravě a zpracovávanou játry. Fenylketonurik potravu nedokáže zpracovat a vysoké dávky fenylalaninu pak působí jako jed. Pokud není onemocnění v raném novorozeneckém věku rozpoznáno (v ČR se provádí screening do 4 dnů po narození) a jedinec konzumuje normální stravu, hromadící se látky mu začnou nevratně poškozovat nervové buňky. Při pozitivním vyšetření na tuto chorobu je nasazována okamžitá celoživotní dieta s nízkým obsahem fenylalaninu. Dieta spočívá v omezení bílkovin, zejména masných, vaječných, mléčných a obilných. V potravě je nutné naopak dodávat vitamín B12 a mnohé prvky, např. železo a zinek. Onemocnění je opět děděno autozomálně recesivně, s evropskou frekvencí jedno na asi 10 000 narozených dětí.

 

 

HUNTINGTONOVA CHOROBA či Huntingtonova chorea, HCH je příkladem choroby autozomálně dominantní. 

Znamená to, že k projevům choroby stačí chybná alela zděděná od jednoho z rodičů (naproti tomu dvě předešlé nemoci potřebují k manifestaci chybné alely od obou rodičů). Je nazvána po americkém lékaři Georgeovi Huntingtonovi, který ji v roce 1872 popsal. Choroba má fatální průběh, protože se projevuje jak hybnými tak psychickými poruchami s demencí.

Termín chorea vyjadřuje samovolné, nepravidelné hadovité pohyby, související s postupem choroby a poškozením mozku. K rozvoji choroby dochází nejčastěji v produktivním věku člověka. Problémem HCH je také v tom, že pacient při prvních příznacích již má většinou děti a každé dítě rodiče s HCH má padesátiprocentní riziko zdědění nemoci.

Gen HCH byl lokalizován v roce 1993, je umístěný na dlouhém rameni 4. chromozomu. Má ve své struktuře repetice neboli opakování sekvence CAG zařazující glutamin, problémy nastávají, pokud je opakování více než 35. Čím více repetic, tím dříve se nemoc projeví. Gen je  zodpovědný za syntézu huntingtinu. Huntingtin je bílkovina s komplikovanými funkcemi: ovlivňuje další proteiny, zasahuje do činnosti mitochondrií a cytoskeletu, pokud je vadně sestaven, patrně ovlivňuje jiné proteiny tak negativně, že dochází k degeneraci mozkových buněk v oblasti bazálních ganglií. Pacient se pak „divně“ pohybuje a ztrácí své mentální schopnosti.

Problematika HCH skrývá zatím mnohá tajemství, hledají se totiž souvislosti s evoluční variabilitou, neboť propuká až ve vyšším věku a ukazuje se, že u těchto pacientů se méně rozvíjí rakoviny.

V závěru této kapitoly se zmíním o onemocnění, které má podobnou podstatu jako předchozí příklady (vadný gen produkuje vadný protein), zasahuje však zajímavě do variability lidské populace a evolučních mechanismů.

SRPKOVITÁ ANÉMIE neboli drepanocytóza. Zde mutace genu způsobí zařazení valinu místo kyseliny glutamové v jisté části hemoglobinu, který pak vykazuje odlišné vlastnosti (zdravý hemoglobin se označuje HbA, srpkovitý HbS). To se dále projeví patologickou stavbou erytrocytů, která byla poprvé pozorována v roce 1910. Deformované červené krvinky tvaru srpků jsou málo pohyblivé, brzdí tok krve, ucpávají vlásečnice, patologicky se shlukují a nepřenáší kyslík.

Nemoc je rozšířena zejména v tropické Africe, v oblastech výskytu malárie. Jedná se o tzv. vitální mutaci, při které jsou heterozygoti odolní vůči malárii, v některých oblastech se takových jedinců uvádí až 50% v populaci. Tedy takto postižení jedinci jsou „zvýhodněni“ v populaci. Dominantní homozygoti zápasí s těžkou anémií, recesivní homozygoti umírají na malárii.

