Prokaryotická a eukaryotická

bunka

Ústav lekárskej biológie, LF UPJŠ

RNDr. Helena Mičková, PhD.

Všetky bunky majú:

• Plazmatickú membránu
• Cytosol (cytoplazma)
• Chromozómy
• Ribozómy
Rozdiel: jadro
membránové organely

Prokaryotická bunka

Veľkosť 0,1 - 1,0 µm mykoplazmy, 1 – 10 µm v

priemere (eukaryotická bunka 10 – 100 µm )

• Nukleoid
• Cytoplazma, ribozómy
• Cytoplazmatická membrána
• Bunková stena
• Puzdro (kapsula)
• Pilus
• Bičík

Bunková stena:
• Gram-pozitívne baktérie – jednoduchšia

bunková stena, veľké množstvo

peptidoglykanu

• Gram-negatívne baktérie – b.s. štruktúrne

zložitejšia, menej peptidoglykánu – v

periplazmatickom priestore, na povrchu b.s.

ešte vonkajšia membrána zložená z

lipopolysacharidov

• Penicilíny – potláčajú tvorbu priečnych

spojok v peptidoglykane

Puzdro (kapsula)

• Bunka vylučuje lepivé látky na povrchu
• Môžu sa prichytiť na svoj substrát
• Ochranná vrstva – sú viac patogénne
• Kapsuly zo želatíny – spájajú baktérie žijúce

v kolóniách

• Pilusy – môžu sa spájať spolu (konjugácia),

nalepiť sa na nejaký povrch

• Neisseria gonorrhoeae – prichytáva sa na

slizovité membrány

Eukaryotická bunka

Membránové štruktúry bunky

Jadro
Endoplazmatické retikulum
Golgiho aparát
Lyzozómy
Mitochondrie
Peroxizómy
Plastidy
Vakuoly

Vznik membránových organel

10-100

 m

0.2-2.0

 m

5.0

78.5

0

65,4

2

1,2:1

Endomembránový systém

• Jadrový obal
• Endoplazmatické retikulum
• Golgiho aparát
• Lyzozómy
• Rôzne typy vakuol, transportné vezikuly
• Plazmatická membrána

Jadro

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulum

• sústava membránových cisterien a kanálikov,

uzatvárajúcich

luminálny

(cisternový)

priestor

• ER priamo súvisí s vonkajšou jadrovou

membránou

• miesto syntézy proteínov a lipidov
• regulácia koncentrácie Ca2+ v cytoplazme

Hladké ER

• Syntéza fosfolipidov, tukov, steroidov
• Metabolizmus uhľovodíkov
• Detoxikácia drog a jedov - pridanie fosfát.

skupín, sú rozpustnejšie a vyplavia sa

• Steroidy – pohlavné hormóny
- steroidné hormóny vylučované

nadobličkami
• Pečeňové bunky – hydrolýza glykogénu,

glukóza – fosfát, enzým hladkého ER

odoberá fosfát z glukózy

Drsné ER

• Syntéza sekrečných proteínov – inzulín,

glykoproteíny →transportné vezikuly

• Tvorba membrán
• Vstupná brána pre proteíny, ktoré sú určené

pre

iné

organely

(GA,

lyzozómy,

endozómy, povrch bunky) aj ER

Proteosyntéza

Ribozómy

• Zložené z rRNA a bielkovín v pomere 1 : 1
• Prokaryotické r. – mol. hmotnosť 2,8 x 106,

sedimentačný koeficient 70S (50S a 30S)

• Eukaryotické r. – mol. hmotnosť 5 x 106,

sedimentačný koeficient 80S (60S a 40S)

• Malá podjednotka – 18S rRNA (2000 nukleotidov

+ 33 polypeptidov)

• Veľká podjednotka – 5S rRNA (120 nukleotidov),

5,8S rRNA (160 nukl.), 28S rRNA (5000
nukleotidov) + 45 polypeptidov

Ribozómy

• Mitochondrií a chloroplastov sa podobajú

prokaryotickým

• Majú štyri špecifické miesta – jedno pre

väzbu mRNA, tri miesta pre väzbu tRNA:

miesto A – väzba tRNA s aminokyselinou
miesto P – viaže sa peptidyl tRNA

miesto E – tRNA opúšťa ribozóm
• Umožňujú presnú priestorovú orientáciu

mRNA a aminoacyl-tRNA a dvoch

aktivovaných aminokyselín

Syntéza lipidov (fosfatidylcholínu,lecitínu)

