OBECNÁ MYKOLOGIE (místy se zvláštním zřetelem k makromycetům) Vymezení pojmů „houby“ a „mykologie“ • Historický výskyt a teorie o původu hub • Stavba houbové buňky (cytoplazma, organely, jádro a bun. cyklus, bun. stěna) • Výživa a obsahové látky hub • Vegetativní stélka hub (nemyceliální houby, hyfy, hyfové útvary, pletivné útvary, stélka lišejníků, růst houbové stélky) • Rozmnožování hub (vegetativní, nepohlavní, pohlavní) • Genetika hub • Plodnice hub (sporokarpy, askokarpy, bazidiokarpy, anatomie plodnic, hymenofor, hymeniální elementy) • Spory hub (typy a stavba, šíření a klíčení) • Nomenklatura hub • Sběr, určování a konzervace hub mykolog MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/15.0204 PF_72_100_grey_tr ubz_cz_black_transparent JÁDRO, JEHO DĚLENÍ A BUNĚČNÝ CYKLUS Jádro v buňkách hub bývá relativně malé, 1–3 mikrometry (u jiných eukaryot běžně 3–10 µm). Běžná je u hub mnohojadenost, často i různé počty jader v buňkách téhož jedince. Struktura jádra: ve středu obsahuje jadérko a kolem jaderné laminy, na povrchu je obaleno jadernou blánou s jadernými póry, z níž vychází drsné endoplazmatické retikulum. Tak jako cytoplazma má svůj cytoskelet, obdobné struktury v jádře představují karyoskelet. Pro houby je charakteristická nízká koncentrace DNA v porovnání s RNA (oproti vyšším rostlinám); celkově mají mnohem menší obsah DNA než rostliny a s tím je spojeno i malé množství a malé rozměry jejich chromosomů: např. n = 16 (Saccharomyces cerevisiae), 8 (Aspergillus nidulans), 7 (Neurospora crassa), 6 (Schizophyllum commune), 20 (Ustilago maydis) a množství DNA je u těchto druhů v rozmezí 14–47 milionů párů bazí (pro srovnání člověk 3000, rajče 2350, Escherichia coli 4 miliony párů bazí). Přenos informace v jádře a z jádra: DNA => transkripce => RNA => úprava této RNA (processing) => transport přes jadernou blánu => překlad RNA => protein. Primární transkript RNA v jádře je velice nestabilní – jen zhruba 5 % RNA vychází z jádra, zbytek je zase degradován (vystříhání intronů před transportem do cytoplazmy). => základem je dvojšroubovice DNA => navinutí DNA na nukleosomy, tvořené histony (jsou to jedny z nejkonzervativněj-ších proteinů) => chromatinové vlákno (klíčová úloha o něco méně konzer-vativního histonu H1) => smyčky chromati-nového vlákna => kondenzace chro-mosomu (fosforylací histonu H1) => metafázový chromosom. Þ Každá molekula DNA je zabalena v chromo-somu tak, že je 50000-krát kratší než v rozvinuté formě. 47_chromosome 47_chromosom_cesky Organizace chromosomu (od základní struktury po chromosom jako celek): http://www.botanika.borec.cz /schemata/chromozom.jpg, http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/proceuc/chromosome.jpg orig.: Alberts B., Bray D., Johnson A., Lewis J, Raff M., Roberts K. et Walter P. (2005): Základy buněčné biologie - Úvod do molekulární biologie buňky Jadérko je jen denzní struktura, která nemá membránu na povrchu; v raných fázích mitózy se ztrácí, pak dochází k jeho opětovnému zformo-vání ke konci jaderného dělení. Jaderné laminy jsou střední filamenta, které zpevňují jadernou blánu, určují tvar jádra, rozložení jaderných pórů, na ně se upíná chromatin (v interfázovém jádře). Při mitóze (ne ovšem při endomitóze) dochází k fosforylaci laminů A, B a C => rozpouštění jaderné membrány (ale laminy jsou přítomny i u kvasinek, které mají endomitózu – jejich úloha zřejmě nebude jen tak jednoznačná jak je zde popsáno). 