Štrukturálne zložky živočíšnej bunky. Štruktúra a funkcie živočíšnej bunky. Organely spoločné pre všetky typy buniek

Bunky zvierat a rastlín, mnohobunkové aj jednobunkové, sú v princípe podobné štruktúrou. Rozdiely v detailoch bunkovej štruktúry sú spojené s ich funkčnou špecializáciou.

Hlavnými prvkami všetkých buniek sú jadro a cytoplazma. Jadro má zložitú štruktúru, ktorá sa mení v rôznych fázach bunkového delenia alebo cyklu. Jadro nedeliacej sa bunky zaberá približne 10–20 % jej celkového objemu. Pozostáva z karyoplazmy (nukleoplazmy), jedného alebo viacerých jadierok (jadierok) a jadrovej membrány. Karyoplazma je jadrová miazga alebo karyolymfa, v ktorej sú vlákna chromatínu, ktoré tvoria chromozómy.

Základné vlastnosti bunky:

metabolizmus
citlivosť
reprodukčná schopnosť

Bunka žije vo vnútornom prostredí tela – krvi, lymfe a tkanivovom moku. Hlavnými procesmi v bunke sú oxidácia a glykolýza – rozklad sacharidov bez kyslíka. Priepustnosť buniek je selektívna. Je určená reakciou na vysoké alebo nízke koncentrácie solí, fago- a pinocytózou. Sekrécia je tvorba a uvoľňovanie buniek hlienu podobných látok (mucín a mukoidy), ktoré chránia pred poškodením a podieľajú sa na tvorbe medzibunkovej látky.

Typy bunkových pohybov:

améboidné (pseudopódy) – leukocyty a makrofágy.
posuvné – fibroblasty
bičíkový typ – spermie (cilia a bičíky)

Bunkové delenie:

nepriame (mitóza, karyokinéza, meióza)
priama (amitóza)

Počas mitózy sa jadrová látka rozdeľuje rovnomerne medzi dcérske bunky, pretože Jadrový chromatín sa koncentruje v chromozómoch, ktoré sa rozdelia na dve chromatidy, ktoré sa rozdelia na dcérske bunky.

Štruktúry živej bunky

Chromozómy

Povinnými prvkami jadra sú chromozómy, ktoré majú špecifickú chemickú a morfologickú štruktúru. Aktívne sa podieľajú na metabolizme v bunke a priamo súvisia s dedičným prenosom vlastností z jednej generácie na druhú. Treba si však uvedomiť, že hoci dedičnosť zabezpečuje celá bunka ako jediný systém, osobitné miesto v tom majú jadrové štruktúry, konkrétne chromozómy. Chromozómy, na rozdiel od bunkových organel, sú jedinečné štruktúry charakterizované konštantným kvalitatívnym a kvantitatívnym zložením. Nemôžu sa navzájom nahradiť. Nerovnováha v chromozomálnom komplemente bunky nakoniec vedie k jej smrti.

Cytoplazma

Cytoplazma bunky má veľmi zložitú štruktúru. Zavedenie techník tenkých rezov a elektrónovej mikroskopie umožnilo vidieť jemnú štruktúru základnej cytoplazmy. Zistilo sa, že tieto pozostávajú z paralelných zložitých štruktúr vo forme dosiek a tubulov, na povrchu ktorých sú drobné granuly s priemerom 100–120 Á. Tieto formácie sa nazývajú endoplazmatický komplex. Tento komplex zahŕňa rôzne diferencované organely: mitochondrie, ribozómy, Golgiho aparát, v bunkách nižších živočíchov a rastlín - centrozóm, u živočíchov - lyzozómy, v rastlinách - plastidy. Okrem toho cytoplazma odhaľuje množstvo inklúzií, ktoré sa podieľajú na metabolizme bunky: škrob, tukové kvapôčky, kryštály močoviny atď.

Membrána

Bunka je obklopená plazmatickou membránou (z latinského „membrána“ - koža, film). Jeho funkcie sú veľmi rôznorodé, ale hlavná je ochranná: chráni vnútorný obsah bunky pred vplyvmi vonkajšieho prostredia. Vďaka rôznym výrastkom a záhybom na povrchu membrány sú bunky navzájom pevne spojené. Membrána je presiaknutá špeciálnymi proteínmi, cez ktoré sa môžu pohybovať určité látky, ktoré bunka potrebuje alebo sa z nej majú odstrániť. Metabolizmus teda prebieha cez membránu. Navyše, čo je veľmi dôležité, látky prechádzajú cez membránu selektívne, vďaka čomu sa v bunke udrží požadovaný súbor látok.

V rastlinách je plazmatická membrána na vonkajšej strane pokrytá hustou membránou pozostávajúcou z celulózy (vlákna). Škrupina plní ochranné a podporné funkcie. Slúži ako vonkajší rám bunky, dáva jej určitý tvar a veľkosť, zabraňuje nadmernému opuchu.

Jadro

Nachádza sa v strede bunky a je oddelená dvojvrstvovou membránou. Má guľovitý alebo predĺžený tvar. Škrupina - karyolemma - má póry potrebné na výmenu látok medzi jadrom a cytoplazmou. Obsah jadra je tekutý – karyoplazma, ktorá obsahuje husté telieska – jadierka. Vylučujú granule – ribozómy. Prevažnú časť jadra tvoria jadrové proteíny - nukleoproteíny, v jadrách - ribonukleoproteíny a v karyoplazme - deoxyribonukleoproteíny. Bunka je pokrytá bunkovou membránou, ktorá pozostáva z proteínových a lipidových molekúl, ktoré majú mozaikovú štruktúru. Membrána zabezpečuje výmenu látok medzi bunkou a medzibunkovou tekutinou.

EPS

Ide o systém tubulov a dutín, na stenách ktorých sú ribozómy, ktoré zabezpečujú syntézu bielkovín. Ribozómy môžu byť voľne umiestnené v cytoplazme. Existujú dva typy EPS - drsný a hladký: na hrubom EPS (alebo granulovanom) je veľa ribozómov, ktoré vykonávajú syntézu proteínov. Ribozómy dodávajú membránam ich drsný vzhľad. Hladké ER membrány nenesú na svojom povrchu ribozómy, obsahujú enzýmy na syntézu a rozklad sacharidov a lipidov. Hladký EPS vyzerá ako systém tenkých rúrok a nádrží.

Ribozómy

Malé telá s priemerom 15–20 mm. Syntetizujú proteínové molekuly a zostavujú ich z aminokyselín.

Mitochondrie

Ide o dvojmembránové organely, ktorých vnútorná membrána má výbežky - cristae. Obsah dutín je matricový. Mitochondrie obsahujú veľké množstvo lipoproteínov a enzýmov. Toto sú energetické stanice bunky.

Plastidy (charakteristické len pre rastlinné bunky!)