Syntéza
lipidov

Transport
lipidov do ER

Regulácia koncentrácie Ca2+

Golgiho aparát

Camillo Golgi

1843-1926

Golgiho aparát

• systém sploštených cisterien, polarizovaných na

cis a trans stranu

• Funkcia – chemická modifikácia látok

syntetizovaných v ER (glykozylácia) a ich
distribúcia

• Syntéza polysacharidov – pektíny, necelulózové

polysacharidy

• Kyvadlovú dopravu zabezpečujú transportné

vačky – klathrinové vačky

Transportné
vezikuly

Klatrinové vezikuly

triskelion

Vezikuly obalené koatomérom

Sekrécia GA

Lyzozómy

• 50 hydrolytických enzýmov
• Fungujú pri pH = 5
• Lyzozómová membrána udržuje toto pH

pomocou transportu vodíkových ióniov z
cytozolu do vnútra

• Enzýmy a lyz. membrána sa vytvárajú na

drsnom ER, prenášajú do GA, odškrcujú zo
strany trans

Lyzozóm

Funkcia lyzozómov

• Vnútrobunkové trávenie – potravová

vakuola meňavky, fagozómy (endozómy)

• Autofagocytóza – recyklácia vlastného org.

bunkového materiálu

• Programovaná smrť buniek – deštrukcia

buniek

pri

vývoji

mnohobunkových

organizmov (plávacie blany na ruke

ľudského zárodku)

• Dedičné ochorenia – Pompeho choroba,

Tay-Sachsova choroba

Vakuoly

• Tonoplast
• Potravové vakuoly
• Kontraktilné

vakuoly

–

Paranecium

vyrovnáva osmózu vylievaním vody von z

bunky

• Centrálna vakuola – zrelé rastlinné bunky,

splývanie menších vakuol odvodených z ER

a GA, 80% bunky, bunková šťava má iné

zloženie ako cytosol

Centrálna vakuola

• Univerzálny kompartment
• Ukladajú sa do zásoby niektoré látky –

proteíny v bunkách semien

• Likvidačné miesto vedľajších produktov

metabolizmu

• Pigmenty – červené a modré, sfarbenie

okvetných lístkov, lákajú opeľovače

• Hlavná úloha pri raste rastlinných buniek

Peroxizómy

• Vytvárajú a degradujú peroxid vodíka
• Obsahujú enzýmy, ktoré prenášajú vodík z

rôznych substrátov na kyslík

• Zneškodňujú alkohol v pečeni a iné

nebezpečné zlúčeniny pomocou prenosu

vodíka z týchto jedov na kyslík

• H

2O2 je toxický – p. obsahuje enzým, ktorý

ho premieňa na vodu

• Špecializované peroxizómy – glyoxyzómy

– v rastlinných semenách

Tvorba peroxizómov

Mitochondrie

Genóm mitochondrií

Mitochondrie človeka

16569 párov nukleotidov
37 génov – (5% RNA a

proteínov potrebných pre
funkciu mitochondrií)

- gény pre rRNA, tRNA

a 13 štruktúrnych génov

Rozdiely v genetickom kóde

Kodón

Univerzálny
kód

Ľudský
mitochondriál
ny kód

UGA

STOP

Trp

AGA

Arg

STOP

AGG

Arg

STOP

AUA

Ile

Met

Other codons vary from the universal code in yeast and plant
mitochondria

Metabolizmus v matrix

Protónová pumpa

Respiration – The Electron

Transport Chain

Chloroplast

Genóm chloroplastu

Funkcia

Počet

Gény pre genetický aparát:
rRNAs (23S, 16S, 5S, 4.5S)
tRNAs
Ribosomal proteins
RNA polymerase subunits
Genes for photosynthesis:
Photosystem I
Photosystem II
Cytochrome bf complex
ATP synthase
Ribulose bisphosphate carboxylase

4
30
21
4

5
12
4
6
1

Jadro

Chromatín

Organizáia chromatínu

Jadrový pór

Molecular traffic through nuclear pore complexes Small molecules are able to pass rapidly through
open channels in the nuclear pore complex by passive diffusion. In contrast, macromolecules are
transported by a selective, energy-dependent mechanism that acts predominantly to import proteins to the
nucleus and export RNAs to the cytoplasm.

Transport proteínov

Ran proteín

Transport transkripčných
faktorov

snRNA

Jadierko
rRNA gény, pre-rRNA a rRNA

Tvorba ribozómov

Cytoskelet

Mikrofilamenty

• aktín

Structure of intermediate filament proteins

Intermediate filament proteins contain a central

-helical rod domain

of approximately 310 amino acids (350 amino acids in the nuclear
lamins). The N-terminal head and C-terminal tail domains vary in size
and shape.

Mikrotubuly

Transport vezikulov

Anafázová segregácia

chromozómov

Štruktúra bičíka

Spojenie cytoskeletu s b. membránou