46_nucleus Jaderná membrána je součástí endoplazmatického retikula a bývá perforována spoustou drobných pórů (40–50 nm). Při syntéze DNA a před začátkem mitózy se jádro zvětšuje => části membrán se vlastně posouvají do jádra. Dříve než se podíváme na průběh mitózy hub, pojďme si pro srovnání popsat průběh mitózy u jiných skupin organismů: • U bakterií se "chromosomy" (nekteří autoři se brání tomuto označení pro kruhové úseky DNA u prokaryot a preferují výraz genofor) upínají (prostřednictvím mikro- tubulů) na plazmatickou membránu a po duplikaci DNA při buněčném dělení vzdalující se membrána dceřiných buněk odtrhne ty dvě kopie DNA a "odtáhne je za sebou" každou do "své" dceřiné buňky. • U nižších eukaryot jsou chromosomy upnuty na kinetochorové mikrotubuly => jejich zkracování směrem k pólům vede k rozchodu chromosomů. Z tohoto typu je vyvinuta mitóza vyšších organismů spojená s rozpadem jaderné membrány: 51_bakterialni_mitoza http://scienceblogs.com/transcript/2007/02/bacterial_mitosis.php 52_astral_mitosis http://www.pinkmonkey.com /studyguides/subjects/biology-edited/chap6/b0606202.asp – živočichové mají astrální mitózu – organizační centra vřeténka jsou centrioly, z nichž paprsčitě vybíhají do cytoplazmy „astrální“ fibrily (viz obr.); – vyšší rostliny mají anastrální mitózu – organizační centra tvoří jen denzní hmota, „astrální“ fibrily se netvoří. Na rozdíl od výše uvedených u hub dochází vesměs k endomitóze – vřeténko a chromosomy se tvoří uvnitř jaderné membrány, která se v průběhu dělení nerozpadá. Zásadní úlohu má NAO, nucleus associated organelle => jejím rozdvojením vznikají spindle pole bodies (SPB), která se na počátku mitózy rozejdou na opačné póly buňky. Spindle pole bodies představují organizační centra pro tvorbu mikrotubulů, zde dochází k tvorbě vřeténka. Komponenty pro stavbu vřeténka jsou MAP (již víme, že tato zkratka označuje microtubule associated protein), vápník, calmodulin (protein regu-lující hladinu Ca v buňce), calpain (Ca2+ aktivovaná proteáza), cAMPproteinkináza (lokalizovaná na SPB), dynein a kinesin. Vřeténko se nejprve prodlužuje přidáváním monomerů na koncích, ale poté i skluzem mikrotubulů po sobě pomocí asociovaných proteinů. 57_yeast_spindle_pole_body 56_SPB Foto: SPB na jaderné membráně kvasinky http://scienceblogs.com/transcript/2006/08/the_centrosome_and_the_spindle.php Mikrotubuly mají + a – konec: na + konci přibývají, na – konci ubývají, nejsou-li tam kryty čepičkou. Na pólu je mikrotubulus upevněn – koncem s čepičkou, + konce jsou volné a zde jsou "uchyceny" chromosomy. K separaci chromosomů a jejich rozchodu k pólům dochází v důsledku degradace (depolymerizace) mikrotubulů, které pak při svém zkracování "táhnou" ty chromosomy (napojené na + konci) za sebou; druhou možností rozchodu chromosomů je posun centrálních mikrotubulů => protažení vřeténka, pokud k němu dojde již v anafázi. 