SrovnSrovn áánníí rostlinnrostlinn éé a a žživoivo ččiiššnnéé bubuňňkyky

RNDr. ZdeRNDr. Zdeňňka ka ChocholouChocholoušškovkováá, , PhPh.D..D.

Rostlinná bu ňka Živočišná bu ňkaBuněčná stěnaVakuolaPlastidyPlazmodezmy

Lyzozóm

NebunNebun ěčěčnnéé žživiv éé soustavysoustavy(viry, (viry, viroidyviroidy a a virusoidyvirusoidy ))

= = nukleoproteinovnukleoproteinovéé ččáástice schopnstice schopnééinfikovat hostitelskinfikovat hostitelskéé bubuňňkyky, v nich, v nichžž se se pomnopomnožžujujíí..

NejmenNejmenšíší žživivéé soustavy.soustavy.

Translace pTranslace přři vzniku nových proteini vzniku nových proteinůů zcela zcela zzáávisvisíí na hostitelskna hostitelskéé bubuňňcece..

SchopnSchopnéé aktivnaktivníí reprodukce (zreprodukce (záávislvisléé na na hostitelskhostitelskéé bubuňňce) a dce) a děědidiččnosti.nosti.

Velikost: Desítky až stovky nm, většina anizometrických (až mnoho set nm→ většinou submikroskopické, nelze je rozlišit optickým mikroskopem (od 170nm)

�� VirionVirion = virov= virováá ččáásticestice

-- jedna jedna molekula NKmolekula NK (DNA n. RNA)(DNA n. RNA)

-- kapsidakapsida = b= bíílkovinný pllkovinný plášášťť

Nese veškeré geny viru – zajišťuje jeho reprodukci a genetickou kontinuitu → genom viru (4 až několik set genů)

Obaluje a chrání NK

Nukleokapsid

= vniknut= vniknutíí jeho NK do hostitelskjeho NK do hostitelskéé bubuňňkyky

+ někdy další složky nasedající na kapsidu – jaderné a obalové→ tzv. obalené viry (rostlinné, živočišné i bakteiální)

Virová infekce

5 způsobů:1. Latentní infekce – virus n. virový genom v buňce přetrvává,

aniž by se replikovalPerzistentní infekce – virus se v hostitelské buňce nepatrněpomnožuje bez škodlivých důsledků pro ni

2. Provirus (profág – u baktérií) – virový genom (DNA) se začleňuje do genomu buňky a stává se tak jeho součástí.

3. Provirus ovlivní funkce buňky a způsobí její základní změny = transformuje ji (např. v buňku nádorovou).

4. Lyze bu ňky – zánik buňky. Virus je buňkou pomnožován –destrukce a zánik.

5. Nelytická infekce – virus je buňkou pomnožen a po uvolnění jeho potomstva se buňka uzdraví.

RozdRozděělenlen íí virvir ůů na zna záákladklad ěě jejich jejich interakce s rinterakce s r ůůznými druhy bunznými druhy bun ěěkk

�� Viry jsou specifickViry jsou specifick éé –– jsou schopnjsou schopnéénapadat jen urnapadat jen urččititéé bubuňňky, vky, váážžíí se na se na specifickou molekulspecifickou molekuláárnrníí strukturu na strukturu na povrchu bupovrchu buňňky (membrky (membráány n. bunny n. buněčěčnnééststěěny)ny) = receptor viru= receptor viru

1. Viry živo čišné – schopné interakce s živočišnými buňkami2. Viry rostlinné – schopné interakce s rostlinnými buňkami3. Viry bakteriální = bakteriofágy – schopné infikovat baktérie4. Viry cyanobaktérií = cyanofágy

Struktura a tvar Struktura a tvar virionuvirionu

�� KapsidKapsid –– tvotvořřen en kapsomeramikapsomerami(proteinov(proteinováá makromolekula n. jejich makromolekula n. jejich soubor, charakteristicksoubor, charakteristickáá pro urpro urččitou itou skupinu virskupinu virůů))

�� KapsomeryKapsomery jsou syntetizovjsou syntetizováány ny hostitelskou buhostitelskou buňňkou a kou a autoagregacautoagregac íí se z se z nich vytvnich vytváářříí kapsidkapsid. Výstavba . Výstavba kapsidukapsiduppřřipomipomíínnáá krystalizaci.krystalizaci.

