Buňka Základní funkční a morfologická jednotka mnohobuněčného organizmu, schopná samostatné existence in vitro za vhodných podmínek d5gezisjyj5ff15ct4feu3du7 Stavba buňky l Buněčná membrána l cytosol lBUŇKA cytoplazma organely l cytoskelet l Protoplazma inkluze l jádro l l MEDcell Přednáška: cytologie 2 lBuněčné organely lBuněčné inkluze l lPovrch buňky lMezibuněčná spojení Buněčné organely l ljsou konstantní součásti cytoplazmy lmají specifickou strukturu lvyžadují přísun energie k vykonávání svých funkcí Buněčné organely l l l l lMemebránové lMitochondrie lEndoplazmatické retikulum lGolgiho aparát lLyzosomy a endosomy lPeroxisomy l l l l l l lBez membrány lRibosomy lCentrioly Cytologie I - 9 B Mitochondrie lTvar: kulatý, oválný (až vláknitý) lVelikost: Æ ~0,5 mm, protáhlé 1-10 mm lPočet: různý dle metabolické aktivity buňky a jejich nároků na dodání energie (např. v jaterní buňce 1000 – 2000 mitochondrií) l Mitochondrion_unlabelled • • • • • Stavba mitochondrie l lVnější membrána (hladká) lVnitřní membrána (s kristami) lCristae mitochondriales (+ elementární částice) lMatrix (proteiny, DNA, RNA) – semiautonomie lMitochondriální tělíska (osmiofilní) lMitochondriální ribosomy mitoch1 Mitochondrion1 • • • • Mitochondriální kristy mitoch •hřebenovité kristy •tubulózní kristy •prizmatické •kristy Funkce Mi l l l l l V matrix + elementárních částicích: l enzymy Krebsova cyklu, dýchacího řetězce a oxidativní fosforylace l Hlavní funkce Mi: uvolňování energie z ATP mitochon Cytologie I - 24 Mitochondrie - detail mito-em1 Fig EM008 ecu12 ecu3 Ribosomy lTělísko složené ze 2 podjednotek lVelikost ribosomu: ~20-25 nm Ø l l l lvolné poly(ribo)somy ribosomy na lribosomy endoplazmatickém l retikulu l lProteosyntéza „pro buňku“ a „na export“ (např. žlázové bb.) • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Ribosom ribosom •mRNA •rRNA + •proteiny maizerootER •volné Ri •polysomy •GER Endoplazmatické retikulum členitý, 3D systém membrán v cytoplazmě buňky – 2 formy: lZrnité (granulární) ER – GER: systém plochých, anastomozujících cisteren + (poly)ribosomy reverzibilně vázané na membránu l lHladké (agranulární) ER – AER: systém tubulů a váčků s membránou bez ribosomů rough_er 00016722 •Komunikace GER s perinukleárním prostorem jaderného obalu Granular endoplasmic reticulum (R) organized into parallel cisternae forming the tigroid (Nissl) substance. N - nucleus of the Purkinje cell. Scale = 1 µm. (Rabbit, cerebellar cortex.) Copyright © J Spacek rer ser GER AER l l Funkce GER lGER – proteosyntéza (Ri) a transport proteinů do GA (transportními váčky) lv kooperaci s GA: l– intracelulární skladování (např. v lyzosomech a specifických granulích leukocytů) l– dočasné intracelulární skladování určené pro následný transport mimo buňku (sekreční zrna) 00017006 Funkce AER lAER – v buňkách: l– syntetizujících steroidy (bb. kůry nadledvin, Leydigovy buňky varlete, bb. žlutého tělíska) l– odbourávajících glykogen (jaterní buňky) l– syntetizujících HCl (krycí buňky žaludečních žláz) l– svalových (jako tzv. sarkoplazmatické retikulum, které obsahuje Ca ionty) l– podílí se na tvorbě membrán l Golgiho aparát (GA) lSystém hladkých membrán, ohraničujících: l 1. cisterny (3-10) l (dictyosom) l 2. vesikuly l 3. vakuoly l lPolarita GA: cis l trans golgi2 F05-49 •cis •trans Funkční polarita GA lTransport proteinů z GER: transportními váčky l l lStrana konvexní – cis face (produkční /forming face/) l lStrana konkávní – trans face (maturační /maturing face/) l lkondenzační vakuoly l l sekreční zrna