Reprodukce buněk

    Nové buňky mohou v současné etapě evoluce vznikat pouze dělením buněk již existujicích.



Dělením buněk je zajišťována:

•         Reprodukce jedinců

•         Embryonální vývoj a další růst jedince

•         Reparační procesy



Buněčný cyklus (generační čas buňky, historie individuálního vývoje buňky)

 Základní schéma navrženo v r. 1953 (Howard a Pelc)





                                  Základní schéma buněčného cyklu

                                       Fáze buněčného cyklu:

•         G 1: časově cca 40% celého cyklu, velká variabilita vlivem vnějších podmínek. Růst buňky,
syntetické procesy (RNA, proteiny, nukleotidy a enzymy pro replikaci) tvoří se „zásoba organel“ pro
rozdělení buňky.



•         S: 30 – 50%, replikace jederné DNA, tvorna histonů, na konci S fáze má buňka dvojnásobné
množství DNA a tedy i genů,  chromozomy jsou zdvojené, spojeny v místě centromery.



•         G2: 10 – 20% celého cyklu, syntéza proteinů, RNA a buň. struktur, příprava na mitózu.



•         M: 5 – 10% cyklu, rozdělení jádra (karyokineze) a buňky (cytokineze)



                                           Průběh mitózy

Rozdělení jádra tak, aby v dceřiných buňkách byly kompletní sady chromozómů



Fáze mitózy:

Profáze: kondenzace chromozómů a vznik mitotického aparátu



Prometafáze: mizí jaderné obaly, formuje se kinetochor



Metafáze: chromozómy v ekvatoriální rovině, maximální spiralizace



Anafáze: chromatidy se oddělují v místě centromery, pohybují se k pólům dělícího vřetenka - 1
mm/min



Telofáze: mizí dělící aparát, tvoří se nový jaderný obal, dekondenzace chromozómů a rekonstrukce
jadérka











                                     Regulace buněčného cyklu:

Hlavní kontrolní bod (uzel) - v G[1]fázi -  buňka může přejít do klidové G[0 ]fáze.

Druhý kontrolní bod před mitózou  - v G[2 ]fázi



Hlavní komponenty regulace buněčného cyklu: cykliny a na nich závislé proteinkinázy.



Cykliny – tvoří se cyklicky v průběhu buň. cyklu

Proteinkinázy (Cdk) – vazbou s cykliny se aktivují a mohou fosforylovat proteiny. Cílové proteiny
této kaskády se podílejí na replikaci DNA v S fázi nebo procesu mitózy.

[ ]

                                     Regulace buněčného cyklu

                          Diferenciace buněk a procesy buněčného stárnutí

Diferenciace = „rozrůzňování“

Úrovně diferenciace:

- molekulární

- enzymatická

- morfologická



Stárnutí: maximální délka života = druhová konstanta

Buňky ze starého organismu: méně vody, viskoznější cytoplazma, v cytoplazmě více tukových kapiček,
(vakuol), melaninu a odpadních látek, nižší celkový metabolismus.

                                        Kontaktní inhibice

                           Ztráta kontaktní inhibice u nádorových buněk

                                            Zánik buňky

Nekróza

Příčiny: porucha toku látek a energie

             nadměrné působení energie

             narušení metabolických procesů chemickou cestou

             infekce viry

Průběh: porušení polopropustnosti membrán a zhroucení tvorby ATP – uvolnění lyzosomálních enzymů a
autolýza buňky

                                            Zánik buňky

Apoptóza

Příčiny: normální proces, který je součástí vývoje mnohobuněčných organismů

Průběh: aktivace specifických genů, změny na jádře, kondenzace chromatinu a fragmentace DNA
specifickými endonukleázami, vznik apoptotických tělísek a jejich fagocytóza. Bez zánětu!

                               Působení stresových faktorů na buňky



Stresové faktory: chemické, fyzikální,

                            biologické

Působení:  specifické (mitotický jed)

                  nespecifické (denaturace bílkovin)

Stupně stesového působení:

silné- cytocidní, cytostatické, genotoxické

slabé – buňka produkuje „stresové proteiny“ – Chaperony



Teplota: biokinetická teplota: bod mrazu – 60^0C.

              Kryobiologie, kryoprotektiva (dimethylsulfoxid, glycerol)

^                      Lyofilizace





















Jedy: interagují s určitými molekulmi v buňce a mění jejich biologickou funkci.



Dělení podle mechanismu působení a místa zásahu:

-         syntéza biopolymerů

-         transport na membráně

-         energetický metabolismus

-         průběh buněčného cyklu