Ich obsah v bunke je hlavným znakom rastlinného organizmu. Existujú tri hlavné typy plastidov: leukoplasty, chromoplasty a chloroplasty. Majú rôzne farby. Bezfarebné leukoplasty sa nachádzajú v cytoplazme buniek nesfarbených častí rastlín: stonky, korene, hľuzy. Veľa ich je napríklad v hľuzách zemiakov, v ktorých sa hromadia škrobové zrná. Chromoplasty sa nachádzajú v cytoplazme kvetov, plodov, stoniek a listov. Chromoplasty dodávajú rastlinám žlté, červené a oranžové farby. Zelené chloroplasty sa nachádzajú v bunkách listov, stoniek a iných častí rastliny, ako aj v rôznych riasach. Chloroplasty majú veľkosť 4-6 mikrónov a často majú oválny tvar. Vo vyšších rastlinách obsahuje jedna bunka niekoľko desiatok chloroplastov.

Zelené chloroplasty sa dokážu premeniť na chromoplasty - preto listy na jeseň zožltnú a zelené paradajky po dozretí sčervenajú. Leukoplasty sa môžu premeniť na chloroplasty (zelenanie hľúz zemiakov na svetle). Chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty sú teda schopné vzájomného prechodu.

Hlavnou funkciou chloroplastov je fotosyntéza, t.j. V chloroplastoch sa na svetle syntetizujú organické látky z anorganických v dôsledku premeny slnečnej energie na energiu molekúl ATP. Chloroplasty vyšších rastlín majú veľkosť 5-10 mikrónov a tvarom pripomínajú bikonvexnú šošovku. Každý chloroplast je obklopený dvojitou membránou, ktorá je selektívne priepustná. Vonkajšia strana je hladká membrána a vnútro má skladanú štruktúru. Hlavnou štruktúrnou jednotkou chloroplastu je tylakoid, plochý dvojmembránový vak, ktorý hrá vedúcu úlohu v procese fotosyntézy. Tylakoidná membrána obsahuje proteíny podobné mitochondriálnym proteínom, ktoré sa podieľajú na reťazci transportu elektrónov. Tylakoidy sú usporiadané do hromádok pripomínajúcich hromádky mincí (10 až 150) nazývaných grana. Grana má zložitú štruktúru: chlorofyl sa nachádza v strede, obklopený vrstvou bielkovín; potom je tu vrstva lipoidov, opäť proteín a chlorofyl.

Golgiho komplex

Ide o systém dutín oddelených od cytoplazmy membránou a môže mať rôzne tvary. Akumulácia bielkovín, tukov a uhľohydrátov v nich. Vykonávanie syntézy tukov a uhľohydrátov na membránach. Tvorí lyzozómy.

Hlavným konštrukčným prvkom Golgiho aparátu je membrána, ktorá tvorí balíčky sploštených cisterien, veľkých a malých vezikúl. Cisterny Golgiho aparátu sú spojené s kanálmi endoplazmatického retikula. Proteíny, polysacharidy a tuky produkované na membránach endoplazmatického retikula sa prenášajú do Golgiho aparátu, hromadia sa v jeho štruktúrach a sú „zabalené“ vo forme látky pripravenej buď na uvoľnenie, alebo na použitie v samotnej bunke počas jeho života. Lyzozómy sa tvoria v Golgiho aparáte. Okrem toho sa podieľa na raste cytoplazmatickej membrány, napríklad pri delení buniek.

lyzozómy

Telá oddelené od cytoplazmy jedinou membránou. Enzýmy, ktoré obsahujú, urýchľujú rozklad zložitých molekúl na jednoduché: bielkoviny na aminokyseliny, komplexné sacharidy na jednoduché, lipidy na glycerol a mastné kyseliny a tiež ničia odumreté časti bunky a celé bunky. Lyzozómy obsahujú viac ako 30 druhov enzýmov (bielkovinové látky, ktoré zvyšujú rýchlosť chemických reakcií desať až stotisíckrát) schopných štiepiť bielkoviny, nukleové kyseliny, polysacharidy, tuky a ďalšie látky. Rozklad látok pomocou enzýmov sa nazýva lýza, odtiaľ názov organela. Lyzozómy sa tvoria buď zo štruktúr Golgiho komplexu alebo z endoplazmatického retikula. Jednou z hlavných funkcií lyzozómov je účasť na intracelulárnom trávení živín. Okrem toho môžu lyzozómy zničiť štruktúry samotnej bunky, keď odumrie, počas embryonálneho vývoja a v mnohých ďalších prípadoch.

Vacuoly

Sú to dutiny v cytoplazme vyplnené bunkovou šťavou, miesto akumulácie rezervných živín a škodlivých látok; regulujú obsah vody v bunke.

Bunkové centrum

Skladá sa z dvoch malých teliesok – centrioly a centrosféry – zhutneného úseku cytoplazmy. Hrá dôležitú úlohu pri delení buniek

Organoidy pohybu buniek

Bičíky a riasinky, čo sú bunkové výrastky a majú rovnakú štruktúru u zvierat a rastlín
Myofibrily sú tenké vlákna dlhšie ako 1 cm dlhé s priemerom 1 mikrón, umiestnené vo zväzkoch pozdĺž svalového vlákna
Pseudopódia (vykonávajú funkciu pohybu; vďaka nim dochádza k svalovej kontrakcii)

Podobnosti medzi rastlinnými a živočíšnymi bunkami

Charakteristiky, ktoré sú medzi rastlinnými a živočíšnymi bunkami podobné, zahŕňajú:

Podobná štruktúra systému štruktúry, t.j. prítomnosť jadra a cytoplazmy.
Metabolický proces látok a energie je v princípe podobný.
Živočíšne aj rastlinné bunky majú membránovú štruktúru.
Chemické zloženie buniek je veľmi podobné.
Rastlinné a živočíšne bunky prechádzajú podobným procesom bunkového delenia.
Rastlinné a živočíšne bunky majú rovnaký princíp prenosu kódu dedičnosti.

Významné rozdiely medzi rastlinnými a živočíšnymi bunkami

Okrem všeobecných znakov štruktúry a životnej činnosti rastlinných a živočíšnych buniek existujú aj špeciálne charakteristické črty každej z nich.

Môžeme teda povedať, že rastlinné a živočíšne bunky sú si navzájom podobné v obsahu niektorých dôležitých prvkov a niektorých životne dôležitých procesov a majú tiež významné rozdiely v štruktúre a metabolických procesoch.

Všetky živé organizmy majú do značnej miery podobnú bunkovú štruktúru. Avšak bunky z rôznych kráľovstiev života majú svoje vlastné charakteristiky. Bakteriálne bunky teda nemajú jadrá, ale rastlinné bunky majú pevnú celulózovú bunkovú stenu a chloroplasty. Štruktúra živočíšnych buniek má tiež svoje charakteristické znaky.

Živočíšne bunky sú najčastejšie menšie ako rastlinné. Tvarovo sú veľmi rôznorodé. Tvar a štruktúra živočíšnej bunky závisí od funkcií, ktoré vykonáva. Zložité zvieratá majú telá zložené z mnohých tkanív. Každé tkanivo je tvorené vlastnými bunkami, ktoré majú svoje charakteristické štrukturálne znaky. Ale napriek všetkej rozmanitosti je možné identifikovať spoločné znaky v štruktúre všetkých živočíšnych buniek.

