Obojživelníci

  • TYP TĚLA: ocasatí (ještěrkovitý), bezocasí (zkrácený), beznozí (červovitý)
  • KŮŽE
    • žlázy vylučující ochranný hlen
    • u některých – jedové výměšky (mloci, kuňky, blatnice, ropuchy)
    • kožní dýchání, příjem vody
    • chromatofory
    • svlékají kůži
  • KOSTRA: převládá chrupavka
    • lebka je spojena kloubně s páteří (monokondylní lebka)
    • primární patro
    • ŽÁBY – vyvinuta hrudní kost (bez žeber)
    • ČOLCI – mají žebra, nemají hrudní kost
    • čtyř až pětiprsté končetiny
    • UROSTYL – spojení obratlů v bederní části
  • SMYSLY
    • sluch: střední ucho s columellou (bubínek na povrchu hlavy), Eustachova trubice
    • čich: JACOBSONŮV ORGÁN = vomeronasální: dutina s chemoreceptorickým epitelem
    • chuť: chuťové receptory v ústech, hltanu a na jazyku
    • u larev – proudový orgán
    • zrak: 3 víčka (horní, dolní, mžurka)
      • parietální oko (světlo X tma)
      • schopnost AKOMODACE = zaostřování přitahováním čočky k rohovce
      • obnovitelná sítnice
      • slzný kanálek
      • tyčinky i čípky
  • NERVOVÁ SOUSTAVA: 5dílný mozek (vyvíjí se přední mozek, hlavní řídící centrum ve středním mozku)
    • 10 párů mozkových nervů
  • CÉVNÍ SOUSTAVA
    • SRDCE: 2 předsíně, 1 komora s neúplnou přepážkou
    • studenokrevní = poikilotermní
    • mohutný lymfatický systém
  • DÝCHACÍ SOUSTAVA
    • LARVY: vnější žábry později vnitřní žábry
    • DOSPĚLEC: malé plíce, kožní dýchání
      • nemají dýchací svaly – polykání vzduchu
      • hrtan – hlasivky, rezonanční vaky
  • TRÁVÍCÍ SOUSTAVA
    • ústní dutina – jazyk (vymrštitelný, lepkavý), hlenotvorné žlázy, slinné žlázy
      • spojena s choanami (vnitřní nozdry)
      • zuby: drobné, bazální násadec a korunka
      • vchod do Eustachovy trubice
      • trávící enzym PTYALIN
    • polykání napomáhá pohyb zatahování očních bulev
    • trávící trubice ústí do kloaky
    • masožraví
  • VYLUČOVACÍ SOUSTAVA
    • prvoledviny (larvy a červoři – holonefros ocasatí, larva žáby – pronefros žáby – opistonefros
      • vylučují hypotonickou moč s močovinou
    • vývod do kloaky
  • ROZMNOŽOVÁNÍ: vývoj nepřímý, gonochoristé
    • gonády ústí do kloaky
    • vnější oplození (žáby), vnitřní oplození (ocasatí)
    • pohlavní dimorfismus 
  • BEZOCASÍ
    • zkrácené a zploštělé tělo, bez krční části, bez ocasu
    • zadní končetiny – delší a mohutnější
    • larva – pulec
    • KLEPTON – kříženec schopný života
    • ŽÁBY
      • ZÁSTUPCI
        • SKOKANI: skokan hnědý – štíhlé tělo, dlouhé nohy, ozubené čelisti a patro
        • KUŇKY: kuňka obecná – varovné zbarvení břicha, bradavičnatá kůže
        • BLATNICE: blatnice skrvnitá – velcí pulci (10 cm)
        • ROPUCHY: ropucha obecná – krátké, zavalité tělo, bradavičnatá kůže – jedovatý sekret
        • ROSNIČKY: barvoměna, rosnička zelená – přísavné polštářky na prstech
        • pipa americká – péče o potomky, komůrky na zádech
        • drápatka vodní – těhotenský test (gonadotropin), drápky na zadních končetinách
    • OCASATÍ:
      • hlava zřetelně oddělená od protáhlého těla, ocas
      • převážně vejcorodí (mlok – vejcoživorodý)
      • ZÁSTUPCI:
        • mlok skrvnitý – černé tělo, žluté skvrny
        • čolek obecný/horský/velký
        • axolotl mexický – neotenická larva
        • macarát jeskynní – endemit, Dinárský kras
        • velemlok čínský
    • BEZNOZÍ:
      • červovité válcovité tělo, bez končetin, článkované
      • oči jsou redukované nebo překryté šupinami
      • vejcorodí/živorodí
      • tropy, vlhké prostředí
      • ZÁSTUPCI
        • červor vodní
        • cecílie kroužkovaná

PLAZI:

  • AMNIOTA BLANATÍ
    • embryo – vývoj v amniové tekutině
    • zárodečné obaly: AMNION, ALANTOIS, SEROZA = chorion (u savců)
    • pevný obal – kožovitý/skořápka
  • KŮŽE: suchá bez žláz
    • rohovatění – štíty, krunýře, desky
    • svlékání – u hadů EXUVIE (svlek)
  • KOSTRA: plně osifikovaná
    • monokondylní, možnost otáčení hlavy krkem: ATLAS a AXIS
    • páteř členěna na krční, hrudní, bederní, křížovou, ocasní
    • dolní čelist spojena se čtvercovou kostí (pohyblivost)
    • druhotné tvrdé patro
    • hrudní koš (ne želvy a hadi)
    • pětiprsté končetiny (často redukované)
  • SVALSTVO:
    • poprvé mezižeberní svalstvo a bránice (krokodýl)
  • NERVOVÁ SOUSTAVA
    • 12 párů mozkových nervů
    • dokonalejší než u obojživelníků, větší přední mozek
    • NEOPALLIUM – druhotná kůra koncového mozku
    • hlavní ústředí = koncový mozek, dobře vyvinutý mozeček
  • SMYSLY: dobrý zrak a čich
    • Jacobsonův orgán
    • JAMKOVÝ ORGÁN – termolokátory termovize u hadů
    • zrak: 3 pohyblivá víčka (kromě hadů – srostlá, průhledná)
      • u některých barevné vidění
      • parietální (temenní) oko (světlo × tma) – u hatérií a některých ještěrů
      • akomodace řasnatým svalem (mění zakřivení čočky)
      • otáčení očních bulev svaly
  • DÝCHACÍ SOUSTAVA: plíce
    • plicní vaky – chameleoni
    • anální vaky – želvy (kyslík z vody)
    • dýchací cesty: hrtan, průdušnice, 2 průdušky
    • chybí hlasové ústrojí – zvukové projevy vzácné (gekoni, želvy, krokodýli – vazy a blány v hrtanu)
    • nosní dutina – rozdělená skořepinou: a) horní čichová část
  1. b) dolní dýchací část
  • CÉVNÍ SOUSTAVA: 2 předsíně a 1 komora s neúplnou přepážkou (okysličená/odkysličená se mísí méně než u obojživelníků)
    • krokodýli – „4dílné srdce“ 
      • FORAMEN PENIZZAE – malý otvor v přepážce
        • při stahu komory se uzavírá
    • vrátnicový krevní oběh
  • studenokrevní
  • TRÁVÍCÍ SOUSTAVA
    • hadi – roztažitelné čelisti a žaludek
    • slinné, jedové žlázy (vznik z retních žláz)
    • velká játra se žlučníkem, slinivka
    • dlouhý vysouvatelný jazyk (málo vyvinut u želv), zuby
  • VYLUČOVACÍ SOUSTAVA
    • poprvé pravé ledviny – metanefridie
    • želvy a ještěři – močový měchýř
    • ústí do kloaky
  • ROZMNOŽOVÁNÍ
    • gonochoristé, přímý vývoj
    • pohlavní dimorfismus
    • vnitřní oplození: samci – kopulační orgán, hemipenis; samice – párové vejcovody ústící do kloaky
      • párové gonády u obou pohlaví
    • OVOPARNÍ = vejcorodí, OVOVIVIPARNÍ = vejcoživorodí, VIVIPARNÍ = živorodí
    • vaječný zub
  • SYSTÉM PLAZŮ
    • DINOSAUŘI
    • KROKODÝLOVÉ
      • nejdokonalejší
      • heterodontní chrup (zubní jamky = alveoly)
      • chybí klíční kost
      • druhotné kostěné patro
      • vyvíjí se BRÁNICE
      • povrch těla: rohovité štítky podložené kostěnými destičkami
      • nepárový penis, péče o potomky
      • ZÁSTUPCI:
        • aligátor severoamerický
        • kajman černý
        • krokodýl nilský
        • gaviál indický
    • ŽELVY
      • krunýř: KARAPAX (hřbetní štít), PLASTRON (břišní štít)
      • suchozemské želvy: býložravé, silně vyklenutý krunýř
      • vodní želvy: dravé, plochý krunýř
      • čelist – bezzubá, zrohovatělé okraje
      • pětiprsté končetiny
      • ANAPSIDNÍ LEBKA (nemá spánkové jámy ani jařmové oblouky)
      • nepárový penis
      • SKRYTOHLAVÍ (zatahují hlavu do krunýře ohybem krku do strany) X SKRYTOHRDLÍ (zatahují hlavu do krunýře složením krku svisle esovitě, popř. hlava druhotně nezatažitelná; většina dnešních želv)
      • nemají hrudní kost
      • ZÁSTUPCI
        • želva bahenní
        • želva sloní
        • kareta pravá
    • ŠUPINATÍ
      • šupiny, svlékání pokožky (včetně oční rohovky)
      • vejce – blanitá skořápka
      • párový hemipenis
      • JEŠTĚŘI
        • dobře vyvinuté končetiny, pohyblivá víčka
        • častá autotomie
        • bubínek zachován
        • ZÁSTUPCI
  • ještěrka živorodá/obecná/zelená
  • slepýš křehký
  • leguán zelený
  • chameleon obecný (barvoměna, nezávislé pohyblivé oči, lepivý jazyk, ovíjivý ocas)
  • HADI:
    • redukované končetiny
    • redukovaná levá plíce
    • ŠKRTIČI X JEDOVATÍ
    • ZUBY
  • AGLYFNÍ ZUBY: původní, hladké a plné, bez jedové žlázy, IZODONTNÍ
  • OPISTOGLYFNÍ ZUBY: zvětšené zuby v zadní části horní čelisti, napojené na jedové žlázy, ANIZODONTNÍ
  • PROTEROGLYFNÍ ZUBY: zvětšené zuby v přední části horní čelisti, napojené na jedové žlázy
  • hluboká (téměř uzavřená) rýha k vedení jedu
  • SOLENOGLYFNÍ ZUBY: 2 dlouhé přední zuby, pohyblivé, při otevření tlamy se automaticky vztyčí
  • akomodace posunováním čočky (ne jejím zakřivením)
  • příčně uložené šupiny na břišní straně těla (plazení)
  • DRUHY JEDŮ: neurotoxin, myotoxin, hemotoxin
    • HEMOLYTICKÝ jed (rozpad červených krvinek)
    • HEMORAGICKÝ jed (poškození stěny cév)
    • NEUROTOXICKÝ (ochrnutí dýchacího centra v mozku)
  • ZÁSTUPCI
    • UŽOVKOVITÍ – užovka obojková
    • ZMIJOVITÍ – zmije obecná
    • KORÁLOVCOVITÍ – kobra indická
    • KRAJTY – krajta královská
    • HROZNÝŠOVITÍ – hroznýš královský
    • CHŘESTÝŠOVITÍ – chřestýš texaský
    • ZEMĚZMIJOVITÍ – zemězmij bibronův
    • SLEPÁKOVITÍ – slepák nažloutlý
  • HATÉRIE:
    • živoucí fosilie
    • temenní oko
    • hatérie novozélandská