Obrázek č. 20: Projevy srpkovité anémie na různých úrovních

6.2 Epigenetické změny u eukaryotních buněk

 

Z obecného pravidla dědičnosti vyplývá, že za změnami fenotypu stojí změny probíhající v genech (viz. mutace). V dnešní době je ovšem všeobecně známo, že se nejedná o jediné procesy, které mohou přepis genů, vzhled a chování organismů pozměnit. DNA jako matrice důležitá pro vznik proteinů je ovlivňována také tzv. epigenetickými změnami, které jak z názvu vyplývá, zasahují do chodu DNA jaksi „shora“ (epigenetika – obor studující epigenetické změny, z řeč. epi předpona vyjadřující na, při, na povrchu - nikoliv zabývající se geny a jejich mutacemi).

Epigenetické procesy ovlivňují DNA v jejím sbalování a rozvolnění, zpřístupňují nebo uzavírají určité oblasti dvoušroubovice. Tím následně dochází či nedochází k transkripci genů. Zasahují také do posttranskripčních dějů, kdy ovlivňují, zda daná RNA bude či nebude realizována do proteinu. Mezi nejvýznamnější procesy patří metylace DNA a modifikace histonů.

 

6.2.1 Metylace DNA

 

Je známa od roku 1948 a popsána kromě eukaryot také u baktérií. Jedná se o navázání methylových skupin na určitá místa v DNA, jehož důsledkem je pak umlčování sekvencí a nepřepisování informace. Tyto metylové značky se předávají z buňky do buňky a čekají na případné spuštění. Jsou zkoumány například u identických dvojčat, kdy je podoba metylací na počátku jejich života shodná a v závislosti na životních podmínkách se mění. Tento epigenetický proces je často spjat s procesem histonové modifikace.

6.2.2 Modifikace histonů

 

Histony jsou jaderné proteiny, na nichž je namotána DNA a které se podílejí na sbalování této nukleové kyseliny v jádře. Dohromady pak tvoří komplex zvaný chromatin. Ten rozlišujeme na vysoce kondenzovaný heterochromatin nacházející se např. v telomérách a centromérách a euchromatin transkripčně aktivní, kondenzovaný méně. Aminokyseliny těchto proteinů zejména v jejich koncových částech mohou být acetylovány, metylovány, fosforylovány či jinak pozměněny. Ve výsledném „smyslu“ pak mají pro buňku jiný informační význam než bez těchto změn.

Zkoumání zde uvedených i jiných změn je sice ve vývoji, ale již dnes se ukazuje, že stejně se chovají u zvířecích modelů i u člověka. Jedná se o slibné poznatky při pochopení mechanismu vzniku obezity, hypertenze, cukrovky či ovlivnění fenotypu plodu životními podmínkami matky.

7 Buňka a variabilita

 

Buňky se neliší pouze v rámci jednoho organismu, také každý organismus je nositelem různé genetické informace. Molekuly DNA v chromozómech se v průběhu evoluce lidstva pod vlivem vnějších a vnitřních faktorů prostředí, ale i díky rekombinaci při vzniku gamet nebo náhodnosti při oplození měnily, což je příčinou toho, že se vzájemně lišíme. Zajímavým příkladem odlišnosti jedinců v lidské populaci je například chutnačství a nechutnačství PTC. 

CHUTNAČSTVÍ A NECHUTNAČSTVÍ PTC je ukázkou nepatologické vlastnosti, která je zkoumána po celém světě. Jedná se o citlivost či necitlivost k látce PTC (fenylthiokarbamid), jehož přírodní analoga se vyskytují např. v brokolici, kapustě, zelí, kedlubnách.

 

Fenylthiokarbamid

Vnímání hořkosti v potravě bylo zřejmě důsledkem selekce této výhody v rámci vývoje savců, tedy i člověka a to proto, že mnoho hořkých látek je současně nepoživatelných či dokonce jedovatých. Na tuto vlastnost přišel v roce 1932 Arthur L.Fox se svým spolupracovníkem při práci s PTC v laboratoři.

 

Gen pro schopnost cítit hořkou chuť PTC se nachází na 7. chromozomu, v případech zdědění dvou (TT) anebo alespoň jedné (Tt) alely od rodičů jsme chutnači, recesivní homozygoti (tt) patří k nechutnačům. V dlouholetých výzkumech bylo zjištěno, že v některých populacích (např. u jihoamerických Indiánů) se nechutnači téměř nevyskytují, u jiných se četnost nechutnačů pohybuje mezi 10 až 40 % (Evropa).

