Bunka a bunkové organely
Bunka a bunkové organely
Eukaryotická bunka tvorí telo prvokov, rastlín, živočíchov, húb, rias. Má dokonalejšiu stavbu ako prokaryotická bunka, pretože vnútorný priestor má rozdelený biomembránami na štruktúrne a funkčné celky.
V rámci stavby sa rozlišujú:
I.) Bunkové povrchy:
a) Bunková stena
Je prítomná len u rastlinných buniek, buniek húb a baktérií. U nich je tvorená z celulózy, chitínu, alebo mureínu. Len niektoré rastliny môžu mať bunkovú stenu inkrustovanú anorganickými látkami - SiO2 (prasličky) alebo CaCO3 (chary). Komunikáciu cez hrubé bunkové steny rastlín zabezpečujú kanáliky - plazmodezmy.
Živočíšne bunky sú nahé bunky, bez bunkovej steny. Pod bunkovou stenou sa nachádza cytoplazmatická membrána.
Funkcia bunkovej steny:
- mechanická (určuje pevnosť, tvar)
- ochranná (určitá hrúbka)
- priepustnosť (permeabilita)
- dôležitá pri delení bunky (cytokinéze) - po jej odstránení bunka nie je schopná deliť sa
b) Cytoplazmatická membrána (plazmalema)
Je prítomná u všetkých buniek.
Funkcia cytoplazmatickej membrány:
- obsahuje receptory na zachytávanie signálov z vonkajšieho prostredia
- oddeľuje bunku od okolia a vytvára tak osmotickú bariéru
- umožňuje transport látok
- je miestom prepúšťania len niektorých látok, je semipermeabilná (polopriepustná) Táto vlastnosť je základnou nevyhnutnosťou, inak by všetky rozpustené látky unikali z bunky do okolia a vnútorné zloženie by bolo rovnaké ako v okolí bunky. Po usmrtení bunky sa táto vlastnosť cytoplazmatickej membrány stráca.
Cytoplazmatická membrána je biomembrána, ktorá má rovnakú štruktúru ako iné membránové organely v bunke.
Biomembrána predstavuje dynamický systém, v ktorom je neustály pohyb jednotlivých molekúl. Umožňujú to slabé nekovalentné väzby a vodíkové mostíky. Biomembrána je často označovaná aj ako systém fluidnej mozaiky. Má hrúbku 7,5 nm.
Stavba biomembrány:
- dvojvrstva fosfolipidov
- jedna vrstva bielkovín, ktoré sú dvojaké: integrálne bielkoviny – zabezpečujú pevnosť a periférne (penetrujúce) bielkoviny zabezpečujú aktívny transport látok cez membránu
- glykokalix – sacharidový plášť na povrchu (tvorený z oligosacharidov)
II.) Cytoplazma (cytosol)
Predstavuje koloidnú sústavu rozličných organických a anorganických látok (75 - 80% voda + látky). Ide o viskózny roztok, ktorý vytvára vnútorný obsah bunky. Prebieha v nej mnoho metabolických reakcií, výmena látok a energie. Sú v nej uložené bunkové organely.
III.) Membránové štruktúry:
a) Jadro (lat. NUCLEUS, gr. KARYON)
Je riadiacim, koordinačným a reprodukčným centrom bunky. Vyskytuje sa u všetkých buniek s výnimkou niektorých špecializovaných buniek (napr.: erytrocyty stavovcov, sítkovice rastlín). Väčšinou býva uložené v strede, ale staršie bunky ho majú zatlačené na okraj bunky.
Stavba jadra:
- karyoléma – jadrová membrána s jadrovými pórmi
- karyoplazma – vnútorný obsah jadra (90% DNA + bielkoviny), formujú sa z nej chromozómy
Stavba jadra (1. jadierko, 2. jadrová membrána, 3. jadrové póry, 4. karyoplazma 5. chromozómy)
b) Jadierko (NUCLEOLUS)
Je prítomné v jadre a počas jadrového delenia sa stráca. Produkuje rRNA (ribozómovú ribonukleovú kyselinu).
c) Endoplazmatické retikulum
Ide o systém sploštených mechúrikov a vačkov navzájom pospájaných.
Formy endoplazmatického retikula:
- hladké - je tvorené len biomembránami, ktoré produkujú lipidy a vitamín D
- drsné (zrnité, granulované) – na membránach sú viazané ribozómy a preto je jeho funkcia dôležitá pre syntézu bielkovín
Funkcia:
- zabezpečuje vnútrobunkový a medzibunkový transport látok
- podieľa sa na tvorbe bunkových organel (pred každým delením bunky sa znásobuje počet bunkových organel a membrány na ich tvorbu poskytuje endoplazmatické retikulum)
d) Golgiho aparát
Predstavuje sústavu navzájom prepojených sploštených mechúrikov a kanálikov. Stredná a najväčšia časť je označovaná ako diktyozóm, z ktorého sa postupne oddeľujú menšie mechúriky – vezikuly.