58_fungal_mitosis Profázové jádro se zřetelnou jadernou membránou a vřeténkem mezi pólovými SPB bot207 Průběh mitózy: • profáze: rozpouští se jadérko a jaderná blána kolem SPB (jinde zůstává zachována), formuje se vřeténko (centrální mikrotubuly jdou od jednoho SPB k druhému, zatímco volné mikrotubuly jsou jen jedním koncem zakotveny v SPB) a chromosomy, které se napojí na nezakotvené konce volných mikrotubulů; • metafáze: dělení chromosomů; • anafáze: odtah rozdělených chromosomů k pólům; • telofáze: prodloužení centrál-ních mikrotubulů => protažení jádra => jaderná blána se ve středu přiblíží k centrálním mikrotubulům => dojde k 02-20_diagram-of-mitosis zaškrcení a oddělení jader, formují se jadérka, mikrotubuly se ztrácejí a SPB na membráně dceřiných jader dají posléze základ nové NAO. Heinz Clémençon: Cytology and Plectology of the Hymenomycetes. J. Cramer, Berlin-Stuttgart, 2004 fun091 Buněčný cyklus je obdobný u různých buněk eukaryotických organismů; buňky s buněčnou stěnou potřebují pro dělení a přídavné operace (tvorba sept aj.) více času než živočišné (větší úsek buněčného cyklu). DD-cyklus (syntéza-dělení) interaguje s cyklem růstovým. • V S-fázi dochází k replikaci (syntéze) DNA – zde dojde k duplikaci genetické informace. Kromě syntézy DNA probíhá také syntéza histonů, které se uplatní při formování chromatin. vláken a posléze chromosomů. Howard a Pelz (1953) rozdělili inter- fázi na G1, S a G2 fázi (G – růstové fáze /dvojí výklad zkratky, "growth" nebo "gap"/, S – fáze syntetická). • G1-fáze: buňka se po mitóze dostává na úroveň mateřské buňky, zvětšuje se, probíhá tvorba organel, syntéza RNA a bílkovin. Nemá-li v G1-fázi buňka příhodné podmínky, zůstane v tzv. stacionární fázi a nedělí se dál (v případě pozastavení buněčného cyklu je pak tato fáze označována G0). Buněčný cyklus kvasinky pivní M.J. Carlile et S.C. Watkinson: The Fungi. Academic Press, London, 1994 • Fáze G2 se dá nazvat "příprava na mitózu": zvýšená tvorba proteinů cytoskeletu (hlavně tubulinu), hromadění energetických zásob pro mitózu a cytokinezi. V buněčných cyklech bývá G1-fáze různě dlouhá, S, G2 a M (mitóza) většinou konstantní; fáze G1 a S bývají časově delší (30–50 %), fáze G2 a M kratší (10–20 %, resp. 5–10 % doby trvání cyklu). V průběhu všech tří fází buňka průběžně plní své životní funkce (výše jsou vypíchnuty charakteristiky, které vymezují jednotlivé fáze vůči sobě navzájem). Stárnutí u hub: Syndrom senescence (popsán u rodů Podospora a Neurospora) spočívá v tvorbě "senescentních" plazmidů a jejich autonomní replikaci v cyto- 61_bunecny_cyklus Podospora_anserina plazmě, jež vede k akumulaci defektů. Ponejvíce je vyvinut u hub, jejichž doba života je omezena v souvislosti s omezeným (resp. vyčerpatelným) životním prostředím (typicky koprofilní houby). Mutacemi je možno získat teoreticky "nesmrtelné" mutanty, které se ale v prostředí s omezenými zdroji neuplatní. Koprofilní druh Podospora anserina je adaptován na krátkodobě využitelný substrát; v kultuře vydrží maximálně 25 dní. http://podospora.igmors.u-psud.fr/more.html Na rozdíl např. od živočichů ale u hub není "nesmrtelnost" vyloučena – stáří mycelia václavky Armillaria bulbosa pozorovaného v Kanadě je odhadováno na 1500 let, v případě Armillaria ostoyae v Oregonu dokonce na 2400 let (rozrostši se na ploše 2200 akrů /= přibližně 8,9 km2!/, je tato václavka považována za největší organismus na světě). převzato z http://botany.natur.cuni.cz/koukol/ekologiehub/EkoHub_1.ppt STAVBA BUNĚČNÉ STĚNY Buněčná stěna sestává ze dvou vrstev, přičemž pouze vnitřní vrstva obsahuje mikrofibrily uspořádané v matrix (fibrily z celulózy, chitinu aj.); prostor mezi nimi vyplňuje amorfní hmota (glykoproteiny – mannany, glukany). Navrch bývá ještě proteinová vrstva; v součtu tvoří polysacharidy asi 80 % hmoty stěny a proteiny 20 %, případně jsou zastoupeny v malém množství lipidy, soli nebo pigmenty. Glukany mohou hrát dvojí roli – být jednak složkou buněčné stěny a jednak zásobní látkou, v případě potřeby utilizovanou. 