Symetrie Symetrie kapsidykapsidy

�� HelikHelik áálnln íí –– tytyččinkovitinkovitéé virionyviriony rosltinnrosltinnééhoho viru mozaiky viru mozaiky tabtabááku (TMV)ku (TMV). . KapsidKapsid –– 2130 2130 kapsomerkapsomer ššroubovicovroubovicověěuspouspořřáádaných + RNA)daných + RNA)

IkozaedrIkozaedr áálnln íí ((dvacetistdvacetist ěěnovnov áá)) –– vvěěttššina ina žživoivoččiiššných virných virůů

�� BinBin áárnrn íí –– bakteriofbakteriof áágygy – hlavihlavi ččka ka obsahující NK s ikozaedrální symetrií a bibiččíík k s helikální symetrií

Několik typů bakteriofágů:

�Fágy s dlouhým rigidním (tuhým) a kontraktilním (stažlivým) bičíkem(př. fág Escherichia coli –T4.

�Fágy s dlouhým ohebným, nekontraktilním (nestažlivým) bičíkem�Fágy s krátkým nekontraktilním bičíkem�Fágy bez bičíku

Bičík neslouží k pohybu – má funkci injekční jehly

NK viruNK viru

� DNA či RNA – jednořetězcová či dvouřetězcová

� Lineární n. kružnicová� Jednořetězcová RNA - +/-

(pozitivní/negativní)

Reprodukce virReprodukce vir ůů v hostitelských v hostitelských bubuňňkkááchch

1.1. Vazba Vazba virionuvirionu na povrch buna povrch buňňkyky

2.2. ProniknutProniknutíí (penetrace) do bu(penetrace) do buňňkyky

3.3. UvolnUvolněěnníí NK z NK z kapsidukapsidu

4.4. Replikace virovReplikace virovéé NKNK

5.5. SyntSyntééza virových proteinza virových proteinůů

6.6. ZrZráánníí (maturace) (maturace) virionvirionůů

7.7. Jejich uvolnJejich uvolněěnníí z buz buňňkyky

�� Mezi proniknutMezi proniknutíím m virionuvirionu do budo buňňky (stupeky (stupeňň2) a vznikem prvn2) a vznikem prvníích ch virionvirionůů (stupe(stupeňň 6) 6) ––ffááze ze eklipsyeklipsy = zralý virus nelze v bu= zralý virus nelze v buňňce ce prokprokáázat (charakteristickzat (charakteristickáá pro jednotlivpro jednotlivééviry viry –– ppřř. virus ne. virus nešštovic tovic –– 1010--12 hod.)12 hod.)

RozmnoRozmno žžovov áánníí bakteribakteri áálnln íích virch vir ůů

a) Připojení bakteriofága k receptoru bičíkovými vláknyb) Bazální ploténka se dostává do přímého kontaktu s povrchem bakteriální

stěnyc) Zkrátí se kontraktilní pochva bičíku a z hlavičky bakteriofága je vstříknuta

jeho NKd) Bakteriofág „vnutí“ baktérii svůj biosyntetický programe) Maturace (zrání) bakteriofágových virionůf) Fágové viriony se hromadí v buňceg) Enzym lyzozym (uložený na koncích bičíkových vláken fágových virionů)

narušuje buněčnou stěnu a baktérie se rozpadá (zlyzuje) Celý reprodukční cyklus bakteriofága T4 (z původního virionu vznikne 300 nových – 30 min).

