Biologie 

Struktury živé buňky



Přidejte svou cenu do databáze

Komentář

Buňky živočichů a rostlin, mnohobuněčné i jednobuněčné, jsou v principu podobné strukturou. Rozdíly v detailech buněčné struktury jsou spojeny s jejich funkční specializací.

Hlavními prvky všech buněk jsou jádro a cytoplazma. Jádro má složitou strukturu, která se mění v různých fázích buněčného dělení nebo cyklu. Jádro nedělící se buňky zaujímá přibližně 10–20 % jejího celkového objemu. Skládá se z karyoplazmy (nukleoplazmy), jednoho nebo více jadérek (jadérek) a jaderné membrány. Karyoplazma je jaderná míza nebo karyolymfa, ve které jsou vlákna chromatinu tvořící chromozomy.

Základní vlastnosti buňky:

  • metabolismus
  • citlivost
  • reprodukční schopnost

Buňka žije ve vnitřním prostředí těla – krvi, lymfě a tkáňovém moku. Hlavními procesy v buňce jsou oxidace a glykolýza – štěpení sacharidů bez kyslíku. Buněčná permeabilita je selektivní. Je určena reakcí na vysoké nebo nízké koncentrace soli, fago- a pinocytózou. Sekrece je tvorba a uvolňování buněk slizu podobných látek (mucin a mukoidy), které chrání před poškozením a podílejí se na tvorbě mezibuněčné látky.

Typy pohybů buněk:

  1. améboidní (pseudopodi) – leukocyty a makrofágy.
  2. posuvné – fibroblasty
  3. bičíkový typ – spermie (cilia a bičíky)

Buněčné dělení:

  1. nepřímé (mitóza, karyokineze, meióza)
  2. přímá (amitóza)

Během mitózy je jaderná látka distribuována rovnoměrně mezi dceřiné buňky, protože Jaderný chromatin je koncentrován v chromozomech, které se rozdělí na dvě chromatidy, které se oddělí na dceřiné buňky.

Struktury živé buňky

Chromozomy

Povinnými prvky jádra jsou chromozomy, které mají specifickou chemickou a morfologickou strukturu. Aktivně se podílejí na metabolismu v buňce a přímo souvisí s dědičným přenosem vlastností z jedné generace na druhou. Je však třeba mít na paměti, že ačkoli dědičnost zajišťuje celá buňka jako jediný systém, zvláštní místo v tom zaujímají jaderné struktury, konkrétně chromozomy. Chromozomy, na rozdíl od buněčných organel, jsou jedinečné struktury vyznačující se konstantním kvalitativním a kvantitativním složením. Nemohou se navzájem nahradit. Nerovnováha v chromozomálním komplementu buňky nakonec vede k její smrti.

Cytoplazma

Cytoplazma buňky vykazuje velmi složitou strukturu. Zavedení technik tenkých řezů a elektronové mikroskopie umožnilo vidět jemnou strukturu základní cytoplazmy. Bylo zjištěno, že se skládá z paralelních složitých struktur ve formě desek a tubulů, na jejichž povrchu jsou drobné granule o průměru 100–120 Å. Tyto útvary se nazývají endoplazmatický komplex. Tento komplex zahrnuje různé diferencované organely: mitochondrie, ribozomy, Golgiho aparát, v buňkách nižších živočichů a rostlin - centrosom, u živočichů - lysozomy, v rostlinách - plastidy. Kromě toho cytoplazma odhaluje řadu inkluzí, které se podílejí na metabolismu buňky: škrob, tukové kapičky, krystaly močoviny atd.

Membrána

Buňka je obklopena plazmatickou membránou (z latinského „membrána“ - kůže, film). Jeho funkce jsou velmi rozmanité, ale hlavní je ochranná: chrání vnitřní obsah buňky před vlivy vnějšího prostředí. Díky různým výrůstkům a záhybům na povrchu membrány jsou buňky mezi sebou pevně spojeny. Membrána je prostoupena speciálními proteiny, kterými se mohou pohybovat určité látky potřebné pro buňku nebo z ní odstraněné. Metabolismus tedy probíhá přes membránu. Navíc, co je velmi důležité, látky procházejí membránou selektivně, díky čemuž je v buňce zachován požadovaný soubor látek.

