Morfologie buněk Prokaryota pro (před) karyon (jádro) Prokaryotní organismy jsou tvořeny tzv. prokaryotní buňkou, která má mnohem jednodušší stavbu než buňka eukaryotní. Její jedinou membránou je semipermeabilní plazmatická membrána, tvořící povrch buňky a oddělující nativní obsah buňky od okolí. Neobsahuje tedy membránové organely (vakuoly, mitochondrie, plastidy,...), jejichž funkce je různě nahrazována (např. metabolické děje volně v cytoplazmě, jádro bez obalu, tylakoidní útvary u fotosyntetizujících prokaryot se tvoří z vychlípenin plazmatické membrány apod.). Prokaryota tvoří samostatnou nadříši živých organismů s prokaryotickou buňkou. Mezi ně patří archebakterie, bakterie a sinice. Ribosomy sestávají asi ze 2/3 z molekul rRNA, zatímco zbývající 1/3 hmoty tvoří bílkovinné složky. Existují dva druhy ribosomů, lišících se velikostí. Ribosomy prokaryot, mitochondrií a chloroplastů jsou menší, mají průměr asi 20 nm a relativní molekulovou hmotnost asi 2,5 . 106, odpovídající sedimentačnímu koeficientu 70S. jejich podjednotky se označují podle velikosti sedimentačních koeficientů 30S a 50S podjednotka. Mnohem větší ribosomy existují v cytoplasmě eukaryotních buněk: mají sedimentační koeficient 80, jejich větší podjednotka 60S a 40S. Eukaryota eus (pravý) karyon (jádro) Většinu dnešních organismů (kromě bakterií, archebakterií a sinic) řadíme do nadříše Eukaryota. Eukaryotní organismy jsou tvořeny buňkami (nebo buňkou) eukaryotního typu. Ty jsou značně složitější než prokaryotní buňky díky souboru membránových celků ­ kompartmentů. Obsahují membránové organely jako mitochondrie, Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum, vakuoly, lysosomy či plastidy, které u prokaryot nenajdeme. Jádro Jádro je většinou největší organelou buňky a je odděleno membránou - karyolema (ve skutečnosti je membrána dvojitá a mezi jednotlivými membránami je tzv. perinukleární prostor). Velkou část jeho hmoty tvoří chromatin - hmota složená z nukleozómů, což není nic jiného než DNA v komplexu s histony (bílkoviny - rozeznáváme 5 typů: H1, H2A, H2B, H3, H4). Rozlišujeme světlý chromatin euchromatin - dekondenzovaný, je místem aktivní transkripce, a tmavý, kondenzovaný chromatin heterochromatin, který je patrný během mitózy. Dále jádro obsahuje jadérko (nucleolus), které může být zastoupeno i ve více exemplářích. Je tvořeno především RNA a proteiny. Jeho součástí jsou také části DNA z chromosomů tzv. organizátory nukleolu, což jsou sekvence bází, které kódují ribozomální RNA. Dozrávající ribozomy v jadérku tvoří malá granula, která označujeme jako pars granulosa - granulózní část. Další buněčné organely Ribozomy Ribozomy jsou malé zrnkovité útvary skládající se z proteinů a rRNA. Jsou sestavovány v jádře a jadernými póry se dostávají do cytoplasmy. Vyskytují se volně v cytoplazmě, a to osamoceně nebo v nakupeninách (nazývaných polyribozomy) nebo přidruženy ke granulárnímu endoplazmatickému retikulu. Ribozomy eukaryot se skládají ze dvou podjednotek - větší a menší. Menší podjednotka je tvořena asi 33 proteiny a 1 molekulou rRNa (18S rRNA), zatímco větší podjednotka je tvořena asi 49 proteiny a 3 molekulami rRNA (5S rRNA, 5.8S rRNA a 28S rRNA). Ribozomy jsou místem translace, přičemž malá podjednotka se podílí na navázání mRNA a velká podjednotka na vzniku peptidové vazby mezi jednotlivými aminokyselinami. Mitochondrie Mitochondrie jsou kulovité až podlouhlé organely sloužící jako energetické centrum buňky. Probíhají zde významné metabolické pochody jako citrátový cyklus a -oxidace mastných kyselin. Mitochondrie jsou ohraničeny dvojitou membránou; vnitřní membrána vybíhá v hojné výběžky - kristy. Vnitřní hmotu mitochondrie označujeme jako mitochondriální matrix. Mitochondrie patří mezi tzv. semiautonomní organely - část svých proteinů si díky své kruhové molekule