RozmnoRozmno žžovov áánníí rostlinných virrostlinných vir ůů

�� PPřřeveváážžnněě jednojednořřetetěězcovzcovéé pozitivnpozitivníí RNARNA�� Infekce: Infekce: vvirionyiriony pronikajpronikajíí pinocytpinocyt óózouzou bunbuněčěčnou stnou stěěnou nou

celcel éé!!!,!!!, vvččetnetněě svsvéého ho kapsidukapsidu�� MaturaceMaturace rostlinnrostlinnéého viru ho viru –– vvěěttššina kopiina kopiíí jeho RNA se jeho RNA se

obklopuje obklopuje kapsidemkapsidem�� HostitelskHostitelskáá bubuňňka se rozpadka se rozpadáá a uvolna uvolněěnnéé virovvirovéé

potomstvo mpotomstvo můžůže infikovat bue infikovat buňňky sousednky sousedníí –– v pletivu v pletivu vznikvznikáá nekroticknekrotick éé lolo žžiskoisko

�� CelCeláá rostliny jevrostliny jevíí chorobnchorobn éé ppřřííznaky znaky –– chlorotickchlorotickéé čči i hnhněěddéé mozaikovitmozaikovitéé skvrny na listech skvrny na listech čči kvi kvěětech, tech, deformace listdeformace listůů –– vyuvyužžititíí ve ve ššlechtitelstvlechtitelstvíí

�� Virus Virus žžlutlutéé mozaiky mozaiky salsaláátutu

�� Virus Virus žžlutlutéé zakrslosti zakrslosti bramorubramoru

�� Virus mozaiky tabVirus mozaiky tabááku ku ((TobamovirusTobamovirus))

RozmnoRozmno žžovov áánníí žživoivo ččiiššných virných vir ůů1. 1. PronikPronik áánníí (penetrace) viru(penetrace) viru-- SpecifiSpecifiččttěějjšíší nenežž rostlinnrostlinnéé

-- Celý proces trvCelý proces trváá 10 10 –– 48 hodin48 hodin

-- ObalenObalenéé viry viry –– napnapřř. herpes . herpes –– jejich obal jejich obal splyne s plazmatickou membrsplyne s plazmatickou membráánou a fnou a fúúzuje do zuje do bubuňňkyky

2. Reproduk2. Reproduk ččnníí cykluscyklus viruviru –– různé způsoby

a)a) Viry s Viry s dvoudvouřřetetěězcovouzcovou DNA (pDNA (přř. . herpesviryherpesviry) ) –– DNA se replikuje a pDNA se replikuje a přřepisuje do virovepisuje do virovéémRNAmRNA –– produktivnproduktivn íí infekce, infekce, lyzelyze bubuňňky.ky.

b) Viry s pozitivnb) Viry s pozitivníí jednojednořřetetěězcovouzcovou RNA RNA –– podle podle nníí se syntetizujse syntetizujíí komplementkomplementáárnrníí negativnnegativníířřetetěězce RNA, a podle nich jsou zce RNA, a podle nich jsou syntetizovsyntetizováány +RNA ny +RNA řřetetěězce. zce. LyzeLyze bubuňňky.ky.

c) Viry obsahujc) Viry obsahujííccíí jednojednořřetetěězcovouzcovou RNA se RNA se zpzpěětnou transkripctnou transkripcíí –– podle +RNA je podle +RNA je syntetizovsyntetizováána komplementna komplementáárnrníí DNA DNA ((retroviryretroviry) ) –– tento ptento přřepis je epis je katalyzovkatalyzováánnvirovou zpvirovou zpěětnou tnou transkripttranskriptáázouzou. . KoplementKoplementáárnrníí DNA se vDNA se vččlenleníí do do chromozchromozóómovmovéé DNA hostitelskDNA hostitelskéé bubuňňky a ky a podle npodle níí se syntetizujse syntetizujíí virovvirovéé RNA.RNA.