02-01_hyphal-wall-septum-dolipore Heinz Clémençon: Cytology and Plectology of the Hymenomycetes. Bibliotheca Mycologica, vol. 199. J. Cramer, Berlin-Stuttgart, 2004 hydrofobiny též mohou regulovat pohyb vody uvnitř stélky (např. u lišejníků). Naopak u ponořených hyf pohybu vody nebrání, ale při vysušení dochází ke změně struktury (polymeraci proteinu), může dojít i k zesílení stěny. Hydrofobní konec se může i spojit s jiným hydrofobním povrchem – povrchem jiné hyfy (při tvorbě anastomóz i pletiv) nebo rostlinného pletiva (při tvorbě apresorií, případně haustorií). Shrnutí: přítomnost hydrofobinů lze předpokládat všude tam, kde je třeba ovlivnit pohyb vody přes bun. stěnu, přichytit hyfy na jiné povrchy, případně zesílit jejich stěny. Specifickým proteinem s podobnou funkcí je glomalin (u hub z odd. Glomeromycota), umožňující agregaci s půdními částicemi. 02-09_hyphal-sheaths Třetí (svrchní) vrstvu buněčné stěny tvoří slizová "pochva" (může být i značně tlustá, např. u mladých hyf dřevožijných hub, kde sliz pomáhá hyfě "přilepit" se na substrát a obsahuje i hodně dřevodegradujících enzymů). Slizová "pochva" obsahuje hydrofobiny – proteiny, které se tvoří na špičce hyfy a jejich molekuly sestávají z hydrofilního a hydrofobního konce. Hydrofilním koncem je protein zabudován do stěny, hydrofobní konec je vystaven vnějšímu prostředí – má zásluhu na omezení pohybu vody z a do buňky, čímž brání vysušení hyfy; Clémençon: Cytology ..., 2004 Na buněčné stěně probíhají též imunochemické děje, dané antigenním charakterem některých glykoproteinů. Rosolovité plodnice mají rosolnaté stěny buněk, které jsou po vysušení schopny opět nabobtnat. Tvrdost stromat nebo sklerocií tvrdohub je dána tloustnutím stěn díky druhotně zabudovanému materiálu. Nejsložitější stěnu mívají výtrusy, složenou často z několika různých vrstev. Složení buněčné stěny u různých skupin hub a podobných organismů: • hlenky: celulóza (překvapení: ve stěnách spor hlenek nalezena další látka, dlouho špatně identifikovatelná – sporopolenin!); • nádorovky: chitin (není vyloučena ani jiná látka); • Oomycota, Hyphochytriomycota: celulóza + b-glukan (ale v malém /i větším/ množství nalezen i chitin); • Chytridiomycota: chitin + b-glukan; • spájivé houby: Mucoromycota mají chitin + chitosan; trichomycety (někdejší dělení na Zygomycetes a Trichomycetes neodpovídá přirozenému systému) chitin + glukosamin, též uváděny galaktany – galaktosamin, galaktóza; • Saccharomycetes: u kvasinek hlavně glukany a manany, chitinu jen max. 1 % pouze v místě, kde se pupen oddělí od mateřské buňky; • Taphrinomyc.: polymery rhamnózy, glukózy a mannózy, vůbec nezjištěn chitin; • Pezizomycotina (dříve pravé Ascomycetes), Basidiomycota: chitin + b-glukan. Zdaleka ne všechny skupiny řazené mezi houby mají buněčnou stěnu chitinózní – naopak algologové zjistili přítomnost chitinu u rozsivek, zlativek a čeledi Cladophoraceae. Složení buněčné stěny tedy zdaleka nehraje takovou roli pro systematické zařazení, jak se dříve předpokládalo – dělení hub na chitinózní a celulózní je spíše důsledkem snahy o "samostatnost" houbové říše a její striktní vymezení s použitím znaků, mezi něž měla patřit