Obsah živočíšnej bunky je obmedzený len z vonkajšieho prostredia bunková membrána. Je elastický, takže mnohé bunky majú nepravidelný tvar a môžu ho mierne meniť. Membrána má zložitú štruktúru, pozostáva z dvoch vrstiev. Bunková membrána je zodpovedná za selektívny transport látok do bunky a von z bunky.

Vo vnútri živočíšnej bunky sa nachádza cytoplazma, jadro, organely, ribozómy, rôzne inklúzie atď. Cytoplazma je viskózna kvapalina v neustálom pohybe. Pohyb cytoplazmy prispieva k výskytu rôznych chemických reakcií v bunke, t.j. metabolizmu.

Dospelá rastlinná bunka má veľkú centrálnu vakuolu. V živočíšnej bunke takáto vakuola neexistuje. Avšak v živočíšnych bunkách malé vakuoly. Môžu obsahovať živiny pre bunku alebo odpadové produkty, ktoré je potrebné odstrániť.

Štruktúra živočíšnej bunky sa líši od rastlinnej bunky tým, že v živočíšnej bunke je pomerne veľká jadro zvyčajne sa nachádza v strede (a v rastlinách je premiestnený kvôli prítomnosti veľkej centrálnej vakuoly). Vnútri jadra obsahuje jadrovú šťavu a tiež obsahuje jadierko A chromozómov. Chromozómy obsahujú dedičnú informáciu, ktorá sa po rozdelení prenesie do dcérskych buniek. Kontrolujú aj fungovanie samotných buniek.

Jadro má vlastnú membránu, ktorá oddeľuje jeho obsah od cytoplazmy. Okrem jadra obsahuje cytoplazma bunky ďalšie štruktúry, ktoré majú svoje vlastné membrány. Tieto štruktúry sa nazývajú bunkové organely alebo inými slovami bunkové organely. V normálnej živočíšnej bunke sa okrem jadra nachádzajú tieto organely: mitochondrie, endoplazmatické retikulum (ER), Golgiho aparát, lyzozómy.

Mitochondrie- to sú energetické stanice bunky. V nich sa tvorí ATP - organická látka a následne sa pri rozklade uvoľňuje veľa energie, ktorá zabezpečuje prúdenie životne dôležitých procesov v bunke. Vo vnútri mitochondrií je veľa záhybov - cristae.

Endoplazmatické retikulum pozostáva z mnohých kanálov, ktorými sa transportujú proteíny syntetizované v bunke, ako aj iné látky. Cez EPS kanály vstupujú látky do Golgiho aparát, ktorá je výraznejšia v živočíšnych ako v rastlinných bunkách. V Golgiho aparáte, ktorý je komplexom tubulov, sa hromadia látky. Ďalej sa podľa potreby použijú v klietke. Okrem toho na membráne Golgiho aparátu dochádza k syntéze tukov a uhľohydrátov, aby sa vybudovali všetky bunkové membrány.

IN lyzozómy obsahuje látky, ktoré štiepia pre bunku nepotrebné a škodlivé bielkoviny, tuky a sacharidy.

Okrem organel obklopených membránou majú živočíšne bunky nemembránové štruktúry: ribozómy a bunkové centrum. Ribozómy sa nachádzajú v bunkách všetkých organizmov, nielen zvierat. Ale rastliny nemajú bunkové centrum.

Ribozómy umiestnené v skupinách na endoplazmatickom retikule. EPS pokrytý ribozómami sa nazýva drsný. Bez ribozómov sa ER nazýva hladký. Syntéza bielkovín prebieha na ribozómoch.

Bunkové centrum pozostáva z dvojice valcových telies. V určitom štádiu tieto telieska vytvárajú akési štiepne vreteno, ktoré prispieva k správnej segregácii chromozómov pri delení buniek.

Bunkový začlenenie sú rôzne kvapky a zrná pozostávajúce z bielkovín, tukov a sacharidov. Sú neustále prítomné v cytoplazme bunky a podieľajú sa na metabolizme.

2.4. Princípy štrukturálnej a funkčnej organizácie bunky mnohobunkového živočíšneho organizmu

2.4.1. Štrukturálne-funkčné-metabolické vnútrobunkové oddelenie. Biologická membrána. Metódy nemembránovej kompartmentácie

Usporiadanosť obsahu eukaryotickej bunky a procesov v nej prebiehajúcich sa dosahuje o oddelenie, teda rozdelenie jeho objemu na kompartmenty alebo „bunky“, ktoré sa líšia chemickým, predovšetkým enzymatickým zložením.

Kompartmentácia zabezpečuje priestorové oddelenie a/alebo izoláciu látok a procesov (funkcií) v bunke. Pojem kompartment sa rozširuje na celú organelu (mitochondriu) alebo jej časť (vnútorná membrána mitochondrie alebo ňou ohraničený priestor – mitochondriálna matrica). Niekedy je jadro izolované ako nezávislý kompartment eukaryotickej bunky.

Role biologické membrány v kompartmentácii objemu eukaryotických buniek je zrejmé (obr. 2-4). Membrány rôznych kompartmentov sa líšia chemickou organizáciou (lipidové a proteínové zloženie, súbor asociovaných molekúl). Tým sa dosiahne ich funkčná špecializácia.

Ryža. 2-4. Rozdelenie objemu buniek pomocou membrán.

Membrány plnia tieto funkcie: ohraničujú (bariéra), udržiavajú tvar a zachovávajú obsah štruktúry (bunky alebo organely), organizujú rozhranie medzi hydrofilnou vodnou a hydrofóbnou nevodnou fázou a tým selektívne umiestňujú zodpovedajúce enzýmové systémy v objeme bunky. Samotné membrány v dôsledku prítomnosti tukových látok (lipidov) tvoria v bunke hydrofóbnu fázu pre chemické premeny v nevodnom prostredí.

Všeobecne akceptované model tekutej mozaiky molekulárnej organizácie biologickej membrány (obr. 2-5). Štrukturálny základ membrány je dvojitý alebo bimolekulárna vrstva (dvojvrstvový) lipidy. Membránové lipidy sú polárne. Ich molekuly majú hydrofóbne, proti sebe a vo vnútri membrány v dvojvrstve, a hydrofilné „vonkajšie“ oblasti. Lipidová dvojvrstva má schopnosť samozatvárania odstránením voľných okrajov, čo určuje schopnosť membrán obnoviť kontinuitu pri poškodení. Rovnaká vlastnosť je základom tvorby vezikúl s obnovením kontinuity membrány bunkovej membrány po absorpcii bunkou ( endocytóza) pevné častice ( fagocytóza) a tekuté časti ( pinocytóza), ako aj keď žľazová bunka vylučuje sekréty ( exocytóza). Z hľadiska svojho stavu agregácie sa lipidová dvojvrstva podobá kvapaline: molekuly lipidov sa voľne pohybujú vo „svojej“ monovrstve.

Ryža. 2-5. Model tekutej mozaiky molekulárnej organizácie biologickej membrány.