Ptáci

  • suchozemští i vodní obratlovci, homoiotermní, schopni letu
  • KŮŽE: suchá 
    • kostrční mazová žláza – maštění peří
    • RAMFOTÉKA: povlak z rohoviny na čelisti
    • PODOTÉKA: rohovitý kryt se štítky a šupinami na běháku a prstech
    • PEŘÍ: vznik přestavbou šupiny
      • STVOL: rozdělen na OSTEN a BRK
      • PRAPOR: tvořen větvičkami s paprsky nesoucími háčky
      • druhy: a) PRACHOVÉ – tepelná izolace těla, netvoří prapor
  1. b) OBRYSOVÉ – tvoří obrys těla
  • KRYCÍ: kryjí tělo a dávají mu tvar
  • LETKY: pevná pera s nesouměrným praporem
  • RÝDOVACÍ: prodloužená a vějířovitě rostoucí pera nahrazující ocas
  1. c) SPECIÁLNÍ:
  • OKRASNÉ
  • HMATOVÉ = VIBRYSY: umístěné u kořene zobáku (havranovití)
  • DROBIVÝ PRACH: rozpad pudrového peří, pokrývá povrch těla – ochrana před promočením
  • PERNICE: místa ze kterých vyrůstá peří
  • NAŽINY: holá místa
  • pelichání
  • zbarvení peří – pigmenty/fyzikálně-optické jevy/kombinace obojího
  • KOSTRA
    • přizpůsobení k letu (pneumatizace, srůsty, redukce)
    • PNEUMATIZACE kostí – duté kosti
    • monokodylní lebka beze švů
    • čelisti protaženy v zobák
    • PŘEDNÍ KONČETINY
      •  přeměněny v křídla
      • LOPATKOVÉ PÁSMO: šavlovitá lopatka, kost krkavčí, srostlé klíční kosti = SÁŇKY
      • volná končetina: kost ramenní (= kost pažní), kost loketní, kost vřetenní, 2 kosti zápěstní, carpometacarpus (záprstí, srostlé ze záprstních a zápěstních kůstek), prst I.–III. redukce, IV.–V. vymizel
    • ZADNÍ KONČETINY:
      • PÁNEVNÍ PÁSMO: SYNSACRUM (srostlé bederní, křížové a některé ocasní obratle) pevně srostlé s kostmi pánevními, stydké kosti nespojené (vejce), PYGOSTYL (srostlé koncové ocasní obratle, ovládají ocasní pera)
      • volná končetina: kost stehenní, TIBIOTARSUS (kost holenní + část kosti zánártní), kost lýtková redukována, BĚHÁK = srostlé zánártní a nártní kosti
    • TYPY PTAČÍCH NOH:
      • ANIZODAKTYLNÍ: 1. prst směřuje dozadu, zbylé 3 prsty dopředu
        • nejčastější typ
      • ZYGODAKTYLNÍ: 2. a 3. prst směřují dopředu, 1. a 4. prst dozadu
        • šplhavci
      • ZYGODAKTYLNÍ S VRATIPRSTEM: 4. prst je otáčivý dopředu i dozadu
        • sovy, turakové, orlovec říční
      • HETERODAKTYLNÍ: 1. a 2. prst směřují dozadu, 3. a 4. prst směřují dopředu
        • výjimečně
      • PAMPRODAKTYLNÍ (závěsná): všechny prsty směřují dopředu
        • rorýs
      • SYNDAKTILNÍ: částečný srůst prstů
        • ledňáček, zoborožec
    • BĚHÁK: kost nacházející se mezi lýtkem a prsty (nárt + zánártí)
    • KRKAVČÍ KOST: spojení přední končetiny + hřeben
    • mohutná hrudní kost s hřebenem
  • SVALSTVO:
    • velký prsní sval – přitahuje při letu křídlo dolů, 20% hmotnosti
    • podklíčkový sval – zvedá křídlo při letu nahoru
    • některé svaly zadní končetiny – automatické sevření prstů při sezení
  • SMYSLY
    • čočkovité oči komorového typu (nejlepší z obratlovců)
      • vidí barevně = TETRACHROMATICKÉ VIDĚNÍ
      • duhovka – příčně pruhovaná svalová vlákna (rychle mění velikost zornice)
        • ◊ na dálku, ○ na blízko; největší ostrost vidění mezi živočichy
      • málo pohyblivé, 3 víčka (mrkají dolním)
      • PECTEN: výrůstek, funkce – výživa sítnice a zaostřování
    • sluch: střední ucho + columella
    • chuťový a čichový receptor vyvinut velmi slabě
    • hmatové peří
  • DÝCHACÍ SOUSTAVA
    • plíce – malé, nemají plicní sklípky
    • plicní vaky – dýchání, odlehčení, termoregulace, rezonátory
    • SYRINX – hlasové ústrojí, v místě rozdvojení průdušnice (BIFURKACE)
      • nemá: sup, pštros, čáp
    • nemají bránici
    • vnitřní nozdry splývají v nepárovou choanu
  • CÉVNÍ SOUSTAVA
    • mohutné 4dílné srdce
    • oddělen tělní a plicní oběh
    • zachovaný pravý oblouk aorty
    • teplokrevní = homoiotermní
  • TRÁVÍCÍ SOUSTAVA
    • bezzubý zobák, měkké ozobí
    • slinné žlázy – u vodních ptáků redukovány
    • jícen vytváří slepý vak – VOLE (uskladnění a změkčení potravy, vyvrhování natrávené potravy mláďatům)
    • dva žaludky: SVALNATÝ – mechanické zpracování natrávené potravy, ŽLÁZNATÝ – trávení potravy
    • 2 slepá střeva: bakterie – štěpení celulózy, produkce vitamínů
    • trávící trubice ústí do kloaky
  • VYLUČOVACÍ SOUSTAVA:
    • pravé ledviny – metanefridie
    • nemají močový měchýř
      • moč (kašovitá) je součástí trusu
      • krystaly soli kyseliny močové odváděny do kloaky
    • HENLEOVA KLIČKA – resorpce vody
  • NERVOVÁ SOUSTAVA:
    • rozvoj koncového mozku a mozečku
    • mícha až do posledního ocasního obratle
    • INERVACE LÉTACÍCH SVALŮ: zduření míchy mezi krční a hrudní oblastí
    • 12 mozkových nervů
  • ROZMNOŽOVACÍ SOUSTAVA
    • vnitřní oplození: přikládáním kloak/někteří samci mají penis
    • gonády malé, zvětšují se v době rozmnožování
    • funkční levý vaječník
    • VEJCE
      • VÝVOJ: 1) oplodněno ve vejcovodu
  1. nálevkové ústí zachytí zralá vajíčka
  2. v tubě se vytvoří bílek
  3. v isthmusu se vejce obalí papírovou blánou
  4. v děloze se vytvoří skořápka
  5. v těle samice až do stadia dvou zárodečných listů
  6. další vývoj po snesení při zahřívání tělem rodičů
  • STAVBA

 

 




  • vaječný zub
  • přímý vývoj
  • namlouvací rituály
  • POLYGAMIE X POLYANDRIE (mnohomužství) X MONOGAMIE (dočasná, trvalá)
  • HNÍZDA
    • dutina ve stromě
    • kalichové hnízdo
    • nora
    • platforma
    • prohlubeň v zemi
    • závěs
    • hnízdní parazitismus
  • MLÁĎATA
    • NIDIKOLNÍ – krmivá (nesamostatná, rodí se holá a slepá, péče rodičů)
    • NIDIFUGNÍ – nekrmivá (samotně přijímají potravu, prachové peří, vidí a slyší, menší péče rodičů)
    • polokrmivá
    • IMPRINTING = vtiskávání (u kachen)
  • SYSTÉM PTÁKŮ:
    • PRAPTÁCI: ptačí i plazí znaky (čelisti se zuby, dlouhý ocas, peří)
    • PRAVÍ PTÁCI: všechny znaky své třídy
      • BĚŽCI: pštrosi, nanduové, kasuáři, kiviové, emu
      • LETCI: tučňáci, brodiví, vrubozobí, dravci, hrabaví, měkkozobí, sovy, šplhavci, pěvci, krátkokřídlí, dlouhokřídlí, kukačky, papoušci, srostloprstí, svišťouni

Savci

  • homoiotermní – dokonalá termoregulace
  • ENDOTERMIE: schopnost udržovat stálou tělesnou teplotu
  • KŮŽE:
    • kůže: pokožka, škára, podkožní vazivo
      • tvorba pokožkových buněk ve spodní vrstvě postupně rohovatí a odumírají
      • ŽLÁZY: potní, mazové, pachové, mléčné,
      • ROHOVITÉ ÚTVARY: srst, drápy, nehty, kopyta, rohy…
    • SRST:
      • PODSADA: jemné kratší chlupy, štětinové osiníky, měkké vlníky
        • tepelná izolace těla
      • PESÍKY: delší krycí chlupy, určují barvu srsti
      • STAVBA CHLUPU:
        • tvořeny převážně keratinem, vytvořili se mezi nebo za šupinami
        • chlup – z chlupové PAPILY CHLUPOVÉM VÁČKU ve škáře
        • CHLUPOVÁ CIBULKA + VZPŘIMOVACÍ SVAL
      • DRUHY CHLUPŮ
        • SINUSOVÉ chlupy = hmatové
        • BRVY = řasy na očních víčkách
        • ŽÍNĚ = ocas kopytníků
        • ŠTĚTINY (divočák)
  • KOSTRA
    • bikondylní synapsidní lebka, větší mozková část
    • lebeční švy
    • čelistní kloub
    • tvrdé patro, nosní skořepy
    • KOSTNÍ DŘEŇ
    • 7 krčních obratlů (ATLAS a AXIS)
    • 12-15 hrudních, 6 bederních, 4 křížové = křížová kost, 3-50 ocasních obratlů
    • hrudní koš – nedělená hrudní žebra
    • kostra končetin závisí na způsobu pohybu (rychlý pohyb, plavání, skákání)
  • SVALY:
    • diferenciace
    • mezižeberní, bránice, mimické svaly, žvýkací svaly
    • rozvinuté kožní svaly
  • HORMONY
  • SMYSLY:
    • zrak: komorové oko (noční savci vidí pouze černobíle, citliví na intenzitu světla)
      • akomodace zakřivením čočky
      • redukovaná mžurka, pohyblivější horní víčko
      • slzní žlázy
      • TAPETUM: reflexní vrstva cévnatky – světélkování ve tmě
    • čich: MAKROSMATIČTÍ – živočichové s dobře vyvinutými čichovými smysly (šelma)

         MIKROSMATIČTÍ – živočichové se špatně vyvinutými čichovými smysly (člověk)

  • u některých zachován Jacobsonův orgán
  • chuť: chuťové pohárky na povrchu jazyka
  • sluch: vnitřní, střední a vnější ucho
    • vyvinut ušní boltec 
    • 3 sluchové kůstky (kladívko, kovadlinka, třmínek)
    • hlemýžď
  • hmat: 
    • nervová zakončení v kůži
    • hmatové chlupy
    • hmatová čidla na lysých částech těla (pysky, dlaně, chodidla, spodní strana ocasu)
  • ECHOLOKACE
  • CÉVNÍ SOUSTAVA:
    • 4dílné srdce (2 předsíně, 2 komory)
    • pouze levá aorta, levý oblouk aorty
    • TEPNY – vedou krev ze srdce

ŽÍLY – vedou krev do srdce

VLÁSEČNICE – výměna plynů mezi krví a tkáněmi

  • bezjaderné červené krvinky
  • chybí vrátnicový oběh v ledvinách
  • dokonalá mízní soustava
  • DÝCHACÍ SOUSTAVA:
    • roztažitelné plíce s plicními sklípky (alveoly)
    • hlasové ústrojí v hrtanu (chrupavky s vazy)
    • dýchací svaly
    • dýchací a trávící cesty odděleny tvrdým patrem
      • hltan x hrtan – hrtanová záklopka
    • průdušnice, 2 průdušky, průdušinky
  • TRÁVÍCÍ SOUSTAVA:
    • heterodontní chrup
      • mléčný X trvalý chrup
      • DRUHY ZUBŮ:
        • řezáky
        • špičáky
        • třenové zuby
        • stoličky
      • TYPY ZUBŮ
        • SEKODONTNÍ: korunky se špičatými hrboly a ostrými lištami, při žvýkání se chovají jako nůžky
        • BUNODONTNÍ: korunky čtvercového tvaru se zaoblenými hrboly
        • SELENODONTNÍ: korunky s hrboly spojenými do plochých podélně prohnutých lišt
        • LOFODONTNÍ: korunky s hrboly splynutými v příčné meandrovitě stočené záhyby
        • HYPSELODONTNÍ: korunky vysoké, úplně ploché, rostou celý život
    • svalnaté pysky
    • 3 páry velkých slinných žláz: PŘÍUŠNÍ, PODČELISTNÍ, PODJAZYKOVÉ
      • PTYALIN: enzym rozkládající škrob, ve slinách
    • žaludek býložravců: 3 předžaludky – BACHOR, ČEPEC, KNIHA + vlastní žaludek – SLEZ 
    • DVANÁCTNÍK: počáteční oddíl tenkého střeva, největší soustředění trávicích enzymů
    • řitní otvor/kloaka
  • VYLUČOVACÍ SOUSTAVA:
    • pravé ledviny – metanefridie
    • močový měchýř se speciálním vývodem (vylučuje močovinu)
    • HENLEOVA KLIČKA
    • TYPY LEDVIN
      • JEDNODUCHÉ – ježurovití, vačnatci, hmyzožravci, zajíci
      • LIŠTOVITÉ – některé šelmy, někteří sudokopytníci
      • PAPILÁRNÍ – vyšší primáti (vč. člověka)
      • CHODBIČKOVITÉ – lichokopytníci 
      • SLOŽENÉ – ploutvonožci, kytovci 
    • slepé střevo – u býložravců obsahuje bakterie rozkládající celulózu
  • ROZMNOŽOVACÍ SOUSTAVA:
    • gonochoristé, vnitřní oplození, přímý vývoj
    • párové gonády, samci – penis
      • společný vývod chámovodu a močové trubice
      • spermie dozrávají ve velkém počtu, vajíčka v časových odstupech
    • plod s vyvíjí v děloze, spojení pupeční šňůrou, vyživován placentou porod
    • močové cesty samic oddělené od pohlavních cest
    • období říje, menstruační cykly
    • březost
      • UTAJENÁ BŘEZOST: pozastavení vývoje embrya v děloze
      • PRODLOUŽENÁ BŘEZOST: růst zárodku se zastavuje nebo zpomaluje až po nějaké době vývinu, mláďata se rodí v příznivějším ročním období
    • mateřské mléko – vyústění žláz: a) žláznaté políčko (ptakopysk)
  1. b) bradavka s více samostatnými vývody
  2. c) struk s jedním vývodným kanálkem (kopytníci)
  • rodičovská péče
  • VEJCORODÍ: ptakořitní
    • primitivní skupina, znaky savců i plazů
    • kožovitá vejce, krátký vývoj v děloze
    • zobák
    • ptakopysk podivný, ježura australská
  • ŽIVORODÍ:
    • VAČNATCI: porod embrya a dokončení vývoje ve vaku (klokan, koala, vakoveverka, vačice, vombat)
    • PLACENTÁLOVÉ: mají placentu
      • HMYZOŽRAVCI
      • LETOUNI
      • HLODAVCI
      • ŠELMY
      • PRIMÁTI= NEHETNATCI
      • CHUDOZUBÍ
      • CHOBOTNATCI
      • ZAJÍCOVCI 
      • KYTOVCI (vodní, ale dýchají plícemi)
      • LICHOKOPYTNÍCI: chybí palec, nejsilnější/jediný prst je 3. a tím prochází osa končetiny
        • tapíři, nosorožci, koňovití
      • SUDOKOPYTNÍCI: osa končetiny prochází mezi 3. a 4. prstem
        • nepřežvýkavci, mozolnatci= velbloudi, přežvýkavci



