Věda studuje strukturu buněk a životní procesy, které v nich probíhají. cytologie.
Buňka je nejmenší strukturální jednotkou živého organismu, která má všechny znaky života: metabolismus a energii, samoregulaci, dráždivost, samoreprodukci atd.
Buňky různých organismů a dokonce i různé tkáně téhož organismu se liší tvarem, velikostí, funkcí a strukturou. Navzdory veškeré rozmanitosti však mají mnoho společného. V každé buňce lze rozlišit tři hlavní části: povrchový aparát, cytoplazmu s organelami a jaderný aparát.
Podívejme se na strukturu eukaryotických buněk.
Buněčné jádro
Vytvořené jádro je přítomno pouze v eukaryotických buňkách. Obvykle jsou buňky mononukleární, ale existují i mnohojaderné (vlákna pruhovaného svalstva, buňky některých hub, nálevníci atd.). Některé specializované buňky během vývoje ztrácejí jádro a s ním i schopnost rozmnožování (sítové trubice rostlin, erytrocyty savců).
Ve většině buněk má jádro kulatý tvar. Je zvenku pokryto. dvojitá membránová skořepina (karyolemma). Ribozomy se mohou nacházet na vnější membráně; na některých místech přechází do endoplazmatického retikula. Membrána má četné póry, kterými ionty, nukleotidy, proteiny a ATP vstupují z cytoplazmy do jádra a částice ribozomů a molekuly RNA vystupují z jádra do cytoplazmy.
Jádro je vyplněno gelovitou látkou, tzv. jaderná šťáva nebo karyoplazmaV karyoplazmě se nacházejí chromatin и jadérka.
Chromatin tvořené molekulami DNA spojenými se speciálními proteiny. Když se buňka dělí, chromatinová vlákna se stočí do spirály a vytvoří chromozomy.
Jadérka — hustá, kulovitá tělíska uvnitř jádra, která nejsou ohraničena membránou. Buněčné jádro může obsahovat jedno nebo více jadérek. Zde se syntetizuje RNA a tvoří se ribozomy. Jadérka lze pozorovat pod mikroskopem mezi buněčnými děleními a na začátku dělení se ničí.
Funkce jádra: ukládání, reprodukce a přenos genetické (dědičné) informace; řízení buněčné aktivity.
Cytoplazma a organely
Základem buňky je cytoplazma.
Cytoplazma je vnitřní prostředí buňky, ve kterém se nacházejí všechny intracelulární struktury a probíhají metabolické procesy.
Cytoplazma eukaryotických buněk je prostoupena trojrozměrnou sítí proteinových filament, tzv. cytoskeletSkládá se z mikrotubulů, intermediárních filament a mikrofilament.
Cytoskelet slouží jako mechanická kostra buňky, která jí umožňuje udržovat její tvar. Součásti cytoskeletu určují pohyb organel uvnitř buňky a pohyb cytoplazmy a koordinují buněčné dělení.
Všechny buňky mají ribozomy – nemembránové organely zapojené do biosyntézy bílkovin. Každý ribozom se skládá z velké a malé podjednotky, které jsou tvořeny rRNA a molekulami bílkovin. Podjednotky ribozomů se spojují pouze za účelem sestavení molekuly bílkovin. Ribozomy se mohou volně nacházet v cytoplazmě nebo být připojeny k membránám endoplazmatického retikula a vnější jaderné membrány.
Endoplazmatické retikulum (EPS) — systém membránových dutin a kanálků, které prostupují celou cytoplazmou. Existuje hladký ER a granulární neboli drsný ER. K povrchu drsného ER jsou připojeny ribozomy.
Funkce ER: dělí cytoplazmu na kompartmenty; zajišťuje syntézu bílkovin, sacharidů a lipidů; transportuje látky uvnitř buňky.
Rýže. (2)Endoplazmatické retikulum
Látky syntetizované v buňce jsou transportovány ER kanály do Golgiho komplexu.
Golgiho aparát (komplex) tvořena membránovými cisternami a vezikuly a nachází se v blízkosti jádra.
Funkce Golgiho komplexu: akumulace látek a jejich balení v membránových váčcích; sestavování komplexních organických sloučenin (glykolipidů, lipoproteinů atd.); tvorba lysozomů.
Lysozomy – Jsou to jednoblánové váčky naplněné trávicími enzymy.
Funkce lysozomů: rozklad bílkovin, sacharidů, lipidů a nukleových kyselin; rozklad nepotřebných organel (autofagie); sebezničení buňky (autolýza).
Mitochondrie — dvoumembránové organely, které se účastní buněčného dýchání a dodávají buňce energii uloženou v adenosintrifosfátu (ATP). ATP slouží jako hlavní zdroj energie pro všechny procesy, které v buňce probíhají.
Počet mitochondrií v buňkách se může lišit: od jedné do několika tisíc. Obzvláště početné jsou v buňkách, jejichž fungování je spojeno s velkým výdejem energie (například ve svalových vláknech).
Vnější membrána mitochondrií je hladká a propustná pro různé látky. Vnitřní membrána je méně propustná a tvoří kristy (záhyby). Mezi oběma membránami je mezimembránový prostor.
Vnitřní membrána obsahuje enzymy, které se s využitím své energie podílejí na oxidaci živin a syntéze ATP.
Uvnitř je mitochondrie vyplněna polotekutou matricí. Obsahuje ribozomy, kruhové molekuly DNA, všechny typy RNA, stejně jako proteiny, aminokyseliny a další látky. Přítomnost vlastní DNA poskytuje mitochondriím schopnost nezávislé reprodukce.
Existuje hypotéza o symbiotickém původu mitochondrií. Někteří vědci se domnívají, že mitochondrie jsou bakterie, které kdysi parazitovaly v eukaryotických buňkách a poté se proměnily v nejdůležitější organely.
Funkce mitochondrií: realizace kyslíkové fáze buněčného dýchání; zásobování buňky energií ve formě ATP.
Povrchový aparát jakékoli buňky nutně zahrnuje plazmatická membrána, oddělující buňku od vnějšího prostředí a zajišťující selektivní transport látek.
V buňkách všech živých organismů je membrána tvořena dvojitou vrstvou fosfolipidů, ve které se nacházejí molekuly bílkovin: periferní proteiny jsou na povrchu a integrální proteiny prostupují oběma lipidovými vrstvami.
Rýže. (5)Plazmatická membrána
Molekuly některých proteinů tvoří kanály, kterými jsou malé částice, jako jsou ionty draslíku, sodíku a vápníku, transportovány do buňky nebo z ní.
Velké částice vstupují do buňky skrz fagocytóza nebo pinocytóza.
Fagocytóza — je absorpce pevných částic buňkou. Buněčná membrána obklopuje částici potravy a ta končí uvnitř buňky. Tento proces je u rostlin nemožný, protože jejich buňky mají hustou buněčnou stěnu z celulózy.
Pinocytóza – je absorpce kapek tekutiny. Probíhá stejným způsobem jako fagocytóza.
Když živiny vstoupí do buňky, fagocytární nebo pinocytární váček se spojí s lysozomem. Tam dochází k rozkladu absorbovaných látek na jednoduché molekuly.