 

U české populace výzkum stále probíhá, aktuální výsledky na 1188 účastnících ke dni 29. 3. 2014 hovoří o 76,6% chutnačů a 23,4% nechutnačů.

 

V kapitole Proč to někdy nefunguje, jsme si představili některá dědičná onemocnění s důsledky pro celý organismus. Jak se ale o jejich podstatě dozvídáme a jak nám k tomu mohou pomoci buňky našeho těla?

8 Izolace DNA 

 

DNA se dá izolovat za účelem dalšího studia či vyšetření z různých tělních materiálů. V klinické praxi se nejčastěji používá periferní krev, dá se použít stěr z bukální sliznice, což je základem testů na určení otcovství, kdy odběr provádí vyšetřovaný často v domácích podmínkách pomocí speciálních tampónů. Jistě by se dala DNA izolovat ze všech tkání, ale volí se cesty nejdostupnější a pro vyšetřovaného nejméně náročné. Pro DNA analýzu plodu se používá plodová voda. Odebírá se procesem zvaným amniocentéza proto, že se v ní nacházejí odloučené buňky plodu.

 

Obrázek č. 22: Odběr plodové vody

Jinou možností je odběr buněk choriových klků (buňky plodového obalu chorionu), krev plodu, kůže potracených plodů. V klinické praxi pracují s materiály, které zdravotní personál vyšetřovaným šetrně odebere, aby izolovaná DNA byla co nejkvalitnější. Kriminalisté jsou ale mnohdy vděčni za jakékoliv zbytky tkání, jedná se např. o kořínky vlasů, sperma, buňky za nehty oběti, někdy může být tkáň již degradovaná. Použijí pak speciální modifikace pracovních metod.

 

Jak již bylo uvedeno, nejčastějším zdrojem DNA je periferní krev. DNA se izoluje z buněk bílé krevní řady, erytrocyty jsou v průběhu procesu odstraněny, neboť nemají jádro. Buňky se po té rozrušují chemickými, fyzikálními či fyzikálněchemickými metodami, aby uvolnily svůj obsah, pokud je třeba oddělit buňky více typů, předtím se centrifuguje (viz kapitola Metody v buněčné biologii). V dalším kroku se odděluje DNA z roztoku buněčného obsahu. Používá se k tomu teplotní denaturace, technika vsolování a vysolování nebo srážení organickými rozpouštědly. Protože je DNA často doprovázena RNA s podobnými vlastnostmi, je nutné užití enzymu ribonukleázy (RNázy), který rozštěpí RNA a nepoškodí DNA. Ze separačních technik se dnes používají nejčastěji: izolace DNA vazbou na silikátovou kolonku a izolace DNA fenolchloroformovou metodou. Ta je standartem k zisku DNA, výsledky jsou spolehlivé a DNA velmi čistá. DNA se po práci s fenolchloroformem zbaví fenolu a převede do vodného roztoku. Pak je promývána etanolem za účelem vysrážení. Přečištěná DNA postupuje k PCR analýze.

Toto byl stručný nástin zpracování buněk a izolace DNA z nich. Při vyšetřování plodu je někdy užita moderní screeningová metoda izolace mimobuněčné DNA, tzv. cff DNA. Jde o detekci volné (nebuněčné) DNA plodu cirkulující v krvi matky, jejíž množství v průběhu gravidity narůstá a patologické množství ukazuje na poškození plodu. V plazmě těhotné ženy se mezi 11. a 13. týdnem gravidity (tg) vyskytuje 90% DNA ženy z kostní dřeně a 10% DNA plodu z placenty. Metoda se používá u těhotných se zvýšeným rizikem vady plodu, vyhledávají se takto Downův, Patauův, Edwardsův, Turnerův, Klinefelterův syndrom, nelze ji použít u vícečetných těhotenství a genetické mozaiky.

 

Metoda se jeví velmi nadějně, podléhá v současnosti dalšímu výzkumu proto, aby mohla sloužit v budoucnu jako metoda diagnostická. Jistě obrovským přínosem pro ženy by byla nepotřebnost zavádění punkčních jehel přes dutinu břišní do dělohy, tak jak je to nutné u vyšetření plodové vody a choriových klků s asi 0,5-1% rizikem ztráty plodu.