Tělní tekutiny

  • hlavní složka – voda
    • 60 % hmotnosti dospělého člověka
    • až 80 % hmotnosti novorozence
    • tvoří prostředí buněk
  • VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ ORGANISMU:
    • HOMEOSTÁZA: stálost vnitřního prostředí
    • pH homeostáza: acidobazická rovnováha tělních tekutin
    • osmotická homeostáza – udržována pomocí regulace objemu buňky
    • udržován stav dynamické rovnováhy
  • INTRACELULÁRNÍ TEKUTINA: uvnitř buněk, asi 2/3 vody v těle
    • ionty K, Mg a fosforečnanů
  • EXTRACELULÁRNÍ TEKUTINA: mimo buňky, 1/3
    • krev, míza, tkáňový mok, transcelulární tekutina
  • FUNKCE TĚLNÍCH TEKUTIN:
    • TRANSPORTNÍ: přenos živin, plynů, hormonů; odvádění metabolitů
    • OBRANNÁ: zajištění imunity, krevní srážlivosti
    • TERMOREGULAČNÍ: rozvádění tepla z metabolicky aktivních orgánů do periferie těla
  • DĚLENÍ TEKUTIN:
    • CÉVNÍ: krev, lymfa
    • MIMOCÉVNÍ: 
      • stálý objem – tkáňový mok
      • nestálý objem – moč, sliny, pot, trávící šťávy
    • INTRACELULÁRNÍ TEKUTINA: uvnitř buněk, asi 2/3 vody v těle
      • ionty K, Mg a fosforečnanů
    • EXTRACELULÁRNÍ TEKUTINA: mimo buňky, 1/3
      • krev, míza, tkáňová mok, transcelulární tekutina
  • TKÁŇOVÝ MOK:
    • cca 12l (10 – 15% hmotnosti)
    • MEZIBUNĚČNÁ = TRANSCELULÁRNÍ TEKUTINA – vyplňuje prostor mezi buňkami, proniká všemi tkáněmi
    • vzniká z krevní plazmy průchodem přes stěnu vlásečnic
      • oproti plazmě nízký obsah bílkovin
    • složení – voda, AMK, cukry, MK, hormony, soli, zplodiny buněk
    • hromadění tkáňového moku → EDÉM
    • FUNKCE:
      • přenos kyslíku a živin z krve do buněk
      • zpětný transport odpadních látek do krve
  • MÍZA = LYMFA:
    • nažloutlá tekutina uzavřená v systému mízních cév
    • cca 1l v těle
    • vznik z tkáňového moku v mízních vlásečnicích
    • složení – jako krevní plasma + bílkoviny 20g/l
    • CHYLUS – mléčně zkalená tuková emulze
      • v mízním řečišti střev (bílá až nažloutlá → tuk), bílkoviny 60g/l
      • obsahuje lymfocyty
      • přebírá zplodiny metabolismu z tkáňového moku a tuk vstřebaný v tenkém střevě
      • odvádí do krve
  • KREV:
    • extracelulární, červená, neprůhledná, vazká tekutina
    • v uzavřené cévní soustavě
    • celkový objem: 4,5 – 5,5 l
      • bez problémů ztráta 0,5 l krve
      • ztráty nad 1,5 l spojeny s ohrožením života
      • za den vznikne cca 50 ml
    • FUNKCE:
      • rozvod plynů (O2, CO2)
      • boj s patogeny – imunita organismu (bílé krvinky) 
      • rozvod živin, vitamínů, hormonů
      • podílí se na termoregulaci
      • udržení homeostázy
      • srážlivost – ochrana proti vykrvácení
    • SLOŽENÍ:
      • tekutá složka (55%) – krevní plasma
      • krevní částice (45%) – erytrocyty, leukocyty, trombocyty
      • KREVNÍ PLASMA: nažloutlá tekutina
        • složení: 
          • 91 % voda
          • 8 % organické látky
            • glukóza  – v krvi stálá hladina (=GLYKÉMIE ) 5 mmol/l 
            • bílkoviny
              • ALBUMINY (vážou vodu)
              • GLOBULINY (protilátky)
              • FIBRINOGEN (uplatní se při srážení krve)
            • mastné kyseliny
            • vitamíny
            • enzymy
            • hormony
          • 1% anorganické látky
            • NaCl, Ca2+, K, Mg, HCO3–  – hlídají osmotický tlak a pH (pH krve – 7,4)
        • HEMATOKRIT – poměr plazmy a krvinek
          • ženy – 41 % erytrocytů
          • muži – 45 % erytrocytů
      • ERYTROCYTY:
        • = červené krvinky
        • bikonkávní (prohnuté na obou stranách), okrouhlé
        • FUNKCE: přenos kyslíku (váže se na hemoglobin) 
        • bezjaderné
        • 4,5 – 5 milionů v 1 mm3 krve (muži o něco víc)
        • PLOD V DĚLOZE: 7-8 mil. na 1mm
          • po porodu dochází k odbourávání erytrocytů 
          • může způsobit lehkou novorozeneckou žloutenku
        • VZNIK: v kostní dřeni
        • ŽIVOTNOST: cca 120 dní
        • nefunkční a staré krvinky recyklovány ve slezině a v játrech
          • hemoglobin se rozpadá železo se váže na bílkovinu FERITIN (zásobní bílkovina)
          • z hemové skupiny vznikají žlučová barviva – BILIVERDIN → redukcí BILIRUBIN
            • s močí se dostanou ven
          • tyto přeměny probíhají v játrech
        • ERYTROPOÉZA (= tvorba erytrocytů)
          • v červené kostní dřeni
          • tvorbu umožňuje enzym ERYTROPOETIN, který vzniká v ledvinách
          • pro tvorbu erytrocytů je zásadní dostatek:
            • bílkovin
            • železa – ženy 14 – 18mg/den;  muži 12mg/den
            • vitamínu B12 a B9 (kyselina listová)
        • nedostatek červených krvinek – chudokrevnost (ANÉMIE)
        • ve vyšších nadmořských výškách se kvůli nízkému tlaku kyslíku zvyšuje množství erytrocytů na 7-8 mil. na 1mm3
        • HEMOLÝZA (=rozpad erytrocytů)
          • příčiny:
            • extrémně hypotonické i hypertonické prostředí
            • chemické látky (tuková rozpouštědla, silné kyseliny či zásady)
            • IMUNOLOGICKÁ HEMOLÝZA – podání špatné krve při transfúzi (→komplement)
            • jedy – hemolytické jedy (hadi, pavouci)
        • SEDIMENTACE
          • usazování červených krvinek v krevní plazmě
          • rychlost klesání stálá
            • muži –  2-5 mm za hodinu
            • ženy –  3-8 mm za hodinu
          • při zánětu v těle se zvyšuje rychlost klesání 
            • nespecifické vyšetření – neupřesní nemoc
        • HEMOGLOBIN:
          • obsahuje 4 bílkovinné řetězce – 2x α-globin a 2x β-globin
          • červená barva
          • 4x Fe2+ v molekule hemoglobinu 
          • 1 molekula hemoglobinu váže 4x O2
          • OXYHEMOGLOBIN – navázaný s kyslíkem
          • DEOXYHEMOGLOBIN – bez kyslíku
          • KARBAMINHEMOGLOBIN – s CO2
          • KARBONYLHEMOGLOBIN – s CO – tato vazba vzniká 200 až 300x lépe než s O2 → otrava CO
        • METHEMOGLOBIN:
          • místo Fe2+ obsahuje Fe3+
          • čokoládově hnědá barva
          • není schopen vázat kyslík
          • fyziologicky v erytrocytech cca 1 – 3 %
            • účinkem dusitanů vzniklých z dusičnanů z potravy
          • tělo je schopné redukovat zpět na hemoglobin
            • nebezpečí pro novorozence – nedokonale vyvinuté redukční systémy
      • LEUKOCYTY = bílé krvinky:
        • FUNKCE:
          • ochrana organismu proti infekci
          • pohlcování cizorodých jader = FAGOCYTÓZA
          • tvorba protilátek
          • schopnost prostupovat stěny vlásečnic do tkání = DIAPEDÉZA
        • jediné pravé buňky v krvi – mají jádro a mohou se dělit
        • VZNIK: kostní dřen, kmenové buňky
        • ŽIVOTNOST:  od několika dnů až po roky
        • obsah v krvi: 4000 – 10000/mm3
          • více v dětství a při nemoci, dále po jídle a večer
        • LEUKOPOÉZA = proces tvorby leukocytů
        • leukémie – velké množství nezralých bílých krvinek, které neplní funkci
        • ROZDĚLENÍ LEUKOCYTŮ:
          • GRANULOCYTY:
            • barvitelná zrníčka v cytoplazmě
            • členité jádro
            • funkce: pohlcování malých částic
            • NEUTROFILNÍ GRANULOCYTY (64 %)
              • barvitelné neutrálními barvivy
              • fagocytóza bakterií a poškozených buněk
            • BAZOFILNÍ GRANULOCYTY (0 – 1 %)
              • barvitelné zásaditými barvivy
              • produkují protisrážlivé látky (heparin, hystamin)
              • ochrana proti parazitům
            • EOZINOFILNÍ GRANULOCYTY (1-3%)
              • množství se zvyšuje při alergiích 
          • AGRANULOCYTY:
            • nemají barvitelná zrníčka v cytoplazmě
            • celistvé jádro
            • MONOCYTY
              • kolem 5 %
              • největší
              • po dozrání MAKROFÁGY – fagocytují největší antigeny (i buňky)
                • první na místě zánětů
              • uvolňují se z lymfoidních orgánů (slezina, mízní uzliny)
              • poškození tvorby – jedy
            • LYMFOCYTY
              • 30 %
              • hlavní role v imunitním systému
              • schopnost diapedézy
              • T-LYMFOCYTY
                • likvidace pozměněných buněk
                • regulace imunitní odpovědi B – lymfocytů
                • typy:
                  • TC – cytotoxické
                  • TH – pomocné
                  • TS – supresorové
                  • NK – přirozený zabiják
              • B – LYMFOCYTY
                • tvorba protilátek
                • rozpoznání antigenu virů a bakterií
                  • antigen – látka vyvolávající tvorbu určitých protilátek
                • POLIFERACE – rychlé množení
                • paměťové buňky – pamatují si jak reagovat na již proběhlou infekci
      • TROMBOCYTY = krevní destičky:

        • bezjaderné, nepravidelný tvar
        • průměr: 2-4 μm
        • 250000-400000/mm3 krve
        • FUNKCE: zástava krvácení
        • VZNIK: odškrcováním cytoplazmy velkých buněk v kostní dřeni
        • krátká životnost – od vstupu do krevního oběhu 10 dnů
        • obsahují látky k zástavě krvácení (HEMOKOAGULAČNÍ)
        • HEMOKOAGULACE = srážení krve
          • TROMBOKINÁZA + Ca2+ (z trombocytů a poraněných tkání) → působí na PROTROMBIN
          • PROTROMBIN → trombin → působí na fibrinogen → FIBRIN
          • FIBRINOVÁ VLÁKNA zachytí krevní buňky → KREVNÍ KOLÁČ (na okrajích sérum = plazma bez fibrinogenu – zaschnutím vzniká strup)
          • protrombin vzniká v játrech – nutný vitamín K
          • zpomaluje se chladem
    • KREVNÍ SKUPINY:
      • objevitel: Jan Jánský – 1907
      • systém AB0 – 4 krevní skupiny (A,B,AB,0)
      • membránách erytrocytů existují 2 typy aglutinogenů podle jejich přítomnosti pojmenováváme krevní skupiny (A,B)
      • proti aglutinogenům se v krevní plazmě  vytvářejí aglutininy – 2 typy (anti-A, anti-B)
      • v krvi nejsou přítomny aglutininy proti vlastním aglutinogenům
      • Typ 0 je univerzální dárce, AB univerzální příjemce
      • zásadou transfúze je, aby krvinky dárce nebyly aglutinizovány sérem (plazma bez fibrinogenů) dárce
        • AGLUTINACE = shlukování krvinek
      • při darování krve se odebírá 450 ml
      • v ČR nejčastější skupina A (42 %), dále 0 (38 %), B (12 %), AB (8 %)
      • krevní skupiny se využívají k vyloučení otcovství
      • Rh FAKTOR:

        • podle makaka rhesus
        • další typ aglutinogenu v membránách erytrocytů
        • Rh+ (pozitivní – mají aglutinogen)
        • Rh- (negativní, nemají)
        • přirozeně proti němu neexistuje aglutinin
        • pokud je těhotná žena Rh- a plod získal po otci Rh+ , může se krvinka dostat do oběhu matky tvorba protilátky (=problém)

 

  • IMUNITNÍ SYSTÉM:
    • FUNKCE: ochrana organismu před patogeny
      • patogen = původce nemoci (vir, bakterie, houby, živočichové, priony
    • schopnost odolávat – IMUNITA
    • NESPECIFICKÁ IMUNITA:
      • vrozená
      • působí proti všem patogenům → není zaměřená na konkrétní
      • netvoří se protilátky
      • stejná reakce proti všem cizorodým částicím
      • nemění se v průběhu života → nemá imunologickou paměť
      • velmi rychlá reakce
      • 2 složky:
        • BUNĚČNÁ:
          • granulocyty, monocyty, NK T – lymfocyty
        • HUMORÁLNÍ:
          • skupina proteinů po aktivaci navodí lýzi (=poškození) některých buněk
          • LÁTKY KOMPLEMENTU – soubor cca 40 membránových glykoproteinů
            • kaskádovitě se aktivují a tím spouští imunitní reakci
      • PODÍL:
        • kůže – povrch kůže slabě kyselý (baktericidní)
        • žaludeční šťávy – kyselina v žaludku ničí choroboplodné zárodky
        • sliny – lysozom (baktericidní účinky)
        • povrchy sliznic – řasinkový epitel
        • zvýšená tělesná teplota – regulace pomocí pyrogenů
      • ZÁNĚT = místo, kde je infekce
        • shromažďují se zde bílé krvinky
        • projevuje se zvýšenou teplotou na povrchu, zarudnutím
        • hnis – mrtvé leukocyty a bakterie (patogenů)
        • krevním oběhem do těla → zvýšení tělesné T → pracují všechny imunitní systémy
        • zvětšení mízních uzlin
    • SPECIFICKÁ IMUNITA:

      • získaná → vytváří se během života
      • rozpoznání konkrétních patogenů (jejich antigenů) pomocí protilátek
      • aktivace po setkání s určitým patogenem
      • pomalejší nástup než nespecifická
      • schopnost pamatovat si konkrétní patogeny
      • po opakovaném setkání s patogenem rychlejší reakce
      • nejdůležitější složka –  lymfocyty
      • BUNĚČNÁ SLOŽKA:
        • B – LYMFOCYTY:
          • tvorba protilátek proti antigenům
          • protilátky fungují jen proti konkrétnímu antigenu (princip klíč-zámek)
          • protilátky označí patogen, který je zničen dalšími složkami imunitního systému
          • nejčastější typ protilátek jsou globuliny (imunoglobuliny)
          • existuje mnoho typů B-lymfocytů (paměťové a plazmatické buňky)
          • PLAZMATICKÉ – množí se a vytvářejí co nejvíce protilátek
          • PAMĚŤOVÉ – mají dlouhou životnost, je jich málo
            • zajišťují imunologickou paměť
            • když se potkají s antigenem v budoucnosti, rychle se namnoží
            • sekundární imunitní odpověď
        • T – LYMFOCYTY 
          • dozrávají v brzlíku (thymus)
          • rozpoznává poškozené a napadené buňky napojí se na ně zničí je 
          • odvrhuje implantáty (transplantáty) – ničí cizorodou tkáň (podávání imunosupresiv)
          • některé buňky žijí déle a mají paměťovou funkci
      • HUMORÁLNÍ SLOŽKA:
        • tvorba protilátek a cytokinů
        • PROTILÁTKY – glykoproteiny
          • nacházejí se v séru
          • spolupracují s buňkami nespecifické imunity → pomáhají vyhledat a určit cíl ke zničení
          • indukují OPSONIZACI (=označení buňky nebo částice určené k fagocytóze) a FAGOCYTÓZU (=schopnost buněk pohlcovat cizorodé částice)
        • CYTOKINY – signální peptidy
          • slouží ke komunikaci mezi leukocyty
          • některé mají hormonální účinky
    • IMUNIZACE:
      • proces imunizace = vznik protilátek
      • AKTIVNÍ – tělo si vytváří protilátky
        • prodělání nemoci 
        • očkování (vakcinace) – do těla oslabené zárodky chorob
      • PASIVNÍ – tělo dostane hotové protilátky
        • plod během – těhotenství přes placentu
        • člověk obdrží hotové protilátky – např. antisérum (protilátky proti hadímu jedu)
        • po opětovném podání na ně imunitní systém útočí – SÉROVÁ NEMOC
    • PORUCHY IMUNITY:
      • ALERGIE:
        • neúměrná reakce imunitního systému na běžné látky (=ALERGENY)
        • nejčastější projevy: atopický ekzém, senná rýma, astma (křeč hladké svaloviny v  průdušinkách)
        • ANAFYLAKTICKÝ ŠOK – prudká alergická reakce
          • celkový kolaps oběhového systému
          • rapidní pokles krevního tlaku v důsledku vasodilatačních účinků histaminu
      • AIDS
        • syndrom získaného selhání imunity
        • způsobeno virem HIV, který napadá T-lymfocyty
      • AUTOIMUNNÍ CHOROBY – vytváření protilátek proti vlastní tkání
        • ROZTROUŠENÁ SKLERÓZA – narušování myelinových pochev v CNS
        • HEMOLYTICKÁ ANÉMIE – protilátky proti antigenům erytrocytů
        • LUPUS – neznámá příčina
        • REVMATICKÁ HOREČKA – protilátky proti buňkám srdečního svalu
        • REVMATICKÁ ARTRITIDA – protilátky proti kloubním tkáním
      • NÁDORY:
        • imunitní systém kromě cizích patogenů musí rozpoznávat i abnormální buňky vlastní a potom je eliminovat
        • v případě nádorů tento mechanismus selhává
  • ONEMOCNĚNÍ KRVE:
    • LEUKÉMIE
      • nádorové onemocnění
      • nekontrolovaná tvorba nefunkčních leukocytů v kostní dřeni → potlačení tvorby funkčních erytrocytů i leukocytů
      • snížená schopnost imunity
      • léčba transplantací kostní dřeně
    • ANÉMIE = chudokrevnost
      • snížený počet erytrocytů
      • nižší schopnost přenosu kyslíku
      • léčba léky obsahující železo a vitamín B12
    • HEMOFÍLIE
      • snížená schopnost srážení krve
      • dědičné – gen pro přenos v chromozomu X – pouze přenašeč
      • projevuje se především u mužů
    • TROMBÓZA 
      • krevní sraženina v cévě
    • EMBÓLIE
      • ucpání cév krevní sraženinou