lyzosomy golgia image024 golgi1 •Golgiho pole rer9 Funkce GA lpostsyntetická úprava a maturace proteinů (glykosylace, sulfatace, fosforylace), lkondenzace a skladování sekrečních produktů ð kondenzační vakuoly, sekreční granula, lvznik akrozomálního váčku při přeměně spermatidy ve spermii, ldonor membrán (pro některé organely). Lyzosomy a endosomy lEndosomy: membránové váčky (Ø 20-150 nm) vstup do buňky – pinocytózou, l l l osud v buňce transcytóza l fúze s Ly ð sekundární Ly l qckfr Lyzosomy lVáčky – od 0,5 mm Ø, jednoduchá membrána, matrix s hydrolytickými enzymy kyselého pH (kys. fosfatáza, karboxylesterhydrolázy, katepsiny, hyaluronidáza, nespecifická esteráza, lipáza, ribonukleáza, kolagenáza aj.) l primární l fagosomy Ly sekundární autofagické vakuoly l (multivesikulární tělíska) l reziduální tělíska (např. pigment lipofuscin) Lyzosomy lprimární Ly (0,5 mm) l sekundární Ly l autofagická vakuola l l lreziduální tělísko l l l multives. tělísko • • Novinový papír Novinový papír • • • • • • Žula • Bílý mramor • • • • • • Bílý mramor • Bílý mramor • Bílý mramor • • mitoauto CONT3a neuromelaninunigri MVB image008 Peroxisomy (mikrotělíska) lVáčky – 0,1 - 0,5 mm Ø, jednoduchá membrána, matrix s oxidativními enzymy (peroxidáza, kataláza, urikáza aj.) l l l l l[nukleoid = krystaloid] l Liver_Per_Sem_Cat_WEB Cytologie I - 38 Sek Funkce lyzosomů a peroxisomů lLy – intracelulární digesce endo- a exo-genního materiálu lPe – detoxikace (rozklad H2O2, štěpení purinů a MK) l – účast na syntéze žlučových kyselin l – účast na syntéze fosfolipidů Centriol lTvar: cylindr (válec) lVelikost: Ø 0,2 mm, délka 0,3 - 0,5 mm lStavba: 9 tripletů mikrotubulů po obvodu stěny centriolu lVýskyt v buňce (v interfázi): 1 pár centriolů [„T“] v oblasti cytoplazmy = centrosoma (blízko jádra) centri SA202005 triplet mikrotubulů l l l l l l l l l l l C B A mikrotubulus l 10/10/13 protfilament Microtubule cilia4 •CCO Stavba centriolu nrm1712-i1 http://atlasgeneticsoncology.org/Deep/Images/CentrosomeStemCellID20105Fig1.png cent1 centri2 Funkce centriolů lDuplikace centriolů v průběhu dělení buňky ð vznik dělícího vřeténka l l lMnohočetná replikace centriolů v průběhu ciliogeneze ð vznik bazálních tělísek řasinek l lbazální tělíska řasinky 300px-Schnoyanaphase Fig EM010 Fig EM011 mitchell01 Inkluze přechodné (dočasné) současti buňky lSekreční granula lZásobní látky glykogen l lipidové kapky lKrystaly (proteiny) lPigmenty l endogenní autogenní (melanin) l aj. hematogenní l lipofuscin l exogenní – prach, barviva (karoteny), tetováž Cytologie I - 41 Sekrece Sekreční granula rmcell GI112b Glykogen lβ – granula (40 nm) lα – granula (až 400 nm) l glycogen-01-l glycogenGranules el2 •lineární, bohatě větvený polymer složený z molekul glukózy Lipidové kapky chfa_03_img0505 ao_fat_cell Krystaly, pigmenty Cytologie II - 16 Krystalické inkluze llpigcel c4c3a Buněčný povrch lVolný povrch – hladký nebo s výběžky (mikroklky, řasinky, bičíky) lPovrch přivrácený k jiné buňce (laterální) – mezibuněčné spoje lBazální povrch (přivrácený k nebuněčné struktuře – lamina basalis nebo bazální membrána – poloviční spoje (hemidesmosomy) l graphic44 •Mikroklky a řasinky Cytologie I - 43 Mikroklky Cytologie I - 45 Řasinky •Mikroklky •Řasinky (kinocilie) l l l lMikroklky = výběžky cytoplazmy vyztužené aktinovými mikrofilamenty – dle uspořádání: lkrátké, nepravidelné lžíhaná kutikula – př. epitel. bb. střeva lkartáčový lem – př. kanálky nefronu lstereocilie – př. ductus deferens microvillusRoss4 stereociliaRoss4 fig46 membr22 •kartáčový