2. ROZMNOŽOVÁNÍ BUNĚK

Schopnost rozmnožování (reprodukce je obecnou vlastností všech buněk. Probíhá cytokinézou, kdy z buňky mateřské vznikají 2 buňky dceřinné.

Druhy cytokinézy:

1. zaškrcení - u živočišných buněk
2. pučení - u kvasinek
3. přehrádečné dělení - u rostlin
4. volné novotvoření - vřecka hub (nejprve vzniká dělením několika jader, která se dodatečně obklopí cytoplazmou a stěnou.)

Rozdělení buňky předchází dělení jádra (karyokinéza).

Má dvě formy:

1. amitosa = dělení přímé - přeškrcení jádra
2. mitosa = dělení nepřímé - dokonalé rozdělení jádra a genetické informace mezi dceřinné buňky

Průběh mitózy:

Dělící se jádro vytváří dělící figuru tvořenou dělícím (také achromatickým) vřeténkem. V živočišných buňkách se na formování dělící (mitotické) figury podílí centriol (dělící tělísko, které se nachází v blízkosti jádra). Buňky vyšších rostlin centriol nemají.

1. profáze - centriol se rozdělí, vytvoří dělící vřeténko , rozpadá se obal jádra a jaderný obsah se rozptyluje, chromozomy se zkracují a ztlušťují
2. metafáze - chromozomy se napojují na dělící vřeténko
3. anafáze - chromozomy se podélně rozštěpí a pohybují se k pólům dělícího vřeténka, každá polovina k jednomu pólu
4. telofáze - dokončuje se pohyb k pólům, čímž je dán základ jádrům dceřinných buněk, vytvoří se jaderná membrána a buňka se přepážkou rozdělí ve 2 buňky dceřinné, zaniká dělící vřeténko

(při dělení jádra došlo k rozštěpení chromozomů, každá polovina obsahuje + molekula DNA) dvojitá stavba se obnovuje v S fázi buněčného cyklu)

• tyčinkovité tělísko skládající se ze šroubovicově stočeného vlákna chromatinu. Chromatinové vlákno = DNA + bílkovina
• v tělních buňkách (somatických) - diploidní počet chromozomů (2n), chromozomy se vyskytují po dvou v párech
• v pohlavních buňkách - haploidní počet chromozomů ( n ), z každého páru pouze jeden

• zahrnuje růst a dělení buňky
• začíná koncem předcházející mitózy a končí mitózou novou

• trvá 1/3 cyklu, probíhá v ní syntetické procesy, buňka roste a připravuje se na replikaci DNA
• je tu hlavní kontrolní uzel buněčného cyklu, kde se může za nevhodných vnějších podmínek cyklus zastavit

• trvá asi 1/3 cyklu, probíhá v ní syntéza DNA (replikace) a zdvojení (jaderných chromozomů

3. G₂ - postsyntetická fáze:

• 1/4 cyklu, buňka dále roste, dělí se ostatní struktury, pokračují syntetické procesy a připravuje se k rozdělení jádra

• jádro se rozdělí ve 2 jádra dceřinná
• 4 mitotické fáze: profázi, metafázi, anafázi, telofázi

• je dána geneticky, je různá, pro každý typ buňky charakteristická (např. pro bateriální buňku 30 minut)
• může být ovlivněna také vnějšími podmínkami (teplota, živiny)
• za nepříznivých podmínek se prodlužuje, za nevhodných se zastavuje v G1 fázi, v hlavním kontrolním uzlu

Regulace buněčného cyklu

Během ontogeneze (individuálního vývoje) živočichů ztrácí většina buněk schopnost se dělit, čímž je ukončen růst organismu. U dospělého člověka je dělící schopnost omezena jen na buňky obnovující střevní sliznici, kůži a krvetvorný systém, dělení jiných buněk může být obnoveno při hojivých procesech.

- fyzikální
- chemické

- vně buňky

b) vnitřní- enzymy a geny

-uvnitř buňky

• stimulátory - podněcují dělení
• inhibitory - zastavují dělení (neboli cytostatika), při jejichž působení zůstává buňka v G1 fázi, zastavuje se růst a procesy k přípravě na S fázi

Prakticky každá látka v nadměrném množství působí v buňce inhibičně, toxicky (vyvolává poškození či smrt buňky) a naopak často v malé koncentraci působí stimulačně.

• přirozené (biogenní)
• nepřirozené (abiogenní), chemické vyrobené uměle

Příklad:

antibiotika - cytostatika inhibující syntézu nukleových kyselin a bílkovin bakterií

karcinogeny - látky vyvolávající vznik nádorů

• nízké teploty se jako inhibitoru využívá při konzervaci tkání pro operace, konzervaci potravin

b) ionizující záření

• v nízkých dávkách způsobuje vznik nádorů
• vyšší dávky - působí jako inhibitor, narušuje mitózu (léčení nádorů)

Meioza = redukční dělení

Zvláštní typ buněčného cyklu, kterým vznikají gamety (pohlavní buňky). Gamety obsahují haploidní počet chromozomů ( n ). V průběhu meiozy dochází ke snížení z diploidního na haploidní počet chromozomů.

Podstata je v tom, že proběhne jednou replikace DNA a 2x cytokinéze.

I. meiotické dělení - probíhá úplná mitóza, replikace DNA, zdvojení chromozomů

II. meiotické dělení - nastupuje ihned anafáze a telofáze. V tomto cyklu začíná ihned M fáze bez replikace DNA.

• segregace chromozomů = náhodná kombinace chromozomu otcovského a mateřského organismu
• crossing over = překřížení a výměna částí homologních chromozomů

Výsledkem jsou čtyři buňky s polovičním počtem chromozomů - n.

Diferenciace buněk

Je to děj, kdy z embryonální všehoschopné buňky vzniká buňka funkčně i strukturně specializovaná. Nastává již v zárodečném (embryonálním) vývoji jedince (ontogenezi) při dělení zygoty na zárodečné listy, kde se buňky každého zárodečného listu dále diferencují (např. buňky ektodermu se dále diferencují na buňky nervové, epitelové buňky pokožky, buňky receptorů).

Při diferenciaci se uplatňují faktory vnější a vnitřní, jejichž působením se aktivuje určitá část genetické informace buňky.

Vnitřní faktory- složení cytoplazmy, která obsahuje dosud neznámé faktory ovlivňující diferenciaci.

Vnější faktory - vliv hormonů, látek vylučovaných buňkami do okolí, vzájemný kontakt buněk

(Faktory nejsou dosud přesně známé).

Všechny diferencované buňky mají stejný genetický základ (genetickou informaci), jen u nich došlo vlivem regulačních faktorů k aktivaci jiné části genetického základu.