Hormonální řízení organismu

  • Charakteristika
    • uskutečňováno prostřednictvím chemických látek – hormonů
    • funkce
      • ovlivnění činnosti orgánů, zejména vnitřních (oběh, exkrece, metabolismus, rozmnožování,…)
      • reakce na neustálé změny vnitřního a vnějšího prostředí – homeostáza
      • zajištění základních projevů života, aktivní činnosti organismu a jeho přizpůsobení se změnám
      • morfogenetické účinky (růst, metamorfóza)
    • velmi úzká souvislost mezi hormonálními a nervovými regulacemi
    • princip řízení založen na receptorech (senzorech)
      • zaznamenávají fyzikální a chemické změny vnitřního a vnějšího prostředí
    • endokrinní žlázy – žlázy s vnitřní sekrecí
  • Princip hormonálního řízení
    • Hormony
      • specifická chemická látka – vylučuje specifické buňky nebo tkáně do mezibuněčné hmoty nebo krve
      • ovlivňují rozsah a intenzitu pochodů probíhajících v organismu
      • specifika
        • cílený efekt – přenáší se krví k cílové tkáni, tam vyvolávají chemickou reakci
        • velká účinnost – hormony ovlivňují růst, tvar a vývoj orgánů;
        • specifičnost – jednotlivý hormon má specifické složení
      • ovlivňují metabolismus, hospodaření s vodou a ionty, růst, rozmnožování = regulační účinky
      • mění přeměnu a činnost buňky
      • roznášeny krví
      • doba působení – několik minut nebo i týdnů
      • cílová buňka musí obsahovat receptor pro hormon
      • rozdělení
        • žlázové (glandulární) hormony – vylučované speciálními žlázami (parathormon)
        • tkáňové hormony – vylučované tkáněmi s jinou funkcí (serotonin, gastrin)
        • hormony neurosekreční (oxytocin) – neurosekrečními buňkami (typické pro hypotalamus)
        • bílkovinné a peptidové hormony
        • steroidní hormony (deriváty cholesterolu)
        • deriváty aminokyseliny tyrozinu (hormony štítné žlázy a dřeně nadledvin)
    • Působení hormonů
      • přímo
        • steroidní hormony
          • hormon proniká do buňky → váže se na receptor v cytoplazmě buňky → vzniká vazba komplexu steroid- receptor na jaderný chromatin → ovlivňuje syntézu bílkovin (proteosyntézu)
      • nepřímo
        • bílkovinné hormony
          • hormon neproniká do buňky (příliš velký) → hormon se váže na receptor na zevním povrchu buněčné membrány → vzniká hormon-receptorový komplex (aktivace syntézy cAMP) → změna propustnosti biomembrány nebo aktivace enzymu
    • Řízení produkce
      • základní princip – zpětná vazba
        • buňka vylučující hormon je regulována hladinou tohoto hormonu
        • hormon zpětně ovlivňuje tuto žlázu → tlumí nebo pobízí k další činnosti.
        • nejčastěji se v lidském organismu uplatňuje tzv. negativní zpětná vazba
          • funguje v celém organismu
          • zvýšená hladina – sníží další sekreci hormonu
          • nedostatek – vyvolá zvýšenou produkci hormonu
      • hypotalamus – nadřazený vliv
      • hypofýza – ovlivnění produkce hormonů jiných žláz
  • Hypotalamo – hypofyzární systém
    • řídící centrum činnosti periferních endokrinních žláz
    • hypotalamus, adenohypofýza (přední), neurohypofýza (zadní) a hypofyzární stopka
  • Hypotalamus
    • součást mezimozku
    • nejvyšší nadřazené centrum hormonální soustavy
    • funkce: řízení činnosti vnitřních orgánů
    • reakce na změny vnitřního prostředí – nervové buňky hypotalamu schopny tvořit a uvolňovat hormony
      • neurokrinie (neurosekreční funkce) = produkce hormonů nervovými buňkami
    • cévně spojený s adenohypofýzou a nervovými vlákny s neurohypofýzou
    • Regulační hormony
      • regulace sekrece hormonů v adenohypofýze
      • tvorba periodická
      • spouštěcí hormony – liberiny
      • tlumící hormony – statiny
    • Antidiuretický hormon – vasopresin ADH
      • druh – peptidický
      • cílový orgán – sběrné kanálky nefronů
      • funkce
        • zvyšování zpětné resorpce vody v distálních a sběracích tubulech nefronu
        • v ledvinných kanálcích – ovlivňuje jejich propustnost pro vodu
        • rovnováha soli a vody v organismu
      • nadbytek – zvýšená osmolarita (→ snížení objemu krve)
      • nedostatek – žíznivka (diabetes insipidus) = denně vyloučení 10 – 20 l vody
      • ostatní
        • hromadění v zadní části hypofýzy → neurohypofýza
    • Oxytocin
      • druh – peptidický
      • cílový orgán – mléčné žlázy, děloha
      • funkce
        • stahy hladkého svalstva dělohy při porodu, urychlení porodu
        • při kojení stahy svalstva kolem mléčné žlázy – pozitivní zpětná vazba
        • spouštění menstruace
        • ovlivnění chování matky k dítěti (laktační psychóza)
      • ostatní
        • hromadění v zadní části hypofýzy → neurohypofýza
  • Hypofýza = podvěsek mozkový
    • v tureckém sedle kosti klínové
    • Adenohypofýza = přední lalok hypofýzy
      • vznik ze zadní stěny jícnu
      • Somatotropin STH (růstový hormon)
        • druh – peptidický
        • funkce
          • stimulace růstu tkání
          • metabolismus bílkovin, tuků, sacharidů, minerálních látek (růst kostí do délky, hojení ran)
        • nadbytek
          • v období před uzavřením růstových chrupavek → gigantismus
          • v období po uzavření růstových chrupavek → akromegalie (obří růst periferních částí)
        • nedostatek
          • v mládí → nanismus
          • v dospělosti – poruchy hypofýzy
      • Prolaktin PRL = luteotropní hormon LTH
        • druh – peptidický
        • cílový orgán – mléčná žláza
        • funkce
          • růst mléčné žlázy (před porodem), laktace
          • zastavení menstruace, ovlivnění chování ženy (rodičovské chování)
          • rozvoj žlutého tělíska
          • u mužů jako prostatický růstový faktor
        • nadbytek
          • prolaktinom – benigní nádor (impotence, amenorea, snížení libida)
        • nedostatek – žádné specifické komplikace
        • ostatní
          • produkci tlumí dopamin z hypotalamu
      • Glandotropní hormony
        • Adrenokortikotropní ACTH
          • druh – peptidický
          • cílový orgán – kůra nadledvin
          • funkce
            • ovlivnění růstu kůry nadledvin a produkce jejich hormonů (hlavně glukokortikoidů)
          • nedostatek a nadbytek – nežádoucí změny v kůře nadledvin
        • Tyreotropní TSH
          • druh – peptidický
          • cílový orgán – folikulární buňky štítné žlázy
          • funkce – řízení produkce hormonů štítné žlázy
          • nadbytek – hypertyreóza (vysoká hladina hormonů štítné žlázy)
          • nedostatek – hypotyreóza (nízká hladina)
      • Gonadotropní
        • ovlivňují funkci pohlavních žláz
        • folitropin FSH (= folikulostimulační hormon)
          • druh – peptidický
          • cílový orgán – pohlavní buňky
          • funkce
            • ženy: růst a zrání folikulů, produkce estrogenu
            • muži: stimulace spermatogeneze (růst a zrání spermií)
        • lutropin LH (luteinizační hormon)
          • druh – peptidický
          • cílový orgán
            • ženy – žluté tělísko
            • muži – Leydigovy buňky
          • funkce
            • ženy: ovulace, tvorba žlutého tělíska a jeho hormonu – progesteronu
            • muži: produkce testosteronu
    • Neurohypofýza = zadní lalok hypofýzy
      • vychlípenina spodiny 3. mozkové komory
      • sklad hormonů z hypotalamu a jejich distribuce (uvolňování do krevního oběhu)
  • Endokrinní žlázy
    • Epifýza = nadvěsek mozkový, šišinka
      • vznikla jako vychlípenina mezimozku (parietální oko)
      • 8 – 10 mm
      • melatonin
        • druh – derivát AMK
        • cílový orgán – mozek, sítnice, cévy ledvin
        • funkce
          • podíl na 24 hodinových i ročních biorytmech
          • v dětství brzdí vývoj pohlavních orgánů → plynulý nástup puberty
          • snižuje tvorbu LH, působí ospalost, ovlivňuje regulaci spánku
        • nedostatek – nespavost, zvýšené riziko vzniku rakoviny
        • ostatní
          • tvorba řízena intenzitou světla (vznik ze serotoninu – nejvyšší sekrece za tmy)
          • víc – tma, noc; méně – světlo → aktivita
    • Štítná žláza (glandula thyreoidea)
      • největší endokrinní žláza
      • hmotnost cca 20g, při patologii až 1kg
      • dva laloky postranách štítné chrupavky, vpředu spojené příčným můstkem
      • vazivová septa – z vazivového pouzdra, rozdělují laloky na lalůčky – hrbolatý povrch
      • lalůčky složeny z folikulů – jednovrstevné epitelové buňky
      • tvorba hormonů závisí na přísunu jodu a tyrozinu (AMK)
      • Trijodtyronin T3, tyroxin T4
        • druh – deriváty AMK tyrozinu
        • funkce
          • ovlivnění metabolismu (zvýšení základní přeměny látek, spotřeby kyslíku a tvorby tepla především v játrech)
          • růst
          • vývoj CNS (normální vývoj nervové soustavy)
        • nadbytek
          • hypertyreóza (Gravesova-Basedowova nemoc)
            • zvýšený metabolismus
            • hubnutí se zvýšenou chutí k jídlu
            • pocení
            • rychlý tep
            • zvýšená dráždivost
            • emocionální labilita, třes
            • u 30 % nemocných exoftalmus („vykulené oči“)
            • horká a vlhká kůže,
        • nedostatek
          • hypotyreóza (v dětství)
            • těžké fyzické i psychické poruchy
            • růstové poruchy s disproporcemi těla
            • poruchy sexuálního vývoje
            • kretenismus
          • hypotyreóza (v dospělosti)
            • zpomalený BAZÁLNÍ metabolismus
            • obezita, snížení tepové i dechové frekvence
            • zpomalené myšlení i řeč
            • edémy
            • studená a suchá kůže
            • únava
          • ostatní
            • v malém množství tyto hormony volně v krvi, většinou navázány na transportní proteiny
            • produkují folikulární buňky
            • působením enzymu se v cílových buňkách tyroxin mění na metabolicky aktivní
      • Trijodtyronin
        • u nedostatku i nadbytku se může štítná žláza zvětšit = struma (= vole) X zdravá štítná žláza hmatem neprokazatelná
      • Kalcitonin
        • druh – peptidický
        • cílový orgán – osteoklasty, ledviny
        • funkce
          • produkují parafolikulární buňky
          • snížení hladiny Ca 2+ v krvi → podpoření jeho ukládání do kostí
        • nadbytek
          • málo vápníku v krvi, hodně v kostech (křeče)
        • nedostatek
          • řídnutí kostí
        • ostatní
          • působení proti (antagonista) parathormonu příštítných tělísek
    • Příštítná tělíska (glandulae parathyreoidae)
      • 4 drobné čočkovité útvary na zadní straně štítné žlázy
      • Parathormon PTH
        • druh – peptidický
        • cílový orgán – osteoklasty, ledviny
        • funkce
          • uvolňování vápníku z kostí → vyšší hladina Ca v krvi
          • zvyšuje zpětné vstřebávání vápníku z moči
          •  díky aktivaci vitaminu D i ze střeva
        • nadbytek
          • odvápnění kostí → ukládání Ca v ledvinách
        • nedostatek
          • pokles hladiny Ca v krvi
          • křeče svalstva
    • Brzlík (thymus)
      • 2 laloky za hrudní kostí
      • důležitý v dětství – vývoj imunitního systému
        • růst do puberty → pak zakrní a mění se v tukovou tkáň
        • dozrávají v něm T – lymfocyty
      • Thymosiny
        • malé proteiny → vliv na imunitu
        •  první objevení v brzlíku – jsou i v jiných tkáních
    • Nadledviny (galndula suprarenalis)
      • Kůra nadledvin
        • žlutooranžová
        • tvorba hormonů řízená adrenokortikotropním hormonem ACTH
        • tvorba stoupá při fyzické a psychické zátěži (při stresu)
        • Mineralokortikoidy
          • aldosteron
            • druh – steroidní
            • cílový orgán – ledviny, potní a slinné žlázy, střevo
            • funkce
              • zpětné vstřebávání iontů Na+
              • současné vylučování iontů K+ v distálních tubulech
              • zasahují do hospodaření s vodou
            • nedostatek
              • málo vody v těle, zrychlená činnost srdce
            • nadbytek
              • zvýšený tlak a otoky
        • Glukokortikoidy
          • kortizol
            • druh – steroidní
            • funkce
              • zvyšují hladinu glukózy v krvi
              • řízení přeměny živin (urychluje přeměnu AMK, uvolňuje tuky ze zásobních tkání, řídí syntézu glukózy z AMK)
              • v játrech napomáhá štěpit glykogen
              • antistresový, protizánětlivý účinek
              • ve vyšších dávkách jako imunosupresiva – tlumení doprovodných projevů zánětu – využití po transplantacích (prevence zánětu)
              • snižuje tvorbu bílkovin a zvyšuje jejich rozpad (vznik strií)
              • v těle vychytává glukózu (šetří ji pro mozek),
              • zvyšuje celkovou pohotovost organismu při zátěžových situacích (stresech, infekcích, velké tělesné námaze)
            • nedostatek
              • Addisonova choroba – slabost, nízký TK, hypoglykémie
            • nadbytek
              • Cushingův syndrom – obezita trupu a krku, vznik strií, ztráta svalové hmoty
        • Steroidní a pohlavní hormony
          • androgenní hormony a estrogenní hormony
            • účinek podobný účinku pohlavních hormonů testosteronu a estrogenu
            • přítomnost u obou pohlaví → za normálních okolností je překryje vliv pohlavních hormonů
            • genetické postižení
              • ženy → „mužatky“
              • muži → „zženštilost“
      • Dřeň nadledvin
        • nahnědlá
        • přeměnou tyrozinu → katecholaminy – dopamin, noradrenalin a adrenalin
          • uvolňovány při poplachových reakcích (stresové situace „útěk či útok“), při chladu, tělesné námaze
          • připravují organismus k zátěži, zvyšují hladinu krevní glukózy
          • zrychlují tepovou frekvenci, zvyšují krevní tlak, zvyšují prokrvení činných orgánů
        • vylučování hormonů dřeně je řízeno sympatikem
        • Adrenalin
          • druh – derivát AMK
          • cílový orgán – srdce, průdušky, zornice…
          • funkce
            • zužuje cévy → zvyšuje tlak (méně než noradrenalin)
            • urychlení srdeční činnosti
            • působením na hladkou svalovinu rozšiřuje bronchy → zlepšení zásobení plic O2
            • zvyšuje štěpení glykogenu v játrech a tukové tkáně → zvýšení teploty těla
            • rozšíření zornic
          • ostatní
            • v akutní medicíně používán na resuscitaci – mohutný vliv na srdce
        • Noradrenalin
          • druh – derivát AMK
          • funkce
            • neurotransmiter mozku a sympatického nervového systému
            • výrazný vasokonstrikční účinek (oproti adrenalinu)
            • zvýšení tlaku v kritických situacích
        • Dopamin
          • druh – derivát AMK
          • cílový orgán – mozek
          • funkce
            • neurotransmiter nervového systému
            • tlumí tvorbu prolaktinu v hypofýze
            • lék při šoku – zlepšuje průtok krve útrobami
          • nedostatek
            • poškození dopaminových drah v mozku – Parkinsonova choroba, schizofrenie
          • ostatní
            • tvoří se též v hypotalamu
  • Organismus a stres
    • 1. poplachová reakce: aktivace sympatiku, vyloučení adrenalinu
    • 2.fáze resistence: maximální adaptace na stres, mobilizace rezerv, vylučování kortikoidů
    • 3.fáze vyčerpání: trvá-li stres dlouho a je intenzivní
  • Slinivka břišní (pankreas)
    • smíšená žláza
      • exokrinní funkce – produkuje pankreatickou šťávu s enzymy
      • endokrinní funkce – tvoří Langerhansovy ostrůvky
        • 3 typy buněk tvořící různé hormony:
          • A buňky – produkce glukagonu
          • B buňky – produkce inzulinu
          • D buňky – produkce somatostatinu a gastrinu
    • Glukagon
      • druh – peptidický
      • cílový orgán – gastroenterální trakt
      • funkce
        • zvyšuje hladinu krevní glukózy
        • zvýšené štěpení glykogenu v játrech
        • v játrech stimuluje tvorbu glukózy z aminokyselin a mastných kyselin
        • podporuje rozpad tukové tkáně → uvolnění mastných kyselin
      • ostatní
        • produkován alfa–buňkami Langerhansových ostrůvků
        • antagonista inzulinu
    • Inzulin
      • druh – peptidický
      • cílový orgán – kosterní svalovina, myokard, tuková tkáň
      • funkce
        • podporuje vstup glukózy do buněk → snižuje hladinu krevní glukózy
        • hladina glukózy u zdravého člověka 4,5–6,5 mmol/l krve
        • stimuluje tvorbu bílkovin a brání jejich rozpadu
        • zvyšuje tvorbu glykogenu a tuků
      • nedostatek
        • cukrovka (diabetes mellitus – hyperglykemie)
          • často v důsledku autoimunitního poškození vlastních B buněk
          • může způsobit smrt organismu
    • Somatostatin
      • druh – peptidický
      • cílový orgán – hypofýza, gastroenterální trakt
      • funkce
        • tlumivý účinek na trávicí trakt a na uvolňování hormonů A a B buněk
        • tlumí sekreci růstového hormonu
  •  Pohlavní žlázy
    • Varlata
      • Leydigovy buňky okolo semenných váčků
      • Testosteron
        • druh – steroidní
        • funkce
          • vliv na produkci spermií
          • růst pohlavních orgánů
          • vznik sekundárních pohlavních znaků
          • mužské pohlavní cítění
          • podporuje tvorbu bílkovin – nárůst svalové hmoty, urychluje zánik růstových chrupavek
        • nedostatek
          • opožděné pohlavní dospívání u chlapců
          • kryptorchismus – nesestoupá varlata v prenatálním vývoji
          • Klinefelterův syndrom – gonadotyp XXY
            • zvýšená produkce estradiolu vůči testosteronu
            • malá varlata, menší vzrůst, řidší vousy
        • nadbytek
          • pseudopubertas – předčasná puberta (kolem 8 let života)
        • ostatní
          • produkován Leydigovými buňkami varlat
          • i u žen – produkce v nadledvinách (NEJVÍC V OBDOBÍ MENSTRUACE)
    • Vaječníky
      • Estradiol
        • druh – steroidní
        • cílový orgán – děloha, prsní žláza, ovaria, kosti
        • funkce
          • vliv na produkci vajíček – ovulaci
          • navození poliferační fáze menstruačního cyklu
          • růst a vývoj pohlavních orgánů
          • ženské pohlavní cítění
          • snižují hladinu cholesterolu u žen
        • nedostatek
          • nepravidelná menstruace
          • návaly horka, pocení
          • deprese
        • nadbytek
          • změny nálad
          • bolesti hlavy
          • úzkost, únava
        • ostatní
          • produkován buňkami Graafova folikulu
          • ze skupiny estrogenů (společně s estronem a estriolem)
          • syntéza z androgenů
      • Progesteron
        • druh – steroidní
        • cílový orgán – prsní žlázy, děloha
        • funkce
          • laktace
          • přechod z proliferační do sekreční fáze menstruačního cyklu
          • snížení účinku estrogenů
          • brání dozrání dalšího vajíčka
        • nedostatek
          • migrény
          • únava
          • bolest prsou
          • přibývání na váze
        • ostatní
          • produkován buňkami žlutého tělíska
          • ze skupiny gestagenů
            • estrogeny a gestageny působí synergicky
          • těhotenství ano – žluté tělísko hlídá embryo cca do 3 měsíce, poté produkce progesteronu placentou
          • těhotenství ne – zánik žlutého tělíska = zastavení produkce
    • Placenta
      • estradiol, progesteron
      • choriongonadotropin
        • udržuje v činnosti žluté tělísko
      • placentární somatotropin
        • funkce jako STH a prolaktin
  • Tkáňové hormony
    • látky, které tvoří buňky jednotlivých tkání, účinek se projevuje jak na místě, tak jinde v těle
    • především hormony trávicí soustavy
    • Gastrin
      • žaludek
      • vylučován žaludeční sliznicí po dráždění sousty
      • stimulace produkce žaludečních šťáv
      • nadbytek (nádor slinivky) → vředy částí zažívacího traktu (především žaludku a duodena)
    • Sekretin
      • tenké střevo
      • zvyšuje sekreci pankreatické šťávy
    • Cholecystokinin
      • tenké střevo
      • způsobuje vyprázdnění žlučníku
    • Renin
      • ledviny
      • stimuluje tvorbu aldosteronu
    • D-HORMON
      • ledviny
      • stimuluje resorpci Ca ze střeva
    • Somatomedin
      • vylučován játry
      • ovlivňuje růst kostí
    • Serotonin
      • vylučován mozkem
      • mediátor – zprostředkovává přenos informací
      • stahování cév (hladkého svalstva, aby při poranění nevytékala krev)
      • zlepšuje náladu
      • nedostatek → deprese
    • Endorfin
      • vylučován mozkem
      • mediátor
      • uvolnění po stresu nebo fyzické zátěži
      • tlumení bolesti
      • vyvolává příjemné pocity (dobrá nálada, zamilovanost apod.)
    • ANP (atriový natriuretický peptid)
      • srdce
      • podporuje vylučování iontů sodíku a vody v ledvinách
      • snižuje krevní tlak

