CYTOLOGIE I MUDr. Kateřina Kapounková, Ph.D. Buněčná teorie • žádná buňka nemůže vzniknout jinak než zase z buňky • mateřská buňka předává dceřiné buňce potřebnou děděnou informaci k reprodukci sebe sama i ke své funkci • rozlišujeme dva základní různě fylogeneticky pokročilé typy buněk - prokaryotické a eukaryotické BUŇKA • Základní morfologická a funkční jednotka všech organismů • Autonomní soustava ( má svou vlastní kopii DNA) • Dynamická soustava ( časově proměnlivá) • Otevřený systém( s okolím výměna látek a energie) Základní životní projevy: • metabolismus • růst • rozmnožování • vývoj Tvar a velikost buněk, plazmatická membrána • Odděleny od okolí membránou • Neustálá komunikace ( výměna látek, energie, informace) • Tvar a velikost bb. v těle rozmanitý Součástí fyziologického přizpůsobení i patologických změn buněk je: • Atrofie • Hypertrofie • Hyperplazie • Metaplazie • Dysplazie Kulovitý tvar Oválný tvar monocyt Žírná buňka Polyedrický tvar hepatocyt Cylindrický tvar Hruškový tvar dendritový tvar kubický tvar vřetenový tvar hvězdicovitý tvar pohárkový tvar Bikonkávní tvar enterocyt Purkyňova b. Hladká svalová b. neuron erytrocyt • Velikost 5 - 150µm ( většina 10 -30 µm) Mozeček 1. plena 2. molekulární vrstva kůry mozečku 3. vrstva Purkyňových buněk 4. granulární vrstva kůry mozečku Malé bb. ( do 10 µm)- erytrocyty, lymfocyty Střední buňky( 10 – 30 µm)- většina bb. Velké bb. – motorické neurony( přední rohy míšní), oocyt ( 120-150 µm) Základní stavba buněk • Povrch buněk buněčná membrána • Cytoplazma • Jádro • Buněčné organely buňka plazmatická membrána organely cytoplazma lipidová dvojvrstva jádro endoplazmatické retikulum ribozomy Golgiho aparát lysozomy mitochondrie cytoskelet integrální a periferní přenašeče synaptické proteiny membránové enzymy receptory iontové kanály aktivní pasivní Buněčné jádro • Genetické a informační ústředí bb. • Obsahuje úplnou genetickou informaci • Velikost jádra a počet: - jednojaderné bb (většina) - dvojjaderné bb (některé kardiomyocyty, hepatocyty, některé krycí bb žaludečních žlázek, plazmatické bb) - mnohojadené bb (osteoklasty, myocyty) - bez jádra ( erytrocyty, , zrohovatělé povrchové bb kůže, trombocyty) • Tvar jádra kopíruje tvar bb • Jaderný obal- 2 membrány ( 8nm tloušťka každá), není souvislýproděravěný jadernými póry vnější – ribozomy a může být spojena s granulárním endoplazmatickým retikulem vnitřní- ve spojení s nukleoplazmou , vyztužená sítí filament ( fibrozní lamina jádra), nasedá na ní heterochromatin Jaderné póry • Průchod látek mezi nukleoplazmou a cytoplazmou • Přechází v sebe vnitřní a vnější jaderná membrána • Pasivní i aktivní transport iontů, mRNA, steroidních hormonů, regulačních bílkovin • 2000-4000( závisí na funkčním stavu b.) • Tvořen 30 bílkovinami ( nukleoporiny) Komplex jaderného póru Komplex jaderného póru ( complexus pori nuclearis) • Vnější prstenec komplexu – 8 složitějších granul, tenká filamenta ( mohou sloužit jako receptory) • Vnitřní prstenec komplexu- 8 granul, paprsčitá ramena na nich zavěšen koš, jeho středem prochází prstenec póru • Centrální kanál- prostor mezi granuly, procházejí jím makromolekuly ( do velikosti 39nm) Nádorové bb. mají při vyšší metabolické aktivitě více pórů nukleoplazma ( karyoplazma) • Obsahuje vláknitou a zrnitou složku Vláknitá vrstva- fibrózní lamina jádra Uloženo podél vnitřní membrány jádra Tvoří 3D síť – určuje rozložení chromosomů do sektorů Chromatin Zbytek nukleoplazmy Z propojených molekul DNA ( histonovými a nehistonovými bílkovinami) Laminopatie – choroby způsobené mutací v genech kódující fibrózní laminy v b. Chromatin Euchromatin • Málo kondenzovaný • 90% chromatinu u většiny bb v interfázi • V centru jádra v oblasti jaderných pórů • Transkripčně aktivní • Jeho DNA se replikuje na začátku S-fáze buněčného cyklu • Geny v něm uložené se přepisují do mRNA Heterochromatin • Vysoce kondenzovaný • 10% chromatinu všech bb • Transkripčně neaktivní • Jeho DNA se replikuje až v pozdní S-fázi - konstitutivní chromatin - fakultativní heterochromatin (patří sem i Barrovo tělísko) Průkaz přítomnosti Barrova tělíska v minulosti k diagnostice pohlaví Stavba chromatinu • Z molekul DNA spojených histonovými a nehistonovými bílkovinami Organizace chromatinu • Na tvorbě se podílí 5 typů histonů – H1,H2A, H2B,H3 a H4 • Vytvořeny dvojice dimery( H2A-H2B, H3H4) a spojené spolu v tetramery a dále jejich spojením oktamery • Kolem oktameru se otáčí DNA, s odstupem párů 20 bází DNA se váže H1 Základní funkční a regulační jednotka chromatinu = NUKLEOZOM Z nukleozomu + histonu H1 vzniká CHROMATOZOM – chromatozomy spojené H1 tvoří kruhový útvar = SOLENOID chromozomy • Solenoidy spojené do spirálovité struktury = základní stavební i funkční jednotka chromozomu • Lidské bb 46 chromozomů ( 23 párů) • V interfázi buněčného cyklu jsou despiralizované, ale zaujímají přesné místo ( teritorium) • Tvořen bílkovinnou matricí na kterou připojena chromatinová vlákna Centromera – dělí chromozom na 2 ramena Raménka chromozomu – krátké p a dlouhé q Telomera – koncová část ( biologické hodiny buňky) Telomera se každým dělením zkracuje, což po určitém počtu dělení brání další replikaci DNA – apoptóza ( výjimku tvoří bb s telomerázou schopnou obnovovat délku telomér – kmenové bb, nádorové bb) Morfologie jádra během buněčné smrti Pyknóza – scvrklé jádro se zahuštěným chromatinem Karyorhexe – rozdělení chromatinu do různě velkých hrudek, po prasknutí jaderného obalu se uvolňují do cytoplazmy Karyolýza – obsah jádra se postupně ztrácí, obal jádra ale zůstává neporušený Apoptóza jádra- rozpad jádra jadérko • Součástí interfázového jádra • Nemá vlastní membránu • Velikost 1-5 µm • Není trvalou strukturou jádra – zaniká v profázi mitotického dělení buňky a znovu se objevuje v telofázi • Tvar – kulovitý, oválný nebo nepravidelný • Počet – nejčastěji 1, 2-3 ( proteosynteticky aktivní bb) • Tvořeno z 80-85% bílkovinami, 5-15% DNA a RNA • Funkce: syntéza ribozomové RNA