3. cvičení Buněčný cyklus DNA, chromosom • genetická informace organismu • chromosom = strukturní podoba DNA během dělení (mitózy) • řetězec DNA (chromonema) • histony • další enzymatické bílkoviny Jádro, jadérko, karyotyp • Jádro = informační centrum buňky • Karyolema * Jadérko – místo transkripce rRNA, stavba ribosomů * Karyotyp = „čárový kód buňky“ • 1 druh = 1 sada chromosomů (moucha 8, člověk 46, kapr 104) Karyotyp Homo sapiens Polytenní (obří) chromosomy • chromosomy obsahující velké množství neoddělených chromatid (100 - 1000) • vznikají mnohonásobným zmnožením (endoreduplikací) chromatid, bez jejich oddělení od centromery • dávají buňce schopnost nadprodukce proteinů – genová dávka • Balbianiho prstence = puffs (místo aktivní syntézy mRNA) • během interfáze dobře patrné i ve světelném mikroskopu Polytenní (obří) chromosomy Polyploidie • genomová mutace • zmnožení celé chromosomové sady • po replikaci DNA v S-fázi nedojde k mitóze ani k cytokinezi • 2n = diploidie, 3n triploidie, 4n tetraploidie.... • spontánně nebo indukovaně (kolchicin) Rozmnožování eukaryotických buněk „Tam kde vzniká buňka musela předtím nějaká buňka existovat, stejně jako živočichové mohou vznikat jen z živočichů a rostliny pouze z rostlin.“ - buněčná doktrína Dělení: - rozmnožování jednobuněčných organismů - růst a regenerace buněk mnohobuněčných organismů - vznik pohlavních buněk (gamet) Buněčný cyklus • doba za kterou buňka zdvojnásobí svůj obsah a posléze se rozdělí na 2 • doba od konce jedné mitózy po konec druhé mitózy • časově variabilní (hodiny, měsíce, roky) • regulace BC • cykliny – proteiny s transkripční aktivitou • CDK (cyklin dependentní kinázy) • Kontrolní body, restrikční bod G0 Fáze buněčného cyklu • G1 fáze (50 %) zdvojení buněčné hmoty, buňka roste, tvoří se RNA a proteiny, připravuje se zásoba nukleotidů a enzymů pro replikaci DNA. Hlavní kontrolní uzel • S fáze (30 %) DNA se replikuje na dvojnásobné množství, každý chromosom je na konci této fáze zdvojený, tvořený párem sesterských chromatid spojených v místě centromery – buňka je de facto tetraploidní • G2 fáze (15 %) zdvojování organel, tvorba struktur potřebných pro dělení buňky – mitotické vřeténko • M fáze (mitóza) (5 %) dělení jádra (karyokineze), dělení buňky (cytokineze) Fáze buněčného cyklu Fáze mitózy • Profáze kondenzace chromosomů, vzniká dělící vřeténko (centrosom) • Prometafáze rozpuštění karyolemy a jadérka, vznik kinetochoru a jeho připojení ke polárním mikrotubulům • Metafáze dělící vřeténko se navazuje na centromery chromosomů, jež se seřazují do ekvatoriální roviny. Chromosomy zůstávají spojeny jen v centromerách • Anafáze roztržení chromosomů v centromerách zkracováním mikrotubulů dělícího vřeténka, chromosomy putují k pólům buňky • Telofáze zánik dělícího vřeténka, despiralizace chromosomů, vzniká jaderná membrána a jadérka, cytokineze Fáze mitózy profáze Fáze mitózy prometafáze Fáze mitózy metafáze Fáze mitózy anafáze Fáze mitózy telofáze - cytokineze Fáze mitózy telofáze - cytokineze Fáze mitózy proliferace X diferenciace Proliferace - dělení a růst - zvyšuje se počet buněk v populaci a postupně dozrávají Diferenciace (specializace) - buňky ztrácí některé obecné prvky, a získávají prvky typické pro danou tkáň Práce s imerzním objektivem • Při zvětšení 400x lokalizujeme sledovaný objekt do středu zorného pole. • Otočíme revolverovým měničem objektivů, tak aby nad preparátem „nezavazel objektiv“. • Kápneme 1 kapku imerzního oleje na preparát. • Dotočíme revolverový měnič a nastavíme imerzní objektiv. • Opatrně dostříme MIKROŠROUBEM. Pozor na nejvyšší pozice křížového stolku, abychom objektivem nerozdrtili preparát. Preparáty • - 9 - Fáze mitózy v kořenovém vlášení cibule (Allium cepa) - popsat všechny fáze včetně interfáze • - 7 - Polytenní chromosomy v buňkách slinných žlaz dvoukřídlých (dipter) - proužkování, balbianiho prstence • - 8 - Polyploidní jádra buněk slinných žlaz bource morušového (Bombyx mori) - rozprostřenné jádro - bez imerze