Genetika

  • Úvod do genetiky
    • GENETIKA = věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů
      • sleduje rozdílnost a přenos dědičných znaků, mezi rodiči a potomky
    • dědičnost (=heredita)
      • schopnost organismu, vytvářet jedince se stejnými nebo podobnými znaky
      • umožňuje zachování jednotlivých druhů organismů v průběhu generací
    • proměnlivost (=variabilita)
      • rozdílná schopnost reagovat na podmínky prostředí
      • podmíněna
        • 1) působením vnějšího prostředí – fyz. a chem. vlivy, dostatek potravy
        • 2) genetickými vlivy
          • genetické vlohy od rodičů a jejich schopnost proměnit se v znak
          • změny v genetické výbavě způsobené mutacemi a rekombinacemi
    • souvisí se schopností rozmnožování
      • pohlavní rozmnožování – nový jedinec vzniká splynutím dvou haploidních gamet
        • → kombinace genetické informace
      • nepohlavní rozmnožování – nový jedinec vzniká z mateřské buňky, tkáně, orgánu
        • → klony se stejnou genetickou výbavou
    • využití genetiky
      • lékařská (klinická) genetika – zkoumá vliv genetických a vnějších faktorů na vznik různých lidských chorob a vad
      • genetické poradenství – stanovuje rizika opakování dané choroby u potomků,
        • navrhuje opatření, která by toto riziko zmenšila
      • genová terapie – léčebný postup → do genomu pacienta vložena sekvence DNA
        • tato sekvence kóduje chybějící nebo nefungující protein
      • genetické testy – kriminalistika, určení otcovství, identifikace ostatků
      • biologické vědy – evoluční biologie, systematika (taxonomie)
      • biotechnologie (genetické inženýrství)
        • genetická úprava organismů (GMO), medicína (výroba insulinu a dalších hormonů), potravinářství (rekombinantní chymosin pro výrobu sýrů), zemědělství (odrůdy kukuřice a bavlny odolné k hmyzu a herbicidům)
  • HISTORIE:
    • Johann Gregor Mendel (1822 – 1884)
      • zakladatel genetiky
      • zabýval se hybridizačními pokusy u rostlin (hrách)
      • sledoval dědičné znaky (tvar semen a lusků, zbarvení květů a nezralých lusků, délku stonku a postavení květů)
      • kniha „Pokusy s rostlinnými hybridy“ (1866)
      • stanovil zákony dědičnosti = Mendelovy zákony
    • William Bateson (1861 – 1926)
      • jako první použil termín genetika (1906), heterozygot a homozygot
    • Wilhelm Johannsen (1857 – 1927)
      • zavádí pojmy gen, genotyp a fenotyp
    • Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945)
      • zkoumal chromozomy, rozšířil znalosti o genech a genové vazbě
      • modelový organismus octomilka (moucha)
      • roku 1933 získal Nobelovu cenu
    • James D. Watson a Francis H. Crick
      • DNA – nositelka genetické informace
      • sestrojení strukturního modelu dvoušroubovice DNA (1953)
      • 1962 Nobelova cena

 

  • MOLEKULÁRNÍ GENETIKA:
    • zabývá se NK, geny a jejich překladem do kódu AMK
    • Nukleové kyseliny
      • nositelky genetické informace
      • díky nim dochází k přenosu dědičných znaků na potomstvo (→evoluce)
      • schopnost replikace – tvorba kopií
      • složené z polynukleotidových řetězců → z nukleotidů
        • spojené diesterickými vazbami (pentóza – fosfát – pentóza – fosfát …)
      • nukleotid – základní stavební jednotka
        • pentóza (cukr) – ribóza, deoxyribóza
        • fosfát – zbytek od H3PO4
        • dusíkatá báze (N – báze)
      • DNA (kyselina deoxyribonukleová)
        • slouží k UCHOVÁNÍ GENETICKÉ INFORMACE
        • 2 polynukleotidové řetězce → pravotočivá dvoušroubovice (double helix)
        • řetězce spojeny vodíkovými vazbami mezi bázemi 
        • jdou proti sobě
          • 1. řetězec 5‘ → 3‘
          • 2. řetězec 3‘ → 5‘
        • pentóza – deoxyribóza
        • N – báze
          • purinové – ADENIN, GUANIN
          • pyrimidinové – CYTOSIN, THYMIN
          • komplementarita
            • A/T (2 vodíkové vazby)
            • C/G (3 vodíkové vazby)
        • výskyt
          • eukaryotické buňky – jádro (→ chromosom)
          • prokaryotické buňky – volně v cytoplazmě (→ cyklický chromosom)
          • v semiautonomních organelách – mitochondrie, chloroplasty
        • struktura
          • primární struktura – pořadí jednotlivých nukleotidů
          • sekundární struktura – prostorové uspořádání polynukleotidového řetězce
          • denaturace – rozpojení vláken (vysoká teplota, pH)
          • reasociace – znovu připojení vláken
        • REPLIKACE DNA
          • =samozdvojení
          • umožňuje přenos genetické informace z mateřské buňky na dceřinou
          • kopie vznikají v S – fázi buněčného cyklu
          • z 1 molekuly DNA vznikají 2 strukturně shodné molekuly dceřiné
            • semikonzervativní – každá dvoušroubovice je tvořena z jednoho mateřského (původního) a jednoho dceřiného (nově vzniklého)
          • ORI – replikační počátek
            • eukaryotcká buňka – více replikačních počátků → bublinový model
            • prokaryotická buňka – 1 replikační počátek → zipový model
              • replikace probíhá pomaleji
          • průběh
            • 1) vytvoření replikační vidlice – místo, kde dochází k rozestoupení komplementárních DNA řetězců přerušením vodíkových vazeb mezi bázemi
              • DNA helikáza – katalyzuje rušení vodíkových vazeb a odvíjení řetězců
              • topoizomeráza – zabraňuje překrucování řetězců před replikační vidlicí
            • 2) na základě komplementarity bází dojde k přiřazování volných nukleotidů
              • katalyzováno DNA polymerázou
                • zahajuje syntézu mateřského vlákna od 5‘ → 3‘
                  • k zahájení nutný RNA – primer – od jeho 3‘ konce se zahájí syntéza
              • mateřské vlákno – vedoucí řetězec (5‘ → 3‘)
                • mateřské vlákno orientováno 3‘ → 5‘
                • konec 3‘ volný
                • syntéza plynulá
              • mateřské vlákno – opožďující se řetězec (3‘ → 5‘)
                • mateřské vlákno orientováno 5‘ → 3‘
                • konec 3‘ není volný
                • syntéza nejde plynule →pomocí Okazakiho fragmentů (kratší úseky)
                  • tvoří je enzym RNA primáza
                  • každý fragment má svůj enzym
                  • enzymy odstraněny a pak může dojít ke spojení fragmentů
                  • DNA ligáza – spojuje Okazakiho fragmenty v řetězec
            • 3) dojde ke spojení vláken a vytvoření řetězce a doreplikování volných 3‘ konců
              • spojení DNA ligázou
              • DNA polymeráza má schopnost autokorekce
                • chyba → provádí opravu → vystřižení a zařazení správné báze
                  • celkově v replikaci dochází tedy k málo chybám

