Biológia bunky - všeobecná štruktúra bunky

Typy buniek

1. Prokaryotická – vývojovo staršia, má jednoduchšiu stavbu, baktérie, sinice a archeóny
2. Eukaryotická bunka – vývojovo mladšia, má zložitejšiu stavbu, bunka jednobunkových aj mnohobunkových živočíchov a rastlín

Všeobecná štruktúra eukaryotickej bunky:

Charakteristická vlastnosť eukaryotických buniek je prítomnosť membránového systému – vnútorný priestor je rozčlenený membránami na funkčné celky. Prítomnosť membrán je podmienkou metabolickej aktivity bunky.

Bunkové organely rozdeľujeme do 5 skupín

1. bunkové povrchy
2. cytoplazma
3. membránové organely
4. nemembránové organely – fibrilárne (vláknité) organely
5. neživé súčasti bunky – bunkové inklúzie

1) Bunkové povrchy

1. Cytoplazmatická membrána (plazmaléma) oddeľuje bunku od vonkajšieho prostredia, má štruktúru biologickej membrány, je semipermeabilná (voľne je priepustná len pre vodu)
2. Bunková stena – nachádza sa nad cytoplazmatickou membránou buniek rastlín, húb a baktérií.Slúži ako mechanická podpora (jej hlavnou zložkou je celulóza, podieľa sa na udržiavaní pevného tvaru buniek) a ochrana bunky, je voľne priepustná pre všetky látky

2) Cytoplazma (cytosól)

• tvorí prostredie pre život a metabolickú aktivitu bunky, neustále prebieha výmena látok a energie medzi bunkou a vonkajším prostredím. Je to koloidný roztok anorganických a organických látok.

3) Membránové organely

1. Bunkové jadro (nucleus, karyon) je riadiace a reprodukčné centrum bunky, je nositeľom genetickej informácie bunky, majú ho všetky eukaryotické bunky s výnimkou niektorých vysokošpeciali­zovaných buniek (napr. červené krvinky).

Štruktúra jadra:

1. jadrový obal – je tvorený dvomi membránami, z ktorých vonkajšia nadväzuje na ostatné membránové organely. V obale sú otvory – jadrové póry, prostredníctvom ktorých jadro komunikuje s cytoplazmou (pravdepodobne nie sú voľne priepustné).
2. jadrová hmota – tvorí ju:
   1. chromatín – pozostáva z DNA a bielkovín
   2. jadierko (nucleolus) – nie je to stála štruktúra, počas bunkového delenia sa stráca – miesto syntézy prekurzorov rRNA

2. Endoplazmatické retikulum – systém vnútrobunkových kanálikov ohraničených membránami.

Existujú dve formy

1) drsné (granulované) ER – obsahuje naviazané ribozómy, tvorba bielkovín.
2) hladké ER – je bez ribozómov, jeho funkciou je syntéza lipidov, vitamínu D a tvorba niektorých bunkových organel a štruktúr, taktiež slúži na vnútrobunkový a medzibunkový transport látok.

3. Golgiho aparát – súbor všetkých diktyozómov v bunke (diktyozóm – súbor mechúrikov a cisterien lokalizovaných v blízkosti jadra a endoplazmatického retikula).

Funkcie

1) syntetická – postsyntetická úprava produktov syntetizovaných v ER.
2) sekrečná – úprava látok do takej podoby, aby mohli byť vylúčené z bunky. V živočíšnych bunkách sa podieľa na tvorbe lyzozómov a hydrolytických enzýmov.

4. Mitochondrie – organely aeróbneho metabolizmu, sú energetickým centrom bunky, pretože na ich vnútornej membráne sú lokalizované enzýmy dýchania.

Stavba

a) matrix – vypĺňa vnútro mitochondrie, sú v nej lokalizované rôzne enzýmy, ribozómy a mitochomdriálna DNA, ktorá je podobná prokaryotickej DNA
b) vnútorná membrána – je zriasnená, vytvára záhyby (mitochondriálne kristy), integrálne proteíny vnútornej membrány predstavujú systém prenášačov vodíka a elektrónov, čím vzniká energia
c) vonkajšia membrána – je hladká
e) Plastidy – typické štruktúry rastlinných buniek, obsahujú farbivá.