9 Slovníček důležitých pojmů

 

alela - varianta, podoba genu

aminocentéza - odběr plodové vody, vyšetřovací metoda

antigen - každá látka schopna vyvolat v těle imunitní reakci

apoptóza - programovaná buněčná smrt

astma -  asthma bronchiale, onemocnění doprovázené dušností zapříči-něné zúžením průdušek

ATP - adenosintrifosfát, energeticky bohatá látka

bakterie - zástupci tzv. prokaryot, organismů s jednodušším typem buňky

bronchitida - zánět průdušek

celiakie - onemocnění, neschopnost zpracování obilné bílkoviny glutenu neboli lepku

centrifugace - odstředění

centromera - část chromozomu, spojuje dvě podélné poloviny, chroma-tidy

cytokineze - dělení buňky

cytologie - nauka o buňkách

cytoskelet - buněčná kostra, systém opěrných proteinů

cytosol - gelovitá výplň buňky, prostředí pro organely

denaturace - změna fyzikálních a fyziologických vlastností látek ve-doucí ke změně jejich přirozených funkcí

detekce - odhalení, zjištění

diabetes - diabetes mellitus, cukrovka, úplavice cukrová

diferenciace - rozlišení, specializace k zastávání specifické funkce

dominantní - panující, převládající, např. podmínky, alela

elektroforéza - metoda umožňující rozdělit látky v elektrickém poli podle jejich velikosti a elektrického náboje

endoplazmatické retikulum - síťovitá organela buňky

enukleace - odstranění jádra z buňky

epigenetika  - obor zabývající se změnami ve vyjádření genetické for-mace, které nejsou způsobeny změnami v pořadí nukleotidů DNA

erytrocyt - červená krvinka

eukaryota - skupina organismů obsahujících dokonalejší (eukaryotní) typ buňky, zahrnuje především živočichy, rostliny, houby

exocytóza - proces vylučování látek buňkou

fenotyp - vnější projev genů

frakcionace - metoda sloužící k oddělení např. jednotlivých organel

fyziologické podmínky - přirozené podmínky

gamety - pohlavní buňky

genetická mozaika - v těle přítomny dvě nebo více buněčných linií, kte-ré se mohou geneticky lišit

glutamin - aminokyselina

Golgiho aparát - organela buňky

gravidita - těhotenství

histony - bílkoviny, které spolu s DNA tvoří hmotu jádra, chromatin

homeostáza - stálost vnitřního prostředí organismu

chromatida - podélná polovina chromozomu

chromatin - hmota buněčného jádra, DNA+ histony

chromatografie - skupina fyzikálně-chemických separačních metod

chromozomy - vláknité struktury buněčného jádra, obsahují genetickou informaci 

chronický - trvalý

karyokineze - dělení jádra

kristy mitochondrií - záhyby tvořené vnitřní membránou v mitochondrii

kyselina glutamová - aminokyselina

lipidy - tuky

lysozomy - organely v buňce

matrix - vnitřní hmota mitochondrie

meióza - typ jaderného dělení, při kterém vznikají gamety

membrána - tenká struktura tvořící ohraničení organely nebo celé buňky

mitochondrie - organely buňky

mitóza - typ jaderného dělení, při kterém vznikají tělní buňky

modifikace - změna

mutace - změna genetického materiálu

mutagen - faktor vyvolávající mutaci

nekróza - katastrofický typ buněčné smrti

organela - funkční součást buňky

pankreas - slinivka břišní

pankreatitida - zánět slinivky břišní

patologické podmínky - nepříznivé, nepřirozené podmínky

peroxizomy - organely buňky

prokaryota - skupina organismů obsahujících jednodušší (prokaryontní) typ buňky, zahrnuje např. bakterie

protein - bílkoviny

protilátka - protein reagující na vstup antigenu

prvoci - jednobuněční živočichové

purifikace - očištění

repetice - opakování

replikace - proces zdvojení DNA

retikulocyt - vývojové stádium předcházející plně zralou červenou kr-vinku

ribozomy - organely v buňce

r-RNA - typ ribonukleové kyseliny, z ní ribozomy

screening - vyhledávání, metody sloužící k zisku informací o zdravot-ním stavu pacienta ( populace)

separace - dělení

syntéza - tvorba

telomery - koncové části chromozomů

transkripce - přepis genetické informace z DNA do RNA

translace - překlad informace z RNA do pořadí aminokyselin v bílko-vině

tyrosin - aminokyselina

ultrastruktura buňky - jemná struktura buňky pozorovatelná elektrono-vými mikroskopy

valin - aminokyselina

zygota - oplozené vajíčko, vzniká splynutím buňky vaječné a spermie

10 Použité zdroje

 