 

  • RNA (kyselina ribonukleová)
    • slouží k PŘENOSU GENETICKÉ INFORMACE
    • 1 polynukleotidový řetězec
    • pentóza – ribóza
    • N – báze
      • purinové – ADENIN, GUANIN
      • pyrimidinové – CYTOSIN, URACYL
      • komplementarita A/U, C/G
    • 3 typy
      • mRNA (messenger RNA, informační)
        • přenáší informaci o pořadí aminokyselin z jádra k místu proteosyntézy
      • tRNA (transferová RNA)
        • přináší aminokyseliny na proteosyntetický aparát buňky (ribozom)
        • utváří antikodony
          • specifické trojice N-bazí, které mají vazebné místo pro navázání aminokyseliny
      • rRNA (ribozomální RNA)
        •  tvoří stavební složku ribozomálních podjednotek
  • Transkripce
    • první stupeň EXPRESE GENU
      • exprese genu – vyjádření genetické informace v primární struktuře bílkovin
      • gen. Informace v DNA → RNA → primární řetězec bílkovin
    • PŘEPIS Z DNA DO mRNA
    • enhancery – podporují transripci
    • silencery – utlumují transkripci
    • průběh
      • 1) rozvolnění dvoušroubovice DNA – enzym RNA polymeráza
        • promotor – startovací místo (sekvence nukleotidů) na DNA TATA/ CAT box
      • 2) přiřazení volných nukleotidů
        • 1 řetězec – matrice → podle komplementarity se dotvoří řetězec mRNA
          • vždy orientováno 3‘ → 5‘ = plynulá syntéza
          • thymin nahrazen uracylem
        • 2. vlákno DNA se nevyužívá
      • 3) spojení nukleotidů vazbami → vznik vlákna mRNA
        • terminátor – stop sekvence – ukončuje přepis, uvolňuje mRNA
        • hotové vlákno se uvolní z jádra a připojí se k ribozomu
      • 4) postranskripční úpravy
        • introny – části nekódující AMK – vystřihneme
        • extrony – části kódující AMK – necháváme – spojením funkční mRNA
  • Translace
    • 2. stupeň exprese genu
    • PŘEKLAD GENETICKÉ INFORMACE Z POŘADÍ NUKLEOTIDŮ mRNA DO SEKVENCE AMINOKYSELIN V POLYPEPTIDICKÉM ŘETĚZCI (bílkovině)
    • probíhá na ribozomech
    • AMK do místa syntézy transportovány pomocí tRNA
      • tRNA obsažená v cytoplazmě
    • druh AMK určuje kodon (triplet) – 3 za sebou jdoucí báze v mRNA
      • ke každému kodónu je komplementární antikodón – tři za sebou následující báze tRNA komplementární ke kodónu
      • každá tRNA je specifická pro určitou aminokyselinu
    • průběh
      • 1) zahájení = iniciace
        • startovní triplet AUG (methionin)
        • ribozom se posouvá po molekule DNA
      • 2) prodlužování = elongace
        • navážení jednotlivých AMK dle „receptu“ na mRNA a jejich svazování v bílkovinu
      • 3) ukončení = terminace
        • stop triplety UAA, UAG, UGA
          • neexistuje pro ně antikodon
      • 4) posttranslační úpravy
        • vystřižení některých částí, sekundární a terciární struktura bílkovin, zrání
    • místa na ribozomu (dostane se do kontaktu s kodonem na mRNA – něco se stane)
      • A – místo – aminoacylové vazebné místo
        • místo, kde se připojí tRNA s AMK
        • „čtečka kodonů“
      • P – místo – peptidylové vazebné místo
        • místo kde se navazují AMK a prodlužují se v řetězec AMK
      •  E – místo – místo odpojení tRNA
    • strukturní geny – info pro syntézu jedné konkretní bílkoviny
    • regulační geny – řídí strukturní
    • geny pro RNA – kódují pořadí nukleotidů v mRNA, tRNA

 

  • Genetický kód
    • uložení genetické informace v primární struktuře bílkovin
    • zapsán v DNA pomocí jako sled 4 nukleotidů (A, C, G, T)
    • tripletový
      • každá z 20 proteinogeních AMK kódovaná kombinací 3 bází (triplet)
      • kodon – triplet na mRNA
      • antikodon – triplet na tRNA
      • vzájemnými kombinacemi může vzniknout 4 3 (64) kodonů
    • degenerovaný – 1 AMK může být kódovaná více kodony
    • univerzální – pro všechny organismy stejný
    • methionin se odstříhává v postranslačních úpravách – začátek všech primárních AMK řetězců

 

  • Genetika prokaryotické buňky
    • nemá jádro
    • jaderná hmota nukleoid
      • do kruhu stočená dvoušroubovice DNA
      • uložen volně v cytoplazmě
      • není ohraničen jadernou membránou
    • plazmidy
      • u buněk bakterií
      • menší kruhové DNA v cytoplazmě
      • existují ve více kopiích (10 až 50)
      • nesou jeden nebo i několik genů
      • nejsou životně důležité pro buňku
      • manipulace s plazmidy – předmět genového inženýrství
      • transformace – vstup plazmidu do buňky
      • transdukce – přenos plazmidů mezi buňkami pomocí virů- zabuduje ho do sebe a přenese jinam
    • pouze 1 chromosom → gen tvořen 1 alelou
      • jednodušší stavba než chromosom eukaryot
      • replikaci prodělá jako celek – nedělí se mitoticky
    • operony
      • souvislé úseky, ve kterých jsou uspořádány geny
      • soubor všech genů kódujících všechny bílkoviny potřebné pro jednu celou metabolickou reakci
      • stavba
        • promotor – oblast, v níž je zahájena transkripce (syntéza mRNA)
          • dochází k přepisu celého operonu
        • operační gen (operátor) – oblast, kam se vážou regulační proteiny ovlivňující průběh transkripce
        • strukturní geny
      • regulační gen
        • není součást operonu
        • řídí jeho transkripci
        • ovlivňuje produkci represoru
          • regulační protein – po navázání na operátor se zastaví transkripce
          • induktor – navázáním na represor znemožní jeho vazbu na operátor → transkripce probíhá

 

  • Genetika eukaryotické buňky
    • DNA v jádře
    • zabudována do struktury CHROMOZOMŮ
      • dvě ramena spojena centromerou
    • replikace, transkripce, translace probíhá jak bylo zmíněno výše
    • chromatin – tvořen chromozomy
      • DNA + histony

 

  • Buněčný cyklus
    • cyklus kterým prochází buňka mezi svými děleními
    • generační doba – doba trvání cyklu
    • přípravné fáze – INTERFÁZE = období mezi dvěma následnými děleními (mitóza / meióza)
      • G0 fáze – buňka se již dále nedělí, zastavení buněčného cyklu
        • plně diferencované buňky (např. neurony)
      • G1 fáze – období růstu buňky
        • přípravná fáze na další dělení, kontrola a opravy DNA, před replikací v následující fázi
      • S fáze – replikace
        • dotvoření sesterských chromatid na chromosomech
      • G2 fáze – příprava na dělení
        • zdvojování organel, tvorba struktur potřebných pro dělení buňky
      • M fáze – dělení
        • 1) karyokineze (mitóza, meióza) – jaderného dělení
        • 2) cytokineze – dělení zbytku buňky
  • Mitóza
    • = NEPŘÍMÉ DĚLENÍ
    • vznikají 2n buňky
    • dochází k předávání genetické informace z mateřské buňky na buňky dceřiné
    • z každého chromosomu mateřské buňky vznikají dva dceřiné chromosomy
    • soubor genů dceřiné buňky stejný jako soubor genů mateřské buňky
    • fáze
      • 1) PROFÁZE – rozpuštění jaderné membrány a jadérek
        • vznikají 2 centrioly -> vzniká dělící vřeténko (mikrofilamenta, mikrotubuly)
        • kondenzace chromatinu – pentlicovité chromosomy
      • 2) METAFÁZE – chromosomy se seřazují do rovníkové (ekvatoriální) roviny
        • dělící vřeténko se navazuje na centromery chromosomů
      • 3) ANAFÁZE – rozdělení chromosomů v centromerách
        • zkracováním mikrotubulů dělícího vřeténka, chromosomy k pólům buňky
      • 4) TELOFÁZE – zánik dělícího vřeténka
        • despiralizace chromozómů, vzniká jaderná membrána a jadérka,
        • počátek cytokineze
  • Meióza
    • REDUKČNÍ DĚLENÍ
    • při tvorbě pohlavních buněk – vznikají 1n buňky
    • 2 po sobě jdoucí dělení
    • 1. Meiotické dělení
      • redukční → snížení počtu chromozomu na polovinu
      • PROFÁZE I – je rozdělena do 5 částí
        • Leptoténé – vláknité chromosomy se začínají kondenzovat
        • Zygoténé – párování homologních chromosomů, vznik bivalentů
        • Pachyténé – pokračuje kondenzace, čtveřice chromatid dobře patrné jako tzv. tetrády
          • nesesterské chromatidy se proplétají a dochází ke vzniku chiazmat (uzlíků)
          • CROSSING OVER – dva homologní chromozómy spárované si vymění část své DNA
            • výměna některých alel mezi chromozómy
            • dochází k narušení vazby genů
            • důsledkem je značné zvýšení variability potomstva
        • Diploténé – rozpojování homologních chromozomů
          • vzniklé uzlíky mezi nehomologickými chromatidami jsou stále spojené
        • Diakineze – rozpadá se jaderný obal
          • zánik chiasmat
      • METAFÁZE I – napojení vláken dělícího vřeténka na centromery chromozomů
      • ANAFÁZE I – dvouchromatidové chromozomy se rozcházejí k opačným pólům buňky
      • TELOFÁZE I – chromozomy v jádře buňky se prodlužují (despiralizují)
        • vzniká jaderná membrána a jadérko
        • buňka se zaškrcuje a dělí se na dvě dceřiné buňky
    • 2. Meiotické dělení
      • navazuje na první meiotické dělení
      • probíhá téměř stejně jako normální mitóza
      • tvořeno z PROFÁZE II, METAFÁZE II, ANAFÁZE II, TELOFÁZE II
      • výsledkem jsou tedy 4 dceřinné buňky, každá s jednou polovinou genetické výbavy (1n)
  • Amitóza
    • buňka se pouze zaškrtí
    • nezávisí na přesném rozdělení chromozómů
    • nekontrolované bujení (nádory, apod.)
    • jádro se pouze protáhne a rozdělí

 

  • Centrální dogma molekulární biologie
    • = schopnost přepisu informací z DNA do sekvence proteinů

 

  • Reverzní transkripce
    • dochází k přepisu genetické informace z RNA do DNA
    • dochází k úpravě genetického kódu a napadená buňka a její potomci provádějí jinou činnost, než je její obvyklá
      • např. produkci toxinů nebo přímo virů, které buňku původně napadly
    • retroviry (podskupina RNA virů) – proces podporován enzymem reverzní transkriptázou
  • Přepis RNA – RNA
    • některé RNA-viry dokáží přepisovat svou RNA do další RNA a tak se množit v buňce

Základní genetické pojmy

    • genetika – věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů
    • křížení – záměrné pohlavní rozmnožování (základní metoda šlechtění)
    • kříženec (hybrid) – produkt křížení
    • gen – úsek DNA, na kterém je kódovaná informace pro 1 znak (= tvorba specifické bílkoviny)
    • genotyp – soubor genů (alel) organismu
    • fenotyp – soubor znaků organismu, vnější projev genotypu
    • jaderný genom – soubor genů jádra (existuje i genom plastidový či mitochondriální)
    • lokus – umístění genu na chromozomu
    • alela – forma genu
    • dominantní alela – převládající (A)
    • recesivní alela – potlačená (a)
    • homozygot – stejné alely téhož genu v chromozomu (AA – dominantní, aa – recesivní),
    • heterozygot – různé alely téhož genu v chromozomu (Aa)
    • monohybrid – kříženec v jednom znaku (Aa)
    • dihybrid – kříženec ve dvou znacích (AaBB)
    • parentální generace – rodičovská (P)
    • první filiální generace – 1. generace potomstva (F1)
    • druhá filiální generace – 2. generace potomstva (F2)
    • diploidní buňky – tělní buňky; 2 sady chromozomů (2n)
    • haploidní buňky – pohlavní buňky; 1 sada chromozomů (n)

 

  • Chromozom
    • = útvar nesoucí genetickou informaci
    • prokaryotický chromozom – jedna kruhová molekula DNA
    • eukaryotický chromozom – lineární struktury uložené v jádře
    • karyotyp – soubor všech chromozomů v jádře 1 buňky
    • Mikrostavba
      • chromatin
        • vlákno DNA
        • histony – zásadité nukleoproteiny
          • nukleosomy – histony, na které se navíjí DNA
        • eurochromatin – rozvolněný (v interfázi)
        • heterochromatin – pentlicovité útvary (ve fázi dělení)
    • Makrostavba
      • chromatidy – dvě raménka
        • krátké – p raménko
        • dlouhé – q raménko
      • centromera – ztenčená část chromozomu
        • místo spojení chromatid
      • telomera – koncová část chromozomu
    • Typy chromozomů
      • haploidní buňky – 1n – poloviční počet chromozomů
      • diploidní buňky – 2n – plný počet chromozomů
      • člověk – 23 párů chromozomů
        • žížala 18, pes 39
      • autosomy – tělní chromosom (somatické)
        • v 2n buňkách tvoří homologní páry
      • gonosomy – pohlavní chromosomy
        • heterologní – X a Y

 