U rostlin je plazmatická membrána na vnější straně pokryta hustou membránou sestávající z celulózy (vlákna). Plášť plní ochranné a podpůrné funkce. Slouží jako vnější rám buňky, dává jí určitý tvar a velikost, zabraňuje nadměrnému otoku.

Jádro

Nachází se ve středu buňky a je oddělena dvouvrstvou membránou. Má kulovitý nebo protáhlý tvar. Skořápka - karyolemma - má póry nezbytné pro výměnu látek mezi jádrem a cytoplazmou. Obsah jádra je tekutý – karyoplazma, která obsahuje hustá tělíska – jadérka. Vylučují granule – ribozomy. Převážnou část jádra tvoří jaderné proteiny - nukleoproteiny, v jadérkách - ribonukleoproteiny a v karyoplazmě - deoxyribonukleoproteiny. Buňka je pokryta buněčnou membránou, která se skládá z proteinových a lipidových molekul, které mají mozaikovou strukturu. Membrána zajišťuje výměnu látek mezi buňkou a mezibuněčnou tekutinou.

EPS

Jedná se o systém tubulů a dutin, na jejichž stěnách jsou ribozomy, které zajišťují syntézu bílkovin. Ribozomy mohou být volně umístěny v cytoplazmě. Existují dva typy EPS – drsný a hladký: na hrubém EPS (neboli zrnitém) je mnoho ribozomů, které provádějí syntézu proteinů. Ribozomy dodávají membránám jejich drsný vzhled. Hladké ER membrány nenesou na svém povrchu ribozomy, obsahují enzymy pro syntézu a rozklad sacharidů a lipidů. Hladký EPS vypadá jako systém tenkých trubek a nádrží.

Ribozomy

Malá tělesa o průměru 15–20 mm. Syntetizují molekuly bílkovin a sestavují je z aminokyselin.

Mitochondrie

Jedná se o dvoumembránové organely, jejichž vnitřní membrána má výběžky - cristae. Obsah dutin je matricový. Mitochondrie obsahují velké množství lipoproteinů a enzymů. To jsou energetické stanice buňky.

Plastidy (charakteristické pouze pro rostlinné buňky!)

Jejich obsah v buňce je hlavním znakem rostlinného organismu. Existují tři hlavní typy plastidů: leukoplasty, chromoplasty a chloroplasty. Mají různé barvy. Bezbarvé leukoplasty se nacházejí v cytoplazmě buněk nezbarvených částí rostlin: stonky, kořeny, hlízy. Mnoho jich je například v hlízách brambor, ve kterých se hromadí škrobová zrna. Chromoplasty se nacházejí v cytoplazmě květů, plodů, stonků a listů. Chromoplasty poskytují rostlinám žluté, červené a oranžové barvy. Zelené chloroplasty se nacházejí v buňkách listů, stonků a dalších částech rostliny a také v různých řasách. Chloroplasty mají velikost 4-6 mikronů a často mají oválný tvar. U vyšších rostlin obsahuje jedna buňka několik desítek chloroplastů.

Zelené chloroplasty se dokážou přeměnit na chromoplasty - proto listy na podzim žloutnou a zelená rajčata se zbarvují do červena, když dozrávají. Leukoplasty se mohou přeměnit na chloroplasty (zelenání hlíz brambor na světle). Chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty jsou tedy schopny vzájemného přechodu.

Hlavní funkcí chloroplastů je fotosyntéza, tzn. V chloroplastech se na světle syntetizují organické látky z anorganických díky přeměně sluneční energie na energii molekul ATP. Chloroplasty vyšších rostlin jsou velké 5-10 mikronů a svým tvarem připomínají bikonvexní čočku. Každý chloroplast je obklopen dvojitou membránou, která je selektivně propustná. Vnější strana je hladká membrána a vnitřek má složenou strukturu. Hlavní strukturní jednotkou chloroplastu je tylakoid, plochý dvoumembránový vak, který hraje vedoucí roli v procesu fotosyntézy. Tylakoidní membrána obsahuje proteiny podobné mitochondriálním proteinům, které se účastní elektronového transportního řetězce. Tylakoidy jsou uspořádány do hromádek připomínajících hromádky mincí (10 až 150) nazývaných grana. Grana má složitou strukturu: chlorofyl se nachází ve středu, obklopený vrstvou bílkovin; pak je tu vrstva lipoidů, opět protein a chlorofyl.

