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)
Reprodukce buněk

buň
Schéma 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)
Fáze buněčného cyklu

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
Fáze mitózy

Časové aspekty průběhu mitózy
Mitotický čas
Generační čas buňky
Různé u různých typů buněk
- rýhující se vajíčko:  mitotický čas = generační čas
-Dospělá tkáňová buňka: interfáze může trvat i několik let,
  extrémně až celý život jedince (nervové buňky)

Mitotický index charakterizuje proliferační schopnost tkání.
Vypočítá se jako procento buněk, které jsou v mitóze, z celkového počtu buněk
 v definovaném zorném poli.
Jednotlivé fáze mitózy trvají různě dlouhou dobu (minuty až desítky minut),
Nejkratší bývá anafáze.

X 1 000

sejmout0002



Scan0006



struktura mitot
Typy tubulů v dělícím aparátu
astrální mikrotubuly

kinetochor
Napojení chromozómů na dělící vřeténko


Cytokineze
nŽivočišné buňky (A) – centripetálně
nRostlinné buňky (B) - centrifugálně
Scan0002 dělení živ
B

Hlavní kontrolní bod (uzel) - v G1fázi -  buňka může přejít do klidové G0 fáze.
Druhý kontrolní bod před mitózou  - v G2 fázi
Hlavní komponenty regulace buněčného cyklu: cykliny a na nich závislé proteinkinázy.
Cykliny – tvoří se cyklicky v průběhu buněčného 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

cykliny
Regulace buněčného cyklu


Modifikace mitózy
Polytenie:
genetický materiál se zmnožuje během S fáze a chromatin se ukládá v podobě tzv. polytenních
(mnohovláknových, obřích) chromozómů. Jednotlivé chromonemy (vlákna chromatinu) leží podélně vedle
sebe a chromatin zůstává
despiralizovaný i během interfáze. Morfologicky jsou tyto obří chromozómy velké a dobře barvitelné.
Úseky, které mají k barvivu větší afinitu (chromomery) leží na všech chromonemách ve stejné
vzdálenosti od centromery  a dohromady tvoří dojem pruhování (šrafování) polytenního chromozómu.
Puffy (Balbianiho prstence, zduřeniny) jsou místa, kde se předpokládá přepis genetické informace.
Polytenie se vyskytuje typicky u dvoukřídlého hmyzu v slinných žlázách, střevním epitelu a
některých dalších tkáních. Modelovým organismem pro studium tohoto jevu je slinná žláza larvy
pakomára.
Fyziologické odchylky od typického průběhu, ovlivňovány  faktory buněčných
regulací a genovou výbavou konkrétních buněk.

n      Polyploidie:
n
n      stav, kdy je v jádře větší počet celistvých chromozomových sad než 2. Vzniká procesem
endomitózy,  kdy dochází k zmnožení chromozómů v S fázi, ale jádra  se nerozdělí. Jedná se o
pozměněnou profázi, kdy na jejím konci nedochází k dezintegraci jaderné membrány. Chromozomy se
poté spiralizují a jádro přechází do klidového období. Morfologicky jsou tyto jádra i buňky větší
než normální buňky okolní tkáně a jádra bývají členitá.
n      Jev je popisován v slinných žlázách motýlů, prothorakálních žlázách dvoukřídlých apod.  U
člověka jsou polyploidní např. megakaryocyty v krvetvorné tkáni. U rostlin je polyploidie široce
rozšířená.
Oba popsané jevy umožňují tzv. zmnožení genové dávky a tím větší
tvorbu produktů příslušné buňky.

Úkoly:
nProhlédnout preparát kořenového vlášení cibule a zakreslit některé mitotické figury
n
nProhlédnout a zakreslit polytenní chromozómy v trvalém preparátu slinných žláz larev dvoukřídlých
(pakomára nebo muchniček)
n
nProvést praktickou preparaci slinných žláz fixovaných larev pakomára za pomocí preparačního
mikroskopu.
n      Fixace: ledová kyselina octová, barvení orcein.
n
nPostup:
n    - na larvě umístěné na podložním sklíčku lokalizovat hlavový konec podle polohy očí.
n    - preparačními nástroji rozrušit první cca 3 hrudní články a pokusit se vypreparovat světlou
hmotu slinných žláz.
n   - odstranit buničinou všechnu ostatní tkán larvy ze sklíčka, přiložit na slinnou žlázu krycí
sklíčko a pozorovat pod světelným mikroskopem
n  - pozor: larva nesmí během preparace vyschnout. Zakápnout podle potřeby fyziologickým roztokem.
n

Použité zdroje a obrázky
nWolf J.: Histologie
nhttp://www.sci.muni.cz/ptacek/
nPaleček: Biologie buňky, 1996
nNečas: Obecná biologie, 2000
nKnoz J.: Obecná zoologie, 1984
n
n
n
n