  • Gen
    • úsek nukleové kyseliny podmiňující vytvoření určitého znaku
    • do jeho struktury patří i regulační sekvence (promotor, terminátor)
    • gen se může vyskytovat v různých variantách – alely
    • genom – soubor všech genů daného organismu
    • genotyp – soubor všech konkrétních variant genů (alel) v genomu organismu
    • dělení genů podle funkce:
      • strukturní – kódují struktury bílkovin
      • regulační – kódují regulační bílkoviny, které regulují expresi strukturních genů, ovlivňují diferenciaci buněk
      • RNA geny – umožňují syntezu tRNA a rRNA.
    • vertikální přenos – přenos genetické informace z generace na generaci
    • horizontální přenos – přenos genetické informace mezi jedinci téže generace (bakterie)
    • MAJORGENY
      • = geny velkého účinku → velký účinek na projev znaku
      • vliv prostředí na jejich expresi je obvykle velmi malý
      • kódují kvalitativní znaky kódované jedním nebo jen několika málo geny
      • (barva očí, tvar ušního boltce, barva hrachových semen)
      • monogenní typ dědičnosti
    • MINORGENY
      • geny malého účinku – jeden samotný gen zpravidla nemá velký význam
      • týkají se znaků kódovaných mnoha geny (celková velikost organismu) → kvantitativní znaky
      • polygenní typ dědičnosti

 

  • Dědičné znaky
    • vlastnosti organismu vzniklé expresí genů
    • fenotyp – soubor všech znaků v rámci jednoho organismu
    • dělení znaků podle uplatnění:
      • anatomicko – morfologické
      • fyziologické
      • psychologické
    • dělení znaků podle jejich "měřitelnosti":
      • kvalitativní znaky (=neměřitelné) – tvoří několik odlišných variant např. krevní skupiny; anatomicko – morfologické, fyziologické, psychologické00
      • kvantitativní znaky (=měřitelné) – tvoří plynulou řadu variant, možno vyjádřit Gaussovou křivkou. např. výška jedince

 

  • Mezialelické vztahy
    • ÚPLNÁ DOMINANCE A RECESIVITA
      • dominantní alela úplně potlačí projev recesivní alely
        • AA – červený květ
        • Aa – červený květ
        • aa – bílý květ

 

  • NEÚPLNÁ DOMINANCE A RECESIVITA
    • dominantní alela nepotlačuje recesivní úplně
      • AA – červený květ
      • Aa – růžový květ
      • aa – bílý květ
  • KODOMINANCE
    • obě alely se projeví v plné míře a navzájem se neovlivní
    • např. u krevních skupin člověka
      • AB – kodominantní, vůči 0 dominantní
      • A0 → A
      • B0 → B
      • AB → 0
  • SUPERDOMINANCE
    • heterozygot (Aa) vykazuje silnější formu znaku než oba homozygoti (AA, aa)

 

  • Autozomální dědičnost
    • týká se dědičných znaků uložených na autozomech (tělních buňkách)
    • diploidní potomek – jedna alela mateřská a jedna alela otcovská
  • Mendelovy zákony
    • 1. a 2. – monohybridismus
    • 3. – polyhybridismus

 

  • 1. Mendelův zákon = Zákon o uniformitě první generace hybridů
    • při vzájemném křížení rodičů (P) dvou homozygotů (AA + aa) vznikají potomci (F1) genotypově i fenotypově jednotní .
    • pokud jde o 2 různé homozygoty jsou potomci vždy heterozygotními hybridy (Aa)
  • 2. Mendelův zákon = Zákon o náhodné segregaci genů do gamet (křížení heterozygotů)
    • při křížení dvou heterozygotů (Aa + Aa) může být potomkovi předána každá ze dvou alel (dominantní i recesivní) se stejnou pravděpodobností
    • dochází tedy ke genotypovému a tím pádem i fenotypovému štěpení = segregaci
    • pravděpodobnost pro potomka je tedy 25% (AA) : 50% (Aa) : 25% (aa).
    • vzniká stálý genotypový štěpný poměr 1:2:1.
    • fenotypový štěpný poměr je 3:1 u úplné dominance, u neúplné dominance poměr 1:2:1
  • 3. Mendelův zákon = Zákon o volné kombinovatelnosti alel
    • zabývá se polyhybridismem
    • tento zákon platí pouze v případě, že sledované geny se nachází na různých chromozomech
    • máme-li dva dihybridy AaBb může každý tvořit čtyři různé gamety (AB, Ab, aB, ab).
      • při vzájemném křížení z těchto dvou gamet vzniká 16 různých kombinací.
      • některé kombinace se opakují → 9 různých genotypů (poměr 1:2:1:2:4:2:1:2:1).
      • vznikají pouze čtyři možné fenotypové projevy
        • dominantní v obou znacích¨
        • v 1. dominantní a v 2. recesivní
        • v 1. recesivní a v 2. dominantní
        • v obou recesivní
      • fenotypový štěpný poměr je 9:3:3:1

 

  • Gonosomální dědičnost
    • znaky umístěné na gonozomech (pohlavních chromozomech)
    • Dědičnost a pohlaví
      • pohlaví určují pohlavní chromozomy – gonozomy → 23. pár chromozomů
      • genetika pohlaví u člověka
        • ženské pohlaví – chromozomy XX (homogametní)
        • mužské pohlaví – chromozomy XY (heterogametní)
      • chromozom X
        • 1098 genů, 155 milionů bází, časté opakující se sekvence
        • u člověka a dalších savců v somatických buňkách zůstává jeden z párových X chromozomů trvale neaktivní
      • chromozom Y
        • 78 genů, 50 milionů bází
        • obsahuje gen SRY (sex determing region) – vývoj zatím nediferencovaných pohlavních žláz ve varlata, která začnou produkovat testosteron a ten zajistí správný (mužský) vývoj zevních pohlavních orgánů
      • chromozomy X a Y mají část homologickou a část heterologickou
        • geny heterologické části chromozomu Y pouze u heterogametického pohlaví (muži)
        • každý gen této části je monoploidní a projevuje se vždy jako dominantní
      • gonozomální dědičnost zahrnuje dědičnost genů na heterologické části chromozomu X 

 

  • Určení pohlaví u jiných živočichů
    • savčí typ = typ Drosophila
      • samice – XX, samec – XY
      • savci, krokodýli, želvy, zástupci některých skupin hmyzu
    • ptačí typ = typ Abraxas
      • samice – ZW, samec – ZZ
      • ptáci, šupinatí plazi, zástupci některých skupin hmyzu
    • protenor – rozhoduje počet gonozomů
      • samice – XX, samec – X
      • ploštice, kobylky

 

  • Dědičnost genů
    • na homologní části chromozomu – projevují se stejně jako u autozomů 
    • na heterologní části chromozomu → gonozomální dědičnost
    • Dědičnost křížem
      • geny vázané v heterologní části chromozomu X
      • otec → dcera, matka → syn
      • recesivní dědičnost
        • nesené recesivní alelou → projev znaku podmíněn recesivní alelou
        • častější
        • žena – dva chromozomy X: s genem A zastoupeným 2 alelami
          • XA XA – znak se neprojeví
          • Xa Xa – znak se projeví
          • XA Xa – znak se neprojeví, žena je přenašečkou recesivní alely
        • muž – jeden chromozom X: gen A zastoupený jednou alelou
          • XA Y – znak se neprojeví
          • Xa Y – znak se projeví
        • onemocnění
          • hemofilie
            • onemocnění projevující se poruchou srážlivosti krve
            • projevy – chorobná krvácivost – krevními výrony do svalů či kloubů a omezenou schopností organismu zastavit krvácení
            • nejznámější dědičná linie od britské královny Viktorie
              • dcery a vnučky přenašečky rozšířily onemocnění do královských rodin NĚM, ŠPA, RUS
          • daltonismus
            • nejčastější forma barvosleposti – chybí jeden typ čípků
            • projev: postižená osoba není schopna rozlišit červenou a zelenou
          • svalová dystrofie
            • nervosvalové onemocnění
            • 2 základní typy
              • Duchenneova muskulární dystrofie – těžší průběh
              • Beckerova muskulární dystrofie – lehčí průběh,
            • projevy: ochabování svalstva, degenerace svalů, snižování síly ve svalech
      • dominantní dědičnost
        • nesené dominantní alelou → pro projev znaku stačí 1 dominantní alela (úplná dominance)
        • vzácnější choroby
        • žena – dva chromozomy X: s genem A zastoupeným dvěma alelami
          • XA XA – znak se projeví
          • Xa Xa – znak se neprojeví
          • XA Xa – znak se projeví
        • muž – jeden chromozom X: gen A zastoupený jednou alelou
          • XA Y – znak se projeví
          • Xa Y – znak se neprojeví
        • onemocnění
          • hypofosfatemická rachitis – zvláštní forma křivice – vitamin D-rezistentní
          • Rettův syndrom
            • projevy: neschopnost ovládat tělo a provádět motorické pohyby,
            • pouze u dívek, u chlapců letální

 

  • Přímá dědičnost
    • geny z chromozomu Y
    • přenos z otce na syny
    • téměř výhradně význam pro spermatogenezi
      • jejich mutace vede ke ztrátě reprodukční schopnosti
    • Y- vázané znaky, které se přenášejí z otce na syny, jsou velmi vzácné
      • např. ochlupení ušního lalůčku („hairy ear syndrome“)

 

  • Znaky pohlavím ovládané
    • podmíněné geny umístěné na autozomech
    • projevují se pouze u jednoho pohlaví → působením pohlavních hormonů
      • geneticky založené u obou pohlaví → při hormonálních poruchách se můžou projevit odlišně
    • sekundární pohlavní znaky – vousy u mužů, široké boky u žen, parohy u jelenů

 

  • Znaky pohlavím ovlivněné
    • podmíněné geny na autozomech
    • genetický podklad je heterozygotní
    • dominance alely se zdánlivě mění v recesivitu
    • například předčasná plešatost – odpovídá za ni alela P
      • muži PP, Pp plešatí, pp normální porost vlasů
      • ženy PP plešaté (vlasy velmi řídké), Pp a pp normální porost vlasů
      • pohlaví ovlivňuje fenotypový projev pouze u heterozygotů
        • Pp muži plešatí, Pp ženy normální porost → vliv pohlaví

 

  • Vazba genů
    • GENOVÁ VAZBA
      • vlastnost genů odchylující se od Mendelových zákonů dědičnosti
      • oproti pravidlu o volné kombinovatelnosti vloh lze prokázat, že se častěji dědí některé alely ve stejné kombinaci, v jaké spolu byly v genotypu rodiče na jednom chromosomu
      • takto společně děděnou kombinaci genů označujeme jako haplotyp.
    • geny na jednom chromozomu jsou vzájemně vázané → nelze je volně kombinovat → neplatí 3. Mendelův zákon
    • soubor genů jednoho chromozomu tvoří vazbovou skupinu
    • počet vazbových skupin genů = haploidní počet chromozomů
      • u organismů s odděleným pohlavím je počet vazbových skupin n + 1
      • například u člověka
        • ženy 23 vazbových skupin
        • muži 24 vazbových skupin
    • dihybrid AaBb
      • geny A a B uloženy na různých párech chromozomů
      • tvoří gamety genotypů AB – Ab – aB – ab v poměru 1 : 1 : 1 : 1
    • dihybrid AaBb
      • geny A i B uloženy v jednom páru chromozomů
      • tvoří gamety typu AB – Ab – aB – ab v odlišných poměrech
      • příčinou je crossing-over (výměna částí nesesterských chromatid)
        • vznikají gamety s nerekombinovanými (AB, ab) a rekombinovanými (Ab, ab) genotypy
        • pravděpodobnost crossing-over klesá se vzdáleností obou sledovaných genů
        • protože znaky se předávají na jednom chromozomu jako celek bez kombinací
      • síla vazby
        • = vzdálenost mezi geny
        • pravděpodobnost vzniku crossing over
        • určuje se Morganovým číslem
          • vyjadřuje podíl rekombinant → rekombinace genů ležících na chromozomu dále od sebe je pravděpodobnější
          • udává se v centimorganech (1 cM; 1 cM = 1 % rekombinant)
          • k rekombinačnímu procesu dochází s relativně nízkou pravděpodobností
        • VAZBA ÚPLNÁ – geny blízko u sebe, málo rekombinací
        • VAZBA NEÚPLNÁ – geny dál od sebe, častější rekombinace

Morganovo číslo: p = rekombinované gamety / všechny gamety

Batesonovo číslo: c = nerekombinované / rekombinované gamety

 

  • určováním vzdáleností mezi geny na chromozomu lze sestavit chromozomové mapy
    • zachycují vzájemné pořadí genů a jejich relativní vzdálenost
  • pro určení podílu rekombinovaných gamet se užívá metody zpětného křížení hybrida s homozygotně recesivním jedincem
  • uspořádání cis
    • na jednom z homologních chromozomů leží společně dominantní alely
    • na druhém společně recesivní alely (AB, ab)
    • daleko častěji zastoupené gamety AB či ab
    • rekombinantní Ab či aB bude daleko méně časté
  • fáze trans
    • původní sestavy alel na homologních chromozomech dihybrida jsou Ab, aB
      • dominantní alela s recesivní na jednom chromozomu
    • daleko častěji zastoupené gamety Ab či aB
    • rekombinantní AB či ab bude daleko méně časté

Dědičnost kvantitativních znaků

    • KVANTITATIVNÍ ZNAKY = měřitelné
      • kódovány více geny malého účinku (polygeny)
        • polygenní dědičnost – více genů se podílí na utvoření znaku
        • každý samotný gen má pouze minimální fenotypový projev
          • individuální fenotypové účinky těchto genů (minorgenů) se sčítají
      • ovlivňovány faktory životního prostředí
        • stejné genotypy se pak mohou fenotypově lišit
        • např. rostliny rostoucí v různých nadmořských výškách
      • měřitelné
        • např. délka, výška, objem, hmotnost, hodnota krevního tlaku, obsah tuku v mléce, ve svalové tkáni, IQ aj.)
      • mají variabilitu (kontinuální proměnlivost)
        • lze je seřadit od nejmenšího k největšímu, nejlehčího k nejtěžšímu atd.;
        • při dostatečném počtu měření vykazují nejčastěji rozdělení četností podle Gaussovy křivky (tzv. normální rozdělení)
          • nejvíce je průměrných hodnot
          • směrem k extrémům se jejich četnost snižuje

 

  • důležitá znalost HERIABILITY (dědivosti)
    • = hodnota, udávající, do jaké míry je hodnota znaků závislá na genotypu jedince a nakolik je konečná hodnota fenotypu výsledkem působení vnějších faktorů
    • vliv prostředí → nedědičná variabilita
    • vliv genotypu → dědičná variabilita
    • koeficient dědivosti – h 2
      • poměr mezi genovou a celkovou (dědičná + nedědičná) variabilitou
      • kvalitativní znaky – hodnota 1
        • znak je podmíněn pouze genotypem → prostředí nemá na utváření znaku vliv
        • barva květu, rohatost skotu, barva očí
      • kvantitativní znaky – hodnota MENŠÍ NEŽ 1
        • čím více se hodnota blíží nule, tím víc je znak podmíněn prostředím a méně genotypem
        • velikost rostliny, hmotnost plodů a semen, výška člověka
      • význam ve šlechtitelství → výborný znak, ale pokud je hodně ovlivněn prostředím, tak je to na nic
  • při zpětném křížení nelze zjistit poměry podle J.G. Mendela