Rozmanitosť funkcií biologických membrán je spojená s rozmanitosťou membránových proteínov. Zlatý klinec integrálne A periférne membránové proteíny. Prvé prenikajú cez membránu alebo sú čiastočne ponorené do lipidovej dvojvrstvy, druhé sú umiestnené na povrchu membrány. Táto štruktúra nám umožňuje považovať membránu za formáciu tekutej mozaiky: proteínové „ľadovce“ a „ľadové kryhy“ „plávajú“ v dvojrozmernom „more“ lipidov.

Membránový mechanizmus oddelenia objemu buniek nie je jediný. Známa rodina samokompartmentové enzýmy - proteázy (peptidázy), ktoré sa podieľajú na extralyzozomálnom rozklade proteínov. V bunkách sú „skryté“. proteazómy(Obr. 2-6). Sú to multimérne heteroproteínové agregáty „valcového“ tvaru, tvorené samo-zostavením. Proteázy v nich zaberajú vnútornú zónu a „vodivé“ proteíny alebo proteíny sa nachádzajú vonku. družiny(pozri tiež 2.4.4.4-d). Ich funkcia zahŕňa identifikáciu (detekciu) proteínov podliehajúcich proteolytickému štiepeniu a ich „prijatie“ do proteazómu k proteázam. Je známe, že proteazómy sprostredkovávajú degradáciu cyklínu B v anafáze mitózy. V kombinácii so zodpovedajúcou cyklín-dependentnou kinázou sa uvedený proteín podieľa na regulácii prechodu bunky mitotickým cyklom (pozri 3.1.1.1).

Ryža. 2-6. Proteazómový komplex (samorozdeľujúce proteázy).

2.4.2. Bunková membrána

Bunky ako samostatné štruktúry sú od svojho okolia oddelené membránou. Základ bunková membrána (plazmalema) tvorí membránu. Z vnútornej strany prilieha k membráne kortikálnej (kortikálnej) vrstva cytoplazma (0,1–0,5 µm), bez ribozómov a vezikúl, ale bohatá cytoskeletálnych štruktúr- mikrotubuly a mikrofilamenty obsahujúce kontraktilné proteíny. Prítomnosť takýchto proteínov určuje účasť týchto štruktúr v motorickú funkciu(améboidný pohyb). Proteíny cytoskeletálnych formácií sú spojené s integrálnymi membránovými proteínmi (pozri 2.4.1).

Vonkajšia strana bunkovej membrány je pokrytá glykokalyx(10-20 nm). Je založený na komplexoch bielkovín so sacharidmi ( glykoproteíny), tuky ( lipoproteíny) a tuky so sacharidmi ( glykolipidy). Proteínové a lipidové oblasti komplexov sa nachádzajú vo vnútri membrány alebo v spojení s ňou, zatiaľ čo oblasti uhľohydrátov sú „zatlačené dopredu“ do membrány. extracelulárnej matrix(mimobunkové alebo pericelulárne prostredie – spolu s krvou a lymfou súčasť vnútorného prostredia tela). Táto štruktúra plazmalemy zabezpečuje selektívnu interakciu buniek medzi sebou navzájom, ako aj s faktormi vnútorného prostredia tela. Medzi týmito faktormi zohráva dôležitú úlohu signálne molekuly (ligandy).

Proteíny bunkovej steny, ktoré sú cieľmi pre signálne molekuly, tvoria rodinu receptorové proteíny alebo receptory. V dôsledku ich interakcie so signálnymi molekulami, komplex ligand-receptor, ktorý sa aktivuje intracelulárna signálna dráha (signalizácia). V dôsledku toho sa dosiahne potrebná reakcia cieľových buniek: aktivujú sa gény a následne sa vytvoria potrebné proteíny a spustia sa potrebné životne dôležité procesy: zmení sa intenzita energetického metabolizmu, spustí sa bunková proliferácia, diferenciácia a apoptóza. Do tejto rodiny patria najmä adrenergné receptory interagujúce s ligandom, ako je hormón adrenálnej drene adrenalín (obr. 2-7). Adrenalín ako signálna molekula vykonáva funkciu primárny extracelulárny posol(Angličtina, posol- posol, posol, sprostredkovateľ; tu a pod - činidlo, ktoré dodáva signál do bunky alebo prenáša v nej, vyvoláva určitú akciu alebo zmenu stavu). Výsledný komplex hormón-receptor spúšťa intracelulárnu signálnu dráhu, počnúc transformačný proteín(rodina G - bielkoviny). Aktivované G-proteín (nie je znázornený na obr. 2-7) prenáša signál do enzýmu adenylátcyklázy s tvorbou z ATP cyklický adenozínmonofosfát (cAMP). Posledný ako druhý intracelulárny posol aktivuje enzým proteínkináza, katalyzujúce fosforylácia iní enzýmy. Po prechode fosforyláciou do funkčne aktívneho stavu tieto enzýmy poskytujú metabolické alebo iná odpoveď. Opísaný sled udalostí zodpovedá napríklad situácii, keď sa zviera ocitne v extrémnych podmienkach a je nútené bojovať alebo utiecť („mačka – pes“). Adekvátnou odpoveďou je tu uvoľnenie glukózy z pečeňových buniek do krvi s aktiváciou rozkladu glykogénu vo svaloch, čím sa rieši problém pokrytia zvýšených nákladov na energiu. V iných prípadoch vedie tvorba komplexu adrenalín-adrenoreceptor a následne cAMP k aktivácii promótorov, ktoré spúšťajú transkripciu cAMP-indukovateľných (cAMP-dependentných) génov s tvorbou zodpovedajúcich proteínov.

Ryža. 2-7. Hormonálna regulácia bunkovej aktivity za účasti plazmatických membránových receptorov.

Reakcia bunky na signálne molekuly (ligandy) závisí od prítomnosti receptorového proteínu v plazmaléme a obsah bunkovej odpovede závisí od typu receptora, aktivovanej signálnej dráhy a/alebo typu bunky. G-proteíny aktivujú tvorbu nielen cAMP, ale aj ďalších sekundárnych poslov, ktorými sú cyklický guanozínmonofosfát (cGMP), oxid dusnatý ( NIE), Ca2+ ióny, lipidový diacylglycerol (DAG). Niektoré intracelulárne signálne dráhy sú spúšťané z plazmatických membránových receptorov bez účasti druhých poslov. Existujú príklady, keď signálna molekula (ligand), najmä ženské pohlavné hormóny, napríklad estradiol a/alebo progesterón, neinteragujú s receptorom plazmatickej membrány, ale s cytoplazmatickým (intracelulárnym) receptorom (pozri 2.4.3.1 a obr. 2-9).

Kľúčovým prvkom sú interakcie ligand-receptor medzibunková komunikácia, bez ktorej je život mnohobunkového živého tvora nemožný.

Medzibunkové (pericelulárne) prostredie slúži bunkám aj ako zdroj plastových prekurzorových látok potrebných na rôzne syntézy. Vylučuje sa do nej veľa produktov vnútrobunkového metabolizmu, ktoré sa následne vylučujú z tela von. Z medicínskeho hľadiska je dôležité, že pericelulárne (medzibunkové) prostredie môže obsahovať toxické produkty, ktoré majú nepriaznivý vplyv na bunky. Presne povedané, toxické činidlo akákoľvek látka sa stáva liek objavujúce sa v tele v neprimeranom množstve a/alebo na nesprávnom mieste.