lem •žíhaná kutikula Kinocilium a flagellum (řasinka a bičík) em-011 test-separazione Řasinky, bičíky lPohyblivé výběžky cytoplazmy vyztužené mikrotubuly: 9 dubletů + 1 centrální pár = AXONEMA lBazální tělísko = centriol lŽíhaná nožka l l cilia1 Cytologie II - 3 Kinocilie Cytologie I - 46 Řasinky - schéma •Řasinky ve světelném mikroskopu Mezibuněčná spojení squamous_epithelium_frog_skin_flat_mount i1540-7063-043-01-0055-f01 Laterální povrchy, intercelulární štěrbina (20 nm); zonulae a maculae Cytologie II - 5 Desmozomy Cytologie II - 7 Úprava laterálního povrchu b •Šířka a tvar intercelulání štěrbiny Intercelulární spoje ltěsná=okluzní: zonula occludens, l ladhezní: zonula adherens, dezmosom (macula adherens), l lkomunikační: nexus (gap junction). l l junctnew liaison09 liaison07 liaison05 liaison06 liaison08 1. ZO, 2. ZA, 3.MA, 4.N •Zonula Zonula Macula Nexus •occludens adherens adherens = • Dezmosom Zonula occludens lTěsné pásovité spojení blízko apexu buňky lPlazmalema sousedních buněk místy splývá (společné integrální proteiny – klaudiny, okludiny) lFunkce: utěsnění intercelulární štěrbiny l liaison07 Defekt – porucha funkce hemoencefalické bariery u plodu – neurol. poruchy Zonula adherens lPásovitý spoj kolem buňky lIntercel. štěrbina – 20 nm, kadheriny lAktinová mikrofilamenta (Ø 6 nm) l lFunkce – adheze buněk liaison06 Defekt – šíření Tu buněk a zvýšení malignity Tu Dezmosom (macula adherens) lDiskovitý spoj (Ø 0,3-0,5 μm) lIntercel. štěrbina – 40 nm; el.denzní materiál, desmoglein(3) tonofilamenta (cytokeratin, (4) Ø 8-10 nm), a desmoplakin (2) v el.denzní ploténce lFunkce - adheze liaison05 Defekt – porucha adheze kožních buněk, Nexus (gap junction) lPlošný „kanálkovitý“ spoj lIntercel. štěrbina – 2 nm l lFunkce - komunikace liaison08 •6 konexinů •kanálek •(konexon) Defekt – periferní neuropatie, hluchota Cytologie II - 9 Zonula adherens Cytologie II - 4 Spojovací komplex Copyright © J Spacek junction_gap Mezibuněčná spojení - speciality lFascia adherens – v myokardu, obsahují rozsáhlé dezmosomy; komunikace „přes nexusy“ lSpojovací komplex – kombinace zonula occludens (těsný pás), zonula adherens (pevný pás) a dezmosomů (body); od apexu k bázi v tomto pořadí, u cylindrických epitelů lBuněčné interdigitace s dezmosomy – na laterární straně buněk, zvětšení povrchu, buňky transportující vodu Interdigitace (®), s dezmosomy Bazální povrch lpřivrácen k buňce (viz výše – laterální povrch, vrst. epitely) lpřivácen k lamina basalis: hemidezmosomy bazální labyrint Mitokid Cytologie II - 11 Hemidesmozomy Životní projevy buňky lpohyb (intracelulární, ameboidní, bičíky a řasinky) lvýměna látek (příjem, metabolismus, výdej) ldráždivost lrůst lrozmnožování – mitóza, meióza lsmrt – apoptóza, nekróza l transportní mechanizmy l lEndocytóza fagocytóza l pinocytóza l l nespecif. specif. pinoctárními „coated váčky vesicles“ l lExocytóza – sekrece kontinuální a regulovaná l Cytologie I - 47 Pinocytóza fagocytóza l Cytologie I - 25 Enukleace apoptosis_macrophage Cytoskelet lmikrotubuly (tubulin, Ø 22 nm) [centrioly, bazální tělíska, axonema řasinek a bičíků] lmikrofilamenta (aktin, Ø 5-7 nm) [subplazmalemální a intracytoplazmatické sítě; ve svalových buňkách – aktin + myosin] lintermediární filamenta (Ø 8-11 nm) – proteiny: l cytokeratin [tonofilamenta v epitelových bb.] l vimentin [v buňkách mezenchymového původu] l desmin [ve svalových buňkách] l neurofilamenta [v neuronech] l gliový fibrilární kyselý protein [v buňkách neuroglie] l bunkovy_skelet •Cytoskelet bunkovy_skelet_1 MTs