�� PPřřííznakyznaky::

�� TkTkááňňovovéé bubuňňky se poky se pošškozujkozujíí a zpravidla zcela znia zpravidla zcela zniččíí–– virionyviriony pak infikujpak infikujíí sousednsousedníí bubuňňky ky –– v napadenv napadenéétktkááni (orgni (orgáánu) vzniknu) vznikáá nekroticknekrotick éé lolo žžiskoisko

NeproduktivnNeproduktivníí infekceinfekce

�� PerzistentnPerzistentn íí infekceinfekce –– bubuňňka ka nelyzujenelyzuje, , replikareplikaččnníícyklus je v rcyklus je v růůzných fzných fáázzíích zablokovch zablokováánn

�� 2 skupiny2 skupiny1.1. ChronickChronick éé virovvirov éé infekceinfekce (p(přř. . herpetickýmiherpetickými viry) viry) –– v v

infikovaninfikovanéé tktkááni lze virus prokni lze virus prokáázat, anizat, anižž by pby půůsobil sobil chorobnchorobnéé ppřřííznaky.znaky.

MMůžůže ve vššak vyvolat nak vyvolat náádorovou transformaci: pdorovou transformaci: přř. . herpetickýherpetický virus 4 (virus virus 4 (virus EpsteinaEpsteina a a BarrovBarrovéé) ) ––zpzpůůsobuje sobuje HodgkinHodgkinůůvv lymfomlymfom (n(náádor lymfatickdor lymfatickéé tktkáánněěa rakovinu nosohltanu, virus hepatitidy B a rakovinu nosohltanu, virus hepatitidy B –– primprimáárnrníírakovinu jater = rakovinu jater = onkogennonkogenn íí ppůůsobensoben íí virvir ůů..

2. 2. LatentnLatentn íí virovvirov éé infekce infekce virový genom setrvává v hostitelské buňce, ale nereplikuje se, nelze v buňce prokázat, může být přenášen pohlavními buňkami z rodičůna potomky. Může se změnit na produktivníinfekci.

�� AdenoviridaeAdenoviridae –– ppůůsobsobíí onemocnonemocněěnníí sliznic sliznic dýchacdýchacíích cest, zach cest, zažžíívacvacíího a urogenitho a urogenitáálnlníího traktu i ho traktu i ooččnníích spojivekch spojivek

�� PapovaviridaePapovaviridae –– papilomaviruspapilomavirus ččlovlověěka ka –– vyvolvyvoláávváábradavice na kbradavice na kůžůže a kondylomy na sliznici genite a kondylomy na sliznici genitááliliíí(obvykle spont(obvykle spontáánnnněě ustupujustupujíí, mohou p, mohou přřechecháázet v zet v rakovinnrakovinnéé nnáádory)dory)

�� PicornaviridaePicornaviridae +RNA +RNA –– polioviruspoliovirus –– virus virus dděětsktskéé obrny, virus rýmy, virus slintavky a obrny, virus rýmy, virus slintavky a kulhakykulhaky skotu skotu

�� ObalenObalenéé viry s viry s jednojednořřetetěězcovouzcovou RNA RNA –– ppřř. . FlaviviridaeFlaviviridae –– viry encefalitid, viry encefalitid, žžlutlutéé zimicezimice

-- RhabdoviridaeRhabdoviridae –– virus vzteklinyvirus vztekliny

ObalenObalenéé RNA viry se zpRNA viry se zpěětnou tnou transkripttranskriptáázouzou–– ppřř. HIV . HIV

PrionyPriony

= specifick= specifickéé infekinfekččnníí proteiny (bez pproteiny (bez přříímměěsi NK)si NK), , kkóódovandovanéé strukturnstrukturníím genem hostitelskm genem hostitelskéého ho organismu.organismu.

