Prednáška 4

Komunikácia medzi bunkami ako základ bunkovej diferenciácie

Bunková diferenciácia počas ontogenézy

Ako vzniká z jednej oplodnenej zygóty 350 rôznych bunkových typov?

Vonkajšie faktory:

ŽivinyRastové faktoryTeplota…

Vnútorné faktory

Štádium bunkového cykluGenotypPoškodenie DNAMetabolický stavBunková línia…

Delenie

Kľudové štádium

Starnutie

Apoptóza

Bunka ako výpočtová jednotka

Diferenciácia

Štyri základné bunkové aktivity

Delenie Diferenciácia

Pohyb-migráciaSignalizácia

Sú bunky v kolónií baktérií uniformné?

http://www.youtube.com/watch?v=gEwzDydciWc&NR=1

Bakteriálne bunky sú schopné diferenciácieendospóra

Bakteriálne bunky sú schopné diferenciácie

Anabaena cylindrica

eutrofikácia

VB, Vegetatívne b.HC, HeterocystaS, Spóra

VBS

HC

Sadava a kol. (2007). Life: The Science of Biology. Sinnauer Ass.

Bakteriálne bunky sú schopné diferenciácie

Sadava a kol. (2007). Life: The Science of Biology. Sinnauer Ass.

Chlamýdie

Elementárne telieska pred fagocytózou

Retikulárne telieska po fagocytóze

Reorganizácia do elementárnych t.

Bakteriálne kolónie ako model mnohobunkového organizmu

Kolónie Paenibacillus dendritiformis sú diferencované útvary

E. Ben-Jacob Tel Aviv University

Bunková diferenciácia na úrovni kvasinkových kolónií

Palková, Z. (2005). EMBO Reports 5: 470-476

Bunková diferenciácia na úrovni kvasinkových kolónií

Palková, Z. (2005). EMBO Reports 5: 470-476

Bunková diferenciácia na úrovni kvasinkových kolónií

Palková, Z. (2005). EMBO Reports 5: 470-476

Kvasinkové mikroorganizmy ako model bunkovej diferenciácie

Bunková diferenciácia kvasiniek

↓dusík

bipolárny rast unipolárny rast

Diferenciácia kvasinkových patogénov je ich nástrojom pri napádaní hostiteľa (Candida albicans)

Bunky kvasiniek dokážu komunikovať aj na veľké vzdialenosti

1.5 cm

„Hmat“ u mikroorganizmov ako nástroj komunikácie

http://www.youtube.com/watch?v=YKhnHjEd-3s&feature=player_embedded#at=30

Dubey, C.P., Ben-Yehuda, S. (2011). Intercellular Nanotubes Mediate Bacterial Communication. Cell 144: 590-600.

P Rørth Science 2014;343:848-849 Published by AAAS

„Hmat“ je univerzálny nástroj komunikácie buniek

cytonémy

Nanotubuly fyzicky spájajjú susediace bunky

Zhang, Y. Tunneling-nanotube: A new way of cell-cell communication Communicative & Integrative Biology 4:3, 324-325; May/June 2011;

Mikroorganizmy sa v prírode často vyskytujú vo forme biofilmov

Sadava a kol. (2007). Life: The Science of Biology. Sinnauer Ass.

Dictyostelium discoideum –jednoduchý model bunkovej diferenciácie

agregácia „slimák“

„Stonka“„Stonka“

↓Živiny

Dictyostelium discoideum –jednoduchý model bunkovej diferenciácie

https://www.youtube.com/watch?v=5h8WOWEqP6o

Brock et al. Nature 469,393-396 (2011)

Dictyostelium discoideum vykazuje náznaky triviálneho „poľnohospodárstva“

http://www.youtube.com/watch?v=tpdIvlSochkhttp://www.youtube.com/watch?v=5h8WOWEqP6o

Produkcia „autoinduktora“

Indukcia odpovede susedov

Špecifická odpoveď bunkovej populácie

Koordinované správanie buniek u Dictyostelium discoideum

AGREGÁCIA

„Quorum sensing“: univerzálny spôsob komunikácie mikroorganizmov

Produkcia „autoinduktora“

Indukcia odpovede susedov

Špecifická odpoveď bunkovej populácie

Bioluminiscencia

Samoorganizácia príslušníkov kolónie sociálneho hmyzu je regulovaná podobnými princípmi, ako samoorganizácia populácie buniek mikroorganizmov

http://www.ibiology.org/ibioseminars/evolution-ecology/deborah-m-gordon-part-1.html

Acetabularia crenulata (mermaid's wineglass), je jedným z najväčších jednobunkových organizmov

5 cm

1 cm

rizoid

http://www.science-projects.com/Acetabularia.htm

Rôzne kmene Acetabularia sa odlišujú morfológiou

http://www.science-projects.com/Acetabularia.htm

Dekapitácia Acetabularia odhalila, že ‘materiál’ zabezpečujúci regeneráciu bunky sa nachádza v rizoide

http://www.science-projects.com/Acetabularia.htm

Hämmerling, J. 1953. Nucleo-cytoplasmic relationships in the development of Acetabularia. J. Intern. Rev. Cytol. 2: 475-498.

Hämmerlingove experimenty s Acetabularia sú príkladom komunikácie jadra a cytoplazmy pri bunkovej diferenciácii