chitinózní buněčná stěna. Překonána je také hypotéza, že syntéza lysinu "rostlinným" způsobem je spjata s tvorbou celulózy, zatímco syntéza lysinu "houbovým" způsobem s tvorbou chitinu. Chitin byl zjištěn u oddělení Oomycota, které má stejnou syntézu lysinu jako většina zelených rostlin i řas; naopak stejnou syntézu jako houby mají krásnoočka (Euglenophyta). Tvorba chitinu a příbuzných látek zřejmě není charakteristickým znakem určité odvozené skupiny, ale vyskytuje se již od počátku vývoje eukaryot a může se objevovat i u níže postavených organismů, rostlin i hub. 71_chitin chitin 72_cellulose celulóza Biosyntéza buněčné stěny: Pro tvorbu buněčné stěny je důležitá glykosylace: cukry z cytosolu pronikají do lumen ER aktivovaným donorem – dolicholem – a tam se v jednostupňové reakci prostřednictvím tzv. glykosyl-transferázy napojují v polypeptidu většinou na asparagin. Takto vzniklé glykosylované proteiny jsou transportovány odpučením do měchýřků => pučením z hladkého ER vznikají transportní měchýřky (následně se podílejí na tvorbě diktyosomů) a opláštěné měchýřky. Oddělování transportních měchýřků a následná fúze o kus dál znamená přenos materiálu do jiných kompartmentů. 73_transport_vesicles Odpučením transportních měchýřků se vzniklý glykoprotein přesune do diktyosomu, v jehož vezikulech a cisternách dochází k jeho dalšímu zpracování – při postupu diktyosomem je glykoprotein částečně degradován (odpadá polysacharidová složka kromě "korové části"); nejdůležitějším procesem v diktyosomu je trojstupňová glykosylace. Z diktyosomu už vznikají ne transportní, ale sekretorické měchýřky, které pak odcházejí na místo dalšího určení (některé například do vakuol, ale nás za chvilku budou zajímat měchýřky odcházející do buněčné stěny). http://academic.brooklyn.cuny.edu /biology/bio4fv/page/tranves.htm Druhým typem měchýřků, zajišťujícím přenos materiálu mezi kompartmenty, jsou opláštěné měchýřky, obalené sítí z proteinu klatrinu, který (ještě s jedním kratším proteinem) tvoří základ jejich pláště, tzv. triskelion. Sekrece těchto měchýřků je zabezpečena tak, že opláštěný měchýřek vypučí z diktyosomu, pak svlékne zmíněný klatrinový plášť, čímž odhalí receptory pro určitá místa membrány vakuoly (nebo lyzosomu) a fúzuje s ní. Stejným způsobem, leč prázdný, putuje měchýřek zpět z vakuoly do diktyosomu. (Obdobně přenášejí opláštěné měchýřky materiál z povrchu buňky do cytosolu nebo organel.) Předpokládá se, že dráhy měchýřků vedou po proteinech cytoskeletu (tubulin, aktin). Nejkomplexnější systém měchýřků mají houby z oddělení Basidiomycota (tzv. Spitzenkörper, viz dále u apikální zóny hyf), méně komplexní pak Ascomycota > Zygomycota > Oomycota (pro srovnání, i když nepatří mezi houby). J.W. Deacon (1997): Modern Mycology. 3. ed., Blackwell Sci., Oxford; http://www.biology.ed.ac.uk/research/groups/jdeacon/microbes/apical.htm Přesun sekretorických měchýřků se „stavebním materiálem“ do růstového vrcholu hyfy. G - Golgiho aparát, M - mikrotubuly, V – měchýřky. Lokalizace biosyntetické mašinérie buněčné stěny je v plazmatické membráně – tam přicházejí sekretorické měchýřky nesoucí materiál pro buněčnou stěnu a její matrix (v extrému až několik tisíc měchýřků za minutu). Na membráně jsou lokalizovány enzymy (syntetázy) podílející se na syntéze chitinu a glukanů z přinášených prekurzorů; naproti tomu glykoproteiny jsou syntetizo-vány již na ER a transportovány cestou diktyosomů a měchýřků. Na vnitřní straně plazmatické membrány jsou pravidelně rozmístěné rozety – šestihranné globule, v nichž jsou syntetizovány fibrily: syntézou 6 glukanových řetězců vzniká elementární fibrila => soustavou těchto fibril jsou tvořeny mikrofibrily => ty jsou následně dalšími enzymy spojeny v pevnou strukturu. 