-- V buV buňňkkáách savcch savcůů a nia nižžšíších hub (kvasinek).ch hub (kvasinek).-- SmrtelnSmrtelnéé chorobychoroby-- CreutzfeldtovaCreutzfeldtova--Jakobova choroba Jakobova choroba –– postupnpostupnáá

demence s poruchami vdemence s poruchami vššech psychických funkcech psychických funkcíí-- Kuru Kuru –– PapuaPapua--NovNováá Guinea Guinea –– ochrnutochrnutíí, paralýza , paralýza

a smrta smrt-- BSE BSE –– bovinnbovinníí spongiformnspongiformníí encefalopatieencefalopatie ––tzv. tzv.

nemoc nemoc šíšílených kravlených krav

MitMitóózaza�� DDěělenlen íí bunbun ěčěčnnéého jho j áádradra�� U U somatickýchsomatických bunbuněěk k –– ppřřededáávváánníí chromozomchromozomůů z matez mateřřských ských

bunbuněěk do dcek do dceřřinnýchinných�� FFááze:ze:1.1. ProfProfááze ze –– kondenzace chromozomkondenzace chromozomůů2.2. MetafMetafááze ze –– tvorba dtvorba děěliclicíího vho vřřetetéénka, na nnka, na něžěž se upse upíínajnajíí chromozomychromozomy3.3. AnafAnafááze ze –– podpodéélnlnéé rozrozššttěěpenpeníí centromercentromer, vznik dce, vznik dceřřinných inných

chromozomchromozomůů4.4. TelofTelofáázeze –– vznik dcevznik dceřřinných jader ze shlukinných jader ze shlukůů dcedceřřinných inných

chromozomchromozomůů

MeiMeióózaza

= reduk= redukččnníí dděělenleníí bunbuněčěčnnéého jho jáádra, sndra, sníížženeníídiploidndiploidníího poho poččtu chromozomtu chromozomůů na na haploidnhaploidníí

�� U gamet (pohlavnU gamet (pohlavníích bunch buněěk)k)

�� Dva cykly:Dva cykly:

1.1. MeiMeióózaza I I –– heterotypickheterotypickéé dděělenleníí

2.2. MeiMeióózaza II II –– homeotypickhomeotypickéé dděělenleníí

MeiMeióózaza I I –– heterotypickheterotypick éé dděělenlen íí

�� ProfProfáázeze

-- Vznik Vznik bivalentbivalent ůů podpodéélným plným přřikliklááddáánníím pm páárových rových homologických chromozomhomologických chromozomůů

-- CrossingCrossing --overover –– výmvýměěna na ččááststíí nesesterských nesesterských chromatidchromatid –– podstata genetických rekombinacpodstata genetických rekombinacíí

DDáále se k ple se k póóllůům bum buňňky rozchky rozcháázejzejíí neroznerozššttěěpenpenéédvouchromatidovdvouchromatidovéé chromozomy z chromozomy z bivalentbivalentůů..

V dceV dceřřinných buinných buňňkkáách je tedy pouze polovich je tedy pouze poloviččnníípopoččet chromozomet chromozomůů..

MeiMeióózaza II II –– homeotypickhomeotypick éé dděělenlen íí

�� ShodnShodnéé s mits mitóózouzou

�� ProbProbííhháá v jv jáádrech s jidrech s jižž snsníížženým eným (haploidn(haploidníím) pom) poččtem chromozomtem chromozomůů

�� VznikajVznikajíí tedy dcetedy dceřřinninnáá jjáádra s jednou dra s jednou chromozomovouchromozomovou sadousadou

�� Výsledek Výsledek meimeióózyzy::

�� ČČtvetveřřice gamet s haploidnice gamet s haploidníími bunmi buněčěčnými nými jjáádry (dry (meiotickmeiotickáá tetrtetrááda)da)

BunBun ěčěčný cyklusný cyklus

�� Sled dSled děějjůů probprobííhajhajííccíích buch buňňce od ce od skonskonččeneníí jednjednéé mitmitóózy do konce mitzy do konce mitóózy zy nnáásledujsledujííccíí

�� M M –– mitmitóózaza�� GG1 1 –– ppřředsyntetickedsyntetickáá ffááze ze �� S S –– syntsyntééza DNAza DNA�� GG2 2 –– postsyntetickpostsyntetickáá ffáázeze�� TrvTrváá rrůůznzněě dlouho dlouho –– ppřř. u bun. u buněěk kok kořřenovenovéé

ššpipiččky ky FabaFaba vulgarisvulgaris –– 19 hod. 19 hod.