ALBERTS, B.; BRAY, D.; JOHNSON, A,; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P.; Základy buněčné biologie, Espero Publishing, Ústí nad Labem, 1998

Archa; Zpravodaj Společnosti pro pomoc při Huntingtonově chorobě, Tiskárna Polonček, Náchod, 2010 AUTOR NEUVEDEN. Izolace DNA [online]. [cit. 19.11.2014].Dostupný na WWW: http://goo.gl/1juZUo

AUTOR NEUVEDEN. Izolace DNA [online]. [cit. 19.11.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/1juZUo

HÁTLOVÁ, Petra. Co řekne krev matky o ještě nenarozeném dítěti [online]. [cit. 19.11.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/vbGF84

HYBÁŠEK, Ivan. Polymorfismus vnímání chuti PTC/PROP [online]. [cit. 19.11.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/Gh2gHO 

JELÍNEK, J.; ZICHÁČEK, V.: Biologie pro gymnázia, Nakladatelství Olomouc, Olomouc, 2007

KOČÁREK, E.; Biologie člověka 1, Scientia, Praha, 2010

KOČÁREK, E.; Genetika, Scientia, Praha, 2004

ROSYPAL, S. a kol.; Nový přehled biologie, Scientia, Praha, 2003

ŠMARDA, J.; Člověk v proudu dědičnosti, Grada Publishing, spol. s r. o., Praha, 1999

ŠVORCOVÁ, Jana. Vesmir.cz [online]. [cit. 24.11.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/LCJfvQ

VOKURKA, M.; HUGO, J.; Praktický slovník medicíny, Maxdorf, Praha, 2004

Zdroje obrázků

 

Obr. č. 1: Matthias Schleiden     

AUTOR NEUVEDEN. answers.com [online]. [cit. 26.7.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/dcx2Gq

Obr. č. 2: : Thomas Schwann

AUTOR NEUVEDEN. answers.com [online]. [cit. 26.7.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/POEsBX

Obr. č. 3: J. E. Purkyně

AUTOR NEUVEDEN. cls.cz [online]. [cit. 26.7.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/atjjjX

Obr. č. 4: R. Virchow

AUTOR NEUVEDEN. Wikipedia.cz [online]. [cit. 12.8.2014]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/gDZomJ

Obr. č. 5: Živočišná buňka (I. Kubištová)

Obr. č. 6: Stavba cytoplazmatické membrány (I. Kubištová)

Obr. č. 7: Sodno-draselná pumpa (I. Kubištová)

Obr. č. 8: Typy membránovýh proteinů (I. Kubištová)

Obr. č. 9: Jádro eukaryotické buňky (I. Kubištová)

elektronmikroskopický snímek:  

AUTOR NEUVEDEN. Wikimedia Commons [online]. [cit. 14.2.2015]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/YUDQkq

Obr. č. 10: Mitochondrie (I. Kubištová)

elektronmikroskopický snímek:

IBORRA, Francisco J; COOK, Peter R; KIMURA, Hiroshi. Wikipedia [online]. [cit. 14.2.2015]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/X7RVWX

Obr. č. 11: Vztah mezi jádrem a membránovými organelami (I. Kubištová)

Obr. č. 12: Ribozóm (I. Kubištová)

elektronmikroskopický snímek:

HOWARD, Louisa. Wikipedia [online]. [cit. 14.2.2015]. Dostupný na WWW: http://goo.gl/NbiVaF

Obr. č. 13: Cytoskelet  (I. Kubištová)

Obr. č. 14:  Světelný mikroskop (V. Oralová)

Obr. č. 15: Elektronový mikroskop (I. Kubištová)

Obr. č. 16: Zkoumání buněk buněčnou frakcionací (I. Kubištová)

Obr. č. 17: Regulace buněčného cyklu (I. Kubištová)

Obr. č. 18: Odběr plodové vody (I. Kubištová)