golgiho komplex

Jedná se o systém dutin ohraničených od cytoplazmy membránou a může mít různé tvary. Hromadění bílkovin, tuků a sacharidů v nich. Provádění syntézy tuků a sacharidů na membránách. Tvoří lysozomy.

Hlavním konstrukčním prvkem Golgiho aparátu je membrána, která tvoří balíčky zploštělých cisteren, velkých a malých váčků. Cisterny Golgiho aparátu jsou spojeny s kanály endoplazmatického retikula. Proteiny, polysacharidy a tuky produkované na membránách endoplazmatického retikula se přenášejí do Golgiho aparátu, hromadí se v jeho strukturách a jsou „zabaleny“ ve formě látky, připravené buď k uvolnění, nebo k použití v buňce samotné během jeho život. Lysozomy se tvoří v Golgiho aparátu. Kromě toho se podílí na růstu cytoplazmatické membrány, například při dělení buněk.

Lysozomy

Tělesa oddělená od cytoplazmy jedinou membránou. Enzymy, které obsahují, urychlují rozklad složitých molekul na jednoduché: bílkoviny na aminokyseliny, složité sacharidy na jednoduché, lipidy na glycerol a mastné kyseliny a také ničí odumřelé části buňky i celé buňky. Lysozomy obsahují více než 30 druhů enzymů (bílkovinných látek, které zvyšují rychlost chemických reakcí desetinásobně a statisíckrát) schopných štěpit bílkoviny, nukleové kyseliny, polysacharidy, tuky a další látky. Rozklad látek pomocí enzymů se nazývá lýza, odtud název organely. Lysozomy se tvoří buď ze struktur Golgiho komplexu, nebo z endoplazmatického retikula. Jednou z hlavních funkcí lysozomů je účast na intracelulárním trávení živin. Kromě toho mohou lysozomy zničit struktury samotné buňky při její smrti, během embryonálního vývoje a v řadě dalších případů.

Vakuoly

Jsou to dutiny v cytoplazmě vyplněné buněčnou mízou, místo akumulace rezervních živin a škodlivých látek; regulují obsah vody v buňce.

Buněčné centrum

Skládá se ze dvou malých tělísek – centrioly a centrosféry – kompaktního úseku cytoplazmy. Hraje důležitou roli při dělení buněk

Organoidy pohybu buněk

  1. Bičíky a řasinky, což jsou buněčné výrůstky a mají stejnou strukturu u zvířat a rostlin
  2. Myofibrily jsou tenká vlákna delší než 1 cm o průměru 1 mikron, umístěná ve svazcích podél svalového vlákna
  3. Pseudopodie (plní funkci pohybu, díky nim dochází ke svalové kontrakci)

Podobnosti mezi rostlinnými a živočišnými buňkami

Mezi vlastnosti rostlinných a živočišných buněk, které jsou podobné, patří následující:

  1. Podobná struktura systému struktury, tzn. přítomnost jádra a cytoplazmy.
  2. Metabolický proces látek a energie je v principu podobný.
  3. Živočišné i rostlinné buňky mají membránovou strukturu.
  4. Chemické složení buněk je velmi podobné.
  5. Rostlinné a živočišné buňky procházejí podobným procesem buněčného dělení.
  6. Rostlinné a živočišné buňky mají stejný princip přenosu kódu dědičnosti.

Významné rozdíly mezi rostlinnými a živočišnými buňkami

Kromě obecných rysů struktury a životně důležité činnosti rostlinných a živočišných buněk existují také zvláštní charakteristické rysy každé z nich.

Můžeme tedy říci, že rostlinné a živočišné buňky jsou si navzájem podobné v obsahu některých důležitých prvků a některých životně důležitých procesů a mají také významné rozdíly ve struktuře a metabolických procesech.