Proteíny bunkových membrán sú početné a rôznorodé: napríklad v plazmaleme erytrocytov je ich najmenej 100. Klasifikácia týchto proteínov má funkčný základ - receptorové proteíny, o ktorých sa hovorilo vyššie, štrukturálne, transportné, zabezpečujúce interakcie. ako medzibunkové, tak aj medzi bunkami a pericelulárnym prostredím (extracelulárna matrica) atď.

Štrukturálne proteíny plazmalémy v interakcii s cytoskeletálnymi formáciami sa podieľajú na udržiavaní tvaru bunky, umožňujúc jej reverzibilné zmeny. Pri zabezpečovaní tvaru erytrocytu (bikonkávny disk, ktorý zväčšuje povrch bunky) zohráva dôležitú úlohu proteínový spektrín, ktorého vlákna tvoria subplazmatickú perimembránovú štruktúru. Mutácie v spektrínovom géne sa fenotypicky prejavujú zmenami tvaru červených krviniek a klinicky aj vznikom dedičných ochorení červenej krvi sférocytóza A eliptocytóza.

Nevyhnutnou podmienkou pre život buniek je transmembránový transport látok, ktorý musí byť selektívny a mať rýchlosť zodpovedajúcu metabolickým potrebám. Tieto problémy sa riešia vďaka špecializovaným dopravným systémom za účasti zástupcov rodiny transportné proteíny. Do rodiny patrí najmä kanál bieleho kanála V membrána červených krviniek, cez ktorý sa vymieňajú ióny v súlade s koncentračnými gradientmi Cl- A HCO 3– medzi krvnou plazmou a červenými krvinkami v tkanivách a pľúcach.

Mnohé proteíny bunkovej steny sú antigény. Prítomnosť monoklonálnych protilátok značených mikroskopicky rozpoznateľnou „sondou“ (fluorescenčným farbivom), ktoré tvoria komplex výlučne s „ich“ antigénom, umožňuje použitie antigénnych proteínov bunkových stien ako markerov určitého typu buniek (proteín CD 19 - značka IN-ľudské lymfocyty), ich postavenie v histogenetickom rade (antigénne markery rodičovských buniek všetkých bunkových elementov periférnej krvi sú proteíny CD 34 a CD 133, bunky série leukocytov - CD 33, bunky série erytrocytov - CD 36) alebo funkčný stav (proteín CD 95 sa podieľa na prenose signálu do bunky na apoptózu).

Markery CD používané na diagnostické a/alebo prognostické účely. Bunky malígnych nádorov rôznej lokalizácie tvoria špecifické antigénne proteíny: CD 24 je typický pre bunky malobunkového karcinómu pľúc, CD 87 - rakovina prsníka, čriev, prostaty. Úroveň syntézy CD 82 koreluje s rýchlosťou metastázovania rakovinových buniek mnohých nádorov a prítomnosťou CD 9 je typický pre zníženú rýchlosť bunkových metastáz pri rakovine prsníka a melanóme. Selektívna výchova rodinných príslušníkov CD pozorované pri ochoreniach neonkologickej povahy: napríklad pri jednej z foriem cirhózy pečene - primárna biliárna - syntéza je znížená CD 26.

Napriek všetkým prísľubom vedecko-praktického smeru ako takého, potenciál indikátora väčšina značkyCD , najmä v onkológie, kde sa v súčasnosti vyžaduje najvyššia miera zodpovednosti voči pacientovi nižšie požadované a neposkytuje dôvody pre nesporné diagnostické správy.

2.4.2.1. Makromolekulárny polymorfizmus: mechanizmy a funkčné dôsledky

Mnoho proteínov bunkovej steny sa vyznačuje touto vlastnosťou makromolekulárna polyfunkčnosť. V mnohobunkovom organizme sú účastníkmi rôznych udalostí.
Štruktúra živočíšnej bunky

Mechanizmy a dôsledky tohto javu ilustruje rodina proteínov CD 44.

CD 44 - široko exprimované (sú tvorené hematopoetickými bunkami, T- A IN-lymfocyty, monocyty, keratinocyty, fibroblasty, vaskulárne endotelové bunky, stĺpcový epitel gastrointestinálneho traktu, prechodný epitel močového mechúra) rodina izoforiem (variantov) „základnej“ molekuly.

Členovia rodiny CD 44 - transmembránové proteíny. Funkcia génu CD 44 pozostáva z prítomnosti dvoch skupín exónov (organizácia génov exón-intrón pozri 2.4.5.5). Jeden z nich (exóny 1–5 a 16–20 resp s 1–10) kóduje tzv. stabilné ( CD 44s), zatiaľ čo druhý (exóny 6–15 resp v 1–10) takzvaná premenná ( CD 44v) izoformy proteínov. Na post-transkripčnej úrovni sa z pre-i(m)RNA transkriptu v dôsledku alternatívneho zostrihu vytvorí viac ako 1000 variantov i(m)RNA. Polymorfizmus izoforiem a následne vlastnosti výsledných proteínov sa zlepšujú v dôsledku posttranslačných zmien v molekulách polypeptidov1: ich glykozylácie, ako aj komplexácie podjednotiek (polypeptidov) prostredníctvom polymerizácie2. Rozloženie Y! Poznámky na podstránke. MS Y

1Pri využívaní genetickej informácie DNA v živote bunky zohrávajú dôležitú úlohu post(post)transkripčné a post(post)translačné procesy, vďaka ktorým je cesta od génu k fungujúcemu proteínu zvyčajne dlhá. To vysvetľuje, prečo sa výskum genomiky a proteomiky (pozri 1.1) musí vykonávať spoločne.

2Homo- alebo heterológna polymerizácia (di-, tri-, tetramerizácia), pozostáva z tvorby supramakromolekulárnych komplexov z identických alebo rôznych proteínových podjednotiek (dva, tri, štyri polypeptidy alebo jednoduché proteíny), je účinným mechanizmom regulácie funkcií pri makromolekulárnej úrovni. Vo vzťahu k rodinným príslušníkom CD 44 podporuje zvýšenú afinitu k určitým ligandom. Polymerizáciu proteínových podjednotiek možno považovať za jednu z metód bezmembránovej funkčnej kompartmentácie intra- a extracelulárnych procesov na makromolekulárnej úrovni.

Molekulový polymorfizmus CD 44 a rôzne ligandy (kyselina hyalurónová, kolagén typu I a VI, množstvo intracelulárnych proteínov) vysvetľujú zapojenie proteínu CD 44 na mnohých podujatiach. Ide o pohyb (migráciu) a metastázovanie nádorových buniek, agregáciu (tvorba skupín bunkami), adhéziu (prichytenie, „prilepenie“ buniek) a aktiváciu (zvyčajne bunková aktivácia znamená bunkovú proliferáciu, teda mitotické delenie) lymfoidných buniek. , prezentácia (prezentácia) rastových faktorov a cytokínov bunkám, navádzanie (anglicky, Domov- dom; tu selektívne prenikanie buniek do vhodného „tkanivového výklenku“) T-lymfocyty, uvoľnenie leukocytov z cievneho riečiska napr.v ohnisku zápalu.