Podľa obsahu prevládajúcich farbív ich delíme na tri skupiny

1. leukoplasty – sú bezfarebné, hromadia sa v nich zásobné látky
2. chromoplasty – sú buď žlté (obsahujú xantofyly) alebo červené (obsahujú karotenoidy)
3. chloroplasty – sú zelené – obsahujú fotosyntetický pigment (chlorofyl)

Štruktúra chloroplastu

a) obal – zložený z dvoch membrán
b) matrix (stróma) – ohraničená vnútornou membránou, obsahuje vlastnú DNA
c) systém tylakoidov – ploché vačky vzniknuté odškrcovaním od vnútornej chloroplastovej membrány Mitochondrie a plastidy sú označované ako semiautonómne organely, ktoré majú vlastnú DNA (syntetizujú vlastné proteíny), sú ohraničené dvojitou membránou, prebieha v nich energetický metabolizmus a predpokladá sa ich symbiotický pôvod pri evolúcii bunky.

6. Vakuoly – typická štruktúra rastlinných buniek, výnimočne aj v živočíšnych bunkách (napr. prvoky majú potravové alebo pulzujúce vakuoly). Sú vyplnené bunkovou šťavou, membrána odďeľujúca vakuolu od cytoplazmy sa nazýva tonoplast.

Funkcie

1. podmieňujú vnútrobunkový tlak – turgor
2. sú zásobárňou látok
3. podieľajú sa na lytických (rozkladných procesoch)
4. Lyzozómy – sú typické štruktúry živočíšnych bunkiek, obsahujú veľké množstvo hydrolytických enzýmov – zabezpečujú vnútrobunkové trávenie.

4) Nemembránové – fibrilárne organely:

Základ tvorí vláknitá štruktúra, ktorá obsahuje:

1. Mikrotubuly – dodávajú bunke pevnosť
2. Mikrofilamenty – sú schopné kontrakcie

1. Cytoskelet – dynamická kostra bunky.

Funkcie

1. mechanická – udržiava tvar bunky
2. podporná – zabezpečuje priestorové rozloženie organel

2. Chromozóm – je súčasťou jadra bunky, nukleoproteínová častica zložená z DNA a bielkovín – histónov, predstavuje miesto uloženia genetickej informácie.
3. Mitotický aparát – dôležitá štruktúra bunkového delenia, zabezpečuje presné rozdelenie chromozómov do dcérskych buniek počas bunkového delenia. Tvorí ho deliace vretienko a centriola.
4. Ribozómy – zrnité nukleoproteínové častice, ktoré sú bohaté na RNA, viažú sa na mRNA a prostredníctvom informácie v nej zapísanej sa na nich

Ak je na m RNA pripojených niekoľko ribozómov, vzniká polyzóm m RNA

5) Neživé súčasti bunky (bunkové inklúzie)

Štruktúry, v ktorých sa hromadia rôzne látky (odpadové aj rezervné) v kryštalickej forme, nemajú metabolickú aktivitu.

Všeobecná štruktúra prokaryotickej bunky

Základná vlastnosť prokaryotickej bunky je, že nemá membránový systém, nemá teda membránové organely.

Štruktúra eukaryotickej bunky:

1. Cytoplazmatická membrána – je jedinou membránou v prokaryotickej bunke, keďže prokaryotická bunka nemá mitochondrie, sú v nej lokalizované enzýmy dýchania a fotosyntetické pigmenty (asimilačné farbivo bakteriochlorofyl), má teda metabolickú aktivitu. Ďalšou funkciou je príjem a výdaj látok – je selektívne priepustná.
2. Bunková stena – má rovnaké funkcie ako v eukaryotickej bun­ke.
3. Cytoplazma – má rovnaké funkcie ako v eukaryotickej bun­ke.
4. Jadro – od eukaryotického jadra sa odlišuje dvomi vlastnosťami:
   1. tvorí ho len jedna kruhová molekula DNA – nemá chromozómy
   2. od cytoplazmy nie je oddelené jadrovou membránou – je voľne uložené v cytoplazme – preto sa nazýva aj difúzne jadro
5. Ribozómy (prokaryotické ribozómy) – sú iné ako eukaryotické, ale funkciu plnia rovnakú.
6. Bunkové inklúzie – plnia rovnaké funkcie ako v eukaryotickej bunke (hromadia zásobné, ale aj odpadové látky)

Výnimku v stavbe prokaryotickej bunky predstavujú fotosyntetizujúce baktérie a sinice, pri ktorých sa odškrtením a vychlípením povrchovej membrány vytvoril systém tylakoidov – ide však o voľné tylakoidy, nie o pravý plastid.