 

  • Genetická variabilita
    • pro zachování druhových znaků je podstatná dědičnost jednotlivých genů
    • základní podmínka evoluce života
      • možnost změny genetické informace
      • umožnění genetické variability jedince
    • hlavní mechanizmy vzniku genetické variability:
      • segregace vloh do gamet v průběhu redukčního dělení
      • rekombinace jako výsledek procesu crossing-over
      • pohlavnost a pohlavní rozmnožování
      • mutace DNA (genů), chromozomů
    • mutace – změna gen. informace postihující genotyp i fenotyp
    • modifikace – změna gen. informace postihující pouze fenotyp
    • Mutace
      • = dědičná proměnlivost
      • změna genetické informace – změna počtu alel, kvality a kvantity genů
        • spontánní mutace – vznikají nahodile z příčin, které nelze s určitostí vysvětlit
        • indukované mutace – vyvolané působením mutagenů
          • fyzikální mutageny – záření především ionizujícího (α, β, γ, X ) a UV
          • chemické mutageny – široká škála látek
            • aromatické uhlovodíky – v tabákovém kouři a produktech spalování
            • barviva – např. akridinová barviva
            • organická rozpouštědla (toluen, benzín,trichlóretylén)
            • součásti plastů (PCB), hnojiv, herbicidů, insekticidů nebo i léčiv
          • biologické mutageny – určitá skupina virů – onkogenní viry
      • další rozdělení mutací:
        • podle buněk ve kterých vznikly
          • gametické (v pohlavních buňkách)
          • somatické (tělní buňky)
        • podle účinku
          • vitální (příznivé)
          • letální (snížení životaschopnosti, smrt)
        • podle úseku na DNA
          • tiché mutace – v oblasti nekódujících částí DNA (nevíme o nich, nevadí nám)
          • patologické mutace – v oblasti kódujících úseků DNA → problém
      • reparační mechanismy – rozpoznání a opravení poškozené molekuly DNA

 

  • Patologické mutace
    • GENOVÉ MUTACE
      • změna struktury jediného genu (alely)
      • mění se sktruktura DNA, ale nenaruší se celistvost stavby chromozomu
      • bodové – v oblasti jednoho nukleotidu
        • změna v pořadí nukleotidů → změny v proteosyntéze → neumím vytvořit danou bílkovinu
      • vznik: zpravidla jako chyby při replikaci DNA, případně chyby při transkripci a translaci
      • typy:
        • delece – odstranění jednoho či více po sobě následujících párů bází
        • inzerce – včlenění jednoho nebo několika nových párů bází do původní sekvence
        • inverze – převrácení pořadí dvou nebo více po sobě následujících párů bází
        • substituce – záměna jednoho či několika po sobě následujících párů bází páry jinými
      • onemocnění
        • celiakie, fenylketonurie, albinismus
        • srpkovitost červených krvinek
          • v lidském hemoglobinu, se může vyskytnout změna, kdy na šesté pozici místo normálně glutamové kyseliny se objevuje valin
    • CHROMOZOMOVÉ ABERACE
      • nepostihuje samotné geny – mění se celková struktura nebo tvar chromozomu
      • mohou postihovat různě velké segmenty chromozomu
      • mohou být překážkou normálního průběhu meiózy
        • vznikají sterilní gamety nebo neživota schopné zygoty
      • vznik: zlom (resp. zlomy) v určitém místě chromozómu
        • zlomy způsobují vznik fragmentů, které podléhají dalším změnám
      • typy
        • deficience – ztráta koncové části chromozomu
        • delece – ztráta vnitřní části chromozomu
          • Angelmanův syndrom – psychomotorická retardace, zvláštní chůze, veselý výraz, záchvaty smíchu
          • syndrom kočičího mňoukání – anomálie hrtanu (mňoukavé zvuky), mentální retardace, vady srdce
        • duplikace – zdvojení částí chromozomu
          • syndrom kočičích očí-Cat eye –
        • inverze – převrácení úseku chromozomu
        • translokace – přemístění částí chromozomu na jiný chrom.
        • fragmentace – rozpad chromozomu na více částí
    • GENOMOVÉ MUTACE
      • narušení standartního počtu chromozomů
      • Aneuploidie
        • chybné počty jednotlivých chromozomů
        • HYPERPLOIDIE– více chromozomů x HYPOPLOIDIE– méně chromozomů
        • ztráta 1 chromozomu – MONOSOMIE
        • ztráta 2 chromozomů – NULISOMIE
        • navýšení o 1 chromozom – TRISOMIE
        • ztráta v rozsahu nad 5 % genomu nebo naopak zmnožení nad 10 % genomu, je zpravidla neslučitelná se životem
        • změny menšího rozsahu vedou ke vzniku různých tělesných malformací, snížené plodnosti až neplodnosti, infantilizmu, snížení životaschopnosti a u člověka k poruchám psychických vlastností, snížení inteligence apod.
        • frekvence aneuploidií u potomků se výrazně zvyšuje s věkem matek

 

  • gonosomální
    • změny v počtu pohlavních chromozomů
    • ženy
      • X0 – Turnerův syndrom
        • krátký krk, malá postava (140 cm), zakrnělé vaječníky, možné vady srdce, ledvin, normální intelekt, dnes úprava růstu pomocí růstového hormonu, navození dospívaní pomocí hormonů, možnost otěhotnění pomocí umělého oplodnění
      • XXX, XXXX – „superžena“, „nadsamice“
        • omezená plodnost , vzácně mírná mentální retardace, většina případů není diagnostikována pro minimální fenotypový projev
    • muži
      • Y0 – neslučitelné se životem
      • XYY – „supermuž“, „nadsamec“
        • může být vyšší postava, snížená plodnost, vzácně mírná mentální retardace, většina případů není diagnostikována pro minimální fenotypový projev
      • XXY – Klinefelterův syndrom
        • narušený vývoj varlat – neplodnost, vysocí, slabé ochlupení, zvětšené prsní žlázy, úprava projevů pomocí testosteronu

 

  • autosomální
    • změny v počtu tělních chromozomů
    • většinou neslučitelné se životem, příčina zhruba 50% potratů
    • pokud plod přežije – velmi často těžká fyzická a mentální poškození
    • Downův syndrom – trisomie chromozomu č. 21
      • mentální retardace, IQ nejčastěji kolem 50-70, porucha motoriky, snížená plodnost, vrozené srdeční vady
    • Edwardsův syndrom – trizomie chromozómu č. 18
      • nízká porodní váha, malá, abnormálně tvarovaná hlava, srdeční poruchy
    • Patauův syndrom – trizomie chromozómu č. 13
      • mnohočetné vývojové vady, anomáliemi obratlů a mikrocefalií, těžká psychomotorická retardace
      • postižení umírají většinou ještě v kojeneckém věku do 2 měsíců života, 50 % během prvního měsíce
  • Polyploidie
    • počet chromozomových sad překročí dvě
    • jedinec s polyploidními buňkami se označuje polyploid
    • polyploidie je běžná u rostlin (může dokonce způsobovat větší výnosy, protože polyploidi zpravidla dorůstají větších rozměrů)
      • až 70% všech krytosemenných rostlin
      • u kapradin dokonce 95% všech druhů
      • u nahosemenných rostlin je tento jev spíše vzácný (~ 5%).
    • mnoho polyploidnů však najdeme i mezi rybami a obojživelníky, a dokonce i u hlodavců (osmák pouštní a osmák slaništní)
    • u člověka se prakticky nevyskytuje

 

  • Genetika populací
    • POPULACE – soubor jedinců téhož druhu, kteří žijí na určitém území v určitém čase
      • z genetického hlediska jsou spojeny příbuzenskými vztahy (mají společného předka)
      • velká populace – stovky až tisíce jedinců
      • malá populace – desítky jedinců
        • může se objevovat inbreeding – příbuzenské křížení
      • dochází ke zvyšování podílů homozygotů na úkor heterozygotů
      • využívá se ve šlechtitelství
      • genofond populace – soubor všech alel členů populace
      • rozdělení podle výběru partnera při rozmnožování
        • autogamická x panmiktická
          • krajní (čisté možnosti) – reálně existuje množství přechodů

 

  • Populace autogamická
    • rozmnožování samooplozením = autogamie
      • např. samosprašné rostliny
    • homozygotní jedinci produkují vždy opět homozygoty
      • vznikají čisté linie homozygotů
    • heterozygoti produkují 25 % dominantních homozygotů, 50 % heterozygotů a 25 % recesivních homozygotů (dle 2. Mendelova zákona)
    • → v populaci bude vzrůstat četnost homozygotů a klesat četnost heterozygotů (nikdy nevymizí zcela)
  • Populace panmiktická
    • náhodné párování = panmixie
      • např. gonochoristé, cizosprašné rostliny
    • náhodné párování udržuje konstantní poměr mezi jednotlivými genotypy
    • Hardy – Weinbergův zákon
      • vyjadřuje rovnováhu mezi genotypy v populaci
      • p 2 + 2pq + q 2 = 1
        • p… frekvence dominantní alely
        • q… frekvence recesivní alely
      • platí, že p + q = 1 (jiné možnosti alel nejsou)
      • P 2 = zastoupení dominantních homozygotů v populaci
      • 2pg = zastoupení heterozygotů v populaci
      • q 2 = zastoupení recesivních homozygotů v populaci
  • Porušení rovnováhy
    • liší se teoretická frekvence genotypů od frekvence skutečné
    • příčiny:
      • mutace – malá pravděpodobnosti vzniku, v jedné generaci se téměř neprojeví
      • selekce – alely podmiňující výhodné znaky → jejich nositelé mohou mít více potomků
      • migrace – obohacení i ochuzení genofondu příchodem/odchodem jedinců
      • genetický posun = drift – v malých populacích, některé alely nejsou předány z důvodu malého množství rodičů, resp. potomků (neplatí H-W zákon)
        • častější setkání určitých genotypů- posun jejich směrem
        • problém: příbuzenské sňatky (imbreeding) → větší pravděpodobnost vyštěpení genetických chorob

 

  • Genetika člověka
    • = EUGENIKA
    • studium genetiky člověka se výrazně liší od studia dědičnosti jiných organismů
    • omezené možnosti studia
      • dlouhá generační doba (20 – 25 let) – možné zkoumat současně max. 4 generace
      • málo potomků – nelze určit způsob dědičnosti daného znaku na souboru sourozenců
      • sociální faktory – vliv rodiny, spol. postavení, lékařské péče…
      • není možné provádět řízená křížení – člověk nesmí být využitý ke genetickým pokusům
        • porušeno nacisty za 2WW – pokus o vyšlechtění árijské rasy
      • výběr partnera není zcela náhodný
    • metody výzkumu
      • Genealogie
        • sestavení rodokmenu a sledování určitého znaku v několika generacích
      • Gemelilogie
        • výzkum (zejména) jednovaječných dvojčat
        • stejný genotyp (odlišnosti ve fenotypu způsobeny vnějšími faktory)
        • poměr 80 : 1, dvojvaječná jsou až 4× častější
        • jednovaječná – frekvence stálá (cca 0,3 %)
        • dvojvaječná – frekvence se zvyšuje s věkem matky
        • významný koeficient dědivosti
      • Cytogenetika
        • zabývá se studiem karyotypů – sestava a modifikace chromozomů
        • jednotlivé chromozomy lze odlišit pomocí speciálních barvících technik
          • umožní poznat i změny struktury → mutace
        • využívají se k tomu leukocyty, buňky kostní dřeně, nádorové buňky
        • lze vyšetřovat i prenatálně → amniocentóza (odběr plodové vody obsahující odloučené buňky plodu)
        • až 6 % novorozenců má vrozené vývojové vady
          • čtvrtina z nich podmíněna výhradně geneticky
          • přes polovinu multifaktoriální základ (kritické období – první 3 měsíce těhotenství)
      • Výzkum populací
        • náhodně vybraný vzorek určité populace (studium obecných zákonitostí přenosu genů)
        • populace člověka se pokládají za panmiktické (i když ne vždy jsou, ale toto zjednodušení je relativně funkční)
        • běžné je nenáhodné párování – tendence dávat přednost partnerovi s fyzickými, psychickými, sociálními znaky podobnými svým vlastním
        • nejvyšší míra porušení panmixie – příbuzenské sňatky (příbuzenské křížení = inbreeding)
          • v některých zemích velmi časté (Arábie, Indie – až 30 %)
          • vede ke zvýšení frekvence homozygotů v potomstvu → zvýšení nepříznivého působení recesivní alely
        • znalost frekvence alel a odhad heterozygotního zastoupení pomáhá při studiu dědičných onemocnění

 

  • Genetika a lidské zdraví
    • Patologie
      • dědičné choroby
        • podmíněny defektními geny → enzym kódovaný tímto genem má změněnou strukturu → nefunkční → může narušit průběh určité biochemické reakce
        • dispozice
          • jedinec má určitý genetický základ k dané chorobě
          • vyvolávající činitel – působení prostředí (složka potravy, alergen, psychické vytížení…)
          • alergie, neuróza, vysoký krevní tlak, …
        • dědičné choroby – vždy se projeví – důsledek mutací
      • c hromozomální odchylky – viz výše
  • Péče o člověka
    • prekoncepční péče
      • vytváření podmínek pro zdravý vývoj (před samotným početím)
      • genetické poradny 
      • 1 dítě vadné – pravděpodobnost poškození dalších – genetické anamnézy, 
      • prodělané choroby, reprodukční anamnézy (počet potratů apod.) – neovlivnitelné faktory
      • životní styl, užívání léků, strava, zlozvyky, prostředí, zaměstnání – ovlivnitelné faktory
    • prenatální péče
      • pravidelné kontroly u gynekologa – ultrazvuková vyšetření
      • odběry krve – krevní skupiny, krevní obraz, vyloučení některých onemocnění (AIDS, žloutenka), těhotenská cukrovka
      • kontrola složení moči
      • screening v 1. trimestru (13. tt.) – zaměřen zejména na Downův syndrom
      • screening v 2. trimestu (22. tt.)
        • meření bioparametrů (velikost hlavičky, délka stehenní kosti)
        • vyšetření orgánů
        • hledání VVV (vrozených vývojových vad – rozštěpy apod.)
        • umístění placenty,…
      • screening ve 3. semestru (32. tt.) – uložení plodu a placenty, velikost plodu
    • postnatální péče
      • pravidelné lékařské kontroly v určitém věku, očkování atd.

 

  • Lékařská genetika
    • zabývá se studiem lidského genomu
    • umožňuje zjišťovat příčiny dědičných chorob a včas je rozpoznat
    • odhaluje nosiče patologických genů nebo genetických dispozic
    • genetické poradenství – součást preventivní pěče
      • lékař stanoví riziko genetického postižení → při zvýšeném riziku navržena opatření
        • úprava životosprávy, umělé oplodnění, zabránění početí, přerušení těhotenství