Dostarynyzben bolisu:

1 … 12 13 14 15 16 17 18 19 … 77

Všetky bunky pozostávajú z troch hlavných častí:

bunková membrána (ohraničuje bunku od okolia);
cytoplazma (tvorí vnútorný obsah bunky);
jadro (u prokaryotov - nukleoid) - obsahuje genetický materiál bunky.

Štruktúra bunkovej membrány

Základom bunkovej membrány je plazmatická membrána (vonkajšia bunková membrána, plazmaléma)- biologická membrána, ktorá obmedzuje vnútorný obsah bunky z vonkajšieho prostredia.

Všetky biologické membrány sú dvojvrstvou lipidov, ktorých hydrofóbne konce smerujú dovnútra a hydrofilné hlavy smerom von.

Okrem lipidov membrána obsahuje proteíny: periférne, ponorené (polointegrálne) a penetrujúce (integrálne). Periférne proteíny priliehajú k bilipidovej vrstve z vnútornej alebo vonkajšej strany, semiintegrálne proteíny sú čiastočne zapustené v membráne, integrálne proteíny prechádzajú celou hrúbkou membrány.

Štruktúra živočíšnych buniek

Proteíny sú schopné pohybovať sa v rovine membrány.

Membránové proteíny vykonávajú rôzne funkcie: transport rôznych molekúl; príjem a konverzia signálov z prostredia; zachovanie membránovej štruktúry. Najdôležitejšou vlastnosťou membrán je selektívna priepustnosť.

Plazmatické membrány živočíšnych buniek majú na vonkajšej strane vrstvu glykokalyx, ktorá pozostáva z glykoproteínov a glykolipidov a vykonáva signalizačné a receptorové funkcie. Hrá dôležitú úlohu pri spájaní buniek do tkanív.

Plazmatické membrány rastlinných buniek sú pokryté bunkovou stenou z celulózy. Póry v stene umožňujú prechod vody a malých molekúl a tuhosť poskytuje bunke mechanickú podporu a ochranu.

Funkcie bunkovej membrány

Bunková membrána vykonáva tieto funkcie:

určuje a udržiava tvar buniek;
chráni bunku pred mechanickými vplyvmi a prienikom škodlivých biologických činiteľov;
ohraničuje vnútorný obsah bunky;
reguluje metabolizmus medzi bunkou a prostredím a zabezpečuje stálosť vnútrobunkového zloženia;
rozpoznáva mnohé molekulárne signály (napríklad hormóny);
podieľa sa na tvorbe medzibunkových kontaktov a rôznych druhov špecifických výbežkov cytoplazmy (cilia, bičíky).

Mechanizmy prenikania látok do buniek

Medzi bunkou a prostredím prebieha neustála výmena látok. Ióny a malé molekuly sú transportované cez membránu pasívnym alebo aktívnym transportom, makromolekuly a veľké častice endo- a exocytózou.

Spôsob prenosu Smer prenosu Prevádzané látky Spotreba energie Opis metódy

Difúzia: cez lipidovú vrstvu (pasívny transport)	Podľa koncentračného gradientu	O2, CO2, močovina, etanol	Žiadna spotreba energie (pasívny proces)	Malé neutrálne molekuly unikajú medzi molekulami lipidov. Hydrofóbne látky spravidla difundujú rýchlejšie ako hydrofilné. Ióny a veľké molekuly nemôžu prejsť cez lipidovú dvojvrstvu
Difúzia: cez proteínové póry (pasívny transport)	Ióny (vrátane Ca2+, K+, Na+), voda	Transmembránové (integrálne) proteíny môžu mať vodné kanály, ktorými ióny alebo polárne molekuly prechádzajú cez membránu a obchádzajú tak hydrofóbne konce lipidov.
Uľahčená difúzia (pasívny transport)	Glukóza, laktóza, aminokyseliny, nukleotidy, glycerol	Nosný proteín nachádzajúci sa v bunkovej membráne pripája molekulu alebo ión na jednu stranu membrány. Tým sa zmení tvar molekuly nosiča a jej poloha v membráne sa zmení tak, že sa molekula alebo ión uvoľní na druhej strane membrány.
Aktívna doprava	Proti koncentračnému gradientu	Na+ a K+, H+, aminokyseliny v črevách, Ca2+ vo svaloch, Na+ a glukóza v obličkách	So spotrebou energie (aktívny proces)	Podobne ako uľahčená difúzia je uskutočňovaná nosnými proteínmi. Ale v tomto prípade je zmena tvaru molekuly nosiča (jej konformácie) spôsobená pripojením nie molekuly transportovanej látky, ale fosfátovej skupiny oddelenej od molekuly ATP počas hydrolýzy.
Fagocytóza	Veľké makromolekuly a častice	V mieste kontaktu s časticami sa membrána invaginuje, potom sa vytvorí vezikula, ktorá sa oddelí od plazmatickej membrány a dostane sa do cytoplazmy. Charakteristika améboidných prvokov, koelenterátov, krviniek - leukocytov, kapilárnych buniek kostnej drene, sleziny, pečene, nadobličiek
Pinocytóza	Kvapky tekutiny	Absorpcia kvapalných kvapôčok mechanizmom podobným fagocytóze. Charakteristické pre améboidné prvoky a krvinky - leukocyty, pečeňové bunky, niektoré obličkové bunky

Pasívna doprava- pohyb látok pozdĺž koncentračného gradientu; prebieha bez výdaja energie jednoduchou difúziou, osmózou alebo uľahčenou difúziou pomocou nosných proteínov.

Difúzia je transport iónov a molekúl cez membránu z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou, t.j. pozdĺž koncentračného gradientu. Difúzia môže byť jednoduchá a uľahčená. Ak sú látky vysoko rozpustné v tukoch, potom prenikajú do bunky jednoduchou difúziou. Napríklad kyslík spotrebovaný bunkami počas dýchania a oxid uhličitý v roztoku rýchlo difundujú cez membrány. Voda je schopná prechádzať aj cez membránové póry tvorené bielkovinami a transportovať molekuly a ióny látok v nej rozpustených.

Osmóza je difúzia vody cez polopriepustnú membránu z oblasti s nižšou koncentráciou solí do oblasti s vyššou koncentráciou. Výsledný tlak na polopriepustnú membránu sa nazýva osmotický. Bunky obsahujú roztoky solí a iných látok, čo vytvára určitý osmotický tlak. Živé bunky ju dokážu regulovať zmenou koncentrácie látok. Napríklad améby majú kontraktilné vakuoly na reguláciu osmózy. V ľudskom tele je osmotický tlak regulovaný systémom vylučovacích orgánov.

Uľahčená difúzia je transport látok do bunky iónovými kanálmi tvorenými v membráne proteínmi, pomocou nosných proteínov umiestnených aj v membráne. Do bunky sa tak dostávajú látky nerozpustné v tukoch, ktoré neprechádzajú cez póry. Napríklad prostredníctvom uľahčenej difúzie vstupuje glukóza do červených krviniek.