Funkcia:
- syntetická (produkcia enzýmov, tvorba pektínov – cukrov)
- sekrečná (úprava nasyntetizovaných látok vylučovaných bunkou)
Endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát sú centrá syntézy dôležitých látok.
e) Mitochondrie
Predstavujú oválne až vláknité útvary. Sú energeticko – metabolicko – respiračnými centrami buniek. Najmä svalové bunky obsahujú veľké množstva týchto bunkových štruktúr, pretože sú náročné na vysokú spotrebu energie.
Stavba:
- vonkajšia membrána - na povrchu hladká
- vnútorná membrána – vo vnútornom priestore vytvára priehradky (kristy), na ktorých sú lokalizované enzýmy dýchacieho reťazca
- matrix - vnútorný priestor vyplnený mitochondriálnou DNA a ribozómami
Stavba mitochondrie (1. vonkajšia membrána, 2. vnútorná membrána, 3. kristy, 4. matrix)
Teória endosymbiózy hovorí o tom, že niekedy boli mitochondrie samostatné jednobunkové organizmy, ktoré sa prispôsobili symbióze vo vnútri bunky.
f) Plastidy
Sú prítomné len v rastlinných bunkách. Obsahujú farbivá alebo zásobné látky.
Typy plastidov:
- chloroplasty - obsahujú asimilačné pigmenty – chlorofyly (zelené farbivá)
- chromoplasty - obsahujú karotenoidy (červené farbivá) a xantofyly (žlté farbivá). Najviac chromoplastov je zastúpených vo farebných častiach rastlinných pletív a orgánov (napr.: lupene, plody)
- leukoplasty – obsahujú zásobné látky, ako škrob (amyloplasty) alebo tuky (elaioplasty). Najväčšie zastúpenie majú v zásobných orgánoch rastlín.
Stavba chloroplastu:
1. vonkajšia membrána
2. vnútorná membrána
3. tylakoidy – mechúrikovité štruktúry tvorené z vnútornej membrány. Sú usporiadané v skupinách nad sebou, čím vytvárajú graná.
4. stróma – hmota, ktorou je vyplnený chloroplast, obsahuje vlastnú DNA s ribozómami
Stavba chloroplastu (1. vonkajšia membrána, 2. vnútorná membrána, 3. tylakoidy strómy, 4. tylakoidy grán, 5. medzimembránový priestor, 7. stróma)
Mitochondrie a plastidy sa označujú ako semiautonómne organely bunky, pretože majú vlastnú možnosť reprodukcie.
g) Vakuoly
Sú prítomné len v rastlinných bunkách, bunkách húb a v bunkách jednobunkových živočíchov. Obsahujú enzýmy s lytickou (rozkladnou) funkciou ale umožňujú aj uskladnenie zásobných a odpadových látok.
Mladé bunky obsahujú viac menších vakuol, staršie bunky obsahujú 1 veľkú centrálnu vakuolu. Na povrchu vakuoly sa nachádza membrána označovaná ako tonoplast. Vakuoly podmieňujú vnútorný tlak bunky.
h) Lyzozómy
Nachádzajú sa len v živočíšnych bunkách. Majú podobnú funkciu ako vakuoly. Charakteristická je prítomnosťou enzýmov, ktoré sú schopné rozložiť akúkoľvek štruktúru bunky. Zúčastňujú sa na bunkovom trávení, na trávení vlastných, starých a poškodených štruktúr. Po smrti bunky umožňujú jej rozklad.
Bunka predstavuje jeden komplexný celok, ktorý je schopný samostatnej existencie. Každá bunková organela plní významnú funkciu, pri ich zlyhaní by sa narušil „chod“ bunky.
Porovnanie bunky a fabriky (1. endoplazmatické retikulum, ribozómy - výrobná hala, 2. mitochondrie – kotolňa, 3. Golgiho aparát a endoplazmatické retikulum – cesty, 4. jadro – riadiaca hala, 5. bunková stena – plot, 6. plazmodezmy – brána)
Stavba rastlinnej eukaryotickej bunky
Stavba živočíšnej eukaryotickej bunky
Porovnanie rozdielov medzi rastlinnou a živočíšnou bunkou.
Rozdiely: |
Eukaryotická bunka |
|
rastlinná bunka |
živočíšna bunka |
|
bunková stena |
áno (celulóza) |
nie |
plastidy |
áno |
nie |
zásobné látky |
škrob |
glykogén |
výživa |
autotrofná |
heterotrofná |
schopnosť pohybu |
nie |
áno |
štruktúry s enzýmami |
vakuoly |
lyzozómy |