74_rosettes (Syntéza chitinózních fibril probíhá obdobně jako v případě celulózních fibril na obrázku.) http://www.nature.com/nrm/journal/v6/n11/fig_tab/nrm1746_F3.html http://www.biology.ed.ac.uk/research/groups/jdeacon/microbes/apical.htm; Deacon 1997 protein Na vlastní "stavební proces" jsou různé pohledy – zmiňme si zde dva z nich. Biosyntéza stěny podle Bartnického-Garcii: při prodlužování hyfy lytické enzymy rozštěpí stávající fibrily, turgorem jsou do membrány vtlačeny přicházející měchýřky, které přinášejí materiál jak pro fibrily, tak pro matrix. Tento proces, při kterém je do mezery přerušené fibrily přiložen nový materiál a syntetázy prodlouženou fibrilu opět spojí v celek, je označován jako intosuscepce. Naproti tomu podle Wesselse spíše než intosuscepce probíhá apozice – syntéza a přikládání materiálu (chitinu aj.) zevnitř a postupné propojení mikrofibril a matrix – rigidifikace => v určité vzdálenosti za rostoucí špičkou hyfy už je stěna rigidní. 02-12_incorporation-of-wall-material Schematické znázornění intosuscepce Heinz Clémençon: Cytology and Plectology of the Hymenomycetes. Bibliotheca Mycologica, vol. 199. J. Cramer, Berlin-Stuttgart, 2004 77_septa_obr Rostoucí hyfy Botrytis cinerea pozorované flourescenčním mikroskopem. Do tmy svítí oblasti se silnou metabolickou aktivitou doprovázející intenzivní výstavbu buněčné stěny – růstové vrcholy a tvořící se septa (o těch si povíme vzápětí). M.J. Carlile et S.C. Watkinson: The Fungi. Academic Press, London, 1994 Mezi buňkami vláknitých hub jsou přepážky – septa (nejsou přítomny u vodních hub – pravděpodobně jde o adaptaci na suchozemský život, hyfa s přepážkami pomaleji ztrácí vodu). Na jejich tvorbě se podílí pouze vnitřní vrstva buněčné stěny, obsahující mikrofibrily (viz strukturu buněčné stěny); růst sept v hyfách je dostředivý. Ve starých nebo poškozených hyfách může (za účelem zamezení ztrát) dojít i k tvorbě sekundárních sept. Specifický případ tvorby přepážky představuje proces oddělení dceřiné buňky při pučení kvasinek (viz nemyc. houby) – v místě tohoto "septa", které se vytvoří na pomezí mateřské a dceřiné buňky, následně dojde k jejich oddělení => na buňkách zůstávají jizvy a v těchto místech již nedojde k tvorbě dalšího "pupenu". Počet buněk, které mohou odpučet z jedné mateřské, je tedy omezený. U nejprimitivnějších zástupců jsou septa celistvá, u většiny hub se však setkáme s jejich perforací – tvoří se póry (jeden nebo větší množství). Póry umožňují komunikaci sousedních buněk, výměnu živin a případně i organel (v tom je rozdíl oproti plasmodesmům rostlin, které průchod organel neumožňují); na druhou stranu jsou zde mechanismy umožňující uzavření pórů a izolaci sousedních buněk (Woroninova tělíska, parentosomy). Jednodušší formy představují jednoduché póry (50–500 nm; větš. vřeckatých, rzi, B), vzácněji více drobných mikroporů (± 9 nm; některé imperfektní houby, Geotrichum, D), nejodvozenější formou jsou dolipory (C). 