Aktívna doprava- prenos látok nosnými proteínmi proti koncentračnému gradientu so spotrebou energie. Napríklad transport aminokyselín, glukózy, sodných iónov, draslíka, vápnika atď.

Endocytóza- absorpcia látok (okolím) výrastkami plazmatickej membrány s tvorbou vezikúl obklopených membránou. Exocytóza- uvoľňovanie látok z bunky (obklopením) výrastkami plazmatickej membrány s tvorbou vezikúl obklopených membránou. Absorpcia a uvoľňovanie pevných a veľkých častíc je tzv fagocytóza A reverzná fagocytóza tekuté alebo rozpustené častice - pinocytóza A reverzná pinocytóza resp.

Chémia, biológia, príprava na štátnu skúšku a jednotnú štátnu skúšku

Štruktúra živočíchov, rovnako ako všetky ostatné organizmy, je založená na bunke. Ide o komplexný systém, ktorého zložky sú navzájom prepojené prostredníctvom rôznych biochemických reakcií. Presná štruktúra konkrétnej bunky závisí od funkcií, ktoré v tele vykonáva.

Bunky rastlín, zvierat a húb (všetky eukaryoty) majú všeobecný štruktúrny plán. Majú bunkovú membránu, jadro s jadierkom, mitochondrie, ribozómy, endoplazmatické retikulum a množstvo ďalších organel a iných štruktúr. Živočíšne bunky však napriek podobnosti majú svoje charakteristické črty, ktoré ich odlišujú od rastlinných buniek aj húb.

Zakryté sú len živočíšne bunky bunková membrána. Nemajú ani celulózovú bunkovú stenu (ako rastliny), ani chitínovú bunkovú stenu (ako huby). Bunková stena je pevná. Preto na jednej strane poskytuje bunke akúsi vonkajšiu kostru (oporu), no na druhej strane neumožňuje rastlinným a hubovým bunkám absorbovať látky zachytávaním (fagocytóza a pinocytóza). Vysávajú ich. Živočíšne bunky sú schopné tohto spôsobu výživy. Bunková membrána je elastická, čo umožňuje do určitej miery meniť tvar bunky.

Živočíšne bunky sú vo všeobecnosti menšie ako bunky rastlín a húb.

Cytoplazma- Toto je vnútorný tekutý obsah bunky. Je viskózny, pretože ide o roztok látok. Neustály pohyb cytoplazmy zabezpečuje pohyb látok a bunkových zložiek. To podporuje výskyt rôznych chemických reakcií.

Centrálne miesto v živočíšnej bunke je obsadené jedným veľkým jadro. Jadro má vlastnú membránu (jadrový obal), oddeľujúcu jeho obsah od obsahu cytoplazmy. Jadrová membrána má póry, cez ktoré dochádza k transportu látok a bunkových štruktúr. Vo vnútri jadra je jadrová šťava (jej zloženie sa trochu líši od cytoplazmy), jadierko A chromozómov. Keď sa bunka delí, chromozómy sa stočia a možno ich vidieť pod svetelným mikroskopom. V nedeliacej sa bunke sú chromozómy vláknité. Sú v "funkčnom stave". V tomto čase syntetizujú rôzne typy RNA, ktoré následne zabezpečujú syntézu bielkovín. Chromozómy uchovávajú genetické informácie. Ide o kód, ktorého implementácia určuje životnú aktivitu bunky, prenáša sa aj do dcérskych buniek pri delení rodičovskej bunky.

Mitochondrie, endoplazmatické retikulum (ER) a Golgiho komplex majú tiež membránový obal. IN mitochondrie Dochádza k syntéze ATP (kyselina adenozíntrifosforečná). V jej spojeniach je uložené veľké množstvo energie. Keď je táto energia potrebná pre život bunky, ATP sa postupne rozloží, aby sa uvoľnila energia. Zapnuté EPS sa často nachádzajú ribozómy, dochádza na nich k syntéze bielkovín. Cez EPS kanály dochádza k odtoku bielkovín, tukov a sacharidov Golgiho komplex, kde sa tieto látky hromadia a následne sa podľa potreby uvoľňujú vo forme kvapiek obklopených membránou.

Ribozómy nemajú membrány. Ribozómy sú jednou z najstarších zložiek bunky, rovnako ako ich majú baktérie. Na rozdiel od eukaryotov, bakteriálne bunky nemajú skutočné membránové štruktúry.

Vo zvieracej bunke existuje lyzozómy, ktoré obsahujú látky, ktoré rozkladajú organickú hmotu absorbovanú bunkou.

Živočíšna bunka na rozdiel od rastlinnej bunky nemá plastidy vrátane chloroplastov. Výsledkom je, že živočíšna bunka nie je schopná autotrofnej výživy, ale živí sa heterotrofne.

V živočíšnej bunke sa nachádzajú centrioly (bunkové centrum), ktoré zabezpečujú tvorbu vretienka a divergenciu chromozómov pri delení bunky. Rastlinná bunka takúto bunkovú štruktúru nemá.

Bunka je štrukturálna a funkčná jednotka živého organizmu, ktorá nesie genetickú informáciu, zabezpečuje metabolické procesy a je schopná regenerácie a sebareprodukcie.

Existujú jednobunkové jedince a vyvinuté mnohobunkové živočíchy a rastliny. Ich životne dôležitá činnosť je zabezpečená prácou orgánov, ktoré sú postavené z rôznych tkanív. Tkanivo je zas reprezentované súborom buniek podobných štruktúrou a funkciami.

Bunky rôznych organizmov majú svoje vlastné charakteristické vlastnosti a štruktúru, ale existujú spoločné zložky obsiahnuté vo všetkých bunkách: rastlinných aj živočíšnych.

Organely spoločné pre všetky typy buniek

Jadro- jedna z dôležitých zložiek bunky, obsahuje genetickú informáciu a zabezpečuje jej prenos na potomkov. Je obklopený dvojitou membránou, ktorá ho izoluje od cytoplazmy.

Cytoplazma- viskózne priehľadné médium, ktoré vypĺňa bunku. Všetky organely sú umiestnené v cytoplazme. Cytoplazma pozostáva zo systému mikrotubulov, ktorý zabezpečuje presný pohyb všetkých organel. Riadi aj transport syntetizovaných látok.

Bunková membrána– membrána, ktorá oddeľuje bunku od vonkajšieho prostredia, zabezpečuje transport látok do bunky a odstraňovanie produktov syntézy alebo životnej činnosti.

Endoplazmatické retikulum– membránová organela, pozostáva z cisterien a tubulov, na povrchu ktorých sa syntetizujú ribozómy (granulovaný EPS). Miesta, kde nie sú žiadne ribozómy, tvoria hladké endoplazmatické retikulum. Granulovaná a agranulárna sieť nie sú ohraničené, ale prechádzajú do seba a spájajú sa s plášťom jadra.

Golgiho komplex- stoh nádrží, sploštených v strede a rozšírených na okraji. Určený na dokončenie syntézy proteínov a ich ďalší transport z bunky, spolu s EPS tvorí lyzozómy.