DNA a vlastnímu proteosyntetickému aparátu mohou nasyntetizovat samy. Endoplazmatické retikulum Jde o membránovou organelu, sestávající se ze systému plochých váčků. Rozlišujeme endoplasmatické retikulum drsné (granulární), nazvané podle přítomnosti ribozomů na jeho povrchu, ve kterém dochází především k syntéze a posttranslační úpravě proteinů, a endoplazmatické retikulum hladké (agranulární), které na povrchu ribozomy nemá, a které se např. hojně zapojuje v metabolických procesech (metabolismus vápníku, syntéza lipidů, hormonů). Golgiho aparát Jde o membránovou organelu, složenou z plochých cisteren a různých váčků. V Golgiho aparátu se dokončuje modifikace produktů syntetizovaných buňkou (přicházejících z endoplazmatického retikula), které se potom pomocí transportních váčků (vezikulů) dostávají na místo určení (často jde o produkty určené na export z buňky). Organela je strukturně i funkčně polarizována - na jednom pólu vstupují "suroviny" dovnitř, z opačného pólu pak vychází již hotové produkty. Vezikuly V eukaryotních buňkách se vyskytuje velké množství stavebně i funkčně různých váčkovitých útvarů. Jde o různě veliké, membránou ohraničené organely, sloužící k transportu nebo uchovávání různých látek, tvořících jejich obsah. Vakuoly - organely typické zejména pro rostliny, v jejichž buňkách se často vyskytují velké vakuoly se zásobní funkcí. Drobné vakuoly se ovšem vyskytují i u živočichů, např. v tukových tkáních obsahují lipidy. Lysozomy - obsahují celou škálu různých hydrolytických enzymů a účastní se tak zejména nitrobuněčného trávení. "Nové" lyzosomy, vznikají odškrcením od Golgiho aparátu a dokud nevstoupí do trávicího procesu, označujeme je jako primární; tudíž lyzosomy, ve kterých již trávicí proces probíhá, označujeme jako sekundární. Fagosomy - jsou membránovité útvary, které vznikly endocytózou (tedy fagocytózou, ale třeba i pinocytózou) různého materiálu z vnějšího prostředí buňky. Většinou dochází k jejich splynutí s lyzosomy, které přináší potřebné trávicí enzymy, případě látky pro snížení Ph, aby byla aktivita těchto enzymů nejvyšší. Peroxisomy - slouží k ochraně buňky před škodlivým vlivem peroxidu vodíku pomocí specifických enzymů. Plastidy Plastidy jsou organely rostlinných buněk a stejně jako mitochondrie patří mezi semiautonomní organely. Leukoplasty - neobsahují barviva; zato se v nich ukládají různé zásobní látky. Chromoplasty - obsahují různé, především žluté, oranžové nebo červené pigmenty - karoteny a xantofyly. Chloroplasty - mají zelené zbarvení díky pigmentu chlorofylu. Jsou ohraničeny dvojitou membránou; vnitřní membrána vybíhá v ploché váčky - tylakoidy, které jsou uspořádány ve sloupečcích (grana). Hlavní úlohou chloroplastů je samozřejmě fotosyntéza. Cytoskelet Cytoskelet tvoří opěrnou a pohybovou soustavu buňky - pomáhá udržovat tvar buňky a podílí se na pohybech organel i celé buňky. Jako složky cytoskeletu označujeme mikrotubuly (trubicovité útvary) a mikrofilamenta (jemné, vláknité útvary). Řasinky a bičíky - jsou pohyblivé útvary na povrchu buňky, které mohou sloužit k jejímu pohybu nebo k rozkmitání okolního prostředí buňky. Mají stejnou strukturu, kterou je 9 párů mikrotubulů (jsou tak těsně u sebe, že mají společnou část stěny), tvořících kruh okolo centrální dvojice mikrotubulů, která je umístěna ve středu útvaru. Centrioly - jsou válcovité útvary, vyskytující se v 2 či 4 (v dělící se buňce) exemplářích v buňce. Skládají se z 9 trojic mikrotubulů, které jsou uspořádány v podobě ozubeného kolečka. Před dělením buňky se centrioly zdvojí a po dvojici pak putují k opačným pólům buňky, kde se podílejí na vzniku dělícího vřeténka. Buněčné inkluze Jde o různé látky, které se nachází rozptýleny volně v cytoplazmě, bez membránového ohraničení. Mohou to být kapénky lipidů, shluky sacharidů nebo třeba různé pigmenty.