78_pory_hyfy The Fungi, 1994 Nejsložitější struktury na septech tvoří dolipory stopkovýtrusných hub: kolem vlastního póru je na septu soudkovitá ztlustlina, na kterou z obou stran ještě nasedá membránová "čepička" zvaná parentosom (struktura odvozená od ER), která může přiblížením/oddálením kontrolovat pohyb skrz pór. Někdy bývá kolem doliporu (v různé míře na obou stranách) ještě oblast hustší cytoplasmy (označované "Ausserkappe", "outer cap"). Jednoduché póry vřeckatých hub: vlevo pohled zevnitř buňky (dobře zřetelná je fibrilární struktura stěny tvořící septum), vpravo podélný řez zachycující průchod jádra pórem. http://www.mycolog.com/CHAP4a.htm 79_septa+pory_ascom_2 79_septa+pory_ascom_3 02-05_dolipore-parenthesome Heinz Clémençon: Cytology and Plectology of the Hymenomycetes. Bibliotheca Mycologica, vol. 199. J. Cramer, Berlin-Stuttgart, 2004 xxx 77_septa_obr 02-03+04_dolipores 02-06+07_widening-of-dolipore-swelling Nahoře: „Outer caps“ (oblasti hustší cytoplazmy), jak je lze vidět ve světelném mikroskopu Všechny obr.: Clémençon: Cytology ..., 2004 V hyfách dochází snad k největší polarizaci buněk mezi všemi organismy – podle rozložení organel zde rozeznáváme tři zóny: • Zóna apikální: sekreční měchýřky, mitochondrie, Spitzenkörper (jen u odd. Basidiomycota) – zřejmě regulační centrum špičky hyfy. Jde o komplex měchýřků ve špičce napojený na cytoskelet a tento komplex měchýřků při růstu hyfy rozhoduje o tom, zda hyfa poroste rovně nebo bude zatáčet – v případě růstu rovně je ve středu špičky, při ohybu se Spitzenkörper posune tak, aby byl ve středu vůči směru dalšího 02-11_cytology-of-vegetative-hypha růstu. V apikální zóně je bun. stěna ještě "plastická", dále již dochází k její rigidifikaci. • Zóna subapikální obsahuje jádro (jádra), endoplazmatické retikulum, diktyosomy (resp. Golgiho aparát), hodně ribosomů, peroxisomy, tukové kapky. • Zóna vakuolární vyplňuje starší části hyf; obsahuje hlavně vakuoly a tukové kapky. Clémençon: Cytology ..., 2004 hypha_apical-part+spitzenkorper Z hlediska fyziologie, výměny látek, příjmu a zpracování živin lze rozlišit v hyfě zónu růstovou (prodlužovací růst), absorpční (nebo produkční, nárůst biomasy), zásobní (v případě Apical growing zone http://mykoweb.prf.jcu.cz/biologieho.pdf Ultrastruktura hyf Sclerotium rolfsii. A: mladá rostoucí hyfa; S = Spitzenkörper, M = mitochondrie, N = jádro, bílé proužky jsou tubulární vakuoly. B: subapikální oblast hyfy; G = Golgiho aparát, MT = podélně orientované mikrotubuly. C: Spitzenkörper, detailní záběr. Foto Robby Roberson (Roberson & Fuller 1988); převzato z http:// www.biology.ed.ac.uk/research/groups/jdeacon/microbes/apical.htm dostatku zdrojů sporulace, tvorba konidií nebo sporangií) a zónu stárnutí (vakuolizace až autolýza). Hypha Cooke & Whipps 1993; převzato z http://botany.natur.cuni.cz/koukol/ekologiehub/EkoHub_1.ppt Růst hyf je apikální – hyfa roste pouze na svém vrcholu, sem je v podstatě soustředěn život hyfy. Možnou příčinou takovéto značné polarizace jsou elektrická pole vznikající kolem rostoucí špičky (zřejmě generována v souvislosti s transportem iontů při utilizaci živin) => přitahování měchýřků krytých proteinem, který může nést určitý náboj. Plazmatické proudy (zabezpečující hlavně transport měchýřků, ale i posun organel) mohou vést středem hyfy ke špičce, podél stěny i opačným směrem (má svoji úlohu například při posunu dceřiných jader v rámci dělení dikaryotické buňky).