Mitochondrie– dvojmembránové organely, vnútorná membrána tvorí výbežky do bunky – cristae. Zodpovedá za syntézu ATP a energetický metabolizmus. Vykonáva funkciu dýchania (absorbuje kyslík a uvoľňuje CO2).

Ribozómy- sú zodpovedné za syntézu proteínov, v štruktúre sa rozlišujú malé a veľké podjednotky.

lyzozómy– uskutočňujú intracelulárne trávenie vďaka obsahu hydrolytických enzýmov. Rozložte zachytené cudzie látky.

V rastlinných aj živočíšnych bunkách sa okrem organel nachádzajú nestabilné štruktúry - inklúzie. Objavujú sa, keď sa metabolické procesy v bunke zvyšujú. Vykonávajú nutričnú funkciu a obsahujú:

Škrobové zrná v rastlinách a glykogén u zvierat;
proteíny;
Lipidy sú vysokoenergetické zlúčeniny, ktoré sú hodnotnejšie ako sacharidy a bielkoviny.

Existujú inklúzie, ktoré nehrajú úlohu v energetickom metabolizme, obsahujú odpadové produkty bunky. V žľazových bunkách zvierat inklúzie akumulujú sekréty.

Organely jedinečné pre rastlinné bunky

Živočíšne bunky na rozdiel od rastlinných neobsahujú vakuoly, plastidy ani bunkovú stenu.

Bunková stena sa tvorí z bunkovej platne, tvoriacej primárnu a sekundárnu bunkovú stenu.

Primárna bunková stena sa nachádza v nediferencovaných bunkách. Počas dozrievania sa medzi membránou a primárnou bunkovou stenou vytvorí sekundárna membrána. Vo svojej štruktúre je podobný primárnemu, len má viac celulózy a menej vody.

Sekundárna bunková stena je vybavená mnohými pórmi. Pór je miesto, kde medzi primárnym plášťom a membránou nie je žiadna sekundárna stena. Póry sú umiestnené v pároch v susedných bunkách. Bunky nachádzajúce sa v blízkosti spolu komunikujú plazmodesmatami - to je kanál, ktorý je reťazcom cytoplazmy lemovaným plazmolemou. Prostredníctvom nej si bunky vymieňajú syntetizované produkty.

Funkcie bunkovej steny:

Udržiavanie bunkového turgoru.
Dáva bunkám tvar a pôsobí ako kostra.
Akumuluje výživné potraviny.
Chráni pred vonkajšími vplyvmi.

Vacuoly– organely naplnené bunkovou šťavou sa podieľajú na trávení organických látok (podobne ako lyzozómy živočíšnej bunky). Vznikajú spoločnou prácou ER a Golgiho komplexu. Najprv sa vytvorí a funguje niekoľko vakuol, ktoré sa počas starnutia buniek spájajú do jednej centrálnej vakuoly.

Plastidy- autonómne dvojmembránové organely, vnútorný obal má výrastky - lamely. Všetky plastidy sú rozdelené do troch typov:

Leukoplasty– nepigmentované útvary, schopné ukladať škrob, bielkoviny, lipidy;
chloroplasty– zelené plastidy, obsahujú pigment chlorofyl, schopný fotosyntézy;
chromoplasty– oranžové kryštály v dôsledku prítomnosti karoténového pigmentu.

Organely jedinečné pre živočíšne bunky

Rozdiel medzi rastlinnou bunkou a živočíšnou bunkou je absencia centriolu, trojvrstvovej membrány.

Centrioles– párové organely umiestnené v blízkosti jadra. Podieľajú sa na tvorbe vretienka a prispievajú k rovnomernej divergencii chromozómov k rôznym pólom bunky.

Plazmatická membrána— živočíšne bunky sa vyznačujú trojvrstvovou odolnou membránou, vybudovanou z lipidov a bielkovín.

Porovnávacie charakteristiky rastlinných a živočíšnych buniek

Porovnávacia tabuľka živočíšnych a rastlinných buniek
Vlastnosti	rastlinná bunka	živočíšna bunka
Organelová štruktúra	Membrána
Jadro	Vytvorené, so sadou chromozómov
divízie	Reprodukcia somatických buniek mitózou
Organoidy	Podobný súbor organel
Bunková stena	+	-
Plastidy	+	-
Centrioles	-	+
Typ napájania	Autotrofné	Heterotrofný
Syntéza energie	S pomocou mitochondrií a chloroplastov	Len s pomocou mitochondrií
Metabolizmus	Výhoda anabolizmu oproti katabolizmu	Katabolizmus prevyšuje syntézu látok
Inklúzie	Živiny (škrob), soli	Glykogén, bielkoviny, lipidy, sacharidy, soli
Cilia	Málokedy	Jedzte

Rastlinné bunky vďaka chloroplastom uskutočňujú procesy fotosyntézy - premieňajú energiu slnka na organické látky, živočíšne bunky toho nie sú schopné.

Mitotické delenie rastliny sa vyskytuje prevažne v meristéme, charakterizované prítomnosťou ďalšieho štádia - preprofázy; v živočíšnom tele je mitóza vlastná všetkým bunkám.

Veľkosti jednotlivých rastlinných buniek (asi 50 mikrónov) presahujú veľkosti živočíšnych buniek (asi 20 mikrónov).

Vzťah medzi rastlinnými bunkami sa uskutočňuje prostredníctvom plazmodesmat a u zvierat - prostredníctvom desmozómov.

Vakuoly v rastlinnej bunke zaberajú väčšinu jej objemu, u zvierat sú to malé útvary v malom množstve.

Bunková stena rastlín je tvorená celulózou a pektínom, u zvierat sa membrána skladá z fosfolipidov.

Rastliny nie sú schopné aktívneho pohybu, preto sa prispôsobili autotrofnému spôsobu výživy, pričom nezávisle syntetizujú všetky potrebné živiny z anorganických zlúčenín.

Zvieratá sú heterotrofy a využívajú exogénne organické látky.

Podobnosť v štruktúre a funkčnosti rastlinných a živočíšnych buniek naznačuje jednotu ich pôvodu a príslušnosti k eukaryotom. Ich charakteristické črty sú spôsobené ich odlišným spôsobom života a stravovania.

Vedci umiestňujú živočíšnu bunku ako hlavnú časť tela predstaviteľa živočíšnej ríše – jednobunkovej aj mnohobunkovej.

Sú eukaryotické, so skutočným jadrom a špecializovanými štruktúrami – organelami, ktoré vykonávajú diferencované funkcie.

Rastliny, huby a protisty majú eukaryotické bunky; baktérie a archaea majú jednoduchšie prokaryotické bunky.

Štruktúra živočíšnej bunky sa líši od rastlinnej bunky. Živočíšna bunka nemá steny ani chloroplasty (organely, ktoré fungujú).

Kresba zvieracej bunky s titulkami

Bunka pozostáva z mnohých špecializovaných organel, ktoré vykonávajú rôzne funkcie.

Najčastejšie obsahuje väčšinu, niekedy všetky existujúce typy organel.